Σιδήρουχα μέταλλα: κοιτάσματα, αποθήκευση. Μεταλλουργία σιδηρούχων μετάλλων

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Τα μέταλλα είναι υλικά που δεν χάνουν ποτέ τη σημασία τους. Χρησιμοποιούνται ευρέως στην καθημερινή ζωή και στη βιομηχανία. Φυσικά, σήμερα έχουν καταλήξει σε πολλές διαφορετικές εναλλακτικές ουσίες, με βάση τις οποίες λαμβάνονται υλικά που δεν είναι κατώτερα σε ποιότητα από τα μέταλλα. Ωστόσο, δεν μπορούν να αντικατασταθούν πλήρως. Είναι δύσκολο να φανταστείς φράχτες και πύλες, μπάρες, καλύμματα φρεατίων, εργαλεία και πολλά άλλα από κάτι άλλο.

Παρόλο που το πλαστικό, το γυαλί, η σιλικόνη, το πολυαιθυλένιο και το πολυπροπυλένιο έχουν εισέλθει σταθερά στη σύγχρονη ζωή ενός ανθρώπου, είναι δύσκολο να αντικατασταθούν τα θεμελιώδη μέρη των κατασκευών, πολλά μέρη αυτοκινήτων και άλλων οχημάτων με οποιαδήποτε εναλλακτική λύση αντί των μετάλλων. Απλώς δεν υπάρχει.

Μέταλλα στον περιοδικό πίνακα

Στον Περιοδικό Πίνακα Χημικών Στοιχείων, τα μέταλλα κατέχουν ηγετική θέση. Από τις 117 θέσεις που είναι γνωστές σήμερα, περισσότερες από 90 ανήκουν σε μέταλλα. Όλα αυτά τα στοιχεία έχουν μια σειρά από χαρακτηριστικά γνωρίσματα που τους επιτρέπουν να αποδοθούν στην ομάδα μετάλλων:

1. Ικανότητα να μεταφέρει ηλεκτρισμό.
2. Έχουν θερμική αγωγιμότητα.
3. όλκιμο, όλκιμο, μπορεί να τυλιχτεί σε φύλλα και σύρμα (όχι όλα).
4. Έχετε ασημί γυαλάδα (εκτός από χαλκό και χρυσό).

Εκτός από τις γενικές ιδιότητες, κάθε παρόμοιο στοιχείο έχει έναν αριθμό ειδικών, γεγονός που το κάνει τόσο δημοφιλές.

Τυπολογία

Όλα τα μέταλλα ως απλές ουσίες μπορούν επίσης να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες:

1. Μαύρο.
2. Έγχρωμο.
3. Precious.

Τα μη σιδηρούχα μέταλλα περιλαμβάνουν τα πάντα εκτός από πολύτιμα και σίδηρο. Δηλαδή, είναι χαλκός, υδράργυρος, παλλάδιο, χρώμιο, νικέλιο, ψευδάργυρος, μαγνήσιο, ασβέστιο, αλουμίνιο, μόλυβδος, κασσίτερος και ούτω καθεξής.

Τα πολύτιμα μέταλλα περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

• silver;
• χρυσός;
• πλατινένιο.

σιδηρούχα μέταλλα - τι είναι;

Αυτή η τάξη περιλαμβάνει:

• σίδηρος και όλα τα κράματά του;
• μαγγάνιο;
• chrome;
• βανάδιο;
• τιτάνιο;
• ακτινίδες και ουράνιο (θόριο, πλουτώνιο, ποσειδώνιο και άλλα);
• βολφράμιο;
• αλκαλιμέταλλα.

Δηλαδή, από όλη την ποικιλία αυτών των ουσιών, τα σιδηρούχα μέταλλα αποτελούν ένα μικρότερο μέρος. Και κυρίως δεν είναι τα πιο κοινά (με εξαίρεση τον σίδηρο) στον φλοιό και τα έντερα της γης.

Αλλά παρά το γεγονός ότι τα σιδηρούχα μέταλλα αντιπροσωπεύονται από τόσο μικρό αριθμό στοιχείων, είναι πολύ κοινά και ογκώδη στην παραγωγή και την επεξεργασία. Η μάζα των προϊόντων, ανταλλακτικών, αξεσουάρ αποτελείται από σίδηρο και τα κράματά του.

