Kim loại đen: lắng đọng, tích trữ. Luyện kim loại đen

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Kim loại là vật liệu không bao giờ mất đi sự phù hợp. Chúng được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày và trong công nghiệp. Tất nhiên, ngày nay họ đã nghĩ ra rất nhiều chất thay thế khác nhau, trên cơ sở đó thu được những nguyên liệu có chất lượng không thua kém gì kim loại. Tuy nhiên, chúng không thể được thay thế hoàn toàn. Thật khó để tưởng tượng hàng rào và cổng, song sắt, nắp cống, công cụ và nhiều thứ khác từ thứ gì khác.

Mặc dù nhựa, thủy tinh, silicone, polyethylene và polypropylene đã đi vào cuộc sống hiện đại của con người, nhưng rất khó để thay thế các bộ phận cơ bản của cấu trúc, nhiều bộ phận của ô tô và các phương tiện khác bằng bất kỳ phương tiện thay thế nào cho kim loại. Cô ấy không tồn tại.

Kim loại trong Bảng tuần hoàn

Trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, kim loại chiếm vị trí hàng đầu. Trong số 117 vị trí được biết đến ngày nay, hơn 90 vị trí thuộc về kim loại. Tất cả các nguyên tố này đều có một số đặc điểm đặc trưng cho phép chúng được xếp vào nhóm kim loại:

1. Có khả năng dẫn điện.
2. Có tính dẫn nhiệt.
3. Dễ uốn, dễ uốn, có thể cuộn thành tấm và dây (không phải tất cả).
4. Có ánh bạc (trừ đồng và vàng).

Ngoài các thuộc tính chung, mỗi phần tử tương tự có một số đặc tính cụ thể, điều này khiến nó trở nên rất phổ biến.

Kiểu chữ

Tất cả các kim loại là những chất đơn giản cũng có thể được chia thành ba lớp:

1. Đen.
2. Màu.
3. Quý.

Kim loại màu bao gồm tất cả mọi thứ ngoại trừ quý và sắt. Đó là đồng, thủy ngân, palađi, crom, niken, kẽm, magiê, canxi, nhôm, chì, thiếc, v.v.

Kim loại quý bao gồm những thứ sau:

• bạc;
• vàng;
• bạch kim.

Kim loại đen - chúng là gì?

Lớp này bao gồm:

• sắt và tất cả các hợp kim của nó;
• mangan;
• rôm;
• vanadium;
• titan;
• actinides và uranium (thorium, plutonium, neptunium và những chất khác);
• vonfram;
• kim loại kiềm.

Tức là, trong tổng số các chất này, kim loại đen chiếm một phần nhỏ hơn. Và hầu hết không phải là loại phổ biến nhất (ngoại trừ sắt) nằm trong vỏ và ruột trái đất.

Nhưng mặc dù thực tế là kim loại đen được đại diện bởi một số lượng nhỏ các nguyên tố như vậy, chúng rất phổ biến và nhiều trong sản xuất và chế biến. Khối lượng lớn các sản phẩm, bộ phận, phụ kiện được làm bằng sắt và các hợp kim của nó.

Luyện kim loại đen khá rộng rãi và có nhu cầu trên toàn thế giới. Khai thác và chế biến sắt là một trong những nhiệm vụ kinh tế kỹ thuật tiên tiến của nhiềucác quốc gia trên thế giới, bao gồm cả Nga.

Tiền gửi kim loại đen trên hành tinh

Sắt về mặt khai thác đứng đầu trong số tất cả các kim loại. Hàm lượng khối lượng của nó trong tự nhiên, bao gồm cả trong vỏ trái đất, là hàng tỷ. Đồng thời, theo các chuyên gia, ngày nay con người mới chỉ khám phá được một trăm tỷ tấn.

Nếu chúng ta nói về các mỏ kim loại đen trên thế giới, chủ yếu là sắt, cần lưu ý rằng chúng có ở tất cả các lục địa, ở tất cả các nơi trên thế giới, ngoại trừ các điểm ở Viễn Bắc. Đồng thời, phân phối theo quốc gia xấp xỉ như sau (theo thứ tự giảm dần):

• Nga (khoảng bốn mươi phần trăm tổng trữ lượng thế giới);
• Braxin;
• Úc;
• Canada;
• Mỹ;
• Trung Quốc;
• Ấn Độ;
• Thụy Điển.

Gửi tiền tại Nga

Ở Nga, kim loại đen được chứa ở hầu hết các quận liên bang quy mô lớn.

1. Quận Trung tâm Liên bang (dị thường từ trường Kursk) - hơn 59%.
2. Quận Liên bang Ural - 14%.
3. Quận Siberi - 13%.
4. Viễn Đông - 8%.
5. Quận Liên bang Tây Bắc - 4%.
6. Privolzhsky - 0,5%.

Ở mỗi quận trên đều có một xí nghiệp thực hiện luyện kim màu. Nga rõ ràng là nước dẫn đầu thế giới về chỉ số này và theo đánh giá của nguồn dự trữ, điều này sẽ tiếp tục trong một thời gian rất dài.

