Jernholdige metaller: aflejringer, opbevaring. Metallurgi af jernholdige metaller

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Metaler er materialer, der aldrig mister deres relevans. De er meget brugt i hverdagen og i industrien. Selvfølgelig er de i dag kommet med en masse forskellige alternative stoffer, på baggrund af hvilke materialer der opnås, som ikke er ringere i kvalitet end metaller. De kan dog ikke helt udskiftes. Det er svært at forestille sig hegn og porte, stænger, kloakdæksler, værktøj og meget mere fra noget andet.

Selvom plastik, glas, silikone, polyethylen og polypropylen er kommet godt ind i en persons moderne liv, er det svært at erstatte de grundlæggende dele af strukturer, adskillige dele af biler og andre køretøjer med ethvert alternativ til metaller. Hun eksisterer bare ikke.

Metaller i det periodiske system

I det periodiske system over kemiske grundstoffer indtager metaller en førende position. Af de 117 positioner, der kendes i dag, tilhører mere end 90 metaller. Alle disse grundstoffer har en række karakteristiske træk, der gør det muligt at henføre dem til gruppen af metaller:

1. Kan lede elektricitet.
2. Har termisk ledningsevne.
3. Duktil, sej, kan rulles til plader og tråd (ikke alle).
4. Hav en sølvglans (undtagen kobber og guld).

Ud over generelle egenskaber har hvert lignende element et antal specifikke, hvilket gør det så populært.

Typologi

Alle metaller som simple stoffer kan også opdeles i tre klasser:

1. Sort.
2. Farvet.
3. Precious.

Ikke-jernholdige metaller omfatter alt undtagen ædel og jern. Det vil sige, det er kobber, kviksølv, palladium, krom, nikkel, zink, magnesium, calcium, aluminium, bly, tin og så videre.

Ædelmetaller omfatter følgende:

• sølv;
• guld;
• platin.

Jernholdige metaller - hvad er de?

Denne klasse inkluderer:

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

Det vil sige, at af alle disse stoffer udgør jernholdige metaller en mindre del. Og for det meste ikke de mest almindelige (med undtagelse af jern) er i jordskorpen og tarmene.

Men på trods af, at jernholdige metaller er repræsenteret af et så lille antal grundstoffer, er de meget almindelige og omfangsrige i produktion og forarbejdning. Massen af produkter, dele, tilbehør er lavet af jern og dets legeringer.

Metallurgi af jernholdige metaller er ret omfattende og efterspurgt over hele verden. Udvinding og forarbejdning af jern er en af manges avancerede tekniske og økonomiske opgaverlande i verden, inklusive Rusland.

Aflejringer af jernholdige metaller på planeten

Jern med hensyn til minedrift er på førstepladsen blandt alle metaller. Dens masseindhold i naturen, herunder i jordskorpen, er i milliarder. Samtidig har mennesket ifølge eksperter i dag kun udforsket hundrede milliarder tons.

Hvis vi taler om verdensaflejringer af jernholdige metaller, primært jern, skal det bemærkes, at de er på alle kontinenter, i alle dele af verden, undtagen punkter i det fjerne nord. Samtidig er fordelingen på land cirka følgende (i faldende rækkefølge):

• Rusland (ca. fyrre procent af alle verdensreserver);
• Brasilien;
• Australien;
• Canada;
• USA;
• Kina;
• Indien;
• Sverige.

Indlån i Rusland

I Rusland er jernholdige metaller indeholdt i næsten alle store føderale distrikter.

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

I hvert af de ovennævnte distrikter er der en virksomhed, hvor der udføres jernmetallurgi. Rusland er en klar leder i verden i denne indikator, og at dømme efter reserverne vil dette fortsætte i meget lang tid.

Udtrækning af materiale

Produktionen af jernholdigt metal involverer flere komplekse trinsprocesser. For det første forekommer jernholdige metaller ikke i naturlig form, men er en del af de tilsvarende malme (mangan, jern og så videre). Derfor, før man opnår metal, er det nødvendigt at udvinde sten fra jorden - malm.

