Как получают и из чего делают железо (сталь)?

Выгодно ли инвестировать в драгоценные металлы?

Конечно, редчайшие металлы ценятся в разы больше, но покупать их профессиональные инвесторы не советуют. Для успешных инвестиций лучше выбирать наиболее распространенные и пользующиеся стабильным спросом металлы. Сейчас это палладий, платина, золото и серебро.

Чтобы понять, насколько выгодно инвестирование в эти металлы, достаточно рассмотреть таблицы изменения цен и прибыли, предоставляемые Центробанком. Золото | USD | 1 Унция

Лучшие результаты по стабильности показывает золото.

Например, в 2010 году один грамм этого металла принес инвесторам почти 125 рублей. Однако этот же металл оказался и самым нестабильным. Обвалы цен на него случаются крайне часто.

Палладий | USD | 1 Унция

Способы инвестиций

Здесь список возможностей достаточно широк, но все они имеют как свои плюсы, так и минусы:

1. Покупка слитков. Самый простой способ инвестирования. Однако при продаже придется уплатить 18% НДС, а при продаже банку — еще и 13 % подоходного налога.
2. Покупка монет. Коллекционные монеты — не самый лучший вид инвестиций. Причина: высокая стоимость и 18% НДС. Большую ценность они имеют для нумизматов, чем для профессиональных инвесторов.
3. Акции компаний, добывающих драгоценные металлы. Могут принести большой и постоянный доход, но есть и некоторые неудобства: купить их можно только на фондовой бирже, и без услуг опытного брокера не обойтись.
4. Ценные бумаги. Довольно новый, но интересный способ инвестирования. Купить бумаги можно на фондовой бирже. Каждая бумага обеспечена 3,1 г золотого запаса, хранящегося в лондонском HSBC. Единственный минус: при скромных вложениях обналичить бумаги настоящим золотом не получится.
5. Счет в банке. Тут возможно два варианта: счет СОХ или ОМС. В плане получения дохода интересен именно второй вариант, обезличенный металлический счет. По принципу действия это ничто иное, как валютный депозит. Процент по вкладам небольшой, но в случае подорожания металла можно неплохо заработать на разнице цен. Налоги на золотые слитки, приобретенные в рамках ОМС, уплачиваются только в том случае, если владелец решит обналичить счет, получив металл на руки.

Как получают щелочные металлы?

Массовое получение щелочных металлов считается одним из самых сложных процессов. Это обусловлено высокой активностью данного соединения, поскольку в природе оно встречается исключительно в связанном виде. Сильные восстановители требуют больших энергетических затрат. Они могут быть полученны четырьмя способами:

1. Литий производят из оксида в вакууме либо посредством электролиза хлорида этой руды, который получают путем переработки сподумена.
2. Натрий получают путем прокаливания соды и угля в закрытом плотно тигле. Еще одним способом получения данного металла является электролиз расплава хлорида натрия с задействованием кальция.
3. Рубидий и цезий получают восстановлением хлоридов, соединением с помощью кальция при температуре от 700 и до 800 градусов. Если задействуют цирконий, температура может опускаться до 650 градусов. Такая технология получения металла из руды является энергозатратной и дорогой. 
4. Калий производят при выполнении электролиза расплава солей либо пропусканием паров натрия через хлорид данного соединения. Этот металл получают при вступлении в реакцию гидроксида калия и жидкого натрия при температуре 440 градусов.

Типы металлов и сплавов

Класс черных металлов включает два подвида соединений в виде стали и чугуна. Стали могут быть углеродистыми или легированными, а чугун – составом обычного, легированного типа либо ферросплавом. В таких сплавах основным компонентом является железо.

Категория цветных металлов состоит из нескольких групп:

• благородных металлов (платины, золота, серебра);
• редких металлов (циркония, вольфрама, молибдена, титана);
• легких металлов (магния и алюминия);
• тяжелых металлов (цинка, свинца, олова, ртути, меди);

Металл в виде меди также имеет два следующих подвида:

• бронза;
• латунь.

Одни из подвидов металлов нашли широкое применение в промышленном производстве, другие типы, обретшие репутацию редких, менее доступны для производственной сферы.

Различные виды черных сплавов получили значительное распространение в области изготовления металлопроката. Они обладают отличными рабочими свойствами, поэтому на рынке всегда востребованы.

