Thực đơn
Luyện_kim
Luyện kim được phân ra hai loại chính: Luyện kim đen và luyện kim màu
Luyện kim đen là sản xuất ra gang và thép (là hợp kim của sắt và các bon). Đây là một trong những ngành quan trọng nhất của công nghiệp nặng, tạo ra nguyên liệu cơ bản cho ngành chế tạo máy móc và gia công kim loại. Hầu như tất cả các ngành kinh tế đều sử dụng các sản phẩm của ngành luyên kim. Kim loại đen chiếm 90% trong tổng khối lượng sản xuất trên thế giới.
* Xem bài chi tiết bài:gang và thép
Ngành luyên kim phát triển mạnh vào thế kỉ XIX nở rộ nhất vào sau thế chiến thứ 2 do nhu cầu kiến thiết lại châu Âu cùng với việc phát minh động cơ đốt trong, xây dựng đường sắt, chế tạo xe lửa, tàu thủy và sau này là công cụ, máy nông nghiệp, ô tô,...
Ngành luyện kim đen cần một lượng lớn nguyên liệu quặng sắt, nhiên liệu than cốc và các chất trợ dung đá vôi. Quy trình sản xuất rất phức tạp.
Luyện Gang lò cao
Sản xuất gang cần chuẩn bị các nguyên liệu như sau: quặng sắt gồm quặng hematit(Fe2O3) và manhetit (Fe3O4). Ở Việt Nam có nhiều quặng sắt như ở Thái Nguyên, Yên Bái, Hà Tĩnh.... Ngoài ra cần có than cốc, không khí giàu oxy và đá vôi CaCO3. Tất cả các nguyên liệu được đưa vào lò luyện kim (lò cao). Khi than cốc được đốt cháy sẽ sinh ra cacbon monoxit (CO) nó sẽ hoàn nguyên oxit sắt ở nhiệt độ cao và thu được gang.
+ 1,7 ~ 1,8 tấn quặng sắt (tuỳ thuộc hàm lượng sắt trong quặng, nếu hàm lượng sắt thấp thì con số này sẽ lớn hơn).
+ 0,6 ~ 0,7 tấn đá vôi làm chất trợ dung giúp tạo xỉ để khử một phần tạp chất và tạo màng che phủ trên bề mặt gang lỏng nhằm giảm khả năng ôxi hóa sắt trong lò. Trong quặng tuy đã làm giàu nhưng vẫn còn đá không quặng. Nếu đá này thuộc loại axit (như silic ôxit) phải dùng đá bazơ (đá vôi) làm chất giúp chảy; còn nếu là đá bazơ (như ôxit canxi) lại phải dùng chất trợ dung là đá axit (cát thạch anh).
+ 0,6 ~ 0,8 tấn than cốc dùng để làm nhiên liệu vì khả năng sinh nhiệt cao, chịu được sức nặng của phôi liệu, kích thích sự cháy.
Quặng sắt, than cốc, đá vôi có kích thước vừa phải được đưa qua miệng lò cao và xếp thành từng lớp. Không khí nóng thổi từ 2 bên lò từ dưới lên
C + O2(to) -> CO2 (khí)C + CO2(to) -> 2CO (khí)Nhờ có khí cacbon monoxit khử oxit sắt:
3CO + Fe2O3(to cao) -> 3CO2 + 2FeNgoài ra trong quặng lẫn tạp chất như MnO2, SiO2 cũng đều bị khử thành đơn chất
Đá vôi phân hủy thanh CaO rồi oxit hóa một số tạp chất có lẫn trong quặng như SiO2 tạo thành xỉ. Xỉ nhẹ nên nổi lên trên và đưa ra ngoài khỏi cửa lò
CaO + SiO2(to) -> CaSiO3Khí được tạo ra trong lò thoát ra ở phía trên gần miệng lò.
Sản xuất thép chủ yếu được sử dụng lò Bessemer, lò Martin để luyện thép. Thổi khí oxi qua lò đựng gang nóng chảy ở nhiệt độ cao. Khí oxi oxi hóa một số kim loại trong gang như Cu, Zn, Si, S.... Sản phẩm thu là thép.
Lưu trình trên đây là lưu trình đi từ quặng sắt qua lò cao thành gang lỏng và qua lò thổi (lò chuyển, lò oxy kiềm BOF) để thành thép. Ngoài ra còn có một vài lưu trình khác mà đáng chú ý là lưu trình từ quặng sắt và thép phế liệu được hoàn nguyên trực tiếp (DRI) thành sắt xốp sau đó vào lò hồ quang điện để ra thép.
