Черни метали: депозити, съхранение. Металургия на черни метали

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Металите са материали, които никога не губят своята актуалност. Те намират широко приложение в ежедневието и в индустрията. Разбира се, днес те са измислили много различни алтернативни вещества, въз основа на които се получават материали, които не са по-ниски по качество на металите. Те обаче не могат да бъдат напълно заменени. Трудно е да си представим огради и порти, решетки, капаци на шахти, инструменти и много повече от нещо друго.

Въпреки че пластмасата, стъклото, силиконът, полиетиленът и полипропиленът са влезли здраво в съвременния живот на човек, е трудно да се заменят основните части на конструкциите, множеството части на автомобили и други превозни средства с каквато и да е алтернатива на металите. Тя просто не съществува.

Метали в периодичната таблица

В периодичната таблица на химичните елементи металите заемат водеща позиция. От известните днес 117 позиции, повече от 90 принадлежат към металите. Всички тези елементи имат редица характерни черти, които позволяват да бъдат отнесени към групата на металите:

1. Може да провежда електричество.
2. Имате топлопроводимост.
3. Диктил, пластичен, може да се навива на листове и тел (не всички).
4. Има сребърен блясък (с изключение на мед и злато).

В допълнение към общите свойства, всеки подобен елемент има редица специфични, което го прави толкова популярен.

Типология

Всички метали като прости вещества също могат да бъдат разделени на три класа:

1. Черно.
2. Цветни.
3. Precious.

Цветните метали включват всичко, с изключение на скъпоценни и желязо. Тоест, това е мед, живак, паладий, хром, никел, цинк, магнезий, калций, алуминий, олово, калай и т.н.

Благородните метали включват следното:

• сребро;
• злато;
• платина.

Черни метали - какви са те?

Този клас включва:

• желязо и всички негови сплави;
• манган;
• chrome;
• ванадий;
• титан;
• актиниди и уран (торий, плутоний, нептуний и други);
• волфрам;
• алкални метали.

Тоест, от цялото разнообразие от тези вещества, черните метали заемат по-малка част. И най-вече не най-често срещаните (с изключение на желязото) са в земната кора и недрата.

Но въпреки факта, че черните метали са представени от толкова малък брой елементи, те са много разпространени и обемни в производството и обработката. Масата от продукти, части, аксесоари е изработена от желязо и неговите сплави.

Металургията на черните метали е доста обширна и търсена в целия свят. Добивът и обработката на желязо е една от напредналите технически и икономически задачи на мнозинастрани по света, включително Русия.

Находища на черни метали на планетата

Желязото по отношение на добив е на първо място сред всички метали. Масовото му съдържание в природата, включително в земната кора, е в милиарди. В същото време, според експерти, днес човекът е изследвал само сто милиарда тона.

Ако говорим за световните находища на черни метали, преди всичко желязо, трябва да се отбележи, че те са на всички континенти, във всички части на света, с изключение на точките на Далечния север. В същото време разпределението по държави е приблизително следното (в низходящ ред):

• Русия (около четиридесет процента от всички световни резерви);
• Бразилия;
• Австралия;
• Канада;
• САЩ;
• Китай;
• Индия;
• Швеция.

Депозити в Русия

В Русия черните метали се съдържат в почти всички големи федерални райони.

1. Централен федерален окръг (Курск магнитна аномалия) - над 59%.
2. Уралски федерален окръг - 14%.
3. Сибирски окръг - 13%.
4. Далечния изток - 8%.
5. Северозападен федерален окръг - 4%.
6. Privolzhsky - 0,5%.

Във всяка една от горните области има предприятие, в което се извършва черна металургия. Русия е безспорен лидер в света по този показател и, ако се съди по резервите, това ще продължи много дълго време.

Извличане на материал

Производството на черни метали включва няколко сложни етапни процеса. Първо, черните метали не се срещат в самородна форма, а са част от съответните руди (манган, желязо и т.н.). Следователно, преди да се получи метал, е необходимо да се извлече скала от земята - руда.

Този процес се извършва от минната индустрия. В същото време рудите, съдържащи желязо, могат да бъдат богати и наситени или бедни на метал. Затова след извличането на рудния слой, парчето му се взема за химичен анализ. Ако количественото съдържание на метала е над 57-60%, тогава работата продължава. Ако е по-ниско, тогава те спират или се преместват на друга територия, за да търсят по-богата руда. В противен случай този процес просто не е икономически жизнеспособен.

Следващият етап, който включва производството на черни метали, е преработката на добитата руда в специален завод. Този процес се нарича металургия. Може да бъде от няколко вида:

1. Хидрометалургия - технологията за добив и преработка на руда се основава на използването на вода. В същото време в процеса на излугване металите от състава на рудата преминават в разтвор, а оттам се извличат в чист вид чрез електролиза. Енергийно и материално този метод е по-скъп, поради което се използва само за специални метали.
2. Пирометалургията е в основата на техниката на използване на огъня. Процеси на термична обработка на руда в доменни пещи с коксуващи се въглища. Най-разпространеният начин за обработка на руда идобив на метали. Използва се в черната металургия.
3. Биометалургия. Въз основа на действието на живите организми, той тепърва започва да се прилага на практика, разработва се от биотехнолози. Изводът е способността на някои микроорганизми да извличат метали от състава на рудите по време на живота си.

Обработка

В преработвателната фабрика, добитите руди, съдържащи черни метали, се обработват внимателно. Всички тези процеси са отразени в таблицата по-долу.