Не менее популярно и изготовление деталей из алюминия. Алюминиевая продукция нашла применение в ряде промышленных и других народнохозяйственных сфер, включающих машиностроение, пищевое и химическое производство, аэрокосмическую отрасль и медицину.

Вольфрам

Самый прочный металл, который только есть в природе. Этот редкий химический элемент также самый тугоплавкий из металлов (3422 ° C).

Впервые он был обнаружен в форме кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых — Хуана Хосе и Фаусто д’Эльхуяра — к открытию кислоты из минерала вольфрамита, из которого они впоследствии изолировали вольфрам с помощью древесного угля.

Помимо широкого применения в лампах накаливания, способность вольфрама работать в условиях сильной жары делает его одним из наиболее привлекательных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны этот металл сыграл важную роль в инициировании экономических и политических отношений между европейскими странами.

Вольфрам также используется для изготовления твердых сплавов, а в аэрокосмической промышленности — для изготовления ракетных сопел.

Современное состояние первичной добычи

Золотодобыча занимает приоритетную позицию в горнодобывающей промышленности любой страны.

Отличительной особенностью современной первичной добычи драгметаллов является истощение практически всех известных месторождений.

Для золотодобычи промышленная переработка руды коренного месторождения признается рентабельной при извлечении золота в пределах 1-5 г на тонну породы, а для россыпных приисков содержание 0,1-0,5 г золотых крупинок на тонну перерабатываемого песка уже приветствуется и считается выгодным для разработки.

На фоне проблем, связанных с практической реализацией технологий первичной добычи и переработки миллионов тонн породы ради всего лишь нескольких килограммов золота или платины, набирают популярность методики переработки металлосодержащего вторичного сырья.

Лом драгметаллов и отходы производства изделий, имеющих в своем составе благородные металлы, в сотни и тысячи раз превосходят природные источники по содержанию в них благородных компонентов. О стоимости лома драгметаллов вы можете прочесть в этой статье.

Во многих промышленно развитых странах технологии рециклинга возвращают в оборотное пользование драгоценные металлы в количестве до 40% от общего объема произведенного золота и других драгметаллов.

Несмотря на явную стагнацию первичной добычи золота, уровень его производства, как и других драгметаллов, год из года растет. Это связано с увеличением объема вторичного производства благородных металлов.

Интересные факты о металлах

1. Швейцарской компанией Valcambi выпускаются слитки золота, серебра, платины и палладия в форме шоколадных плиток. Такие «шоколадки» можно с легкостью переломать на отдельные ломтики, после чего их с весом в 1 грамм дарят близким или расплачиваются ними при осуществлении покупок.
2. Каждые 45 минут людям удается извлечь из земных недр столько железа, сколько им приходилось добыть золота за весь период собственного существования.
3. Многие металлы из линейки химических элементов приобрели собственное название в честь государств или других географических объектов. Сразу 4 элемента, такие как: иттербий, иттрий, тербий и эрбий — были названы в честь шведской деревни Иттербю, возле которой и были обнаружили месторождения таких редкоземельных металлов.
4. Наполеон III издал указ об изготовлении алюминиевых столовых приборов, которые подавали на торжественные обеды императору и его почётным гостям. Другие гости при этом кушали приборами из традиционного драгоценного металла — золота и серебра.
5. Атмосфера Земли содержит в себе кислород, который может окислять металл. Тонкий слой окисления покрывает весь кусок металла, создав таким образом защитную пленку. Если же взять 2 металлических куска в космическом вакууме и приложить их друг к другу, то они склеятся. Это произойдет из-за отсутствия окисленной поверхности, действующей в качестве барьера.
6. В 1828 году в России выпускались монеты из платины с достоинством 3, 6 и 12 рублей. На то время платина стоила в два раза дешевле серебра и называлась “серебришком”.
7. Самородное серебро встречается гораздо реже, нежели самородное золото, но общее количество золота на Земле меньшее, чем серебра.
8. Французский актер Мишель Лотито вошел в историю как человек, который поглощал в пищу вещи, которые вовсе для этого не пригодны.  На собственных выступлениях он съел в общей сложности примерно 9 тонн разных видов металла и их сплавов.
9. Всего за все существование человечества из земли было извлечено 161 тыс тонн золота. Если перевести это на стоимость, то данный показатель составляет $9 трлн.
10. В древности в процессе переплавки серебра плавильщики из Норвегии часто получали отравления. Они объяснили это кознями злого духа, которого называли Кобольд. В действительности же виной всему оказались ядовитые оксиды мышьяка, что выделялись при обжигании кобальтовых минералов.
11. Шахтеров из Германии в древности одолевал дух с именем Никель, который становился для них помехой при излечении меди из руды.  Позднее, в XVIII веке, научились из такой руды выделять металл. Его и назвали в честь мифического духа – никель.
12. В чистом виде золото без примесей является настолько мягким, что его можно поцарапать ногтем. Именно поэтому при создании ювелирных изделий золото всегда сплавляется с медью или серебром.
13. В Японии исследователями добывается золото нетрадиционным способом: металл извлекается из пепла. Ученые попросту сжигают канализационные отходы предприятий промышленности, которые в производстве используются золотом и соединениями драгоценных металлов.