Một số nước dẫn đầu về sản lượng thép như Trung Quốc, Hoa Kỳ, Đức, Nga, Hàn Quốc, Brazil... Một số nước công nghiệp phát triển chẳng hạn Nhật Bản, tuy trữ lượng không cao nhưng sản xuất thép vẫn lớn mạnh nhờ nhập quặng nguyên liệu từ các nước đang phát triển
| Nước | Năm 1800 | Năm 1900 | Tỉ lệ gia tăng (%) |
| Anh | 1,3 (triệu tấn) | 4,9 (triệu tấn) | 377% |
| Mĩ | 1,2 (triệu tấn) | 10,2 (triệu tấn) | 850% |
| Đức | 0,7 (triệu tấn) | 6,4 (triệu tấn) | 910% |
| Nước | Năm 1920 | Năm 1929 |
| Anh | 9,2 (triệu tấn) | 9,8(triệu tấn) |
| Pháp | 2,7 (triệu tấn) | 9,7 (triệu tấn) |
| Đức | 7,8 (triệu tấn) | 16,5 (triệu tấn) |
Kinh tế đang dần dần khôi phục, sản xuất công nghiệp nhất là luyện kim đang có xu hướng phát triển nhanh tại các nước phát triển. Phục hồi nhanh do chiến tranh gây ra
Sản lượng thép thô thế giới tăng 25,5% trong tháng 1/2010 so với cùng kỳ năm trước và tăng 1,8% so với tháng 12/2009 nhờ các nhà máy thép phục hồi sản xuất trong bối cảnh kinh tế phục hồi.
Theo số liệu của Hiệp hội Thép Thế giới (WSA), sản lượng thép toàn cầu tháng đầu năm nay đạt 108,9 triệu tấn, so với 86,8 triệu tấn cách đó một năm và 107 triệu tấn của tháng 12 năm 2009.
Sản lượng thép của Trung Quốc, quốc gia sản xuất và tiêu thụ thép lớn nhất thế giới, tăng 18,2% trong tháng qua, đạt 48,7 triệu tấn. So với tháng 12/09, sản lượng thép của Trung Quốc tăng 0,2%.
Tại Nhật Bản và Nga, quốc gia sản xuất thép lớn thứ hai và thứ ba thế giới, sản lượng tăng lần lượt 36,8% và 33% trong tháng 1 vừa qua..
Colin Hamilton, chuyên gia phân tích thuộc Macquarie cho biết, các nhà máy thép đang nỗ lực sản xuất càng nhiều càng tốt do giá nguyên liệu thô sẽ tăng trước tháng 4.
Được biết, các tập đoàn quặng BHP Billiton, Rio Tinto và Vale của Brasil đã chốt lại các cuộc đàm phán về giá quặng với các nhà sản xuất thép châu Á cho năm tới. Các công ty này muốn có giá quặng tăng thêm 40%. Kết quả là giá thép cũng tăng lên và sản lượng cũng theo xu hướng này. Tuy nhiên các nhà phân tích tin rằng sản lượng sẽ ở mức rất cao trong năm nay.
Cũng theo WSA, sản lượng thép của Mỹ, quốc gia sản xuất thép lớn thứ 4 thế giới, đã tăng 48,8% trong tháng 1, đạt 6,1 triệu tấn.
Tại châu Âu, sản lượng thép của Đức tăng 27,7% trong tháng 1, đạt 3,4 triệu tấn, sản lượng của Tây Ban Nha tăng 51,1% lên 1,4 triệu tấn.
Trong năm 2009, khu vực gặp khó khăn nhất về sản xuất thép là Bắc Mỹ khi sản lượng sụt giảm 34%, trong đó riêng Mỹ giảm 36,4%.