Η μεταλλουργία σιδηρούχων μετάλλων είναι αρκετά εκτεταμένη και σε ζήτηση σε όλο τον κόσμο. Η εξόρυξη και η επεξεργασία του σιδήρου είναι ένα από τα προηγμένα τεχνικά και οικονομικά καθήκοντα πολλώνχώρες του κόσμου, συμπεριλαμβανομένης της Ρωσίας.

Καταθέσεις σιδηρούχων μετάλλων στον πλανήτη

Ο σίδηρος όσον αφορά την εξόρυξη βρίσκεται στην πρώτη θέση μεταξύ όλων των μετάλλων. Η περιεκτικότητά του σε μάζα στη φύση, συμπεριλαμβανομένου του φλοιού της γης, είναι δισεκατομμύρια. Την ίδια στιγμή, σύμφωνα με τους ειδικούς, σήμερα ο άνθρωπος έχει εξερευνήσει μόνο εκατό δισεκατομμύρια τόνους.

Αν μιλάμε για τα παγκόσμια κοιτάσματα σιδηρούχων μετάλλων, κυρίως σιδήρου, πρέπει να σημειωθεί ότι βρίσκονται σε όλες τις ηπείρους, σε όλα τα μέρη του κόσμου, εκτός από τα σημεία του Άπω Βορρά. Ταυτόχρονα, η κατανομή ανά χώρα είναι περίπου η εξής (με φθίνουσα σειρά):

• Ρωσία (περίπου σαράντα τοις εκατό όλων των παγκόσμιων αποθεμάτων);
• Βραζιλία;
• Αυστραλία;
• Καναδάς;
• ΗΠΑ;
• Κίνα;
• Ινδία;
• Σουηδία.

Καταθέσεις στη Ρωσία

Στη Ρωσία, τα σιδηρούχα μέταλλα περιέχονται σε όλες σχεδόν τις ομοσπονδιακές περιοχές μεγάλης κλίμακας.

1. Κεντρική Ομοσπονδιακή Περιφέρεια (μαγνητική ανωμαλία Κουρσκ) - πάνω από 59%.
2. Ομοσπονδιακή Περιοχή Ουραλίων - 14%.
3. Σιβηρική Περιοχή - 13%.
4. Άπω Ανατολή - 8%.
5. Βορειοδυτική Ομοσπονδιακή Περιφέρεια - 4%.
6. Privolzhsky - 0,5%.

Σε κάθε μία από τις παραπάνω συνοικίες υπάρχει επιχείρηση όπου πραγματοποιείται σιδηρούχα μεταλλουργία. Η Ρωσία είναι σαφώς ηγέτης στον κόσμο σε αυτόν τον δείκτη και, αν κρίνουμε από τα αποθεματικά, αυτό θα συνεχιστεί για πολύ καιρό.

Εξαγωγή υλικού

Η παραγωγή σιδηρούχων μετάλλων περιλαμβάνει πολλές σύνθετες διαδικασίες σταδίου. Πρώτον, τα σιδηρούχα μέταλλα δεν απαντώνται σε φυσική μορφή, αλλά αποτελούν μέρος των αντίστοιχων μεταλλευμάτων (μαγγάνιο, σίδηρος κ.λπ.). Επομένως, πριν από την απόκτηση μετάλλου, είναι απαραίτητο να εξαχθεί πέτρα από τη γη - μετάλλευμα.

Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται από τη βιομηχανία εξόρυξης. Ταυτόχρονα, τα μεταλλεύματα που περιέχουν σίδηρο μπορεί να είναι πλούσια και κορεσμένα ή φτωχά σε μέταλλο. Επομένως, μετά την εξόρυξη της στιβάδας του μεταλλεύματος, το κομμάτι του λαμβάνεται για χημική ανάλυση. Εάν η ποσοτική περιεκτικότητα του μετάλλου είναι πάνω από 57-60%, τότε η εργασία συνεχίζεται. Εάν είναι χαμηλότερο, τότε σταματούν ή μετακινούνται σε άλλη περιοχή για να αναζητήσουν πλουσιότερο μετάλλευμα. Διαφορετικά, αυτή η διαδικασία απλά δεν είναι οικονομικά βιώσιμη.