История появления

Благородные металлы — ценный и невозобновляемый природный ресурс. Ни один из драгметаллов нельзя получить и опытным путем, поэтому для ученого сообщества появление этих элементов на Земле до сих пор остается загадкой. На данный момент существует две рабочие версии их появления:

1. Космическая. Сторонники этой гипотезы считают, что появлению в земной коре драгметаллов мы обязаны метеоритам, бомбардировавшим Землю на заре ее формирования. Однако у этой версии есть серьезный недостаток – ученые выяснили, что средний метеорит в своем составе имеет благородных металлов всего около 0,005 % от общего веса, что никак не соотносится с объемами, добываемыми на разных месторождениях.
2. Тектоническая. Согласно этому предположению, все драгметаллы зародились под действием высоких температур и при наличии особых условий в ядре планеты, а затем с потоками лавы были выброшены на поверхность. Эта версия имеет больше сторонников, чем космическая, однако и она не может ответить на все вопросы. В частности, непонятно, почему эти природные ископаемые перестали образовываться снова и поступать в верхние слои земной коры вместе с выбросами вулканической лавы.

Вопрос о возникновении благородных металлов и их сплавов — одним из самых важных. Если когда-нибудь ученые смогут на него ответить, это изменит всю сложившуюся систему взаимоотношений в мире.

Соединение металлов

У профессионалов это называется «сплавы благородных металлов».

Не секрет, что драгметаллы существуют не только в чистом виде — есть и сплавы на их основе. В их состав входят, как правило, несколько металлов, два-три из которых относятся к благородным и примерно столько же — к неблагородным. Обычные стараются брать такие, чтобы они придавали прочности, — например, медь. Также в сплавах используют цинк или никель — они непрочные, но зато придают желтому белый оттенок. Смешивают их в основном с золотом (иногда в этих же целях используют палладий, но он слишком дорог по сравнению с никелем или цинком).

А вот платину ничем не разбавляют — этот металл является признаком роскоши, как уже говорилось выше. Если нужен металл платиновой «команды», берут, как правило, рутений — в сплавах он хорош, а вот отдельно употреблять его нельзя из-за высокой хрупкости.

История появления

Благородные металлы — ценный и невозобновляемый природный ресурс. Ни один из драгметаллов нельзя получить и опытным путем, поэтому для ученого сообщества появление этих элементов на Земле до сих пор остается загадкой. На данный момент существует две рабочие версии их появления:

1. Космическая. Сторонники этой гипотезы считают, что появлению в земной коре драгметаллов мы обязаны метеоритам, бомбардировавшим Землю на заре ее формирования. Однако у этой версии есть серьезный недостаток – ученые выяснили, что средний метеорит в своем составе имеет благородных металлов всего около 0,005 % от общего веса, что никак не соотносится с объемами, добываемыми на разных месторождениях.
2. Тектоническая. Согласно этому предположению, все драгметаллы зародились под действием высоких температур и при наличии особых условий в ядре планеты, а затем с потоками лавы были выброшены на поверхность. Эта версия имеет больше сторонников, чем космическая, однако и она не может ответить на все вопросы. В частности, непонятно, почему эти природные ископаемые перестали образовываться снова и поступать в верхние слои земной коры вместе с выбросами вулканической лавы.

Вопрос о возникновении благородных металлов и их сплавов — одним из самых важных. Если когда-нибудь ученые смогут на него ответить, это изменит всю сложившуюся систему взаимоотношений в мире.

