Crvi metali: depoziti, skladištenje. Metalurgija crnih metala

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Metali su materijali koji nikada ne gube svoju relevantnost. Široko se koriste u svakodnevnom životu i industriji. Naravno, danas su smislili mnogo različitih alternativnih supstanci, na osnovu kojih se dobijaju materijali koji po kvaliteti nisu lošiji od metala. Međutim, ne mogu se u potpunosti zamijeniti. Teško je zamisliti ograde i kapije, rešetke, poklopce šahtova, alate i još mnogo toga od nečeg drugog.

Iako su plastika, staklo, silikon, polietilen i polipropilen čvrsto ušli u savremeni život čovjeka, teško je zamijeniti temeljne dijelove konstrukcija, brojne dijelove automobila i drugih vozila bilo kojom alternativom metalima. Ona jednostavno ne postoji.

Metali u periodičnom sistemu

U periodnom sistemu hemijskih elemenata, metali zauzimaju vodeću poziciju. Od 117 danas poznatih pozicija, metalima pripada više od 90. Svi ovi elementi imaju niz karakterističnih osobina koje im omogućavaju da se pripisuju grupi metala:

1. Moguće provesti električnu energiju.
2. Imaju toplotnu provodljivost.
3. Duktilna, duktilna, može se motati u listove i žicu (ne sve).
4. Imaju srebrni sjaj (osim bakra i zlata).

Pored opštih svojstava, svaki sličan element ima niz specifičnih, što ga čini tako popularnim.

Tipologija

Svi metali kao jednostavne supstance se takođe mogu podeliti u tri klase:

1. Crna.
2. U boji.
3. Precious.

Obojeni metali uključuju sve osim plemenitih i gvožđa. To jest, to je bakar, živa, paladijum, hrom, nikl, cink, magnezijum, kalcijum, aluminijum, olovo, kalaj i tako dalje.

Plemeni metali uključuju sljedeće:

• srebro;
• gold;
• platina.

Crvi metali - šta su to?

Ova klasa uključuje:

• gvožđe i sve njegove legure;
• mangan;
• chrome;
• vanadijum;
• titanijum;
• aktinidi i uranijum (torijum, plutonijum, neptunijum i drugi);
• tungsten;
• alkalni metali.

To jest, od čitavog niza ovih supstanci, crni metali čine manji dio. I uglavnom nisu najčešći (sa izuzetkom gvožđa) u zemljinoj kori i utrobi.

Ali uprkos činjenici da su crni metali zastupljeni sa tako malim brojem elemenata, oni su veoma česti i obimni u proizvodnji i preradi. Masa proizvoda, delova, pribora je napravljena od gvožđa i njegovih legura.

Metalurgija crnih metala je prilično opsežna i tražena u cijelom svijetu. Ekstrakcija i prerada željeza jedan je od naprednih tehničkih i ekonomskih zadataka mnogihzemlje svijeta, uključujući Rusiju.

Depoziti crnih metala na planeti

Gvožđe po eksploataciji je na prvom mestu među svim metalima. Njegov maseni sadržaj u prirodi, uključujući i zemljinu kori, je u milijardama. Istovremeno, prema stručnjacima, danas je čovjek istražio samo sto milijardi tona.

Ako govorimo o svetskim nalazištima crnih metala, pre svega gvožđa, treba napomenuti da ih ima na svim kontinentima, u svim delovima sveta, osim na tačkama krajnjeg severa. Istovremeno, distribucija po zemljama je otprilike sljedeća (u opadajućem redoslijedu):

• Rusija (oko četrdeset posto svih svjetskih rezervi);
• Brazil;
• Australija;
• Kanada;
• SAD;
• Kina;
• Indija;
• Švedska.

Depoziti u Rusiji

U Rusiji, crni metali se nalaze u gotovo svim velikim federalnim okruzima.

1. Centralni federalni okrug (Kursk magnetna anomalija) - preko 59%.
2. Uralski federalni okrug - 14%.
3. Sibirski okrug - 13%.
4. Daleki istok - 8%.
5. Sjeverozapadni federalni okrug - 4%.
6. Privolzhsky - 0,5%.

U svakom od navedenih okruga postoji preduzeće u kojem se obavlja crna metalurgija. Rusija je jasan lider u svijetu po ovom pokazatelju, a sudeći po rezervama, to će se nastaviti još dugo.