Технологичен процес	Същността на процеса	Резултат
1. обогатяване на руда	Отделяне на част от рудата, съдържаща метал, от отпадъчни скали. Може да се случи по един от трите начина: магнитен (базиран на феромагнетизма на желязото); гравитация (база - различна плътност на отпадъците и богата скала); флотация (въз основа на използването на вода с пенообразувател).	Вземете чист, богат на черни метали субстрат, който се изпраща за по-нататъшна обработка.
2. Агломерация	Процесът на синтероване на руда. Извършва се с цел да се получи чисто вещество, без примеси от газове и прах и т.н.	Вземете три вида преработена руда: синтерова руда (изпечена при високи температури без достъп до въздух); разделено (пречистено чрез разделяне); пелети (маса, съдържаща железни потоци).
3. Процес на домейн	Коксуване на руда в доменна пещ приизползва се като гориво и редуктор на желязото от неговите въглищни оксиди.	Вземете чисто желязо, по избор вече легирано с въглерод, за да образувате стомана.

Така се получава желязото и неговите сплави. В този случай максималните материални разходи се изразходват за приготвянето и използването на кокс (въглища). Именно той е редуциращ агент за желязо, гориво, източник на топлина, доставчик на въглерод. Следователно в описания процес се използва доста голямо количество от него, оттам и високите парични разходи.

Условия на съхранение

Черните метали включват предимно желязо и неговите сплави. Трябва да се разбере, че това е много устойчив на корозия материал. Следователно съхранението на черни метали изисква спазване на определени правила, особено когато става въпрос не за конструкции и продукти, а за така наречения скрап от черни метали (отпадъци, счупени продукти, листове, пръти, фитинги и т.н.):

1. Помещението, в което се намира материалът, трябва да бъде напълно затворено от влага (дъжд, сняг). Колкото по-малко влага, толкова по-дълъг е срокът на годност.
2. Складовата площ трябва да е голяма, не можете да съхранявате листови конструкции от черни метали близо една до друга, тъй като това ще провокира ранна корозия.
3. Всички налични материали трябва да бъдат сортирани по марка и размер.

Ако се спазват тези прости правила, ще бъде възможно да се въздържат процесите на разрушаване на структурата на металите за възможно най-дълго време.

Черни сплави

Kобичайно е да се позовават на железните сплави като такива, които са разделени на няколко типа:

1. Стомана. Черен метал, слят с въглерод, дава този резултат.
2. Чугун. Изходният чугун, който се получава в доменни пещи при преработката на рудата, е напълно неподходящ като материал за производство на уреди и битови предмети. Той е твърде крехък. Той трябва да бъде подложен на допълнителна обработка под формата на насищане с желязо и въглерод, за да се получи отличен издръжлив материал. Добавени са и други елементи за подобряване на устойчивостта на корозия и производителността.
3. Феросплави (силикокалций, ферохром, феросилиций, силикоманган). Основната цел на тези сплави е да подобрят техническите характеристики на крайния материал.

Стомана

Основно място сред всички сплави на черни метали се отдава на стоманата. Днес се научихме как да постигнем много значителни резултати в производството на този материал с предварително определени важни свойства. Този вид сплав е най-важната за индустрията, която са дали черните метали. Какви стомани се различават?

1. Ниско въглерод - използва се за направата на различни инструменти.
2. Неръждаеми (те се използват за производство на тръби, огнеупорни части, режещи инструменти, заварено оборудване и т.н.).
3. Ferrito Chrome.
4. Мартензитен хром.
5. Сплав.
6. никел.
7. Chrome.
8. Chrome vanadium.
9. Волфрам.
10. Молибден.
11. манган.

Очевидно от имената, чеименно тези компоненти се добавят към сместа от желязо и въглерод в определено съотношение. Това се отразява на значителна промяна в свойствата на получените материали.

Вторични метали

За съжаление, колкото и да ни се иска, нещата не могат да продължат вечно. С времето всичко става неизползваемо – чупи се, бие, остарява и излиза от мода. Такъв е и случаят с конструкциите от черни метали. Стомана, чугун и други продукти, резервни части просто престават да са необходими.

След това те се предават на специални предприятия, занимаващи се с преработка на суровини, които са станали неизползваеми. Сега това са черни вторични метали. Това е името на метални изделия, изработени от черни метали, които са неизправни и ненужни в ежедневието.

Тези предприятия, които събират скрап, трябва да спазват определени правила за неговото съхранение, извозване и продажба. Законодателството на нашата страна по този въпрос е установено от GOST. Черните метали, както и цветните, са под строг контрол на закона.

Рециклираните метали могат да бъдат рециклирани и пуснати обратно в производство. Продава се за такива цели посредниците предприемачи купуват черен скрап.

Днес черните метали се третират с дължимото уважение, те заемат водеща позиция на пазара за своите продукти.

Механична употреба

Стоманени и чугунени артикули, части, различни устройства се използват широко в машиностроенето. Те са търсени не само заавтомобилостроенето, но и в химическото, авиационното производство, както и в корабостроенето. Всичко това се дължи на специалната здравина на тези материали, тяхната топлоустойчивост и устойчивост на корозия. Черните метали се превръщат в основен материал за производството на много видове продукти. Сред най-често срещаните са:

• странични капаци на предавките;
• лагери;
• клапани;
• фитинги;
• втулки;
• тръби;
• цилиндри на автомобили и други превозни средства;
• зъбни колела;
• верижни връзки на трактори;
• спирачни барабани;
• карети;
• корпуси и така нататък.

Този списък е безкраен, защото има наистина много продукти от черни метали и техните сплави.

Приложение в други индустрии

Има няколко основни области, в които се използват черни метали:

1. Химическа промишленост.
2. Инженеринг.
3. Производство на мебели със специално предназначение.
4. Освобождаване на чинии.
5. Производство на структурни части.

Това със сигурност не е пълен списък, а само най-често срещаните области, които представляват огромното мнозинство от стоманените продукти.