Jernholdige metaller: avleiringer, lagring. Metallurgi av jernholdige metaller

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Metaller er materialer som aldri mister sin relevans. De er mye brukt i hverdagen og i industrien. Selvfølgelig har de i dag kommet opp med mange forskjellige alternative stoffer, på grunnlag av hvilke materialer som oppnås som ikke er dårligere i kvalitet enn metaller. De kan imidlertid ikke erstattes helt. Det er vanskelig å forestille seg gjerder og porter, stenger, kumlokk, verktøy og mye mer fra noe annet.

Selv om plast, glass, silikon, polyetylen og polypropylen har kommet godt inn i det moderne livet til en person, er det vanskelig å erstatte de grunnleggende delene av strukturer, mange deler av biler og andre kjøretøy med alternativer til metaller. Hun eksisterer bare ikke.

metaller i det periodiske system

I det periodiske systemet over kjemiske elementer inntar metaller en ledende posisjon. Av de 117 posisjonene som er kjent i dag, tilhører mer enn 90 metaller. Alle disse grunnstoffene har en rekke karakteristiske trekk som gjør at de kan henføres til gruppen metaller:

1. Kan lede strøm.
2. Har termisk ledningsevne.
3. Duktil, duktil, kan rulles inn i ark og tråd (ikke alle).
4. Ha en sølvglans (unntatt kobber og gull).

I tillegg til generelle egenskaper har hvert lignende element en rekke spesifikke, noe som gjør det så populært.

Typology

Alle metaller som enkle stoffer kan også deles inn i tre klasser:

1. Svart.
2. Farget.
3. Precious.

Ikke-jernholdige metaller inkluderer alt unntatt edel og jern. Det vil si at det er kobber, kvikksølv, palladium, krom, nikkel, sink, magnesium, kalsium, aluminium, bly, tinn og så videre.

Edle metaller inkluderer følgende:

• silver;
• gull;
• platinum.

Jernholdige metaller - hva er de?

Denne timen inkluderer:

• jern og alle dets legeringer;
• mangan;
• chrome;
• vanadium;
• titanium;
• aktinider og uran (thorium, plutonium, neptunium og andre);
• tungsten;
• alkalimetaller.

Det vil si at av alle disse stoffene utgjør jernholdige metaller en mindre del. Og stort sett ikke de vanligste (med unntak av jern) er i jordskorpen og tarmene.

Men til tross for at jernholdige metaller er representert av et så lite antall grunnstoffer, er de svært vanlige og voluminøse i produksjon og prosessering. Massen av produkter, deler, tilbehør er laget av jern og dets legeringer.

Metallurgi av jernholdige metaller er ganske omfattende og etterspurt over hele verden. Utvinning og prosessering av jern er en av de avanserte tekniske og økonomiske oppgavene til mangeland i verden, inkludert Russland.

Forekomster av jernholdige metaller på planeten

Jern når det gjelder gruvedrift er på førsteplass blant alle metaller. Masseinnholdet i naturen, inkludert i jordskorpen, er på milliarder. Samtidig, ifølge eksperter, har mennesket i dag kun utforsket hundre milliarder tonn.

Hvis vi snakker om verdensforekomster av jernholdige metaller, først og fremst jern, bør det bemerkes at de er på alle kontinenter, i alle deler av verden, bortsett fra punktene i det fjerne nord. Samtidig er fordelingen på land omtrent som følgende (i synkende rekkefølge):

• Russland (omtrent førti prosent av alle verdensreserver);
• Brasil;
• Australia;
• Canada;
• USA;
• Kina;
• India;
• Sverige.

Innskudd i Russland

I Russland finnes jernholdige metaller i nesten alle storskala føderale distrikter.

1. Central Federal District (magnetisk anomali i Kursk) – over 59%.
2. Ural Federal District - 14%.
3. Siberian District - 13%.
4. Far East - 8%.
5. North-Western Federal District - 4%.
6. Privolzhsky - 0,5%.

I hvert av de ovennevnte distriktene er det en virksomhet hvor det utføres jernmetallurgi. Russland er en klar leder i verden på denne indikatoren, og etter reservene å dømme vil dette fortsette i svært lang tid.

