Металите ни заобикалят винаги и навсякъде. Днес той е неразделна част от много неща, които използваме всеки ден. Достатъчно е само да огледате стаята, в която се намирате, за да разберете, че това наистина е така.
Още от училище знаем, че всички тези минерали са разделени на две големи групи - черни и цветни метали. Кои от тях към коя група принадлежат, трябва да разберем. Какви цветни метали съществуват на нашата планета?
Какво е блек метъл
Категорията "черни метали" включва желязото и всички негови сплави, които съществуват в момента. В чист вид желязото се намира само в изследователските лаборатории. Основно е стомана.
Този тип метал се образува чрез комбиниране на желязо с въглерод и добавяне на допълнителни елементи, които придават на получения метал определени свойства, необходими при конкретно производство (например магнитни).
Желязо и стомана
По правило при производството на черни метали има няколко стандартни фази: добив на руда и нейната обработка в доменна пещ. След това се получава чугун, от който впоследствие се получававсякакъв вид стомана и железни сплави. Последните се използват по-често в тежката индустрия. За разлика от тях, цветните метали са по-меко вещество с малко по-различни свойства, те се използват в различна област.
Съставът на чугуна включва 93% желязо и около 3-5% въглерод, плюс остатъчни елементи в малки количества. Този материал рядко се използва за производство, тъй като е крехък. Може да се намери при производството на определени видове тръби, клапани или клапани. Но по-голямата част от произведеното желязо (над 90%) се преработва в стомана.
Основните видове стомана, които се произвеждат от желязо са: въглеродна и нисковъглеродна (закалена) стомана, неръждаема, ферит-хром, хром, мартензит-хром, хром-ванадий, сплав, никел, волфрам, молибден и манганова стомана.
желязна руда
В чист вид този елемент от периодичната таблица в земната кора се съдържа в сравнително малки количества (само 5,5%). Но има много от него в състава на различни железни руди.
Най-значимите находища (запасът е над 30 трилиона тона) са пластове железни кварцити, чиято възраст е повече от два милиарда години. Разпространени са главно на места като Южна и Северна Америка, Африка, Индия и Западна Австралия.
Какво представляват цветните метали
Друга голяма група метали, за разлика от предишната, има повечемеки свойства, те са по-пластични, имат топло- и електрическа проводимост, устойчивост на корозия и много други.
Цветни метали е комбинираното наименование на всички метали и техните сплави, с изключение на желязото. Те също могат да бъдат наречени "цветни метали", което би било съвсем справедливо.
Цветните метали са:
- злато, сребро, платина (благородни метали);
- алуминий, титан, магнезий, литий, берилий (лек);
- мед, калай, олово, цинк, кобалт, никел (тежък);
- ниобий, молибден, цирконий, хром, волфрам (огнеупорен);
- индий, галий, талий (разпръснат);
- скандий, итрий и всички лантаноиди (редкоземни);
- радий, технеций, актиний, полоний, торий, франций, уран и трансуранови елементи (радиоактивни).
История на цветната металургия
Цветните метали се използват активно днес в машиностроенето, химическата промишленост, строителството и много други области на производството. Благодарение на научния и технологичния прогрес, обхватът на този материал непрекъснато се разширява, а технологиите за добив на метали продължават да се подобряват.
С течение на времето употребата на цветни метали нарасна, което доведе до откриването на нови елементи и имена. Все повече и повече метали започват да се използват в производството. В началото на 20 век са използвани около 15 артикула, а след 50 години - два пъти повече. Към днешна дата се използват повече от 70 различни метала, което е мнозинството сред съвременнитеизвестен.
Ръстът на търсенето на тежки цветни метали се дължи на нарастващите нужди на военната индустрия (за производство на боеприпаси), но група леки се използва в аерокосмическата индустрия.
Благородната група е била широко използвана за производството на бижута и орнаменти от древни времена. През 90-те години на 20 век за тези цели са използвани 78% злато, 36% платина и 15% сребро. Ако вземем други области, където се използват благородни цветни метали, това са електронното производство (златни контакти в устройствата), производството на автомобили (около 43% платина), а среброто се използва за направата на филмови и фотографски материали.
Характеристики на цветни метали
Всеки от металите от тази група има свойства, които до голяма степен определят принадлежността му към него. Това също води до използването на цветни метали в много индустрии.
Така, например, повечето от тях имат висок топлинен капацитет и топлопроводимост, което им дава възможност да се охлаждат бързо след заваряване. Това има и недостатък: когато работите с метали като магнезий и мед, трябва да ги нагреете непосредствено преди заваряване, а по време на самия процес трябва да използвате силни източници на топлина, за да не се охладят.
Друго характерно свойство е намаляването на механичните свойства. С оглед на това е необходимо внимателно да се работи с тях, за да се избегне деформация.
Цветни метали в процес на активно нагряванереагират с газове. Титан, молибден и тантал ясно демонстрират това свойство.
Тази група метали може да се използва дълго време, но те трябва да бъдат защитени от кислород, който разрушава металите. За да направите това, проводниците, например, са покрити със защитен лак. Преди това металът се поддава на грундиране на два слоя.
Медни руди
Този тип руди е най-разпространеният в категорията на цветните метали. Този метал има и най-широката област на употреба: строителство, промишлена енергетика, производство на самолети, медицина, производство на ефективни топлообменници и много други.
Места на медни находища също са разнообразни. Днес голямо значение се придава на лошо разпръснатите руди (порфириран тип), които се добиват в отворите на вулканите. Химичен елемент се е образувал от горещ разтвор, който идва от магматични камери. Голям запас от такава руда се намира в Северна и Южна Америка.
Друг вид медна руда е пирит, добиван от дъното на моретата и океаните. Източник - каца в Урал.
И друг огромен източник на такива руди е медният пясъчник (регион Чита в Русия, Катанга в Африка).
По този начин цветните метали са незаменим материал за производството на много неща, които ни заобикалят.