Типовые варианты отходов

Наиболее распространенные варианты отходов черного металла:

1. Цельные куски металла неопределенной формы. Также это могут быть сплющенные трубы или другие полые изделия.
2. Трубы различного диаметра и толщины. Для использовавшихся в быту приспособлений предусматривается их очистка от шлака и загрязнений.
3. Автомобильный лом: части двигателя, оси колес и прочие механизмы.
4. Рельсовый металл, включая болты для крепления.
5. Стальной листовой и перфорированный лом. Обрезки или некондиционный металл.
6. Метизная продукция: гайки, болты, шайбы и прочий мелкий металлолом.
7. Стальная стружка, в том числе брикетированная.
8. Стальная проволока и канаты.
9. Негабаритный чугун: радиаторы отопления, ванны, утюги и пр.
10. Эмалированный или оцинкованный металлолом: посуда, ведра и т.п.
11. Детали бытовых электроприборов.
12. Арматура.
13. Детали орудий и боеприпасы. Демонтируются до нерабочего состояния. Не должны иметь взрывоопасных устройств.
14. Военная техника. Должна быть разбракована, разобрана и освобождена от горюче-смазочных веществ и боеприпасов.
15. Различные сосуды: баллоны, бочки и пр.
16. Станины и другие детали промышленного оборудования.
17. Некондиционные отходы: скрап, чугунный шлак, печной шлак, отходы от марганцевого производства и пр.

Благородные цветные металлы

К ним относятся:

• золото,
• серебро,
• платина.

Золото – химически стойкий металл. Процесс окисления не запускается даже при расплавленном его состоянии. Растворить металл способна только смесь из соляной и азотной кислот («царская водка»). Обладает высокими тягучими показателями, хорошо поддаётся обработке. На бирже цветных металлов золото ценится высоко – цена за 1 грамм составляет 2450 рублей.

Серебро – ковкий и пластичный металл. Имеет очень высокие показатели тепло- и электропроводимости. Несмотря на свою пластичность, он весьма тугоплавкий. Не окисляется под воздействием кислорода.

Платина – среди ювелиров ценится превыше всего, используется в чистом виде. Имеет замечательные антикоррозийные свойства и высокую стойкость к любым химическим реактивам и деформациям. В приёмном пункте цветных металлов 1 грамм лома платины покупают за 1600 рублей.

Классификация металлов

Все существующие металлы условно принято
подразделять на черные и цветные.

Черные металлы– промышленное
название железа и его сплавов (чугун,
сталь, ферросплавы и др.). Черные металлы
составляют более 90 % всего объёма,
используемых в экономике металлов, из
них основную часть составляют различные
стали.

Цветные металлы – все остальные,
например:K(калий),Na(натрий),Ca(кальций),Al(алюминий),Mg(магний);Ni(никель),Cu(медь),Pb(свинец),Zn(цинк),Sn(олово),W(вольфрам),Ti(титан),Mо (молибден),V(ванадий),Nb(ниобий),Zr(цирконий),Au(золото),Ag(серебро),Pt(платина) и
т.д.

Цветные металлы в свою очередь
подразделяются на следующие группы:

— легкие цветные, например:K(калий),Na(натрий),Ca(кальций),Al(алюминий),Mg(магний);

— тяжелые цветныес плотностью более
5 г/см3, например:Ni(никель)i,Cu(медь),Pb(свинец),Zn(цинк),Sn(олово);

— благородные, например:Au(золото),Ag(серебро),Pt(платина);

— редкие.

Редкие металлы в свою очередь
подразделяют на:

— тугоплавкие (с температурой плавления
выше 1875 °С), например: W(вольфрам),Ti(титан),Mо
(молибден),V(ванадий),Nb(ниобий),Zr(цирконий), Та
(тантал);

— легкие, например: Sr(стронций),Sc(скандий),Rb(рубидий),Cs(цезий);

— радиоактивные, например: U(уран);Ra(радий),Ae(актинидий),Pd(палладий);

— редкоземельные, например: Ge(германий),Ga(галлий),Hf(гафний),In(индий),La(лантан),Tl(таллий), Се (церий),Re(рений).