Το επόμενο στάδιο, που περιλαμβάνει την παραγωγή σιδηρούχων μετάλλων, είναι η επεξεργασία του εξορυσσόμενου μεταλλεύματος σε ειδική μονάδα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μεταλλουργία. Μπορεί να είναι πολλών τύπων:

1. Υδρομεταλλουργία - η τεχνολογία εξόρυξης και επεξεργασίας μεταλλεύματος βασίζεται στη χρήση νερού. Ταυτόχρονα, στη διαδικασία της έκπλυσης, τα μέταλλα από τη σύνθεση του μεταλλεύματος περνούν σε διάλυμα και από εκεί εξάγονται σε καθαρή μορφή με ηλεκτρόλυση. Ενεργειακά και υλικά, αυτή η μέθοδος είναι πιο ακριβή, επομένως χρησιμοποιείται μόνο για ειδικά μέταλλα.
2. Η πυρομεταλλουργία είναι η βάση της τεχνικής χρήσης της φωτιάς. Διεργασίες θερμικής επεξεργασίας μεταλλεύματος σε υψικάμινους με χρήση οπτανθρακοποιημένου άνθρακα. Ο πιο συνηθισμένος τρόπος επεξεργασίας μεταλλεύματος καιεξόρυξη μετάλλων. Χρησιμοποιείται στη σιδηρούχα μεταλλουργία.
3. Βιομεταλλουργία. Με βάση τη δράση των ζωντανών οργανισμών, μόλις αρχίζει να εφαρμόζεται στην πράξη, αναπτύσσεται από βιοτεχνολόγους. Η ουσία είναι η ικανότητα ορισμένων μικροοργανισμών να εξάγουν μέταλλα από τη σύνθεση των μεταλλευμάτων κατά τη διάρκεια της ζωής τους.

Επεξεργασία

Στο εργοστάσιο επεξεργασίας, τα εξορυσσόμενα μεταλλεύματα που περιέχουν σιδηρούχα μέταλλα υφίστανται προσεκτική επεξεργασία. Όλες αυτές οι διαδικασίες αντικατοπτρίζονται στον παρακάτω πίνακα.

Τεχνολογική διαδικασία	Η ουσία της διαδικασίας	Αποτέλεσμα
1. Εμπλουτισμός μεταλλεύματος	Διαχωρισμός μέρους του μεταλλεύματος που περιέχει μέταλλο από τα απόβλητα πετρώματα. Μπορεί να συμβεί με έναν από τους τρεις τρόπους: μαγνητικό (με βάση τον σιδηρομαγνητισμό του σιδήρου); βαρύτητα (βάση - διαφορετικές πυκνότητες απορριμμάτων και πλούσιοι βράχοι); επίπλευση (με βάση τη χρήση νερού με αφριστικό παράγοντα).	Αποκτήστε ένα καθαρό, πλούσιο σε σιδηρούχα μέταλλα υπόστρωμα, το οποίο αποστέλλεται για περαιτέρω επεξεργασία.
2. Συγκρότημα	Η διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης μεταλλεύματος. Πραγματοποιείται για να ληφθεί μια καθαρή ουσία, χωρίς ακαθαρσίες αερίων και σκόνης κ.ο.κ.	Αποκτήστε τρεις τύπους επεξεργασμένου μεταλλεύματος: μεταλλεύματος πυροσυσσωμάτωσης (ψημένο σε υψηλές θερμοκρασίες χωρίς πρόσβαση στον αέρα); διαχωρίστηκε (καθαρίστηκε με διαχωρισμό); σφαιρίδιο (μάζα που περιέχει ροές σιδήρου).
3. Διαδικασία τομέα	Οπτανθρακοποίηση μεταλλεύματος σε υψικάμινο στοχρήση ως καύσιμο και αναγωγικό του σιδήρου από τα οξείδια του άνθρακα.	Αποκτήστε καθαρό σίδηρο, προαιρετικά ήδη κράμα με άνθρακα για σχηματισμό χάλυβα.

Έτσι λαμβάνεται ο σίδηρος και τα κράματά του. Σε αυτή την περίπτωση, το μέγιστο κόστος υλικού δαπανάται για την παρασκευή και τη χρήση του οπτάνθρακα (κάρβουνο). Είναι αυτός που είναι ένας αναγωγικός παράγοντας για το σίδηρο, ένα καύσιμο, μια πηγή θερμότητας, ένας προμηθευτής άνθρακα. Ως εκ τούτου, στη διαδικασία που περιγράφεται, χρησιμοποιείται ένα αρκετά μεγάλο ποσό από αυτό, εξ ου και το υψηλό κόστος μετρητών.

