Все металлы кроме железа

Обновлено: 04.10.2024

ЛЕГКИЕ: алюминий, титан, магний
ТЯЖЕЛЫЕ: медь, свинец, цинк, олово, никель
ЛЕГИРУЮЩИЕ: молибден, вольфрам, ванадий,
кремний
БЛАГОРОДНЫЕ: золото, серебро, платина
РЕДКИЕ И РАССЕЯННЫЕ: галлий, селен, теллур,
уран, цирконий, германий

3. ОТРАСЛИ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

МЕТАЛЛУРГИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ:
1) Медная
2) Свинцово-цинковая
3) Никель-кобальтовая
4) Оловянная
МЕТАЛЛУРГИЯ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛОВ:
1) Алюминиевая
2) Титаномагниевая

4. МЕДЬ

М0, М00, М00б, М1р,
М1к, М2, М3 и т.д.
1) На втором месте по электропроводимости после серебра
2) Высокая вязкость и пластичность
3) Высокая теплопроводность
Основное применение: провода, радиаторы, медные трубы,
декоративные детали

5. СВИНЕЦ

С0, С1, С1С, Б16, БН,
БС6, БК2, БКА и т.д.
1) Очень мягкий и пластичный
2) Низкая теплопроводность
3) Относительно высокая плотность
4) Низкая цена
Основное применение: антифрикционные детали (в сплаве
баббита), защита от радиации и кислоты, электротехника
(аккумуляторы и предохранители), вооружение

6. магний

МАГНИЙ
Мг90, Мг95, МЛ10,
МЛ11, МА1, МА11 и т.д.
1) Очень легкий
2) Очень непрочный и мягкий
Однако если добавить алюминия, титана, цинка и др. может
получиться очень даже ничего: очень прочный сплав и при
том очень легкий.
Сплавы применяются: авиация, автомобилестроение,
вагоностроение и так далее…

7. Цинк

Ц0, Ц0А, Ц1, ЦВ и т.д.
ЦИНК
1) Коррозионная стойкость
2) Все остальное – посредственно
Основное применение: защитные покрытия, все
остальное в основном в сплавах (например, литейные
сплавы для изготовления деталей средней прочности –
ЦА4, ЦП1…).

8. латунь

ЛАТУНЬ
Простые латуни: Л96, Л90, Л85, Л80, Л75, Л68, Л63
Специальные латуни: ЛА85-0.5, ЛК80-3, ЛО90-1, ЛС74-3 и т.д.
(соответственно с алюминием, кремнием, оловом, свинцом и
т.д.)
Общая закономерность: чем больше цинка, тем больше
твердость, прочность, пластичность, коррозионная
стойкость

9. никель

НИКЕЛЬ
Н-0, Н-1, Н-2, НП1,
НП2Э, НПАН и т.д.
Обычно рассматривается в сплаве с кобальтом
1) Чаще всего рассматривается как легирующий элемент
(повышающий прочность)
2) Сам по себе обладает высокой прочностью
3) Устойчив к коррозии
Основное применение: никелевые сплавы, покрытие

10. мельхиор

11. Константан

КОНСТАНТАН
55%
45%
Применяется в электротехнике: термопары, тензодатчики,
реостаты, электронагревательные элементы и
измерительные приборы высокой точности.

12. олово

ОЛОВО
О1, О1пч,О2, Б83, Б83С
и т.д.
1) Низкая температура плавления
2) Дорого
Используется в типографии (сплав с сурьмой), в качестве
припоя, в сплаве с медью (бронза), в текстильной
промышленности. Из него делают посуду,
антикоррозионные покрытия, декор. Чаще всего
применяется в составе бронзы.