Свойства сплавов

Свойства, которыми обладают металлические сплавы, подразделяются на:

1. Структурно — нечувствительные. Они обуславливаются свойствами компонентов, и их процентным содержанием. К ним относятся :
   • плотность;
   • температура плавления;
   • тепловые и упругие характеристики;
   • коэффициент термического расширения;
2. структурно — чувствительные. Определяются свойствами элемента — основы.
3. https://www.youtube.com/watch?v=qgzo40bfL1o
4. Все сплавные материалы в той или иной мере проявляют характерные металлические свойства:
   • блеск;
   • пластичность;
   • теплопроводность;
   • электропроводность.
5. Кроме того, свойства подразделяют на:
   • Химические, определяемые взаимоотношениями материала с химически активными веществами.
   • Механические, определяемые взаимодействием с другими физическими телами.
6. Основными характеристиками сплавных материалов, влияющими на их пригодность для применения в той или иной инженерной конструкции, являются:
   • Прочность-характеристика силы противостояния механическим нагрузкам и разрушению.
   • Твердость-способность к сопротивлению внедрению в материал твердых тел.
   • Упругость-возможность восстановить исходную форму тела после деформации, вызванной внешней нагрузкой.
   • Пластичность — свойство, обратное упругости. Определяет способность материала к изменению формы тела без его разрушения под приложенной нагрузкой и сохранения этой новой формы.
   • Вязкость — способность сопротивляться быстро возрастающим (ударным) нагрузкам

3.2. Характеристика сплавов, применяемых в ортопедической стоматологии

В настоящее время в стоматологии используется свыше 500 сплавов.

Международными стандартами (ISO, 1989) все сплавы металлов разделены на группы.

1. Сплавы благородных металлов на основе золота.

2. Сплавы благородных металлов, содержащих 25—50% золота или плати или других драгоценных металлов.

3. Сплавы неблагородных металлов.

4. Сплавы для металлокерамических конструкций:

─   с высоким содержанием золота (>75%);

─   с высоким содержанием благородных металлов (золота и платины или золота и палладия — >75%);

─   на основе палладия (более 50%);

─   на основе неблагородных металлов:

• кобальта (+ хром >25%, молибден >2%),
• никеля (+ хром >11%, молибден >2%).

Более упрощенно выглядит классическое подразделение на благородные и неблагородные сплавы.

В специальной литературе до последнего времени встречается лексическая подмена двух терминов — благородный металл и драгоценный металл, которые не являются синонимами: драгоценный указывает на стоимость металла, а благородный — относится к его химическим свойствам. Поэтому элементы золото и платина являются как благородными, так и драгоценными, палладий — благородный, но намного дешевле. Серебро завоевало место в классификации драгоценных металлов, но не является благородным металлом.

Кроме того, применяемые в ортопедической стоматологии сплавы можно классифицировать по другим признакам:

─   назначению (для съемных, металлокерамических, металлополимерных протезов);

─   количеству компонентов сплава;

─   физической природе компонентов сплава;

─   температуре плавления;

─   технологии переработки и т.д.

Обобщая изложенное выше о металлах и сплавах металлов, нужно еще раз подчеркнуть основные общие требования, предъявляемые к сплавам металлов, применяемым в клинике ортопедической стоматологии:

─   биологическая индифферентность и антикоррозионная стойкость к воздействию кислот и щелочей в небольших концентрациях;

─   высокие механические свойства (пластичность, упругость, твердость, высокое сопротивление износу и др.);

─   наличие набора определенных физических (невысокой температуры плавления, минимальной усадки, небольшой плотности и т.д.) и технологических (ковкости, текучести при литье и др.) свойств, обусловленных конкретным назначением.

Металлический каркас — это основа зубного протеза, которая должна полностью противостоять жевательным нагрузкам. Кроме того, он должен перераспределять и дозировать нагрузку, обладать определенными деформационными свойствами и не менять своих первоначальных свойств в течение длительного времени функционирования зубного протеза. То есть, кроме общих требований, к сплавам предъявляются и специфические требования.

Если сплав металлов предназначен для облицовывания керамикой (см. гл. 4), он должен отвечать следующим специфическим требованиям:

─   быть способным к сцеплению с фарфором (см. табл. 31);

─   температура плавления сплава должна быть выше температуры обжига фарфора;

─   коэффициенты термического расширения (КТР) сплава и фарфора должны быть сходными.