Συνθήκες αποθήκευσης

Τα σιδηρούχα μέταλλα περιλαμβάνουν κυρίως σίδηρο και τα κράματά του. Πρέπει να γίνει κατανοητό ότι αυτό είναι ένα πολύ ανθεκτικό στη διάβρωση υλικό. Επομένως, η αποθήκευση σιδηρούχων μετάλλων απαιτεί συμμόρφωση με ορισμένους κανόνες, ειδικά όταν δεν πρόκειται για κατασκευές και προϊόντα, αλλά για τα λεγόμενα θραύσματα σιδηρούχων μετάλλων (απόβλητα, σπασμένα προϊόντα, φύλλα, ράβδους, εξαρτήματα κ.λπ.):

1. Το δωμάτιο στο οποίο βρίσκεται το υλικό πρέπει να είναι εντελώς κλειστό από υγρασία (βροχή, χιόνι). Όσο λιγότερη υγρασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η διάρκεια ζωής.
2. Ο χώρος της αποθήκης πρέπει να είναι μεγάλος, δεν μπορείτε να αποθηκεύσετε φύλλα σιδηρούχων μετάλλων το ένα κοντά στο άλλο, καθώς αυτό θα προκαλέσει πρόωρη διάβρωση.
3. Όλο το διαθέσιμο υλικό πρέπει να ταξινομηθεί κατά μάρκα και μέγεθος.

Εάν τηρηθούν αυτοί οι απλοί κανόνες, θα είναι δυνατό να περιοριστούν οι διαδικασίες καταστροφής της δομής των μετάλλων για όσο το δυνατόν περισσότερο.

σιδηρούχα κράματα

Κσυνηθίζεται να αναφέρονται τα κράματα σιδήρου ως τέτοια, τα οποία χωρίζονται σε διάφορους τύπους:

1. Χάλυβας. Το σιδηρούχο μέταλλο συντηγμένο με άνθρακα δίνει αυτό το αποτέλεσμα.
2. Χυτοσίδηρος. Ο αρχικός χυτοσίδηρος, που λαμβάνεται σε υψικάμινους κατά την επεξεργασία του μεταλλεύματος, είναι εντελώς ακατάλληλος ως υλικό για την παραγωγή συσκευών και ειδών οικιακής χρήσης. Είναι πολύ εύθραυστο. Πρέπει να υποβληθεί σε περαιτέρω επεξεργασία με τη μορφή κορεσμού με σίδηρο και άνθρακα για να ληφθεί ένα εξαιρετικό ανθεκτικό υλικό. Προστίθενται επίσης άλλα στοιχεία για τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση και της απόδοσης.
3. Σιδηροκράματα (πυριτικό ασβέστιο, σιδηροχρώμιο, σιδηροπυρίτιο, σιλικομαγγάνιο). Ο κύριος σκοπός αυτών των κραμάτων είναι να βελτιώσουν τα τεχνικά χαρακτηριστικά του τελικού υλικού.

Χάλυβας

Η κύρια θέση μεταξύ όλων των κραμάτων σιδηρούχων μετάλλων δίνεται στον χάλυβα. Σήμερα μάθαμε πώς να επιτυγχάνουμε πολύ σημαντικά αποτελέσματα στην παραγωγή αυτού του υλικού με προκαθορισμένες σημαντικές ιδιότητες. Αυτό το είδος κράματος είναι το πιο σημαντικό για τη βιομηχανία που έχουν δώσει τα σιδηρούχα μέταλλα. Ποιοι χάλυβες διακρίνονται;

1. Χαμηλό άνθρακα - χρησιμοποιείται για την κατασκευή διαφόρων εργαλείων.
2. Ανοξείδωτα (χρησιμοποιούνται για την κατασκευή σωλήνων, πυρίμαχων εξαρτημάτων, εργαλείων κοπής, συγκολλητικού εξοπλισμού και ούτω καθεξής).
3. Ferrito Chrome.
4. Μαρτενσιτικό χρώμιο.
5. Κραματοποιημένο.
6. Νίκελ.
7. Chrome.
8. Chrome vanadium.
9. Tungsten.
10. Μολυβδαίνιο.
11. Μαγγάνιο.

