I. 철강 금속 제련 및 압연 가공

철금속 제련은 일반적으로 철광석을 주철로 제련하거나 주철을 강괴로 제련하는 것을 의미합니다. 압연 가공은 강괴를 강판이나 다양한 단면 강재로 압연하는 가공의 일종으로, 금속에 압력을 가하여 특정 형태로 늘리는 과정입니다.

II. 철금속

철금속은 주로 철과 그 합금을 의미하며, 여기에는 강철, 주철, 페로합금, 주철 등이 포함됩니다.

1、강철

강철은 탄소 함량(질량 백분율)이 0.02%에서 2.11% 사이인 철-탄소 합금을 일반적으로 지칭하는 용어입니다. 강철의 화학 조성은 상당히 다양할 수 있으며, 오직 탄소만 포함된 강철은 탄소강 또는 일반 강철이라고 불립니다.

2、주철

주철은 탄소 함량이 2%를 초과하는 철-탄소 합금입니다. 산업용 주철은 일반적으로 2.11%에서 4.3%의 탄소 함량을 가지며, C, Si, Mn, S, P와 같은 원소를 포함합니다. 이는 고로에서 철광석을 제련하여 얻은 제품입니다. 주철에 존재하는 탄소의 형태에 따라, 이는 제강용 주철, 주조용 주철, 연성 주철 등 여러 유형으로 추가 분류될 수 있습니다.

3、페로합금

페로합금 (영어: Ferroalloys) — 넓은 의미에서 페로합금은 제강 과정에서 탈산제, 원소 첨가제 등으로 용융철에 추가되어 철강에 특정 특성을 부여하거나 특정 요구 사항을 충족시키기 위한 제품 유형을 의미합니다. 이들은 철과 하나 이상의 원소로 구성된 중간 합금으로, 주로 철강 제련에 사용됩니다.

철강 산업에서 일반적으로, 철강 제조에 사용되는 모든 중간 합금은 철을 포함하든 포함하지 않든(예: 칼슘-실리콘 합금) "페로합금"이라고도 불립니다. 관례적으로, 특정 순수 금속 첨가제와 산화물 첨가제도 이 범주에 포함됩니다.

4、주철

주철은 주로 철, 탄소 및 실리콘으로 구성된 합금에 대한 일반적인 용어입니다. 이러한 합금에서 탄소 함량은 공정 온도에서 오스테나이트 고체 용액에 유지될 수 있는 양을 초과합니다.

제련 방법의 분류

1、파이로메탈러지

또한 건식 금속 공정으로 알려진 이 방법은 광석과 필요한 첨가제를 용광로에서 고온으로 가열하여 액체 상태로 녹이고, 필요한 화학 반응을 촉발하여 원자재 금속을 분리한 다음 정제하는 과정을 포함합니다.

2. 수화학적 제련

수화야금(Hydrometallurgy)은 산, 알칼리 또는 염의 수용액을 사용하여 화학적 방법을 통해 광석에서 필요한 금속 성분을 추출한 다음, 수용액 전해법과 같은 다양한 기술을 사용하여 금속을 생산하는 야금 공정입니다.

이 방법은 주로 저급, 내화성 또는 미세 분말 광석에 적용됩니다. 현재 전 세계 아연과 카드뮴의 75%가 로스팅-침출-수화 전해법을 사용하여 생산되며, 이는 전통적인 열 금속 제련 공정을 대체했습니다. 분리가 어려운 다른 금속(예: 니켈-코발트, 지르코늄-하프늄, 탄탈럼-니오븀 및 희토류 금속)에 대해서는 용매 추출 또는 이온 교환과 같은 새로운 수화 금속 기술이 분리에 사용되어 상당한 성과를 달성하고 있습니다.

3、화학 반응 (금속 공학)

특정 용매를 사용하여 원료에서 금속을 추출하고 분리하는 금속 공정으로, 화학 반응(산화, 환원, 중화, 가수분해, 복합화 등)을 포함합니다.

수화야금은 아연, 알루미늄, 구리 및 우라늄과 같은 산업에서 중요한 역할을 합니다. 전 세계의 알루미늄 산화물과 우라늄 산화물, 대부분의 아연, 그리고 일부 구리는 수화야금 방법을 사용하여 생산됩니다.

수산화 금속 공정의 장점은 매우 저급 광석(예: 금, 우라늄)에 적용 가능하고 유사한 금속(예: 하프늄 및 지르코늄)을 분리하기 어려운 상황에서도 적용 가능하다는 점입니다. 화학적 금속 공정과 비교했을 때, 더 간단한 물질 순환 과정, 원료에서 귀금속의 포괄적 회수 정도가 더 높으며, 환경 보호에 더 유리하고 생산 과정이 연속성과 자동화를 달성하기 더 쉽습니다.