Особенно важно соответствие коэффициентов термического расширения двух материалов, что предупреждает возникновение силовых напряжений в фарфоре, которые могут привести к отколу или трещине покрытия. В среднем коэффициент термического расширения у всех типов сплавов, которые используются для облицовывания керамикой, колеблется от 13,8·10-6°С-1 до 14,8·10-6°С-1

Коэффициент термического расширения керамической массы можно менять, вводя определенные добавки. Так, фирма «Дентсплай» (США) запатентовала методику введения лейцита в керамическую массу, которая позволяет изменять коэффициент термического расширения от 12,5·10-6°С-1 до 16·10-6°С-1

Сочетание высоких прочностных свойств литого металлического каркаса зубного протеза и внешнего вида облицовки (см. с. 99), достаточно точно имитирующей внешний вид натуральных зубов, позволяет создать эффективные и эстетичные зубные протезы.

Как указывалось выше, применяющиеся в ортопедической стоматологии сплавы делятся на две основные группы — благородные и неблагородные.

Сплавы на основе благородных металлов подразделяются на:

─   золотые;

─   золото-палладиевые;

─   серебряно-палладиевые.

Сплавы металлов благородных групп имеют лучшие литейные свойства и коррозионную стойкость, однако по прочности уступают сплавам неблагородных металлов.

Сплавы на основе неблагородных металлов включают:

─   хромоникелевую (нержавеющую) сталь;

─   кобальтохромовый сплав;

─   никелехромовый сплав;

─   кобальтохромомолибденовый сплав;

─   сплавы титана;

Нейлер: гвоздезабивной пистолет, характеристики, размеры и виды

Классификация металлов

В природе существует несколько видов металлов, которые отличаются по своим свойствам, характеристикам и внешнему виду. Каждая из разновидностей по-разному ведёт себя при взаимодействии с другими материалами или под воздействием факторов окружающей среды.

Виды металлов

Черные

В эту группу входит железо и сплавы на его основе. Характерные особенности чёрных металлов:

• высокая плотность;
• температура плавления гораздо выше чем у представителей других групп;
• цвет — тёмно-серый.

К представителям группы чёрных металлов относятся: вольфрам, хром, кобальт, молибден, железо, никель, титан, марганец, уран, нептуний, плутоний и другие. Используются они в различных отраслях и обладают разными свойствами. Популярными считаются сталь и чугун.

В состав черных металлов входит не только железо, но и различные примеси к которым относится сера, фосфор или кремний. В своём составе они содержат разное количество углерода.

Цветные

Представители этой группы более востребованы. Связано это с тем, что цветные металлы применяют в большем количестве отраслей. Их могут использовать в машиностроении, передовых технологиях, радиоэлектронике, металлургии. Ключевые особенности цветных металлов:

• низкая температура плавления;
• большой цветовой спектр;
• хорошая пластичность.

Из-за низкой прочности представителей цветной группы их используют в связке с разными видами более плотных материалов. Представители этой группы: магний, алюминий, никель, свинец, олово, цинк, серебро, платина, родий, золото и другие.

Мягкие

Можно выделить отдельные виды металлов, которые будут относиться к группе твёрдых и мягких. В качестве мягких выступают:

1. Алюминий — обладает устойчивостью к коррозии, легким весов, хорошей пластичностью. Используется в электропромышленности, при строительстве самолётов и изготовлении посуды.
2. Магний — это лёгкий материал, который подвержен воздействию коррозийных процессов. Чтобы избавиться от этого недостатка, его используют в сплавах с другими материалами.

Это ключевые представители группы мягких металлов.

Твердые

Популярными материалами этой группы являются:

1. Вольфрам — считается самым тугоплавким металлом. Дополнительно к этому, он является одним из самых прочных. Стойкий к химическим воздействиям.
2. Титан — чем меньше вкраплений других материалов в этом металле, тем прочнее он становится. Используется при строительстве машин, ракет, самолётов, кораблей, а также в химической промышленности. Он хорошо обрабатываются под давлением, не поддается воздействию коррозийных процессов.
3. Уран — ещё один металл, считающийся одним из самых прочных в мире. Радиоактивен и используется в различных направлениях промышленности.

Представители «твёрдой группы» хуже поддаются обработке и используются в меньшем количестве направлений деятельности человека, чем мягкие.

