Qara metallar: yataqlar, anbar. Qara metalların metallurgiyası

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Metallar heç vaxt aktuallığını itirməyən materiallardır. Onlar gündəlik həyatda və sənayedə geniş istifadə olunur. Əlbəttə ki, bu gün onlar çoxlu müxtəlif alternativ maddələrlə çıxış ediblər, onların əsasında metallardan keyfiyyətcə aşağı olmayan materiallar alınır. Bununla belə, onları tamamilə əvəz etmək mümkün deyil. Hasarlar və darvazalar, barlar, lyuk qapaqları, alətlər və daha çoxunu başqa bir şeydən təsəvvür etmək çətindir.

Plastik, şüşə, silikon, polietilen və polipropilen insanın müasir həyatına möhkəm şəkildə daxil olsa da, konstruksiyaların əsas hissələrini, avtomobillərin və digər nəqliyyat vasitələrinin çoxsaylı hissələrini metallara hər hansı bir alternativlə əvəz etmək çətindir. O, sadəcə mövcud deyil.

Dövri Cədvəldəki Metallar

Kimyəvi Elementlərin Dövri Cədvəlində metallar lider mövqe tutur. Bu gün məlum olan 117 mövqedən 90-dan çoxu metallara aiddir. Bütün bu elementlər onları metallar qrupuna aid etməyə imkan verən bir sıra xarakterik xüsusiyyətlərə malikdir:

1. Elektrik cərəyanını keçirə bilir.
2. İstilik keçiriciliyi var.
3. Sevimli, çevik, təbəqələrə və məftillərə yuvarlana bilər (hamısı deyil).
4. Gümüş parıltıya sahib olun (mis və qızıldan başqa).

Ümumi xüsusiyyətlərə əlavə olaraq, hər bir oxşar elementin bir sıra spesifik elementləri var ki, bu da onu çox populyar edir.

Tipologiya

Sadə maddələr kimi bütün metalları da üç sinfə bölmək olar:

1. Qara.
2. Rəngli.
3. Qiymətli.

Əlvan metallara qiymətli və dəmirdən başqa hər şey daxildir. Yəni mis, civə, palladium, xrom, nikel, sink, maqnezium, kalsium, alüminium, qurğuşun, qalay və s.

Qiymətli metallara aşağıdakılar daxildir:

• gümüş;
• qızıl;
• platin.

Qara metallar - bunlar nədir?

Bu sinfə daxildir:

• dəmir və onun bütün ərintiləri;
• manqan;
• chrome;
• vanadium;
• titan;
• aktinidlər və uran (torium, plutonium, neptunium və başqaları);
• volfram;
• qələvi metallar.

Yəni, bu maddələrin bütün çeşidinin daha kiçik bir hissəsini qara metallar təşkil edir. Və əsasən (dəmir istisna olmaqla) ən çox yayılanlar yer qabığında və bağırsaqlarında olmur.

Lakin qara metalların belə az sayda elementlə təmsil olunmasına baxmayaraq, onlar istehsalda və emalda çox yayılmış və həcmlidirlər. Məhsulların, hissələrin, aksesuarların kütləsi dəmir və onun ərintilərindən hazırlanır.

Qara metalların metallurgiyası kifayət qədər genişdir və bütün dünyada tələb olunur. Dəmirin çıxarılması və emalı çoxlarının qabaqcıl texniki-iqtisadi vəzifələrindən biridirdünya ölkələri, o cümlədən Rusiya.

Planetdə qara metalların yataqları

Dəmir mədənçilik baxımından bütün metallar arasında birinci yerdədir. Təbiətdə, o cümlədən yer qabığında onun kütlə tərkibi milyardlarla ölçülür. Eyni zamanda, mütəxəssislərin fikrincə, bu gün insan yalnız yüz milyard ton kəşf edib.