Denne proces udføres af mineindustrien. Samtidig kan malme, der indeholder jern, være rige og mættede eller fattige på metal. Derfor, efter udvindingen af malmlaget, tages dets stykke til kemisk analyse. Hvis det kvantitative indhold af metallet er over 57-60%, så fortsætter arbejdet. Hvis den er lavere, stopper de eller flytter til et andet område for at søge efter rigere malm. Ellers er denne proces simpelthen ikke økonomisk rentabel.

Næste fase, som omfatter produktionen af jernholdigt metal, er forarbejdningen af den udvundne malm på et særligt anlæg. Denne proces kaldes metallurgi. Det kan være af flere typer:

1. Hydrometallurgi - teknologien til udvinding og forarbejdning af malm er baseret på brug af vand. Samtidig passerer metaller fra malmens sammensætning i udvaskningsprocessen i opløsning, og derfra ekstraheres de i ren form ved elektrolyse. Energimæssigt og materielt er denne metode dyrere, derfor bruges den kun til specielle metaller.
2. Pyrometallurgi er grundlaget for teknikken til at bruge ild. Malmvarmebehandlingsprocesser i højovne ved hjælp af kokskul. Den mest almindelige måde at behandle malm ogudvinding af metaller. Anvendes i jernmetallurgi.
3. Biometallurgi. Baseret på virkningen af levende organismer er det lige begyndt at blive omsat i praksis, det bliver udviklet af bioteknologer. Den nederste linje er nogle mikroorganismers evne til at udvinde metaller fra sammensætningen af malme i løbet af deres liv.

Behandler

På forarbejdningsanlægget behandles udvundet malme, der indeholder jernholdige metaller, omhyggeligt. Alle disse processer er afspejlet i tabellen nedenfor.

Teknologisk proces	essensen af processen	Resultat
1. Malmfornyelse	Adskillelse af en del af malmen indeholdende metal fra gråbjerg. Kan ske på en af tre måder: magnetisk (baseret på jerns ferromagnetisme); tyngdekraft (base - forskellige tætheder af affald og rig sten); flotation (baseret på brug af vand med et skummiddel).	Få et rent, jernholdigt metalrigt substrat, som sendes til videre behandling.
2. Agglomeration	Processen med sintring af malm. Det udføres for at opnå et rent stof, uden urenheder af gasser og støv, og så videre.	Få tre typer forarbejdet malm: sintermalm (bagt ved høje temperaturer uden adgang til luft); separeret (renset ved adskillelse); pellet (masse indeholdende jernflux).
3. Domæneproces	Koksning af malm i højovn klbrug som brændstof og reduktion af jern fra dets oxider af kul.	Få rent jern, eventuelt allerede legeret med kulstof for at danne stål.

Sådan opnås jern og dets legeringer. I dette tilfælde bruges de maksimale materialeomkostninger på tilberedning og brug af koks (kul). Det er ham, der er et reduktionsmiddel for jern, et brændstof, en varmekilde, en leverandør af kulstof. Derfor bruges der i den beskrevne proces en ret stor mængde af det, deraf de høje kontantomkostninger.

Opbevaringsbetingelser

Jernholdige metaller omfatter primært jern og dets legeringer. Det skal forstås, at dette er et meget korrosionsbestandigt materiale. Derfor kræver opbevaring af jernholdigt metal overholdelse af visse regler, især når det ikke kommer til strukturer og produkter, men til det såkaldte skrot af jernholdige metaller (affald, ødelagte produkter, plader, stænger, fittings og så videre):

1. Rummet, hvor materialet er placeret, skal være helt lukket for fugt (regn, sne). Jo mindre fugt, jo længere holdbarhed.
2. Lagerområdet skal være stort, du kan ikke opbevare pladestrukturer af jernholdige metaller tæt på hinanden, da dette vil fremkalde tidlig korrosion.
3. Alt tilgængeligt materiale skal sorteres efter mærke og størrelse.

Hvis disse enkle regler overholdes, vil det være muligt at begrænse destruktionsprocesserne af metallers struktur så længe som muligt.