Интересное и удивительное

1. Считается, что аурум настолько редко встречающийся элемент, что можно за шестьдесят минут отыскать больше железа, нежели данного желтого металла, найденного за всю историю его добывания. Между тем, это более ста шестидесяти тысяч тонн! Самое примечательное, кстати, что подавляющее большинство из этого количества было обнаружено в ЮАР.
2. Золото можно растворить в соединении азотной и соляной кислот. Такой «союз» называется «царской водкой».
3. Слово «серебро», точно так же, как и его британский и немецкий синонимы, происходит от древнеиндийского слова «сарпа», значение которого – Луна и серп.
4. В конце двадцатых годов девятнадцатого столетия в России платина стоила в два раза дешевле, чем серебро (сейчас она дороже его приблизительно в сто раз).
5. Наиболее крупный серебряный самородок весил практически полторы тысячи килограммов.
6. Древние египтяне полагали, что золото – это божественные частицы. Владеть ими имел право исключительно фараон.
7. Раньше олимпийские медали делали из чистого золота (в начале двадцатого века), сейчас же их лишь покрывают данным благородным металлом – на одну медаль приходится не более шести граммов (а в медалях, врученных на Олимпиаде 2012 года в Лондоне, содержание золота не превышает одного процента).
8. Наша страна является мировым лидером по добыче и поставке одного из металлов платиновой группы – палладия.
9. Серебро в чистом виде попадается реже, чем золото. Тем не менее на всем земном шаре золота существует в разы меньше, чем его серебряного «коллеги».
10. В чистом виде золото очень мягкое. Настолько, что легко и без усилий царапается даже ногтями.

Теперь пролит свет на вопрос, какие металлы – благородные, и ясно, за какие свойства и по какой причине они так называются.

Как добываются?

Россыпи драгоценных металлов уже практически не встречаются на поверхности Земли. Например, золотые прииски представляют собой своеобразные подземные резервуары, в которых руду сначала превращают в раствор, а затем процеживают и направляют на дальнейшую обработку.

Добыча серебра и других драгоценных металлов происходит параллельно с извлечением руды основной добывающей отрасли, например меди или свинца. Объясняется это незначительным содержанием в земной коре драгметаллов платиновой группы и нерентабельностью их добычи. Серебро также достаточно редко встречается в чистом виде и составляет всего около 20 % от общей доли руды.

Как происходит обработка и очистка благородных металлов?

Полученная старателями руда непригодна для использования без предварительной очистки и обработки. Рассмотреть их будет удобно на примере золота, добыча которого ведется в больших количествах.

Шлих проходит ряд физико-химических исследований, проверку на радиационный фон и только после этого отправляется на доочистку – аффинаж. В двух словах, аффинаж — это разжижение, процеживание и восстановление исходного материала, с той лишь разницей, что восстановленное золото не имеет примесей. Полученные после аффинажа золотые сплавы можно отправлять на отливку в слитки.

Производство и обработка сплавов на основе железа

Чтобы понять, как получают популярные соединения на основе железа, нужно кратко поговорить о технологиях получения чугуна, стали. Получить сталь можно несколькими способами:

1. Прямая технология. Окатышки железной руды продуваются смесью угарного газа, кислорода аммиака. Процедура проводиться в шахтной печи разогретой до 1000 градусов.
2. Мартеновский метод. Твердый чугун переплавляют с помощью мартеновских печей. Прежде чем закончить процедуру материал насыщается примесями.
3. Электроплавильный способ. С его помощью получают высококачественный материал. Обработка проводится в закрытых печах при температуре до 2200 градусов.
4. Кислородно-конверторный метод. Чугун, расположенный в печи, обдувается смесью кислорода с воздухом, что ускоряет процесс отжига.

Производство чугуна:

1. Подготовка руды. Она дробится до мелкой фракции.
2. Измельчение коксового угля.
3. Дробление флюса.
4. Загрузка в печь.

Для изготовления чугуна используются доменные печи.

Помимо процессов производства смесей, их подвергают дополнительно обработке. Это отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Характеристики улучшаются.

Сплавы железа используются в разных отраслях промышленности. Они обладают разными характеристиками, однако не теряют параметров основного металла, входящего в их состав.

Типы

Делят лом цветмета на типы по следующим критериям:

• происхождение;
• химический состав;
• физическое состояние.

Происхождение скрапа может быть следующим:

• отходы промышленности;
• брак;
• некондиция;
• лом готовой продукции.