Είναι φανερό από τα ονόματα ότιΕίναι αυτά τα συστατικά που προστίθενται στο μείγμα σιδήρου και άνθρακα σε μια ορισμένη αναλογία. Αυτό επηρεάζει μια σημαντική αλλαγή στις ιδιότητες των υλικών που προκύπτουν.

Δευτερογενή Μέταλλα

Δυστυχώς, όσο κι αν θα θέλαμε, τα πράγματα δεν μπορούν να διαρκέσουν για πάντα. Με την πάροδο του χρόνου, όλα γίνονται άχρηστα - σπάει, χτυπάει, γερνά και φεύγει από τη μόδα. Αυτό συμβαίνει και με τις κατασκευές από σιδηρούχα μέταλλα. Χάλυβας, χυτοσίδηρος και άλλα προϊόντα, ανταλλακτικά απλά παύουν να χρειάζονται.

Στη συνέχεια παραδίδονται σε ειδικές επιχειρήσεις που ασχολούνται με την επεξεργασία πρώτων υλών που έχουν καταστεί άχρηστες. Τώρα αυτά είναι μαύρα δευτερεύοντα μέταλλα. Αυτό είναι το όνομα των μεταλλικών προϊόντων από σιδηρούχα μέταλλα που είναι εκτός λειτουργίας και δεν είναι απαραίτητα στην καθημερινή ζωή.

Οι επιχειρήσεις που συλλέγουν σκραπ πρέπει να συμμορφώνονται με ορισμένους κανόνες για την αποθήκευση, την αφαίρεση και την πώλησή τους. Η νομοθεσία της χώρας μας για αυτό το θέμα καθορίζεται από την GOST. Τα σιδηρούχα μέταλλα, καθώς και τα μη σιδηρούχα, βρίσκονται υπό αυστηρό έλεγχο του νόμου.

Τα ανακυκλωμένα μέταλλα μπορούν να ανακυκλωθούν και να τεθούν ξανά στην παραγωγή. Πωλείται για τέτοιους σκοπούς που οι ενδιάμεσοι επιχειρηματίες αγοράζουν μαύρα παλιοσίδερα.

Σήμερα, τα σιδηρούχα μέταλλα αντιμετωπίζονται με τον δέοντα σεβασμό, κατέχουν ηγετική θέση στην αγορά για τα προϊόντα τους.

Μηχανική χρήση

Είδη από χάλυβα και χυτοσίδηρο, εξαρτήματα, διάφορες συσκευές χρησιμοποιούνται ευρέως στη μηχανολογία. Είναι σε ζήτηση όχι μόνο γιααυτοκινήτων, αλλά και στη χημική, αεροπορική παραγωγή, καθώς και στη ναυπηγική. Όλα αυτά οφείλονται στην ιδιαίτερη αντοχή αυτών των υλικών, στην αντοχή τους στη θερμότητα και στη διάβρωση. Τα σιδηρούχα μέταλλα γίνονται το βασικό υλικό για την παραγωγή πολλών τύπων προϊόντων. Μεταξύ των πιο κοινών είναι:

• πλευρικά καλύμματα ταχυτήτων;
• ρουλεμάν;
• βαλβίδες;
• fittings;
• bushings;
• σωλήνες;
• κύλινδροι αυτοκινήτων και άλλων οχημάτων;
• gear wheels;
• κρίκοι αλυσίδας σε τρακτέρ;
• τύμπανα φρένων;
• caraages;
• περιβλήματα και ούτω καθεξής.

Αυτή η λίστα είναι ατελείωτη, γιατί υπάρχουν πραγματικά πολλά προϊόντα σιδηρούχων μετάλλων και τα κράματά τους.

Εφαρμογή σε άλλους κλάδους

Υπάρχουν αρκετοί κύριοι τομείς στους οποίους χρησιμοποιούνται σιδηρούχα μέταλλα:

1. Χημική βιομηχανία.
2. Μηχανική.
3. Παραγωγή επίπλων ειδικής χρήσης.
4. Απελευθέρωση πιάτων.
5. Παραγωγή δομικών μερών.

Αυτή σίγουρα δεν είναι μια πλήρης λίστα, αλλά μόνο οι πιο συνηθισμένες περιοχές που αντιπροσωπεύουν τη συντριπτική πλειοψηφία των προϊόντων χάλυβα.