Metale otaczają nas zawsze i wszędzie. Dziś jest integralną częścią wielu rzeczy, z których korzystamy na co dzień. Wystarczy rozejrzeć się po pokoju, w którym się znajdujesz, aby zrozumieć, że tak jest naprawdę.
Od czasów szkolnych wiemy, że wszystkie te minerały dzielą się na dwie duże grupy - metale żelazne i nieżelazne. Które z nich należą do której grupy, musimy się dowiedzieć. Jakie metale nieżelazne występują na naszej planecie?
Co to jest black metal
Kategoria „metali żelaznych” obejmuje żelazo i wszystkie jego stopy, które obecnie istnieją. Żelazo w czystej postaci znajduje się tylko w laboratoriach badawczych. Głównie jest to stal.
Ten rodzaj metalu powstaje poprzez połączenie żelaza z węglem i dodanie dodatkowych pierwiastków, które nadają otrzymanemu metalowi pewne właściwości niezbędne w danej produkcji (np. magnetyczne).
Żelazo i stal
Z reguły w produkcji metali żelaznych istnieje kilka standardowych etapów: wydobycie rudy i jej obróbka w wielkim piecu. Następnie uzyskuje się żeliwo, z którego następnie otrzymuje sięwszelkiego rodzaju stopy stali i żelaza. Te ostatnie są coraz częściej wykorzystywane w przemyśle ciężkim. W przeciwieństwie do nich metale nieżelazne są substancją bardziej miękką o nieco innych właściwościach, znajdują zastosowanie w innym obszarze.
Skład żeliwa zawiera 93% żelaza i około 3-5% węgla, plus pierwiastki resztkowe w niewielkich ilościach. Ten materiał jest rzadko używany do produkcji, ponieważ jest delikatny. Można go znaleźć w produkcji niektórych rodzajów rur, zaworów lub zaworów. Jednak większość wyprodukowanego żelaza (ponad 90%) jest przetwarzana na stal.
Główne rodzaje stali, które są wykonane z żelaza to: stal węglowa i niskowęglowa (hartowana), stal nierdzewna, ferrytowo-chromowa, chromowa, martenzytyczno-chromowa, chromowo-wanadowa, stopowa, nikiel, wolfram, molibden i stali manganowej.
Ruda żelaza
W czystej postaci ten pierwiastek układu okresowego w skorupie ziemskiej jest zawarty w dość małych ilościach (tylko 5,5%). Ale jest go dużo w składzie różnych rud żelaza.
Najważniejsze złoża (rezerwa wynosi ponad 30 bilionów ton) to warstwy żelazistych kwarcytów, których wiek wynosi ponad dwa miliardy lat. Są one dystrybuowane głównie w takich miejscach jak Ameryka Południowa i Północna, Afryka, Indie i zachodnia Australia.
Co to są metale nieżelazne
Kolejna duża grupa metali, w przeciwieństwie do poprzedniej, ma więcejmiękkie właściwości, są bardziej plastyczne, mają przewodność cieplną i elektryczną, odporność na korozję i wiele innych.
Metale nieżelazne to łączna nazwa wszystkich metali i ich stopów, z wyjątkiem żelaza. Można je również nazwać „metalami nieżelaznymi”, co byłoby całkiem słuszne.
Metale nieżelazne to:
- złoto, srebro, platyna (metale szlachetne);
- aluminium, tytan, magnez, lit, beryl (lekki);
- miedź, cyna, ołów, cynk, kob alt, nikiel (ciężki);
- niob, molibden, cyrkon, chrom, wolfram (ogniotrwały);
- ind, gal, tal (rozproszone);
- skand, itr i wszystkie lantanowce (ziemia rzadkie);
- rad, technet, aktyn, polon, tor, fran, uran i pierwiastki transuranowe (radioaktywne).
Historia metalurgii metali nieżelaznych
Metale nieżelazne są obecnie aktywnie wykorzystywane w inżynierii, przemyśle chemicznym, budownictwie i wielu innych obszarach produkcji. Dzięki postępowi naukowemu i technologicznemu zakres tego materiału stale się poszerza, a technologie wydobycia metali wciąż się doskonalą.
Z biegiem czasu wzrosło wykorzystanie metali nieżelaznych, co doprowadziło do odkrycia nowych pierwiastków i nazw. Do produkcji zaczęto wykorzystywać coraz więcej metali. Na początku XX wieku używano około 15 przedmiotów, a po 50 latach - dwukrotnie więcej. Do chwili obecnej stosuje się ponad 70 różnych metali, co stanowi większość wśród obecnychsławny.
Wzrost popytu na ciężkie metale nieżelazne był spowodowany rosnącymi potrzebami przemysłu zbrojeniowego (do produkcji amunicji), ale grupa lekkich znalazła zastosowanie w przemyśle lotniczym.
Szlachetna grupa jest szeroko wykorzystywana do produkcji biżuterii i ozdób od czasów starożytnych. W latach 90. XX wieku do tych celów zużyto 78% złota, 36% platyny i 15% srebra. Jeśli weźmiemy pod uwagę inne dziedziny, w których wykorzystywane są szlachetne metale nieżelazne, to są to produkcja elektroniczna (złote styki w urządzeniach), produkcja samochodów (około 43% platyny), a do produkcji materiałów filmowych i fotograficznych używano srebra.
Cechy metali nieżelaznych
Każdy z metali z tej grupy ma właściwości, które w dużej mierze decydują o jego przynależności. Prowadzi to również do stosowania metali nieżelaznych w wielu gałęziach przemysłu.
Na przykład większość z nich ma wysoką pojemność cieplną i przewodność cieplną, co daje im możliwość szybkiego chłodzenia po spawaniu. Jest to wada: podczas pracy z metalami takimi jak magnez i miedź, trzeba je podgrzać bezpośrednio przed spawaniem, a w trakcie samego procesu trzeba używać silnych źródeł ciepła, aby nie ostygły.
Kolejną charakterystyczną właściwością jest zmniejszenie właściwości mechanicznych. W związku z tym należy ostrożnie z nimi pracować, aby uniknąć deformacji.
Metale kolorowe w procesie aktywnego nagrzewaniareagują z gazami. Tytan, molibden i tantal wyraźnie pokazują tę właściwość.
Ta grupa metali może być używana przez długi czas, ale musi być chroniona przed tlenem, który niszczy metale. Aby to zrobić, na przykład przewodniki są pokryte lakierem ochronnym. Wcześniej metal poddawał się procesowi gruntowania w dwóch warstwach.
Rudy miedzi
Ten typ rud jest najbardziej powszechny w kategorii metali nieżelaznych. Metal ten ma również najszersze zastosowanie: budownictwo, energetyka przemysłowa, produkcja samolotów, medycyna, produkcja wydajnych wymienników ciepła i wiele innych.
Miejsca złóż miedzi są również zróżnicowane. Dziś dużą wagę przywiązuje się do słabo rozpowszechnionych rud (typu porfirowanego), które wydobywa się w kominach wulkanów. Pierwiastek chemiczny powstał z gorącego roztworu pochodzącego z komór magmowych. Duży zapas takiej rudy znajduje się w Ameryce Północnej i Południowej.
Innym rodzajem rudy miedzi jest piryt, wydobywany z dna mórz i oceanów. Źródło - ląduje na Uralu.
Innym ogromnym źródłem takich rud jest piaskowiec miedzi (region Chita w Rosji, Katanga w Afryce).
Zatem metale nieżelazne są niezbędnym materiałem do produkcji wielu rzeczy, które nas otaczają.