Jernlegeringer

Kdet er sædvanligt at henvise til jernlegeringer som sådan, som er opdelt i flere typer:

1. Stål. Jernholdigt metal smeltet sammen med kul giver dette resultat.
2. Støbejern. Det oprindelige råjern, som opnås i højovne under forarbejdning af malm, er fuldstændig uegnet som materiale til fremstilling af apparater og husholdningsartikler. Han er for skrøbelig. Det skal underkastes yderligere forarbejdning i form af mætning med jern og kulstof for at opnå et fremragende holdbart materiale. Andre elementer er også tilføjet for at forbedre korrosionsbestandighed og ydeevne.
3. Ferrolegeringer (silicocalcium, ferrochrom, ferrosilicium, silicomangan). Hovedformålet med disse legeringer er at forbedre de tekniske egenskaber af det endelige materiale.

Stål

Den vigtigste plads blandt alle jernholdige metallegeringer er givet til stål. I dag har vi lært, hvordan man opnår meget betydelige resultater i produktionen af dette materiale med forudbestemte vigtige egenskaber. Denne form for legering er den vigtigste for industrien, som jernholdige metaller har givet. Hvilke stål er kendetegnet ved?

1. Low carbon - bruges til at lave forskellige værktøjer.
2. Rustfrit (de bruges til at fremstille rør, ildfaste dele, skæreværktøj, svejset udstyr og så videre).
3. Ferrito Chrome.
4. Martensitisk krom.
5. legeret.
6. Nikkel.
7. Chrome.
8. Chrome vanadium.
9. Tungsten.
10. molybdæn.
11. Mangan.

Det fremgår tydeligt af navnene, atdet er disse komponenter, der tilsættes blandingen af jern og kulstof i et bestemt forhold. Dette påvirker en væsentlig ændring i egenskaberne af de resulterende materialer.

sekundære metaller

Desværre, så meget som vi gerne vil, kan tingene ikke vare evigt. Med tiden bliver alt ubrugeligt – det går i stykker, slår, bliver gammelt og går af mode. Dette er også tilfældet med jernholdige metalstrukturer. Stål, støbejern og andre produkter, reservedele er simpelthen ikke længere nødvendige.

Så bliver de overdraget til særlige virksomheder, der er involveret i forarbejdning af råvarer, der er blevet ubrugelige. Nu er disse sorte sekundære metaller. Dette er navnet på metalprodukter lavet af jernholdige metaller, som er ude af drift og unødvendige i hverdagen.

De virksomheder, der indsamler skrot, skal overholde visse regler for opbevaring, fjernelse og salg. Lovgivningen i vores land om dette spørgsmål er etableret af GOST. Jernholdige metaller såvel som ikke-jernholdige metaller er under streng kontrol af loven.

Genbrugte metaller kan genbruges og sættes i produktion igen. Det er til salg til sådanne formål, at formidlende iværksættere køber sort metalskrot.

I dag behandles jernholdige metaller med respekt, de indtager en førende position på markedet for deres produkter.

Mekanisk brug

Stål- og støbejernsgenstande, dele, forskellige enheder er meget udbredt inden for maskinteknik. De efterspørges ikke kun forbiler, men også inden for kemisk, luftfartsproduktion samt inden for skibsbygning. Alt dette skyldes den særlige styrke af disse materialer, deres varmebestandighed og korrosionsbestandighed. Jernholdige metaller er ved at blive basismaterialet til fremstilling af mange typer produkter. Blandt de mest almindelige er:

• gear sidedæksler;
• lejer;
• ventiler;
• fittings;
• bøsninger;
• pipes;
• cylindre af biler og andre køretøjer;
• gearhjul;
• kædeled på traktorer;
• bremsetromler;
• vogne;
• huse og så videre.

Denne liste er uendelig, for der er virkelig mange jernholdige metalprodukter og deres legeringer.

Anvendelse i andre brancher

Der er flere hovedområder, hvor jernholdige metaller bruges:

1. Kemisk industri.
2. Engineering.
3. Produktion af specialmøbler.
4. Udgivelse af retter.
5. Produktion af konstruktionsdele.

Dette er bestemt ikke en komplet liste, men kun de mest almindelige områder, der tegner sig for langt de fleste stålprodukter.