Izvlačenje materijala

Proizvodnja crnog metala uključuje nekoliko složenih faza procesa. Prvo, crni metali se ne javljaju u prirodnom obliku, već su dio odgovarajućih ruda (mangan, željezo i tako dalje). Stoga je prije dobijanja metala potrebno iz zemlje izvući stijenu - rudu.

Ovaj proces provodi rudarska industrija. Istovremeno, rude koje sadrže željezo mogu biti bogate i zasićene ili siromašne metalom. Dakle, nakon vađenja rudnog sloja, njegov komad se uzima na hemijsku analizu. Ako je kvantitativni sadržaj metala preko 57-60%, onda se rad nastavlja. Ako je niža, onda se zaustavljaju ili sele na drugu teritoriju u potrazi za bogatijom rudom. Inače, ovaj proces jednostavno nije ekonomski isplativ.

Sljedeća faza, koja uključuje proizvodnju crnog metala, je prerada izvađene rude u posebnom pogonu. Ovaj proces se naziva metalurgija. Može biti nekoliko vrsta:

1. Hidrometalurgija - tehnologija vađenja i prerade rude zasniva se na upotrebi vode. Istovremeno, u procesu luženja, metali iz sastava rude prelaze u rastvor, a odatle se elektrolizom ekstrahuju u čistom obliku. Energetski i materijalno, ova metoda je skuplja, stoga se koristi samo za posebne metale.
2. Pirometalurgija je osnova tehnike upotrebe vatre. Procesi termičke obrade rude u visokim pećima uz korištenje koksnog uglja. Najčešći način prerade rude iekstrakcija metala. Koristi se u crnoj metalurgiji.
3. Biometalurgija. Na osnovu djelovanja živih organizama, tek počinje da se primjenjuje, razvijaju ga biotehnolozi. Suština je sposobnost nekih mikroorganizama da izvlače metale iz sastava ruda tokom svog života.

Obrada

U pogonu za preradu, iskopane rude koje sadrže crne metale se pažljivo obrađuju. Svi ovi procesi su prikazani u tabeli ispod.

Tehnološki proces	Suština procesa	Rezultat
1. Obogaćivanje rude	Odvajanje dijela rude koja sadrži metal od otpadnih stijena. Može se dogoditi na jedan od tri načina: magnetski (zasnovan na feromagnetizmu željeza); gravitacija (baza - različite gustine otpada i bogate stijene); flotacija (zasnovano na upotrebi vode sa sredstvom za pjenjenje).	Nabavite čistu podlogu bogatu željeznim metalima, koja se šalje na dalju obradu.
2. Aglomeracija	Proces sinterovanja rude. Izvodi se da bi se dobila čista supstanca, bez nečistoća gasova i prašine i tako dalje.	Nabavite tri vrste prerađene rude: sinter ruda (pečena na visokim temperaturama bez pristupa vazduhu); razdvojeno (pročišćeno odvajanjem); pelet (masa koja sadrži fluksove gvožđa).
3. Proces domene	Koksovanje rude u visokoj peći ukoristiti kao gorivo i reduktor željeza iz njegovih oksida uglja.	Nabavite čisto gvožđe, opciono već legirano ugljikom da formirate čelik.

Ovako se dobijaju gvožđe i njegove legure. U ovom slučaju, maksimalni materijalni troškovi troše se na pripremu i upotrebu koksa (uglja). On je taj koji je redukciono sredstvo za željezo, gorivo, izvor topline, dobavljač ugljika. Stoga se u opisanom procesu koristi prilično velika količina, a samim tim i visoki novčani troškovi.

Uslovi skladištenja

Crni metali prvenstveno uključuju željezo i njegove legure. Treba imati na umu da je ovo materijal vrlo otporan na koroziju. Dakle, skladištenje crnih metala zahtijeva poštivanje određenih pravila, posebno kada se ne radi o konstrukcijama i proizvodima, već o takozvanom otpadu od crnih metala (otpad, polomljeni proizvodi, limovi, šipke, okovi i tako dalje):

1. Prostorija u kojoj se nalazi materijal mora biti potpuno zatvorena od vlage (kiša, snijeg). Što je manje vlage, to je duži rok trajanja.
2. Skladišna površina treba da bude velika, ne možete skladištiti limene konstrukcije od crnih metala jedna uz drugu, jer će to izazvati ranu koroziju.
3. Sve dostupne materijale treba sortirati po marki i veličini.

Ukoliko se poštuju ova jednostavna pravila, biće moguće obuzdati procese razaranja strukture metala što je duže moguće.