Chiết xuất vật liệu

Việc sản xuất kim loại đen bao gồm một số quy trình phức tạp. Thứ nhất, kim loại đen không xuất hiện ở dạng bản địa, mà là một phần của quặng tương ứng (mangan, sắt, v.v.). Vì vậy, trước khi thu được kim loại, cần phải khai thác đá từ đất - quặng.

Quá trình này được thực hiện bởi ngành công nghiệp khai thác. Đồng thời, quặng chứa sắt có thể giàu và bão hòa hoặc nghèo kim loại. Vì vậy, sau khi khai thác lớp quặng, mảnh của nó được đem đi phân tích hóa học. Nếu hàm lượng định lượng của kim loại trên 57-60% thì công việc tiếp tục. Nếu nó thấp hơn, sau đó họ dừng lại hoặc di chuyển đến lãnh thổ khác để tìm kiếm quặng phong phú hơn. Nếu không, quy trình này đơn giản là không hiệu quả về mặt kinh tế.

Giai đoạn tiếp theo, bao gồm sản xuất kim loại đen, là xử lý quặng khai thác tại một nhà máy đặc biệt. Quá trình này được gọi là luyện kim. Nó có thể có một số loại:

1. Thủy luyện - công nghệ khai thác và chế biến quặng dựa trên việc sử dụng nước. Đồng thời, trong quá trình rửa trôi, các kim loại từ thành phần của quặng đi vào dung dịch, và từ đó chúng được chiết xuất ở dạng tinh khiết bằng phương pháp điện phân. Về mặt năng lượng và vật chất, phương pháp này đắt hơn, do đó nó chỉ được sử dụng cho các kim loại đặc biệt.
2. Luyện kim là cơ sở của kỹ thuật sử dụng lửa. Quy trình nhiệt luyện quặng trong lò cao sử dụng than cốc. Cách phổ biến nhất để chế biến quặng vàkhai thác kim loại. Được sử dụng trong luyện kim màu.
3. Luyện kim. Dựa trên hoạt động của các sinh vật sống, nó mới bắt đầu được đưa vào thực tế, nó đang được phát triển bởi các nhà công nghệ sinh học. Điểm mấu chốt là khả năng một số vi sinh vật chiết xuất kim loại từ thành phần của quặng trong quá trình sống của chúng.

Chế

Tại nhà máy chế biến, quặng khai thác có chứa kim loại đen được xử lý cẩn thận. Tất cả các quy trình này được phản ánh trong bảng dưới đây.

Quy trình công nghệ	Bản chất của quá trình	Kết quả
1. Người thụ hưởng quặng	Tách một phần quặng chứa kim loại từ đá thải. Có thể xảy ra theo một trong ba cách: từ tính (dựa trên tính sắt từ của sắt); trọng lực (cơ sở - mật độ khác nhau của chất thải và đá giàu); nổi (dựa trên việc sử dụng nước có chất tạo bọt).	Lấy một lớp nền sạch, giàu kim loại đen, được gửi đi để xử lý thêm.
2. Sự tích tụ	Quá trình thiêu kết quặng. Nó được thực hiện để thu được một chất tinh khiết, không có tạp chất khí và bụi, v.v.	Nhận ba loại quặng đã qua chế biến: quặng thiêu kết (nung ở nhiệt độ cao không tiếp xúc với không khí); tách ra (thanh lọc bằng cách tách); viên (khối lượng chứa chất trợ dung sắt).
3. Quy trình miền	Luyện quặng trong lò cao tạisử dụng làm nhiên liệu và khử sắt từ các oxit của than.	Nhận sắt nguyên chất, tùy chọn đã được hợp kim với cacbon để tạo thành thép.

Đây là cách thu được sắt và các hợp kim của nó. Trong trường hợp này, chi phí vật liệu tối đa được chi cho việc chuẩn bị và sử dụng than cốc (than). Chính ông là chất khử sắt, nhiên liệu, nguồn nhiệt, nhà cung cấp cacbon. Do đó, trong quá trình được mô tả, một lượng lớn nó được sử dụng, do đó chi phí tiền mặt cao.

Điều kiện bảo quản

Kim loại đen chủ yếu bao gồm sắt và các hợp kim của nó. Cần hiểu rằng đây là vật liệu chống ăn mòn rất tốt. Do đó, việc lưu trữ kim loại đen đòi hỏi phải tuân thủ các quy tắc nhất định, đặc biệt là khi không liên quan đến cấu trúc và sản phẩm, mà đối với cái gọi là phế liệu của kim loại đen (phế thải, sản phẩm hỏng, tấm, thanh, phụ kiện, v.v.):

1. Căn phòng đặt tài liệu phải hoàn toàn kín gió, tránh ẩm ướt (mưa, tuyết). Độ ẩm càng ít, thời hạn sử dụng càng lâu.
2. Diện tích nhà kho phải rộng, bạn không thể lưu trữ các kết cấu dạng tấm bằng kim loại đen gần nhau, vì điều này sẽ gây ra hiện tượng ăn mòn sớm.
3. Tất cả nguyên liệu có sẵn phải được sắp xếp theo thương hiệu và kích cỡ.