13. бронза

БрО10, БрС30,
БрА9Ж4,
БрБНТ1.9,
БрКМц3-1 и др.
БРОНЗА
80%
20%
1) Более высокая коррозионная стойкость и прочность по
сравнению с латунью
2) Хорошо поддается сварке и пайке
Бронзы бывают:
1) Бериллиевая – твердая (пружины, мембраны, инструменты)
2) Алюминиевая – высокоплотная (ленты и трубы)
3) Кремнецинковая – текучая в расплавленном состоянии
4) Свинцовистая – антифрикционная и прочная (подшипники)
5) Оловянная – все вышеперечисленное

14. алюминий

АЛЮМИНИЙ
А0, А5, А5Е, А8, А85,АД,
АД0, АД1, АВ86, АЛ2,
АК7М2 и т.д..
1) Почти в три раза легче железа
2) Предел прочности в 2-3 раза меньше стали
3) Поддается всем видам обработки
4) Стоек к коррозии
Прочность компенсирована в дюралюминии. Что же с
ним делают?

15. Применение алюминия

ПРИМЕНЕНИЕ АЛЮМИНИЯ
1) Электротехника и электроника (правда, тяжело паять)
2) Тепловое оборудование и криогенная техника
3) Иногда для нанесения покрытия (но чаще цинк)
4) Посуда и иные предметы быта
5) Фольга и упаковки для продуктов и медикаментов
6) Конструкции с расчетом малой нагрузки
Но с технической точки зрения гораздо интереснее
следующий слайд.

16. дюралюминий

ДЮРАЛЮМИНИЙ
93,5%
4,5%
1,5%
Мягок, но после закалки тверд
Устойчив к высоким температурам
Легкий (~2,8 г/см3)
Гораздо прочнее алюминия (300500 МПа)
5) Стоимость растет не так сурово
6) Теряют в коррозионной стойкости
1)
2)
3)
4)
Д16, Д19, ВД17 и т.д.
0,5%

17. Дюраль: применение

ДЮРАЛЬ:
ПРИМЕНЕНИЕ
Если коротко:
1) Авиация
2) Судостроение
3) Автотранспорт
4) Мелкий транспорт
5) Детали ракет и спутников
6) Строительство (каркасы)
7) Емкости

18. титан

ТИТАН
ВТ14Л, ВТ1Л, ВТ1-0,
ВТ1-00, ВТ14, АТ-6 и т.д.
1) Относительно низкая плотность (но все же тяжелее
алюминия)
2) Исключительно высокая прочность
3) Низкая тепло- и электропроводность
4) Коррозионная стойкость
5) Исключительно высокая цена

19. Титан: применение

ТИТАН: ПРИМЕНЕНИЕ
1) Авиация
2) Судостроение
3) Детали ракет и спутников
4) Строительство (каркасы)
5) Медицина (например, костные пластины)
6) Емкости и хим. пром.
7) Высокопрочные инструменты
Ничего не напоминает? Разница – прочность и цена

20. Антифрикционные сплавы, баббиты

АНТИФРИКЦИОННЫЕ
СПЛАВЫ, БАББИТЫ
Применяются для повышения долговечности трущихся
поверхностей машин и механизмов.
Баббиты (олово+свинец, Б83, БС6, БК2) – там где
переменные нагрузки и большие скорости. Чем больше
олова, тем лучше антифрикционные свойства. Чем
больше свинца, тем дешевле.

21. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТАБЛИЦА

НАЗВАНИЕ
ПЛОТНОСТЬ,
г/см3
ПРЕДЕЛ
ПРОЧНОСТИ, МПа
Стоимость 1
кг на 2006, $
Медь
8,92
256…409
6,7
Алюминий
2,70
75…180
2,6
Титан
4,52
700…900
25,6
Цинк
7,14
140.…250
3,3
Никель
8,90
400…500
23,3
Олово
7,28
18…25
8,8
Свинец
11,34
10…16
1,3
Магний
1,74
100…130
1,9
Платина
21,45
140…340
36715,5
Золото
19,30
100…140
19411,3
Серебро
10,50
150…300
371,3

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ — всё, кроме железа

Цветные металлы отличаются от черных. Цветных металлов много, а к черным относятся только железо, его сплавы. Часто к черным металлам относят ванадий, марганец, хром.