Əgər biz qara metalların, ilk növbədə dəmirin dünya yataqlarından danışırıqsa, qeyd etmək lazımdır ki, onlar Uzaq Şimal nöqtələri istisna olmaqla, bütün qitələrdə, dünyanın bütün yerlərindədir. Eyni zamanda, ölkələr üzrə bölgü təxminən aşağıdakı kimidir (azalan ardıcıllıqla):

• Rusiya (bütün dünya ehtiyatlarının təxminən qırx faizi);
• Braziliya;
• Avstraliya;
• Kanada;
• ABŞ;
• Çin;
• Hindistan;
• İsveç.

Rusiyada depozitlər

Rusiyada qara metallar demək olar ki, bütün iri miqyaslı federal rayonlarda var.

1. Mərkəzi Federal Dairəsi (Kursk maqnit anomaliyası) - 59%-dən çox.
2. Ural Federal Dairəsi - 14%.
3. Sibir rayonu - 13%.
4. Uzaq Şərq - 8%.
5. Şimal-Qərb Federal Dairəsi - 4%.
6. Privoljski - 0,5%.

Yuxarıda qeyd olunan rayonların hər birində qara metallurgiya istehsalının həyata keçirildiyi müəssisə var. Rusiya bu göstərici üzrə dünyada açıq liderdir və ehtiyatlara əsasən, bu, çox uzun müddət davam edəcək.

Materialın çıxarılması

Qara metalın istehsalı bir neçə mürəkkəb mərhələli prosesləri əhatə edir. Birincisi, qara metallar təbii formada baş vermir, lakin müvafiq filizlərin (manqan, dəmir və s.) bir hissəsidir. Buna görə də metal əldə etməzdən əvvəl yerdən süxur - filiz çıxarmaq lazımdır.

Bu proses mədən sənayesi tərəfindən həyata keçirilir. Eyni zamanda, tərkibində dəmir olan filizlər metal baxımından zəngin və doymuş və ya yoxsul ola bilər. Buna görə də filiz təbəqəsi çıxarıldıqdan sonra onun parçası kimyəvi analiz üçün götürülür. Əgər metalın kəmiyyət tərkibi 57-60%-dən çox olarsa, o zaman iş davam etdirilir. Daha aşağıdırsa, daha zəngin filiz axtarmaq üçün dayanırlar və ya başqa əraziyə köçürlər. Əks halda, bu proses sadəcə olaraq iqtisadi cəhətdən sərfəli deyil.

Qara metalın istehsalını əhatə edən növbəti mərhələ çıxarılan filizin xüsusi zavodda emalıdır. Bu proses metallurgiya adlanır. Bir neçə növ ola bilər:

1. Hidrometallurgiya - filizin çıxarılması və emalı texnologiyası sudan istifadəyə əsaslanır. Eyni zamanda, yuyulma prosesində filizin tərkibindəki metallar məhlula keçir və oradan elektroliz yolu ilə təmiz formada çıxarılır. Enerji və maddi cəhətdən bu üsul daha bahalıdır, ona görə də yalnız xüsusi metallar üçün istifadə olunur.
2. Pirometallurgiya yanğından istifadə texnikasının əsasını təşkil edir. Kokslaşdırılmış kömürdən istifadə edilən yüksək sobalarda filizin istilik müalicəsi prosesləri. Filiz emalının ən ümumi üsulu vəmetalların çıxarılması. Qara metallurgiyada istifadə olunur.
3. Biometallurgiya. Canlı orqanizmlərin fəaliyyətinə əsaslanaraq, o, yenicə tətbiq olunmağa başlayır, biotexnoloqlar tərəfindən hazırlanır. Ən əsası bəzi mikroorqanizmlərin ömrü boyu filizlərin tərkibindən metal çıxarmaq qabiliyyətidir.

Emal edilir

Emal zavodunda tərkibində qara metallar olan mədən filizləri diqqətlə emal olunur. Bütün bu proseslər aşağıdakı cədvəldə əks olunub.