Uttrekk av materiale

Produksjonen av jernholdig metall involverer flere komplekse prosesser. For det første forekommer ikke jernholdige metaller i naturlig form, men er en del av de tilsvarende malmene (mangan, jern og så videre). Derfor er det nødvendig å utvinne stein fra jorden - malm før man får tak i metall.

Denne prosessen utføres av gruveindustrien. Samtidig kan malmer som inneholder jern være rike og mettede eller fattige på metall. Derfor, etter utvinningen av malmlaget, blir delen tatt for kjemisk analyse. Hvis det kvantitative innholdet i metallet er over 57-60%, fortsetter arbeidet. Hvis den er lavere, stopper de eller flytter til et annet territorium for å søke etter rikere malm. Ellers er denne prosessen rett og slett ikke økonomisk levedyktig.

Neste trinn, som inkluderer produksjon av jernholdig metall, er behandlingen av den utvunnede malmen ved et spesielt anlegg. Denne prosessen kalles metallurgi. Det kan være av flere typer:

1. Hydrometallurgi - teknologien for utvinning og prosessering av malm er basert på bruk av vann. Samtidig, i prosessen med utvasking, går metaller fra sammensetningen av malmen i løsning, og derfra ekstraheres de i ren form ved elektrolyse. Energimessig og materielt er denne metoden dyrere, derfor brukes den kun for spesielle metaller.
2. Pyrometallurgi er grunnlaget for teknikken for bruk av ild. Malmvarmebehandlingsprosesser i masovner ved bruk av kokskull. Den vanligste måten å behandle malm ogutvinning av metaller. Brukes i jernmetallurgi.
3. Biometallurgi. Basert på handlingen til levende organismer, begynner den akkurat å bli satt ut i livet, den utvikles av bioteknologer. Hovedpoenget er noen mikroorganismers evne til å trekke ut metaller fra sammensetningen av malm i løpet av livet.

Behandler

På prosessanlegget blir utvunnet malm som inneholder jernholdige metaller nøye behandlet. Alle disse prosessene gjenspeiles i tabellen nedenfor.

Teknologisk prosess	essensen av prosessen	Resultat
1. Malmfornyelse	Separering av en del av malmen som inneholder metall fra gråberg. Kan skje på en av tre måter: magnetisk (basert på ferromagnetismen til jern); gravity (base - forskjellige tettheter av avfall og rik stein); flotasjon (basert på bruk av vann med skummiddel).	Få et rent, jernholdig metall-rikt underlag, som sendes til videre behandling.
2. Agglomerasjon	Prosessen med sintring av malm. Det utføres for å få et rent stoff, uten urenheter av gasser og støv, og så videre.	Få tre typer bearbeidet malm: sintermalm (bakt ved høye temperaturer uten tilgang til luft); separert (renset ved separering); pellet (masse som inneholder jernflussmidler).
3. Domeneprosess	Koksing av malm i masovn klbruk som drivstoff og reduksjon av jern fra dets oksider av kull.	Få rent jern, eventuelt allerede legert med karbon for å danne stål.

Slik oppnås jern og dets legeringer. I dette tilfellet brukes maksimale materialkostnader på tilberedning og bruk av koks (kull). Det er han som er et reduksjonsmiddel for jern, et drivstoff, en varmekilde, en leverandør av karbon. Derfor, i den beskrevne prosessen, brukes en ganske stor mengde av det, derav de høye kontantkostnadene.

Lagringsbetingelser

Jernholdige metaller inkluderer først og fremst jern og dets legeringer. Det skal forstås at dette er et meget korrosjonsbestandig materiale. Derfor krever lagring av jernholdig metall overholdelse av visse regler, spesielt når det gjelder ikke strukturer og produkter, men til såk alt skrap av jernholdige metaller (avfall, ødelagte produkter, plater, stenger, beslag og så videre):

1. Rommet hvor materialet befinner seg må være helt lukket for fuktighet (regn, snø). Jo mindre fuktighet, jo lengre holdbarhet.
2. Lagerområdet bør være stort, du kan ikke lagre platestrukturer av jernholdige metaller nær hverandre, da dette vil provosere tidlig korrosjon.
3. Alt tilgjengelig materiale skal sorteres etter merke og størrelse.

Hvis disse enkle reglene overholdes, vil det være mulig å begrense prosessene med ødeleggelse av metallstrukturen så lenge som mulig.

