Giải mã về ngành công nghiệp luyện kim/ Tất tần tật về ngành công nghiệp luyện kim
Công nghiệp luyện kim là một lĩnh vực có lịch sử lâu đời, đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm kim loại dùng hàng ngày. Để tìm hiểu sâu hơn về ngành này, hãy tham khảo thông tin chi tiết được trình bày trong bài viết dưới đây.
Luyện kim là gì?
Ngành công nghiệp luyện kim tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ và phức tạp, tập trung vào việc tinh chế các kim loại từ nguồn tài nguyên quặng và các nguyên liệu khác. Dù Việt Nam là một trong 10 quốc gia giàu tài nguyên khoáng sản, tiềm năng khai thác vẫn chưa được khám phá đầy đủ. Trong ngành luyện kim, việc khai thác quặng sắt và nhập khẩu nguyên liệu từ các nước phát triển đang trở thành xu hướng quan trọng.
Quy trình tinh chế kim loại nhằm đạt độ tinh khiết cao và tạo hợp kim đáp ứng yêu cầu đã trở nên phức tạp hơn bao giờ hết. Các bước công nghệ luyện kim bao gồm hoá học, tinh chế, cán, đúc và định hình kim loại phù hợp với mục đích sử dụng. Luyện kim đã tồn tại từ xa xưa, từ luyện đồng đến các công nghệ tiên tiến hơn như chế tạo hợp kim và quá trình chế tạo kim loại bằng áp lực. Thông qua việc điều chỉnh thành phần hóa học và cấu trúc, ngành luyện kim tạo ra các loại kim loại phù hợp với nhu cầu ứng dụng của con người.
Quy trình luyện kim
Quá trình luyện kim bao gồm các bước sau:
Bước 1: Tiến hành xử lý quặng thô, bao gồm các công đoạn nghiền, tuyển lựa, đóng bánh, và vê viên để chuẩn bị cho việc tách kim loại khỏi quặng. Quặng được đóng lại thành cục khối lớn để tăng độ bền và kích thước phù hợp cho quá trình luyện kim.
Bước 2: Tách các kim loại khỏi quặng và các vật liệu khác.
Bước 3: Thực hiện quá trình làm sạch và tinh luyện kim loại.
Bước 4: Sản xuất các kim loại và hợp kim.
Bước 5: Tạo ra bột kim loại sạch và nguyên tử cacbit để sử dụng trong các quá trình chế tạo vật liệu tổ hợp có tính chất cơ học đặc biệt vượt trội so với các kim loại và hợp kim thông thường.
Bước 6: Tại lò, thợ công nghiệp sản xuất các hợp kim trung gian như ferro hoặc silic mangan để phục vụ quá trình luyện kim.
Bước 7: Thực hiện quá trình đúc khuôn sản phẩm, trong đó kim loại lỏng được đổ vào các loại khuôn như khuôn kim loại, khuôn cát hoặc khuôn đúc liên tục.
Bước 8: Sản phẩm sau đó trải qua quá trình cán để làm biến dạng phôi kim loại dẻo loại.
Bước 9: Tiếp theo là giai đoạn nhiệt luyện bao gồm nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội, với các công đoạn quan trọng như “Tôi,” “Ram,” và “Ủ” để đạt được tính chất cơ học mong muốn.
Bước 10: Thực hiện gia công hóa nhiệt và cơ nhiệt đối với kim loại.
Bước 11: Tráng phủ bề mặt sản phẩm kim loại để bảo vệ, trang trí và tạo khuếch tán các kim loại hay phi kim loại khác trên bề mặt sản phẩm.
Các kiểu luyện kim
Hiện nay trên thị trường, có hai phương pháp chính để luyện kim, bao gồm hỏa luyện kim và thuỷ luyện kim.
- Hỏa luyện kim: là quá trình khôi phục lại kim loại trong môi trường chứa các chất oxi hóa mạnh như C, H2,… Quá trình khôi phục thường tạo ra nhiều nhiệt năng, vì vậy phương pháp này còn được gọi là “hỏa luyện”.
- Thuỷ luyện kim: là quá trình khôi phục kim loại trong môi trường tương tác với các chất hóa học hoặc trong điều kiện điện phân (thường là điện phân trong môi trường nóng chảy hoặc trong môi trường có nhiệt độ cao).
Phân loại luyện kim:
Luyện kim hiện nay được phân ra 2 loại chính: Quá trình Luyện kim đen và quá trình luyện kim màu.
1/ Luyện kim đen
Luyện kim đen là quá trình sản xuất ra sắt và thép đều có nguồn gốc từ sắt. Đây cũng là một trong những ngành cơ bản nhất là của công nghiệp nặng. Chúng tạo ra nguyên liệu chính để chế sản xuất những thiết bị máy móc và tiến hành gia công sắt. Hầu như hiện nay trong tất các ngành kinh tế đang sử dụng những sản phẩm cơ khí của ngành luyện kim. Kim loại đen hiện nay chiếm khoảng 90% trong tổng giá trị sản xuất trên toàn cầu. Ngành luyện kim năm 2021 đang phát triển mạnh hơn với sự phát minh ra động cơ đốt trong ngành xây dựng đường sắt, sản xuất thép, chế tạo ra tàu thuỷ và sau này là sản xuất ô tô, chế tạo máy móc, sản xuất phân bón. .. Ngành luyện kim ở thời đại hiện nay cũng cần một lượng lớn nguyên liệu để sản xuất: sắt thép phế liệu, than và cả nguồn đá vôi. Quy trình sản xuất hiện nay khá phức tạp.