Texnoloji proses	Prosesin mahiyyəti	Nəticə
1. Filiz zənginləşdirilməsi	Tərkibində metal olan filiz hissəsinin tullantı süxurdan ayrılması. Üç yoldan biri ilə baş verə bilər: maqnit (dəmirin ferromaqnetizminə əsaslanaraq); qravitasiya (əsas - tullantıların və zəngin süxurların müxtəlif sıxlıqları); flotasiya (köpükləndirici ilə suyun istifadəsinə əsaslanır).	Daha emal üçün göndərilən təmiz, qara metalla zəngin substrat əldə edin.
2. Aqlomerasiya	Filizin sinterləşdirilməsi prosesi. Qaz və toz çirkləri olmadan təmiz maddə əldə etmək üçün həyata keçirilir və s.	Üç növ emal edilmiş filiz alın: sinter filizi (hava çıxışı olmadan yüksək temperaturda bişmiş); ayrılmış (ayrılmaqla təmizlənmiş); qranul (dəmir axını olan kütlə).
3. Domen prosesi	Fizirin yüksək sobada kokslanmasıyanacaq və kömür oksidlərindən dəmiri reduktor kimi istifadə edin.	Polad əmələ gətirmək üçün artıq karbonla ərinmiş saf dəmir əldə edin.

Dəmir və onun ərintiləri belə alınır. Bu zaman maksimum maddi xərclər koksun (kömür) hazırlanmasına və istifadəsinə sərf olunur. Dəmir üçün azaldıcı agent, yanacaq, istilik mənbəyi, karbon təchizatçısıdır. Buna görə də, təsvir edilən prosesdə onun kifayət qədər böyük bir miqdarı istifadə olunur, buna görə də yüksək nağd pul xərclənir.

Saxlama şəraiti

Qara metallara ilk növbədə dəmir və onun ərintiləri daxildir. Bunun çox korroziyaya davamlı bir material olduğunu başa düşmək lazımdır. Buna görə də, qara metalın saxlanması, xüsusən də strukturlara və məhsullara deyil, qara metalların qırıntılarına (tullantılar, qırıq məhsullar, təbəqələr, çubuqlar, fitinqlər və s.) gəldikdə müəyyən qaydalara riayət etməyi tələb edir:

1. Materialın yerləşdiyi otaq nəmdən (yağış, qar) tamamilə bağlanmalıdır. Nə qədər az nəm olarsa, saxlama müddəti bir o qədər uzun olar.
2. Anbar sahəsi böyük olmalıdır, siz qara metalların təbəqə konstruksiyalarını bir-birinə yaxın saxlaya bilməzsiniz, çünki bu, erkən korroziyaya səbəb olacaq.
3. Bütün mövcud materiallar marka və ölçüyə görə çeşidlənməlidir.

Bu sadə qaydalara əməl olunarsa, metalların strukturunun məhv edilməsi proseslərini mümkün qədər uzun müddətə məhdudlaşdırmaq mümkün olacaq.

Dəmir ərintiləri

Kbir neçə növə bölünən dəmir ərintilərinə istinad etmək adətdir:

1. Polad. Karbonla əridilmiş qara metal bu nəticəni verir.
2. Çuqun. Domna sobalarında filizin emalı zamanı əldə edilən ilkin çuqun məişət texnikası və məişət əşyalarının istehsalı üçün material kimi tamamilə yararsızdır. O, çox kövrəkdir. Mükəmməl davamlı material əldə etmək üçün dəmir və karbonla doyma şəklində əlavə emaldan keçməlidir. Korroziyaya davamlılığı və performansı yaxşılaşdırmaq üçün digər elementlər də əlavə edilib.
3. Ferroərintilər (silikokalsium, ferroxrom, ferrosilikon, silikomanqan). Bu ərintilərin əsas məqsədi son materialın texniki xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaqdır.