WSA cho biết thêm, trong tháng 1/2010, công suất sản xuất thép toàn cầu đạt 72,9%, so với 71,9% của tháng 12 năm 2009.[18]
| Xếp hạng | Nước | Sản lượng (Triệu tấn) |
| 1 | Trung Quốc | 567,8 |
| 2 | Nhật Bản | 87,5 |
| 3 | Nga | 59,9 |
| 4 | Mỹ | 58,1 |
| 5 | Ấn Độ | 56,6 |
| 6 | Hàn Quốc | 48,6 |
| 7 | Đức | 32,7 |
| 8 | Ukraine | 29,8 |
| 9 | Brazil | 26,5 |
| 10 | Thổ Nhĩ Kỳ | 25,3 |
| Nước | Sản lượng (Triệu tấn) | Tỉ lệ giảm (%) |
| Brazil | 18,4 | 31,4% |
| Mexico | 9,96 | 29,5% |
| Argentina | 2,78 | 36,9% |
| Chile | 0,87 | 32,8% |
| Paraguay | 0,04 | 38% |
| Peru | 5,1 | 41,6% |
| Venezuela | 2,83 | 12,6% |
| Toàn Mĩ La Tinh | 37,1 | 29,6% |
Ngoài ra có các phương pháp luyện kim phi cốc tạo ra sắt xốp từ quặng mà không cần đến than cốc. Đây là một bước ngoặt trong công nghiệp luyện kim, từ quặng ta có thế sản xuất Gang hoặc Thép theo ý muốn trong khi Luyện kim truyền thống chỉ có tạo ra Gang bằng lò cao từ quặng và tiêu tốn rất nhiều than cốc cho một mẻ Gang. Trong khi hiện tại Việt Nam chưa tự cung cấp được nguồn nguyên liệu Than cốc, chủ yếu là nhập khẩu từ Trung Quốc.
Sản xuất ra các kim loại như đồng, chì, thiếc, nhôm, kẽm, bạc, vàng... không có sắt. Nhiều kim loại có giá trị chiếm lược. Dùng để sản xuất máy bay, tàu cảng, dụng cụ, các công trình xây dựng, điện tử, cơ khí, hóa chất và được dùng trong cả các ngành bưu tính công nghệ thông tin, tin học... Các kim loại màu được phân thành 4 nhóm chính là kim loại màu cơ bản, kim loại màu hợp kim, kim loại màu quý và kim loại màu hiếm.
| Tên quặng | Phân bố | Sản lượng và khai thác nhiều |
| Bôxit | Úc, Guinea, Jamaica, Brazil, Việt Nam... | Sản lượng 25 triệu tấn nhôm / năm. Các nước đứng đầu: Hoa Kỳ, Nga, Canada, Úc |
| Đồng | Chile, Hoa Kỳ, Canada, Nga, Dambia, Philippine, Congo | Sản lượng 15 triệu tấn / năm Các nước đứng đầu: Chile, Hoa Kỳ, Canada, Nga, Trung Quốc |
| Niken | Nga, Canada, Úc, Cuba | Sản lượng 1,1 triệu tấn Các nước đứng đầu: Nga, Canada, Úc |
| Kẽm | Canada, Úc, Hoa Kỳ, Ấn Độ, Peru, Nga | Sản lượng 7 triệu tấn Các nước đứng đầu: Canada, Úc, Hoa Kỳ, Peru, Trung Quốc |
* Xem chi tiết bài: Kim loại
* Quy trình luyện kim nhôm:
Nguyên liệu: Al2O3 (quặng bôxit)
2Al2O3 (điện phân nóng chảy + criolit) --> 4Al + 3O2
| Tháng/Năm | Tổng sản lượng (nghìn tấn) | Sản lượng trung bình ngày (nghìn tấn) |
| Năm 2005 | 23.463 | 64,3 |
| Năm 2006 | 23.869 | 65,4 |
| Năm 2007 | 24.812 | 68,0 |
| Năm 2008 | 25.654 | 70,1 |
| 8 tháng đầu năm 2008 | 17.145 | 70,3 |
| Tháng 8/2008 | 2.175 | 70,2 |
| Tháng 9/2008 | 2.110 | 70,3 |
| Tháng 10/2008 | 2.187 | 70,5 |
| Tháng 11/2008 | 2.082 | 69,4 |
| Tháng 12/2008 | 2.130 | 68,7 |
| 8 tháng đầu năm 2009 | 15.638 | 64,4 |
| Tháng 1/2009 | 2.094 | 67,5 |
| Tháng 2/2009 | 1.852 | 66,1 |
| Tháng 3/2009 | 2.019 | 65,1 |
| Tháng 4/2009 | 1.914 | 63,8 |
| Tháng 5/2009 | 1.965 | 63,4 |
| Tháng 6/2009 | 1.892 | 63,1 |
| Tháng 7/2009 | 1.948 | 62,8 |
| Tháng 8/2009 | 1.954 | 63,0 |
* Quy trình sản xuất mangan:
Thực đơn
Luyện_kimLiên quan
Tài liệu tham khảo
WikiPedia: Luyện_kim