Nguyên liệu dùng trong ngành luyện kim đen:
Để trải qua quá trình sản xuất gang thép cần chuẩn bị các nguyên liệu như sau: Nguồn quặng sắt gồm quặng Hematit (Fe2O3) và quặng Manhetit (Fe3O4) . Các quặng sắt lớn ở Việt Nam tập trung tại các mỏ lớn như: ở tỉnh Thái Nguyên, tỉnh Yên Bái. Ngoài ra cần có thêm nguyên liệu chính là than cốc, môi trường không khí giàu oxi và cần cả đá vôi (CaCO3). Tất cả các nguyên liệu này được cho vào lò luyện kim (còn gọi là lò cao) . Khi đốt, chất cacbon oxit sẽ khử oxit sắt ở nhiệt độ cao hơn.
Theo số lượng ước tính, muốn sản xuất ra được 1 tấn gang hiện nay cần phải sử dụng chính xác:
+ 1,7 tấn – 1,8 tấn quặng sắt (tuỳ thuộc hàm lượng sắt (fe) trong quặng, nếu hàm lượng Fe thấp thì con số này sẽ lớn hơn nhiều).
+ 0,6 tấn- 0,7 tấn đá vôi làm chất trợ dung ( giúp chảy ) vì trong các loại quặng tuy đã làm giàu nhưng vẫn còn có đá không quặng. Nếu loại đá này thuộc loại axit (như silic oxit) phải dùng đá bazơ (đá vôi) làm chất giúp tan chảy; còn nếu là đá bazơ ( như là oxit canxi ) lại phải dùng các chất trợ dung là đá axit (cát thạch anh).
+ 0,6- 0,8 tấn than cốc được dùng để làm nhiên liệu vì khả năng than sẽ sinh nhiệt cao, chịu được sức nặng của các loại phôi liệu, kích thích sự cháy nhanh chóng và đều đặn.
2/ Luyện kim màu
Luyện kim màu là một kỹ thuật sản xuất vàng và các kim loại quý khác bằng cách hoà tan vàng và các kim loại quý khác vào dung dịch nhằm tạo ra hợp kim. Luyện kim màu đã được sử dụng từ cả ngàn năm trước đây và được xem là một trong những công nghệ lâu đời nhất của nền văn minh nhân loại. Trong quy trình luyện kim màu, những kim loại quý được hoà tan trong một dung dịch axit và sau đó được loại bỏ vàng từ hỗn hợp bằng cách sử dụng kim loại quý khác như là chất khử. Sau đó, hợp kim vàng được tạo ra bởi quá trình hoà tan và khử. Luyện kim màu được sử dụng phổ biến trong sản xuất các mặt hàng vàng và các kim loại quý khác bao gồm đồ mỹ nghệ, thiết bị gia dụng, trang sức và tiền xu. Nó cũng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, như sản xuất thiết bị điện, công nghiệp ô tô và y tế.
Nguyên liệu dùng trong ngành luyện kim màu:
Trong ngành luyện kim màu, các nguyên liệu chính bao gồm:
– Kim loại: Kim loại chính được sử dụng là đồng và đồng hợp kim như đồng-niken, đồng-alumni, đồng-kẽm. Ngoài ra, còn sử dụng một số kim loại khác như niken, thiếc, chì, sắt, vàng và bạc.
– Chất oxy hóa: Chất oxy hóa được sử dụng để tạo ra màu sắc trong kim loại. Các chất oxy hóa phổ biến nhất là oxit, sunfat và clorua của các kim loại.
– Chất khử: Chất khử được sử dụng để giảm bớt lượng oxy hóa trong kim loại và tạo ra màu sắc khác nhau. Chất khử thường được sử dụng là cacbonat natri, cacbonat kali, cacbonat natri-kali, borax và than hoạt tính.
– Chất đệm: Chất đệm được sử dụng để kiểm soát độ pH của dung dịch và tạo ra điều kiện lý tưởng cho quá trình luyện kim. Các chất đệm phổ biến nhất là bicarbonat natri, borax, natri cacbonat và axit borax.
– Chất phụ gia: Chất phụ gia được sử dụng để cải thiện quá trình luyện kim và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Các chất phụ gia phổ biến nhất là silicon, canxi oxit, clo, axit citric, gluconic acid và sodium benzoate.
Theo Luật Dương Gia
CÔNG TY TNHH LUYỆN KIM THĂNG LONG
Địa chỉ nhà máy: Lô K3-K4 KCN Minh Hưng – Hàn Quốc Phường Minh Hưng, Thi xã Chơn Thành, Tỉnh Bình Phước
VPĐD: Số 200 Nguyễn Văn Linh, Phường Tân Thuận Tậy, Quận 7, Thành phố Hồ Chí Minh
Hotline: 0932.868.088