Polad

Bütün qara metal ərintiləri arasında əsas yer poladdır. Bu gün biz əvvəlcədən müəyyən edilmiş mühüm xüsusiyyətləri olan bu materialın istehsalında çox əhəmiyyətli nəticələr əldə etməyi öyrəndik. Bu cür ərinti, qara metalların verdiyi sənaye üçün ən vacibdir. Hansı poladlar fərqlənir?

1. Aşağı karbon - müxtəlif alətlər hazırlamaq üçün istifadə olunur.
2. Paslanmayan (onlar boruların, odadavamlı hissələrin, kəsici alətlərin, qaynaq avadanlıqlarının və s. istehsalı üçün istifadə olunur).
3. Ferrito Chrome.
4. Martensitik xrom.
5. Alaşımlı.
6. Nikel.
7. Chrome.
8. Chrome vanadium.
9. Volfram.
10. Molibden.
11. Manqan.

Adlardan aydın görünür kidəmir və karbon qarışığına müəyyən nisbətdə əlavə olunan bu komponentlərdir. Bu, yaranan materialların xassələrində əhəmiyyətli dəyişikliyə təsir edir.

İkinci metallar

Təəssüf ki, nə qədər istəsək də, işlər əbədi davam edə bilməz. Zaman keçdikcə hər şey yararsız hala düşür - qırılır, döyülür, qocalır və dəbdən çıxır. Bu, qara metal konstruksiyalara da aiddir. Polad, çuqun və digər məhsullar, ehtiyat hissələri sadəcə olaraq tələb olunmur.

Sonra onlar yararsız hala düşmüş xammalın emalı ilə məşğul olan xüsusi müəssisələrə verilir. İndi bunlar qara ikinci dərəcəli metallardır. Bu, sıradan çıxmış və gündəlik həyatda lazımsız olan qara metallardan hazırlanmış metal məmulatların adıdır.

Tur-tullantıları toplayan müəssisələr onun saxlanması, daşınması və satışı üçün müəyyən qaydalara əməl etməlidirlər. Ölkəmizin bu məsələ ilə bağlı qanunvericiliyi GOST tərəfindən müəyyən edilir. Qara metallar, eləcə də əlvanlar qanunun ciddi nəzarəti altındadır.

Təkrar emal edilmiş metallar təkrar emala və yenidən istehsala buraxıla bilər. Vasitəçi sahibkarların qara metal qırıntıları alması belə məqsədlər üçün satılır.

Bu gün qara metallara lazımi hörmətlə yanaşılır, onlar öz məhsulları bazarında lider mövqe tuturlar.

Mexaniki istifadə

Polad və çuqun məmulatları, hissələri, müxtəlif qurğuları maşınqayırmada geniş istifadə olunur. Onlara nəinki tələbat varavtomobil, həm də kimya, aviasiya istehsalında, eləcə də gəmiqayırmada. Bütün bunlar bu materialların xüsusi gücünə, istilik müqavimətinə və korroziyaya davamlılığına bağlıdır. Qara metallar bir çox növ məhsulların istehsalı üçün əsas materiala çevrilir. Ən çox görülənlər bunlardır:

• ötürücü yan qapaqlar;
• rulmanlar;
• klapanlar;
• fitinqlər;
• burunlar;
• borular;
• avtomobillərin və digər nəqliyyat vasitələrinin silindrləri;
• dişli təkərlər;
• traktorlarda zəncir keçidləri;
• əyləc barabanları;
• vaqonlar;
• qablar və s.

Bu siyahı sonsuzdur, çünki həqiqətən çoxlu qara metal məhsulları və onların ərintiləri var.

Digər sənayelərdə tətbiq

Qara metalların istifadə olunduğu bir neçə əsas sahə var:

1. Kimya sənayesi.
2. Mühəndislik.
3. Xüsusi təyinatlı mebel istehsalı.
4. Qabların buraxılması.
5. Konstruktiv hissələrin istehsalı.

Bu, əlbəttə ki, tam siyahı deyil, yalnız polad məhsullarının böyük əksəriyyətini təşkil edən ən ümumi sahələrdir.