В Европе цветные металлы называют нежелезными, происхождение этих названий точнее отражает суть и свойства наших героев.

Англичане называют их non-ferrous metals.
Для немцев их название — Nichteisenmetalle, Buntmetalle.
Французы обозначили цветные металлы как меtaux non-ferreux.

Разделяем металлы по свойствам и группам

Условно цветные металлы различают на 2 большие группы — тяжелые и легкие.

Более подробная классификация проводится по свойствам (физико-химическим). Есть разделение на 5 и 7 групп.

Виды цветных металлов:

Легкие цветные металлы.
Тяжелые металлы. .
Редкие и малые.
Рассеянные.
Радиоактивные.
Тугоплавкие.

Свойства цветных металлов разнообразны. Это устойчивость к коррозии, высокие электро-и теплопроводность, устойчивость во многих агрессивных средах.

Где применяются

Представьте мир без цветных металлов. Выбросите телефон и компьютер, вместе с ними ключи от машины. Отключите свет — ведь ток течет по проводам из цветмета. Газовую и электрическую плиту тоже придется выбросить, а готовить на костре или построить печку. Поэтому к этим разным и таким нужным человечеству металлам давайте относиться уважительно.

Невозможно представить современный мир без использования цветных металлов.

Некоторые из них добываются миллионами тонн в год, другие по несколько тонн в год. Но все они абсолютно необходимы современной промышленности и нам, потребителям.

Электротехника, легировка сталей, сенсоры, диоды, термопары, инфракрасная оптика, военно-промышленный комплекс.

Знакомство с нежелезными металлами

Список цветных металлов обширен. Руд цветных металлов в разы больше.

Важными рудами на медь являются халькозин, борнит, халькопирит. Встречается и самородная медь, но редко. Про медь читайте здесь.

Добычу медных руд производят:

Познавательно: крупнейшее месторождение в мире находится в знойной пустыне Атакама, его пока не разрабатывают.

Алюминий

Главное сырье на алюминий — бокситы. Руды бокситов — диаспор (его ювелирная разновидность султанит подробно описана здесь), гетит, бемит, каолинит. Подробнее про этот металл читайте на этой странице.

Российские месторождения бокситов находятся в областях:

Архангельской;
Белгородской;
Свердловской;
Челябинской.

Богатые запасы бокситов расположены в Корее, Венгрии, Югославии, Китае.

Значительные запасы бокситовых руд в Австралии, Бразилии, США, Франции.

Свинец

Главная руда на свинец — галенит, кроме него церуссит и англезит.

Галенит образует полиметаллические руды со сфалеритом и халькопиритом.

48 стран мира могут добывать на своей территории свинец.

Основная цинковая руда — сфалерит. Это сульфид цинка, и в природе его естественными спутниками являются галенит и халькопирит.

Главные мировые запасы цинка находятся в Канаде, немногим отстают Китай, Австралия, США.

В России цинк добывают на Каменном Поясе. Есть месторождения в Сибири и Приморье.

Магний

Этого цветного металла в земной коре около 2%.

Руд, содержащих магний, около 60, но для промышленной добычи используют:

доломит;
магнезит;
брусит;
карналлит;
морская вода.

Каждая страна обладает запасами магния. Магнезит находят в США, Испании, Австралии, Канаде, Югославии, Греции. Карналлит используют в странах СНГ.

Огромные запасы магния находятся в воде залива Кара-Богаз-Гол.

Никель

Никелевые руды могут быть сульфидные и силикатные. Подробнее о металле читайте здесь.

халькопирит;
пирротин;
магнетит;
пентландит.

Силикатные никелевые руды:

гарниерит;
гетит;
ревдинскит;
контронит;
асболан.

Кобальт

В природе немного кобальтсодержащих руд, особенно пригодных для промышленного использования. Среди них кобальтин, скуттерудит, линнеит, шмальтин, эритрин.