Химический состав скрапа из цветмета, который определяется в лаборатории, показывает к какому металлу или сплаву он принадлежит.

Самым ценным вторсырьем являются нелегированные металлы с незначительным содержанием примесей. Физические параметры так же важны при сдаче, как и химические.

По этим характеристикам лом делят на следующие классы:

• А – относятся непосредственно лом и кусковые отходы;
• Б – включает стружку, путаную проволоку и небольшие куски;
• В — порошкообразные отходы (в основном, встречаются лишь у редких металлов: вольфрама, кобальта, молибдена и титана);
• Г — прочее вторсырье.

Классификация сплавов

Технически чистые металлы обладают
низкой прочностью и поэтому применение
их ограничено. В промышленности, как
правило, применяются сплавы металлов.

Сплавом (металлов) называют
твёрдые и жидкие системы, образованные
главным образом сплавлением двух или
более металлов, а также металлов с
различными неметаллами. Сплавы являются
одним из основных конструкционных
материалов. Среди них наибольшее значение
имеют сплавы на основежелезаиалюминия.
В технике применяется более 5 тыс.
сплавов.

По характеру металла (основы) различают:

— черныеили железоуглеродистыесплавы— стали, чугуны (основа — Fe);

— цветные сплавы(основа — цветные
металлы), в т.ч. :

• сплавы на основе цветных металлов,
  таких как K(калий),Na(натрий),Ca(кальций),Al(алюминий),Mg(магний)
  называются легкими цветными сплавами;

• на основе цветных металлов, таких как
  Ni(никель)i,Cu(медь),Pb(свинец),Zn(цинк),Sn(олово) называются тяжёлыми цветными
  сплавами;

• на основе тугоплавких металлов, таких
  как W(вольфрам),Ti(титан),Mо (молибден),V(ванадий),Nb(ниобий),Zr(цирконий), и т.д. называются тугоплавкими
  сплавами;

— сплавырадиоактивных металлов
(основа – радиоактивные металлы);

— сплавыредкоземельных металлов
(основа – радиоактивные металлы).

В зависимости от количества основных
компонентов, входящих в состав сплава,
различают сплавы двойные (бинарные) и
сложные (тройные, четверные и т. д.)

Примеси сплавов.

Помимо основных компонентов в состав
сплавов входят примеси:

— случайные (попадают в сплав
во время его приготовления);

— специальные (вводятся в сплав
в виде добавок для придания ему необходимых
эксплуатационных свойств)

Введение в сплав специальных добавок
называется легированием, а сама добавка
– лигатурой. Составляющими лигатуры
могут быть как отдельные элементы
(легирующие элементы), так и сплавы этих
элементов (например: ферросплавы FeTi:FeV;FeCrи
т.д.).

Помимо этого различают примеси вредные
(S,P,O₂,H₂,N₂),
ухудшающие свойства материалов, и
полезные, улучшающие их свойства —
(легирующие элементы).

Состав отрасли

Виды цветной металлургии включают в себя отрасли, связанные с получением определенных видов металлов. Так, укрупнено можно выделить следующие отрасли:

• производство меди;
• производство алюминия;
• производство никеля и кобальта;
• производство олова;
• производство свинца и цинка;
• добыча золота.

Получение никеля тесно связано с местом добычи никелевых руд, которые расположены на Кольском полуострове и в Норильском районе Сибири. Многие отрасли цветной металлургии отличаются многоступенчатым металлургическим переделом промежуточных продуктов.

На этом основании эффективен комплексный подход. Это сырье для получения других сопутствующих металлов. Утилизация отходов сопровождается получением материалов, использующихся не только в других отраслях тяжелого машиностроения, но и в химической и строительной отраслях.

Электрометаллургия и пирометаллургия

Технология электрометаллургии представляет собой восстановление металла посредством метода электролиза расплава либо раствора из данных соединений. Подобным образом получают металлы из руды щелочных, щелочноземельных металлов или алюминия. Электролиз применяют для расплавов оксидов, хлоридов металлов, гидроксидов.Пирометаллургия представляет собой технологию восстановления из руды при высокой температуре, а также с такими восстановителями, как магний, алюминий, двуокись углерода, водорода либо углерода. Олово получают из касситерита, а медь — из куприта путем прокаливания с коксом, то есть углеродом.