Nếu tuân thủ những quy tắc đơn giản này, sẽ có thể hạn chế quá trình phá hủy cấu trúc của kim loại càng lâu càng tốt.

Hợp kim đen

KTheo thông lệ, người ta hay gọi các hợp kim sắt như vậy, chúng được chia thành nhiều loại:

1. Thép. Kim loại đen hợp nhất với cacbon cho kết quả này.
2. Gang. Gang ban đầu thu được trong lò cao trong quá trình chế biến quặng hoàn toàn không thích hợp để làm nguyên liệu sản xuất thiết bị và đồ gia dụng. Anh ấy quá mong manh. Nó phải được xử lý thêm ở dạng bão hòa với sắt và carbon để có được một vật liệu bền tuyệt vời. Các yếu tố khác cũng được thêm vào để cải thiện khả năng chống ăn mòn và hiệu suất.
3. Ferroalloys (silicocalcium, ferrochromium, ferrosilicon, silicomangan). Mục đích chính của những hợp kim này là cải thiện các đặc tính kỹ thuật của vật liệu cuối cùng.

Thép

Vị trí chính trong số tất cả các hợp kim kim loại đen được trao cho thép. Hôm nay chúng ta đã học cách đạt được những kết quả rất quan trọng trong việc sản xuất loại vật liệu này với những đặc tính quan trọng đã được xác định trước. Loại hợp kim này là quan trọng nhất đối với ngành công nghiệp mà kim loại đen đã tạo ra. Loại thép nào được phân biệt?

1. Carbon thấp - được sử dụng để chế tạo các công cụ khác nhau.
2. Không gỉ (chúng được sử dụng để làm đường ống, các bộ phận chịu lửa, dụng cụ cắt, thiết bị hàn, v.v.).
3. Ferrito Chrome.
4. Rôm sảy Martensitic.
5. Hợp kim.
6. Niken.
7. Chrome.
8. Chrome vanadium.
9. Vonfram.
10. Molypden.
11. Mangan.

Rõ ràng là từ những cái tênchính những thành phần này được thêm vào hỗn hợp sắt và cacbon theo một tỷ lệ nhất định. Điều này ảnh hưởng đến sự thay đổi đáng kể trong các đặc tính của vật liệu tạo thành.

Kim loại phụ

Thật không may, dù chúng ta muốn, mọi thứ không thể tồn tại mãi mãi. Theo thời gian, mọi thứ trở nên không sử dụng được - nó bị hỏng, hỏng, già đi và lỗi mốt. Đây cũng là trường hợp của các cấu trúc kim loại đen. Thép, gang và các sản phẩm, phụ tùng thay thế khác không còn cần thiết nữa.

Sau đó, chúng được giao cho các doanh nghiệp đặc biệt liên quan đến việc xử lý các nguyên liệu thô đã không sử dụng được. Bây giờ đây là những kim loại thứ cấp màu đen. Đây là tên của các sản phẩm kim loại được làm bằng kim loại đen không được sử dụng và không cần thiết trong cuộc sống hàng ngày.

Những doanh nghiệp thu gom phế liệu phải tuân thủ các quy tắc nhất định về lưu trữ, loại bỏ và mua bán. Luật pháp của đất nước chúng tôi về vấn đề này được thiết lập bởi GOST. Kim loại đen cũng như kim loại màu chịu sự kiểm soát chặt chẽ của luật pháp.

Kim loại tái chế có thể được tái chế và đưa trở lại sản xuất. Nó được bán cho các mục đích như vậy mà các doanh nhân trung gian mua kim loại phế liệu đen.

Ngày nay, kim loại đen được đối xử tôn trọng, chúng chiếm vị trí hàng đầu trên thị trường sản phẩm của mình.

Sử dụng cơ

Các vật dụng, bộ phận, thiết bị khác nhau bằng thép và gang được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí. Họ không chỉ có nhu cầu vềô tô, mà còn trong sản xuất hóa chất, hàng không, cũng như trong đóng tàu. Tất cả điều này là do sức mạnh đặc biệt của những vật liệu này, khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn của chúng. Kim loại đen đang trở thành nguyên liệu cơ bản để sản xuất nhiều loại sản phẩm. Trong số những điều phổ biến nhất là:

• nắp bên bánh răng;
• vòng bi;
• van;
• phụ kiện;
• ống lót;
• ống;
• xi lanh của ô tô và các loại xe khác;
• bánh răng;
• mắt xích trên máy kéo;
• trống phanh;
• toa;
• vỏ, v.v.

Danh sách này dài vô tận, vì thực sự có rất nhiều sản phẩm kim loại đen và hợp kim của chúng.

Ứng dụng trong các ngành khác

Có một số lĩnh vực chính mà kim loại đen được sử dụng:

1. Công nghiệp hóa chất.
2. Kỹ thuật.
3. Sản xuất đồ nội thất chuyên dụng.
4. Ra đĩa.
5. Sản xuất các bộ phận kết cấu.

Đây chắc chắn không phải là danh sách đầy đủ, mà chỉ là những khu vực phổ biến nhất chiếm phần lớn các sản phẩm thép.