По минеральному и химическому составу кобальтовые руды делятся на сульфидные, арсенидные, оксидные. В основном все руды комплексные, собственно кобальтовые встречаются только среди мышьяковых (арсенидных) руд.

За рубежом кобальтосодержащие месторождения находятся в Канаде, Финляндии, Австралии, Африке.

В России — на Урале, в Красноярском крае, на Кольском полуострове.

Основные добытчики кобальта — Заир и Замбия.

Олово

Главные минералы для добычи олова — касситерит и станнин. Половина добычи олова приходится на месторождения Юго-Восточной Азии. Подробнее про олово написано здесь.

Немного отстает Китай, за ним идут Индонезия, Малайзия, Бразилия, Россия.

Молибден

Основной рудный минерал на молибден — молибденит. В природе «дружит» с сульфидами меди и касситеритом.

В добыче металла первенствуют США, следом идут Чили и Китай, на третьем месте — Канада.

В России тоже есть молибденовые руды, в Забайкалье, на Северном Кавказе, на юге Западной Сибири.

Вольфрам

Основные руды на вольфрам — вольфрамит и шеелит.

Китаю повезло, у него более 40% мировых запасов вольфрамита. Россия отстала не сильно, у нас шеелит есть на Кавказе, в Забайкалье, на Чукотке.

Есть месторождения в Германии, Канаде, Турции, США.

Висмут

Существует самородный висмут. В Боливии и Австралии его добывают вместе с висмутином. Подробнее о нём читайте здесь.

Боливия единственная страна, где металл добывают прямо из висмутовой руды. В основном висмут извлекают из полиметаллических руд.

Мировые лидеры по запасам:

Перу;
Мексика;
Китай;
Австралия;
Канада.

Месторождения висмутовых руд редки и невелики по масштабам.

Сурьма

Главный источник сурьмы — антимонит. Кроме него, рудой на сурьму могут служить бертьерит, джемсонит, ливингстонит, стибиконит.

Австралия, Россия и Китай обладают залежами антимонита, остальные страны могут только облизываться на такое богатство. Среди завидующих США, КНР, ЮАР. У них есть полиметаллические месторождения.

Ртуть

Киноварь — единственный минерал для качественной добычи ртути.

Основные производители жидкого металла:

Россия обладает небольшими запасами киновари на Чукотке, Алтае, Камчатке.

У Америки с этим и того хуже — маленький рудничок в Неваде.

А вот на юге Испании известно ртуть добывают почти две тысячи лет.

Вторичное сырье

Уже понятно, что добыча цветмета не всегда обеспечивает потребности промышленности. Приходится изворачиваться. То есть организовывать пункты приема вторсырья, собирать металлолом для сдачи в этих пунктах. Кстати, за лом цветных металлов платят довольно неплохо.

Стоимость металлических отходов формируется, исходя из нескольких компонентов:

Металл (тип, редкость).
Габариты.
Размер партии.
Чистота металла, его качество.

Охотникам за металлоломом

Большим спросом у приемщиков пользуются медь, алюминий, свинец, титан.

Медь содержат сплавы меди (латунь).
Олово гораздо дороже меди, особенно в чистом виде, но и в виде посуды, баббита (в подшипниках, например).
Никель металл дорогостоящий, но в чистом виде попадается редко. В мельхиоровой посуде, отработанных электродах, ТЭНах бытовых приборов.
Свинец сдают «в виде» аккумуляторов, типографского оборудования, оплетки кабелей.
Алюминий стоит недорого.
Чистый цинк найти проблематично, сдают его в виде сплавов.
Самые дорогие металлы — молибден и вольфрам.

Плюсы и минусы переработки вторсырья

Перерабатывать металлолом выгодно, это понижает себестоимость продукции.

Цветмет приходится сортировать — это самый нудный и трудоемкий этап работы.