Legura gvožđa

Kuobičajeno je da se kao takve nazivaju legure željeza, koje se dijele na nekoliko tipova:

1. Čelik. Crveni metal fuzionisan sa ugljenikom daje ovaj rezultat.
2. Ljevano željezo. Početno sirovo gvožđe, koje se dobija u visokim pećima tokom prerade rude, potpuno je nepogodno kao materijal za proizvodnju aparata i predmeta za domaćinstvo. Previše je krhak. Mora se podvrgnuti daljoj obradi u vidu zasićenja željezom i ugljikom kako bi se dobio odličan izdržljiv materijal. Dodati su i drugi elementi za poboljšanje otpornosti na koroziju i performanse.
3. Ferolegure (silikokalcijum, ferokrom, ferosilicij, silikomangan). Glavna svrha ovih legura je poboljšanje tehničkih karakteristika finalnog materijala.

Čelik

Glavno mjesto među svim legurama crnih metala zauzima čelik. Danas smo naučili kako postići vrlo značajne rezultate u proizvodnji ovog materijala sa unaprijed određenim važnim svojstvima. Ova vrsta legure je najvažnija za industriju koju su dali crni metali. Koji se čelici razlikuju?

1. Nisko ugljični - koristi se za izradu raznih alata.
2. Nerđajući (koriste se za izradu cijevi, vatrostalnih dijelova, alata za rezanje, zavarene opreme itd.).
3. Ferrito Chrome.
4. Martenzitni hrom.
5. Alogirana.
6. Nikal.
7. Chrome.
8. Chrome vanadium.
9. Tungsten.
10. molibden.
11. mangan.

Iz imena je očigledno daupravo se te komponente dodaju mješavini željeza i ugljika u određenom omjeru. Ovo utiče na značajnu promjenu svojstava rezultirajućih materijala.

Sekundarni metali

Nažalost, koliko god želimo, stvari ne mogu trajati vječno. Vremenom sve postaje neupotrebljivo - lomi se, kuca, stari i izlazi iz mode. To je slučaj i sa konstrukcijama od crnih metala. Čelik, liveno gvožđe i drugi proizvodi, rezervni delovi jednostavno prestaju da budu potrebni.

Potom se predaju specijalnim preduzećima koja se bave preradom sirovina koje su postale neupotrebljive. Sada su to crni sekundarni metali. Ovo je naziv metalnih proizvoda od crnih metala koji su neispravni i nepotrebni u svakodnevnom životu.

Ona preduzeća koja sakupljaju otpad moraju se pridržavati određenih pravila za njegovo skladištenje, uklanjanje i prodaju. Zakonodavstvo naše zemlje o ovom pitanju utvrđuje GOST. Crni metali, kao i obojeni, su pod strogom kontrolom zakona.

Reciklirani metali se mogu reciklirati i vratiti u proizvodnju. Na prodaju je u te svrhe da posrednici poduzetnici kupuju crni otpad.

Danas se prema crnim metalima postupa s dužnim poštovanjem, oni zauzimaju vodeću poziciju na tržištu svojih proizvoda.

Mehanička upotreba

Čelični i liveni gvožđe predmeti, delovi, razni uređaji se široko koriste u mašinstvu. Oni su traženi ne samo zaautomobilskoj, ali i u hemijskoj, vazduhoplovnoj proizvodnji, kao i u brodogradnji. Sve je to zbog posebne čvrstoće ovih materijala, njihove otpornosti na toplinu i otpornosti na koroziju. Crni metali postaju osnovni materijal za proizvodnju mnogih vrsta proizvoda. Među najčešćim su:

• bočni poklopci zupčanika;
• ležajevi;
• ventili;
• fittings;
• čaure;
• cijevi;
• cilindri automobila i drugih vozila;
• zupčanici;
• vezice na traktorima;
• bubnjevi kočnice;
• kočije;
• čahuri i tako dalje.

Ova lista je beskrajna, jer ima zaista puno proizvoda od crnih metala i njihovih legura.

Primjena u drugim industrijama

Postoji nekoliko glavnih oblasti u kojima se koriste crni metali:

1. Hemijska industrija.
2. Inženjering.
3. Proizvodnja namještaja za posebne namjene.
4. Puštanje posuđa.
5. Proizvodnja strukturnih dijelova.

Ovo svakako nije potpuna lista, već samo najčešća područja koja čine veliku većinu proizvoda od čelika.