Jernlegeringer

Kdet er vanlig å referere til jernlegeringer som sådan, som er delt inn i flere typer:

1. Stål. Jernholdig metall smeltet sammen med karbon gir dette resultatet.
2. Støpejern. Det første råjernet, som oppnås i masovner under bearbeiding av malm, er helt uegnet som materiale for produksjon av apparater og husholdningsartikler. Han er for skjør. Det må underkastes videre bearbeiding i form av metning med jern og karbon for å oppnå et utmerket slitesterkt materiale. Andre elementer er også lagt til for å forbedre korrosjonsmotstanden og ytelsen.
3. Ferrolegeringer (silikonkalsium, ferrokrom, ferrosilisium, silikonmangan). Hovedformålet med disse legeringene er å forbedre de tekniske egenskapene til det endelige materialet.

Stål

Hovedplassen blant alle jernholdige metallegeringer er gitt til stål. I dag har vi lært hvordan vi oppnår svært betydelige resultater i produksjonen av dette materialet med forhåndsbestemte viktige egenskaper. Denne typen legeringer er den viktigste for industrien som jernholdige metaller har gitt. Hvilke stål utmerker seg?

1. Lavkarbon – brukes til å lage ulike verktøy.
2. Rustfritt (de brukes til å lage rør, ildfaste deler, skjæreverktøy, sveiset utstyr og så videre).
3. Ferrito Chrome.
4. Martensittisk krom.
5. Alloyed.
6. Nikkel.
7. Chrome.
8. Chrome vanadium.
9. Tungsten.
10. Molybden.
11. Mangan.

Det fremgår tydelig av navnene atdet er disse komponentene som tilsettes blandingen av jern og karbon i et visst forhold. Dette påvirker en betydelig endring i egenskapene til de resulterende materialene.

sekundære metaller

Dessverre, så mye vi ønsker, kan ting ikke vare evig. Over tid blir alt ubrukelig - det går i stykker, slår, blir gammelt og går av moten. Dette er også tilfellet med jernholdige metallkonstruksjoner. Stål, støpejern og andre produkter, reservedeler slutter å være nødvendig.

Deretter blir de overlevert til spesielle virksomheter som er involvert i foredling av råvarer som er blitt ubrukelige. Nå er dette svarte sekundære metaller. Dette er navnet på metallprodukter laget av jernholdige metaller som er ute av drift og unødvendig i hverdagen.

De virksomhetene som samler inn skrap, må overholde visse regler for oppbevaring, fjerning og salg. Lovgivningen i landet vårt om dette problemet er etablert av GOST. Jernholdige metaller, så vel som ikke-jernholdige, er under streng kontroll av loven.

Resirkulerte metaller kan resirkuleres og settes tilbake i produksjon. Det er til salgs for slike formål at mellomledd gründere kjøper svart skrapmetall

I dag behandles jernholdige metaller med respekt, de inntar en ledende posisjon i markedet for sine produkter.

Mekanisk bruk

Stål- og støpejernsgjenstander, deler, ulike enheter er mye brukt i maskinteknikk. De er etterspurt ikke bare forbil, men også innen kjemisk, luftfartsproduksjon, samt innen skipsbygging. Alt dette skyldes den spesielle styrken til disse materialene, deres varmebestandighet og korrosjonsbestandighet. Jernholdige metaller er i ferd med å bli basismaterialet for produksjon av mange typer produkter. Blant de vanligste er:

• gir sidedeksler;
• bearings;
• ventiler;
• beslag;
• bushings;
• pipes;
• sylindere av biler og andre kjøretøy;
• girhjul;
• kjettingledd på traktorer;
• bremsetromler;
• vogner;
• hus og så videre.

Denne listen er uendelig, fordi det er virkelig mange jernholdige metallprodukter og deres legeringer.

Applikasjon i andre bransjer

Det er flere hovedområder der jernholdige metaller brukes:

1. Kemisk industri.
2. Engineering.
3. Produksjon av spesialmøbler.
4. Slipp av retter.
5. Produksjon av konstruksjonsdeler.

Dette er absolutt ikke en fullstendig liste, men bare de vanligste områdene som står for det store flertallet av stålprodukter.