Рассортированное сырье измельчают. Для этого применяют газовые резки, шредеры, а потом прессуют для уменьшения объемов и удобства транспортировки.

Далее подготовленное сырье отправляют на металлургические комбинаты, или продают (чаще всего на экспорт).

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

ЧЁРНЫЕ МЕТАЛЛЫ — душа и тело современной промышленности

Медицине известен печальный и трогательный факт. Студент-химик решил подарить любимой девушке кольцо. Не простое, а из железа собственной крови. Парень делал себе кровопускания, а из крови выделял железо. Только ему не удалось подарить уникальное кольцо — студент умер от малокровия, так и не набрав нужного количества черного металла.

Железо и вся таблица Менделеева

К черным металлам относятся железо и произведенные из него сплавы. По некоторым классификациям сюда же относят ванадий, хром, марганец. Вот вам весь список черных металлов. Удивительно, что среди употребления людьми огромного количества других металлов 90% составляют черные (правда, в основном в виде сплавов).

А вот историки этому не удивляются. Они знают, какими темпами развивалось человечество. Сравните сами.

Первая стадия — первобытно-общинный строй. Начался он примерно 200 000 лет назад (как минимум) и делится на 3 стадии:

Каменный век. Начался с возникновения человека разумного (то есть, когда люди догадались использовать камни и дубинки как орудия). Медленно, со скрипом продолжался до III тысячелетия до нашей эры.
Бронзовый век (длился до начала I тысячелетия до нашей эры). Люди начали использовать цветные металлы. Цивилизация уже не ползла, а рысцой продвигалась к следующему этапу.
Железный век. По разным классификациям он начался в начале I тысячелетия до нашей эры. В принципе, он продолжается и сейчас, хотя историки неофициально называют наше время ранний пластиковый век.

Сравните, как жил человек в каменном веке, и как живет сейчас. И весь взлет цивилизации — за счет металлов.

Познавательно: в эпоху поздней бронзы железные изделия были редкостью. Их стоимость в 35-40 раз превышала стоимость таких же серебряных изделий.

Где добывают руду черных металлов

К железным рудам относятся железняки — красный, магнитный, бурый. Это магнетит, гематит, лимонит. Бурые железняки привлекательны примесями ванадия, кобальта, марганца, никеля и других металлов.

Российские железорудные месторождения

Россия обладает крупнейшими железорудными запасами в мире, хотя содержание железа на тонну добытой руды наша страна уступает некоторым странам. Огромное и уникальное по содержанию железа (до 60%) месторождение гематита расположено в Курской области. Это знаменитая Курская магнитная аномалия.

Бесценная копилка минералов, Каменный Пояс, имеет магнетитовые месторождения (горы Магнитная, Благодать, Высокая). Есть магнетит на Кольском полуострове и в Сибири.

Крупнейшие залежи лимонита (бурого железняка):

Орско-Халиловское (Урал);
Керченское (Крым);
Байкальское.

Добывают руду открытым (в карьерах) или закрытым (в шахтах) способами.

Переработкой руды в железо занимаются на металлургических комбинатах.

Что производят из черных металлов

Само железо не пользуется спросом. Оно пластично, хорошо поддается ковке и прокатке, у него хорошие электро- и теплопроводность. Но все его привлекательные качества меркнут перед одним большим «но» — оно ржавеет.

В Дели (Индия) уже 1600 лет стоит железная колонна. И не ржавеет. Много версий выдвинули ученые по этому поводу, но до сих пор непонятно, отчего она не заржавела за полторы тысячи лет.

А вот сплавы черных металлов (чугун и сталь) необходимы экономике любой страны.

Основной помощник в превращении железа в сплавы — углерод.

Чугуны могут быть:

Сталь содержит гораздо меньше углерода:

низкоуглеродистая сталь (содержание С менее 0,25%);
углеродистая (в ней углерода от 0,25 до 0,6%);
высокоуглеродистая (тут содержание углерода от 0,6 до 2,15%).

Углерод не все, что нужно хорошей стали или качественному чугуну. Небольшие добавки марганца, меди, ванадия хрома и других металлов придают сплавам требуемые качества. Это могут быть термостойкость, устойчивость к коррозии (ржавчине), хорошая ковкость, упругость металла.

Морская вода — настоящая жидкая руда. В ней около 80 элементов таблицы Менделеева. Если извлечь из океанов все железо, то на долю каждого жителя Земли придется 35 тонн. За все время цивилизации произвели всего по 6 тонн на человека.

Делаем железо из руды, чугун из железа, сталь из чугуна

Этими сложными вещами занята черная металлургия.

Она (вернее люди, в ней работающие) добывает руду, обогащает ее, затем выплавляют в доменных печах. Получившийся в процессе плавки чугун в сталеплавильных печах превращают в стали.

А дальше сталь отправляют в прокат на прокатные станы. Они разные, и форм проката много. Из проката получают листы стали, швеллеры, рельсы, уголки.

Применение чермета

Черные металлы используют во многих отраслях промышленности. Причиной такой популярности являются их основные свойства — дешевизна, высокая прочность, универсальность качеств.

Ни одна промышленность не живет без черных металлов и их сплавов.

Производство стали в мире растет, и большую долю металла потребляют «азиатские тигры».

Металлолом чермета

Черный металлолом — это все металлическое, сделанное из железа и его производных. Все, что люди сделали, попользовались и выбросили за ненадобностью. От громадных списанных кораблей (жители портовых городов видели ржавые остовы бывших красавцев) до кусков ржавых труб — все это различные виды лома.

Современное развитие экономики диктует бережное отношение к материальным ресурсам. Поэтому вторичная переработка лома черных металлов, использование того, что раньше считалось мусором, выгодна для развития хозяйства страны. И экология при этом «говорит спасибо», ведь становится меньше свалок, сохраняются природные ресурсы. Они на нашем земном шарике хоть велики, но не безграничны.

Покупаем металлолом черных металлов

Лом нержавейки достаточно дорогой. В зависимости от содержания никеля стоит от 42 до 52 рублей за килограмм.

Лом черного металла гораздо дешевле, от 11 до 14 рублей за кг.

Строгие потребители металлолома

При приеме лома черных металлов его потребители-покупатели — металлурги — предъявляют к нему определенные требования.

Заготовка металлолома производится практически в каждом населенном пункте. И поверьте, туда до сих пор попадает лом еще советских времен.

Существует государственный стандарт на вторичные черные металлы.

Классификация металлолома

Чермет по ГОСТу делится на 2 группы по содержанию углерода. Это стальной лом и чугунный лом.

Наличие легирующих добавок делит металлолом на две категории — легированные и углеродистые. В свою очередь легированные по содержанию элементов имеют 67 групп.

Показатели качества лома также отслеживаются потребителем, и подразделяются на 28 видов.

Какая польза в сборе металлолома

Россия производит немного стали, зато металлолома потребляет от 20 до 30%.

Лом черного металла подразделяется на:

чугунный лом (отходы литья, стружка);
железный лом (изделия, окончившие срок службы; отходы литья, стружка);
нержавеющий лом (испорченные, непригодные изделия; отходы от металлообработки).

Сфера применения вторичных черных металлов широка. Основных причин тут две — это дешевле, чем плавить железо из руды и занимает меньше времени. К тому же люди, временно оставшиеся без работы, могут заработать на кусок хлеба сбором металлолома. Это их маленький бизнес.

В советские времена металлолом собирали пионеры. И хотя притащить заржавевший трактор им было не под силу, но приличную часть металла на утилизацию детишки отправляли. В этом можно найти скрытую пользу. Пока дотянешь кусок металла до места, сил на драки и разборки, которыми печально известны многие подростки, уже не оставалось. Вот и подумаешь, не возродить ли полезное начинание по сбору металлолома…

Цветные металлы. Все металлы, кроме железа

Читайте также: