Существуют ли абсолютно чистые металлы

Содержание
  1. Какие бывают виды металлов и сплавов?
  2. Виды сплавов
  3. Методы добычи и получения металлов
  4. Виды
  5. Способы получения и добычи
  6. Природные источники
  7. Природные соединения
  8. Способы добычи
  9. Богатые рудники
  10. Восстановление
  11. Оборудование
  12. Коррозия
  13. Существуют ли абсолютно чистые металлы — Справочник металлиста
  14. Сплавы[править]
  15. Чистые металлы[править]
  16. Особые металлы[править]
  17. Как отличить медь от других металлов
  18. Коротко об элементе №29
  19. 1. Определение по цвету
  20. 2. Определение магнитом
  21. 3. Определение по реакции на пламя
  22. 4. Определение посредством химических экспериментов
  23. Как различить медь и сплавы на ее основе?
  24. Цветные металлы — всё, кроме железа
  25. Разделяем металлы по свойствам и группам
  26. Где применяются
  27. Знакомство с нежелезными металлами
  28. Медь
  29. Алюминий
  30. Свинец
  31. Цинк
  32. Магний
  33. Никель
  34. Кобальт
  35. Олово
  36. Молибден
  37. Вольфрам
  38. Висмут
  39. Сурьма
  40. Ртуть
  41. Вторичное сырье
  42. Охотникам за металлоломом
  43. Плюсы и минусы переработки вторсырья
  44. Различия между черными и цветными металлами
  45. Что должен знать каждый?
  46. О черных металлах
  47. Взаимодействие кислот с металлами
  48. Взаимодействие неокисляющих кислот с металлами, стоящими в электрическом ряду активности металлов до водорода
  49. Взаимодействие концентрированной серной кислоты H2SO4 с металлами
  50. Реакции для азотной кислоты (HNO3)
  51. Легирование
  52. Особенности чугуна и стали в подробностях

Какие бывают виды металлов и сплавов?

Существуют ли абсолютно чистые металлы

Металлы окружают нас повсюду: их них сделаны автомобили, каркасы домов, бытовая техника, смартфоны и многие другие изобретения человечества. Но много ли мы о них знаем? Первое, что нужно знать о металлах — это то, что они делятся на черные и цветные.

Из этих разновидностей металлы разделяются еще на несколько больших групп, в зависимости от их свойств. Давайте сразу же перейдем к конкретике.

В этом материале мы вкратце разберемся, по каким признакам металлы разделяются по разным группам и в каких отраслях они применяются

На сегодняшний день науке известно более 90 видов металлов и все они используются в самых разных сферах

Металлы — это группа из более 90 простых веществ из периодической таблицы Менделеева. В природе они редко обнаруживаются в чистом виде, поэтому их чаще всего добывают из руды.

Так называют вид полезных ископаемых, которые представляют собой соединение нескольких химических компонентов, вроде минералов и тех же самых металлов.

Металлам характерны несколько свойств, по которым их разделяют по группам:

  • твердость — сопротивление к проникновению в материал другого, более твердого тела;
  • прочность — стойкость к разрушению под воздействием внешней нагрузки;
  • упругость — изменение формы материала под воздействием внешних сил и восстановление ее после того, как эти силы перестают на нее воздействовать;
  • пластичность — изменение формы материала под внешним воздействием и сохранение ее после устранения этого воздействия;
  • износостойкость — сохранение хорошего внешнего вида и физических свойств материала после сильного трения;
  • вязкость — способность материала вытягиваться под воздействием внешних сил;
  • усталость — свойство материала выдерживать многократные нагрузки;
  • жароустойчивость — сопротивление окислительным процессам при нагревании до высоких температур.

Недавно ученые создали улучшенный алюминиевый сплав 6063, который уничтожает бактерии. Считается, что из него можно будет изготавливать ручки дверей больниц и других общественных мест.

Три главные особенности черных металлов: большая плотность, высокая температура плавления и темная окраска. Так как с черными металлами в чистом виде тяжело работать, в них добавляют легирующие компоненты — примеси для изменения физических и химических свойств основного материала.

Чтобы придать черным металлам форму, их сначала нагревают до высоких температур, а потом прессуют

Черные металлы делятся на 5 подгрупп:

К ним относятся кобальт, никель и марганец. Они применяются как добавки к железу — чаще всего, из сплавов получают прочную сталь, которая используется в изготовлении различных деталей для крупной техники, ножей и других изделий.

Из стали изготавливаются прочные и красивые ножи причем не только кухонные

К этой подгруппе относятся ниобий, молибден, вольфрам и рений. Их общей чертой является то, что ох температура плавления выше, чем у железа — то есть, составляет более 1539 градусов Цельсия. Из них, как правило, изготавливают детали для техники и нити накаливания для различных лампочек.

Нити накаливания в лампочках, как правило, сделаны из вольфрама

В эту группу входят уран, калифорний и другие радиоактивные металлы. Они используются исключительно в отрасли атомной энергетики.

В древние времена уран использовался для изготовления желтой посуды

В эту классификацию входят лаптан, празеодим, неодим и другие металлы. Все они серебристо-белого цвета и имеют практически полностью одинаковые химические свойства.

Свое название редкоземельные материалы получили потому, что их трудно найти в земной коре. Они используются в атомной энергетике и машиностроении.

Например, из редкоземельных металлов можно создавать стекла, которые не пропускают через себя ультрафиолетовые лучи.

Редкоземельный элемент скандий используется в ртутно-газовых лампах

В эту подгруппу входят бериллий, магний, кальций, радий и другие металлы. Все они окрашены природой в серый цвет и при комнатной температуре всегда остаются в твердом состоянии. В чистом виде они практически нигде не применяются, за исключением атомных реакторов.

Щелочноземельный элемент бериллий используют для изготовления рентгеновских трубок, через которые лучи выходят наружу

: Роботы из жидкого металла могут появиться уже в ближайшем будущем

Цветные металлы стоят дороже черных, потому что более востребованы в мире. Они нужны при изготовлении автомобилей, строительстве домов и в области высоких технологий — именно они являются основными материалами при изготовлении смартфонов и другой электроники. В сфере строительства они нужны для изготовления всевозможных арматур, балок, уголков и так далее.

Железо и его сплавы относятся к черным металлам, а все остальное — это цветные металлы

Цветные металлы принято разделять на три группы:

Самыми яркими представителями этой категории цветных металлов считаются медь, латунь и бронза.

Наибольшим спросом среди них пользуется медь, потому что она — отличный проводник электрического тока и широко применяется в электронике.

Из латуни изготавливают различные проволоки, подшипники и другие металлические элементы. Из бронзы нередко делают памятники, потому что она не боится дождя, снега и механических повреждений.

Самые популярные легкие металлы, это алюминий, магний и титан. Их довольно легко расплавить, а также они легче черных металлов.

Благодаря устойчивости к коррозии, высокой пластичности и небольшой массе, алюминий активно используется в строительстве самолетов и автомобилей.

Магний широко применяется в изготовлении корпусов для различной техники, начиная с фотоаппаратов и заканчивая двигателями. Титан отличается высокой прочностью и небольшой массой, поэтому применяется при изготовлении космических ракет.

В воздухе алюминий мгновенно покрывается пленкой, которая защищает ее от возникновения ржавчины

К благородным металлам относятся золото, серебро и платина. Из-за сложности добычи и своей красоты, они считаются самыми дорогими разновидностями металлов. Их стоимость постоянно меняется и их можно купить в банках, тем самым вложив в них свои деньги. Также благородные металлы широко используются в ювелирном деле. Из них изготавливаются кольца, браслеты и прочие украшения.

Про алюминий можно почитать в материале про самые ценные металлы в мире

Виды сплавов

Сплавами называют материалы, которые состоят из двух и более металлических компонентов.

Как правило, сплавы состоят из основы, в которую входят несколько металлов, и так называемых легирующих элементов — они необходимы, чтобы придать сплаву мягкость, эластичность и другие свойства.

Чаще всего в промышленности применяются смеси с использованием железа и алюминия, но вообще существует более 5 тысяч разновидностей сплавов.

В большинстве своем металлы, с которыми мы взаимодействуем — это сплавы

Сплавы делятся на два вида: литые и порошковые. Литые сплавы получаются путем смешивания расплавленных компонентов. А порошковый метод получения сплавов подразумевает прессование порошков нескольких металлов и их последующее спекания при высоких температурах.

Из металлических сплавов сегодня изготавливается практически все, вплоть до скамеек

По назначению сплавы делятся на конструкционные, инструментальные и специальные. Конструкционные сплавы предназначены для изготовления деталей автомобилей.

Из инструментальных сплавов, как можно понять из названия, изготавливают инструменты — например, различные молотки и ножи.

А специальные сплавы используются для изготовления деталей специального назначения — например, для предотвращения трения.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

Как видно, металлов очень много и они сильно друг от друга отличаются. На тему металлов также рекомендую почитать материал, в котором я рассказал о самых интересных разновидностях этого материала. Вот знаете ли вы, как называется самый редкий металл на нашей планете и как его добывают?

Методы добычи и получения металлов

Существуют ли абсолютно чистые металлы

Металлы применяются практически во всех сферах. Сейчас известно большое количество однородных материалов и сплавов, которые обладают разными техническими характеристиками. Получение металлов — особый процесс, от правильности проведения, которого зависит качество готового материала.

Загрузка руды

Металлы — группа элементов, которые являются простыми веществами и обладают рядом характерных металлических свойств:

  • электро- и теплопроводностью;
  • высокой прочностью;
  • большой удельной массой;
  • высоким температурным коэффициентом сопротивления;
  • ковкостью;
  • характерным металлическим блеском;
  • высокой пластичностью.

Для изменения свойств материала при производстве к его составу добавляются сторонние компоненты, которые называют легирующими добавками. С помощью этого способа можно получить материал с нужными техническими характеристиками.

Виды

Серьезной разницы между металлами, сплавами нет. Абсолютно чистых материалов не существует. Каждый из них содержит несколько компонентов. Металлы с наименьшим содержанием сторонних включений редко применяются в промышленных масштабах, поскольку не имеют требуемых технических характеристик.

Виды:

  • железо, титан, уран;
  • золото, серебро, платина;
  • медь, алюминий, цинк;
  • вольфрам, кобальт, никель;
  • магний, бериллий, палладий;
  • свинец, олово.

Металлы можно разделить на благородные, цветные, черные.

Медное украшение ( Instagram / sweetviolet_handmade)

Способы получения и добычи

Добыча и обработка проводится на природных рудниках. Потом расходное сырье доставляется до литейного предприятия, где происходит его переработка в конечный материал. Способы получения:

  1. Порошковый. При изготовлении сплавов используются порошки — смесь основных компонентов сплава по ГОСТу. С помощью специального оборудования порошок спрессовывается, ему придают определенную форму. После этого расходный материал спекают в промышленной печи.
  2. Литейный способ. Все компоненты будущего сплава сначала расплавляются, а потом перемешиваются. Смесь должна застыть.

Природные источники

Самое большое количество металлов содержится в земной коре. Их соединения можно найти в разных продуктах питания, воде, воздухе, химических веществах.

Природные соединения

Природные соединения:

  • сульфиды — киноварь, цинковая обманка, серный колчедан;
  • хлориды — каменная соль, сильвинит;
  • сульфаты — гипс, глауберова соль;
  • карбонаты — магнезит, доломит, известняк, мрамор, мел;
  • оксиды — красный, магнитный, бурый железняк;
  • нитраты — чилийская селитра.

Основные природные соединения — руды, которые встречаются в разных областях земного шара.

Добыча руды ( Instagram / dikomnw)

Способы добычи

Существует два способа добычи металлических руд:

  1. Открытый. Подразумевает разработку огромного карьера, который углубляется к центру. С его глубины на карьерных самосвалах руда вывозится наверх, где проходит дальнейшую переработку. Средняя глубина карьеров — 300 метров. Для разработки применяются крупные экскаваторы, земснаряды, карьерная техника. Карьерный метод добычи металлической руды применяется только, если после проверки почвы в ней было обнаружено более 57% руды. Главный недостаток карьера — малая глубина разработки.
  2. Закрытый. Подразумевает разработку шахт, которые могут уходить вниз на глубину нескольких сотен метров. Применяется, когда на поверхности после проверки было обнаружено менее 57% полезных руд. Внешне шахта напоминает колодец, который разветвляется в стороны на большой глубине. Главный недостаток — опасность для рабочих (частые обвалы, взрывы газов, большая вредность для здоровья).

Один из современных способов добычи металлической руды — СГД. Представляет собой гидромеханических метод добычи руды, который подразумевает создание глубокой шахты, снабженной трубопроводом с гидромонитором.

Струя воды под большим напором подается в трубопровод. С ее помощью откалываются горные породы, которые всплывают наверх шахты. Эффективность данного способа небольшая, но он полностью безопасен для людей.

Шахта ( Instagram / subcities)

Богатые рудники

Богатые железные рудники:

  1. Бакчарское железорудное месторождение.
  2. Абаканское железорудное месторождение.
  3. Абагасское железорудное месторождение.
  4. Курская магнитная аномалия.

Курская магнитная аномалия является самым большим месторождением железной руды в мире. По примерным расчетам здесь находится около 210 миллиардов тонн полезной руды, что составляет 50% от общего количества запасов на планете.

Самые богатые месторождения алюминиевых руд находятся в

  • Венгрии;
  • Франции;
  • Индии;
  • Южной Африке;
  • Казахстане;
  • России;
  • Югославии;
  • Кольском полуострове;
  • Сибири.

Богатые месторождения медной руды расположены в США, Швеции, Канаде, России, Финляндии, ЮАР.

Медная руда ( Instagram / alex_tango1910)

Методика, которая основана на проведении химических реакциях. Они протекают в различных растворах. Наиболее распространенные материалы, которые получаются подобным способом — никель, цинк, золото.

Из расходного сырья металл извлекается под воздействием высоких температур. Для проведения данного способа применяются печи, плавильни. Этим методом получают чугун, свинец, сталь, никель, медь, хром. Для изготовления активных металлов важно использовать восстановители.

Подразумевает обработку расходного сырья электрическим током. Сила тока изменяется зависимо от преобладающих в составе руды компонентов. С помощью электрометаллургии получаются разные металлы — щелочноземельные, щелочные. Основные из них — алюминий, магний.

Восстановление

Методы восстановления:

  1. С помощью металлов. Этот процесс называют металлотермией.
  2. С помощью водорода. С помощью этой методики можно получить материал с наименьшим количеством посторонних вкраплений.
  3. С помощью углерода или оксида углерода. Эта методика называется карботермией.

Оборудование

Для получения и обработки применяется разное оборудование:

Современное оборудование оснащается автоматическими системами управления, что ускоряет производство, минимизирует физические затраты со стороны человека.

Самодельный горн ( Instagram / vetal7070)

Коррозия

Коррозия — процесс самопроизвольного разрушения сплавов, металлов, который происходит под воздействием окружающей среды. Ржавчина начинает появляться при воздействии кислорода, воды, оксидов серы, углерода.

Виды коррозиии:

  • атмосферная.
  • электролитическая;
  • газовая;
  • подъемная;
  • биологическая.

Для удаления ржавчины могут применяться абразивы, химические вещества. Для защиты от ее появления — покрытия, краски, добавки к составу сплава (например, хром).

Без металлов невозможно представить жизнь человека. Они применяются в разных сферах деятельности. Процесс добычи металлической руды для изготовления однородных материалов или сплавов практически не изменился с сотнями лет. Появилось новое оборудование, техника, но суть процесса осталась прежней.

Существуют ли абсолютно чистые металлы — Справочник металлиста

Существуют ли абсолютно чистые металлы

Материал из Dwarf Fortress Wiki

Полезная производственная схема получения различных металлов и сплавов из руды.

Металл — это материал, получаемый при переплавке руды в плавильне, что превращает эту руду в слитки чистого металла (один особый металл переплавляется в пластины взамен слитков).

Некоторые металлы можно комбинировать с другими для получения сплавов с лучшими характеристиками или большей ценностью.

Металлы используются дварфами для ковки оружия, доспехов, мебели и поделок в кузнице.

Переплавка руды в слитки повышает базовую ценность с 3 до 5. Базовая ценность умножается на ценность материала для получения итоговой ценности слитка.

Сплавы[править]

В Dwarf Fortress существует 11 чистых металлов (плюс двенадцатый особый металл). Комбинирование их слитков или исходных руд дополнительно даёт ещё 14 видов сплавов.

Некоторые сплавы ценнее своих начальных компонентов, некоторые изготавливаются специально для повышения характеристик будущего оружия или доспехов, хотя многие сплавы не приносят ни увеличения характеристик, ни повышения уровня богатства (изменения ценности сплавов приводятся в соответствующей колонке в таблице ниже).

Основные причины использования сплавов:

  • увеличение боевых характеристик оружия и брони;
  • увеличение ценности и экономия редких компонентов (например, использование серебросодержащей руды вместо чистого серебра);
  • получение материалов другого цвета (например, rose gold имеет пурпурный оттенок) для мебели, отделки комнат, обозначения рычагов или создания мозаик на полу.
  • экономия топлива, например, при выплавке бронзы: за один шаг производства в плавильне тратится единица топлива, а на выходе получается число слитков по количеству использованных компонентов.

Количество слитков нового сплава всегда равно количеству использованных слитков компонентов; в то же время, при выплавке металла из каждой единицы руды получается по четыре слитка.

Полную цепочку производства можно посмотреть в статье о плавлении.

Чистые металлы[править]

Название металлаЦветтайлаИспользуемая руда или реакцияПлотностьТочка плавленияЦенностьматериалаИзменение ценностиПримечания
Алюминий≡‼7:7:1Native aluminum2.7011188°U40+0
Висмут≡‼5:5:1Bismuthinite9.7810488°U2+1Только производство висмутовой бронзы
Медь≡‼6:4:0Native copper, Malachite, Tetrahedrite8.9311952°U2+0, +0, -1*Ковка любого оружия, доспехов, амуниции и кирок
Золото≡‼6:6:1Native gold19.3211915°U30+0
Железо≡‼0:7:1Hematite, Limonite, Magnetite7.8512768°U10+2Ковка любого оружия, доспехов, амуниции, кирок и наковален
Свинец≡‼0:7:1Galena11.3410589°U2-3*
Никель≡‼7:3:0Garnierite8.8012619°U2+0
Платина≡‼7:7:1Native platinum21.4013182°U40+0
Серебро≡‼7:7:1Native silver, Horn silver,Galena (50%), Tetrahedrite (20%)10.4911731°U10+0, +0,+5*, +7*Ковка холодного оружия и боеприпасов
Олово≡‼7:3:0Cassiterite7.2810417°U2+0
Цинк≡‼7:3:0Sphalerite7.1310755°U2+0

Особые металлы[править]

Эта статья содержит небольшой спойлер! Возможно, вам лучше не читать эту информацию.
Название металлаЦветтайлаИспользуемая руда или реакцияПлотностьТочка плавленияЦенностьматериалаИзменение ценностиПримечания
Адамантин≡‼3:3:1Raw adamantine0.20025000°U300+50
  • Изготовление любых предметов, кроме кроватей;
  • Клинки будут в 10 раз острее любых других.
Божественный металл≡‼0:0:1none1Нет300
  • Генерирует имена, ассоциируемые с божествами;
  • Клинки на 20% острее обычных металлов;
  • Абсурдно большая прочность этого лёгкого металла делает опасным даже дробящее оружие;
  • По совокупности характеристик превосходит сталь, но уступает адамантину.

Как отличить медь от других металлов

У большинства из нас знания о меди и ее свойствах ограничиваются школьным курсом химии, что на бытовом уровне вполне достаточно.

Однако иногда возникает необходимость достоверно определить, является ли материал чистым элементом, сплавом или даже композитным материалом.

Мнение, что эта информация нужна лишь тем, кто занимается приемом или сдачей металлолома, ошибочно: к примеру, на форумах радиолюбителей и очень часто поднимаются темы, как отличить медь в проводах от омедненного алюминия.

Коротко об элементе №29

Чистая медь (Cu) – золотисто-розовый металл, обладающий высокой пластичностью, тепло- и электропроводностью. Химическую инертность в обычной неагрессивной среде обеспечивает тончайшая оксидная пленка, которая придает металлу интенсивный красноватый оттенок.

Главное отличие меди от других металлов – окраска. На самом деле окрашенных металлов не так много: внешне похожи лишь золото, цезий и осмий, а все элементы, входящие в группу цветных металлов (железо, олово, свинец, алюминий, цинк, магний и никель) обладают серым цветом с различной интенсивностью блеска.

Абсолютную гарантию химического состава любого материала можно получить лишь с помощью спектрального анализа. Оборудование для его проведения очень дорогое, и даже многие экспертные лаборатории могут о нем лишь мечтать. Однако, существует немало способов, как отличить медь в домашних условиях с высокой долей вероятности.

1. Определение по цвету

Итак, перед нами кусок неизвестного материала, который необходимо идентифицировать как медь. Упор на термин «материал», а не «металл», сделан специально, так как в последнее время появилось немало композитов, которые по внешним признакам и тактильным ощущениям очень похожи на металлы.

В первую очередь рассматриваем цвет. Это желательно делать при дневном свете или «теплом» светодиодном освещении (под «холодными» светодиодами красноватый оттенок меняется на желто-зеленый). Идеально, если для сравнения есть медная пластинка или проволока – в этом случае ошибка в цветовосприятии практически исключена.

Важно: старые медные изделия могут быть покрыты окислившимся слоем (зеленовато-голубым рыхлым налетом): в этом случае цвет металла нужно смотреть на срезе или спиле.

2. Определение магнитом

Совпадение по цвету – достоверный, но не достаточный способ идентификации. Вторым шагом самостоятельных экспериментов будет проба с магнитом. Химически чистая медь относится к диамагнетикам – т.е. к веществам, не реагирующим на магнитное воздействие.

Если исследуемый материал притягивается к магниту, то это – сплав, в котором содержание основного вещества не более 50%.

Однако, даже если образец не среагировал на магнит, радоваться рано, поскольку нередко под медным покрытием спрятана алюминиевая основа, которая тоже не магнитится (исключить подобное можно с помощью надпиливания или среза).

3. Определение по реакции на пламя

Еще один способ распознать медь – раскалить образец на открытом огне (газовая плита, зажигалка или обычная спичка). Медная проволока при накаливании сначала потеряет блеск, а затем окрасится в черно-бурый цвет, покрывшись оксидом. Этим способом можно отсечь и композитные материалы, которые при накаливании начинают дымить с образованием газа с резким запахом.

4. Определение посредством химических экспериментов

Показательной является реакция с концентрированной азотной кислоты: если последнюю капнуть на поверхность медного изделия, произойдет окрашивание в зелено-голубой цвет.

Качественной реакцией на медь является растворение в соляной кислоте с последующим воздействием аммиаком. Если медный образец оставить в растворе HCl до полного или частичного растворения, а потом капнуть туда обычный аптечный нашатырный спирт, раствор окрасится в интенсивно синий цвет.

Важно: работа с химическими реактивами требует соблюдения мер предосторожности. Самостоятельные эксперименты нужно проводить в хорошо проветриваемом помещении с применением средств индивидуальной защиты (резиновые перчатки, фартук, очки).

Как различить медь и сплавы на ее основе?

В промышленности широко распространены медные сплавы.

За многие годы исследований удалось получить немало материалов с уникальными свойствами: высокой пластичностью, электропроводностью, химической стойкостью, прочностью (все зависит от легирующих добавок).

Самыми распространенными являются бронзы (с добавкой олова, алюминия, кремния, марганца, свинца и бериллия), латуни (с добавлением 10-45% цинка), а также медно-никелевые сплавы (нейзильбер, мельхиор, копель, манганин).

Цветные металлы — всё, кроме железа

Существуют ли абсолютно чистые металлы

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:

  1. Легкие цветные металлы.
  2. Тяжелые металлы.
  3. Благородные.
  4. Редкие и малые.
  5. Рассеянные.
  6. Радиоактивные.
  7. 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.

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.

Медь

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

Рекомендуем:  ОСМИЙ — тяжелее нет металла

Добычу медных руд производят:

  • США;
  • Канада;
  • Чили;
  • Перу;
  • Замбия;
  • Россия.

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

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.

Цинк

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.

Сульфидные руды:

  • халькопирит;
  • пирротин;
  • магнетит;
  • пентландит.

Силикатные никелевые руды:

  • гарниерит;
  • гетит;
  • ревдинскит;
  • контронит;
  • асболан.

Рекомендуем:  СУРЬМА — от красоты глаз до аккумуляторов

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.

Рекомендуем:  КОБАЛЬТ — щедрый подарок горных духов

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:

  • Испания;
  • Китай;
  • Алжир;
  • Мексика.

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:

  1. Металл (тип, редкость).
  2. Габариты.
  3. Размер партии.
  4. 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).

Различия между черными и цветными металлами

Существуют ли абсолютно чистые металлы

Металлы – это большая группа простых элементов с характерными особенностями, такими как высокая тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент и другое.

Чтобы правильно классифицировать и понять, что к чему, необходимо разобраться со всеми нюансами. Давайте постараемся с вами рассмотреть такие основные виды металлов, как черные, цветные, драгоценные, а также сплавы.

Это достаточно обширная и сложная тема, но мы постараемся разложить все по полочкам.

Что должен знать каждый?

Прежде чем классифицировать металлы по группам, необходимо разобраться с основными признаками. К первостепенным относят отрицательный коэффициент проводимости электричества. Это говорит о том, что с понижением температуры проводимость повышается, и некоторые проводники становятся сверхпроводниками.

В это же время повышение температуры приводит к частичной или полной потере пропускной способности. К второстепенным признакам необходимо отнести металлический блеск, а также высокую температуру плавления. Помимо этого, некоторые металлы в виде соединений играют роль восстановителя при окислительно-восстановительных реакциях.

Обратите внимание на то, что в природе чистые металлы практически не встречаются, поэтому забывать о руде и самородках тоже не нужно.

  • 1 Классификация 1.1 Некоторые группы/семейства металлов 1.1.1 Аморфные металлы
  • 2 Происхождение слова «металл»
  • 3 Нахождение в природе
  • 4 Производство металлов
  • 5 Физические свойства металлов
  • 5.2 Температура плавления
  • 5.3 Плотность
  • 5.4 Пластичность
  • 5.5 Электропроводность
  • 5.6 Теплопроводность
  • 5.7 Цвет
  • 6 Взаимодействие с простыми веществами
  • 7 Взаимодействие кислот с металлами
      7.1 Взаимодействие неокисляющих кислот с металлами, стоящими в электрическом ряду активности металлов до водорода
  • 7.2 Взаимодействие концентрированной серной кислоты H2SO4 с металлами
  • 7.3 Реакции для азотной кислоты (HNO3)
  • 7.4 Легирование
  • 8 Электронное строение
  • 9 Структура металлов
  • 10 Применение металлов
      10.1 Конструкционные материалы
  • 10.2 Электротехнические материалы
  • 10.3 Инструментальные материалы
  • 11 История развития представлений о металлах
  • 12 См. также
  • 13 Примечания
  • 14 Литература
  • 15 Ссылки
  • О черных металлах

    К данной группе относят железо, а также его сплавы (чугун, ферросплавы). По сути, черные металлы – это сплав железа с углеродом, но помимо этого в составе есть и другие химические элементы, например сера, фосфор, кремний и др.

    Если нужно придать сплаву специфические свойства, необходимые для выполнения определенных целей, добавляются легирующие вещества, в качестве которых чаще всего выступает медь, хром или никель. Классифицируются все виды черных металлов по содержанию углерода.

    Так, существуют следующие сплавы:

    • Чугун – количество углерода колеблется от 2 до 4,3%, в некоторых случаях достигает критической отметки в 5%. Различные химические элементы прямым образом влияют на свойства изделия. Так, сера с фосфором повышают хрупкость, а хромовые и никелевые присадки делают чугун более жаростойким и устойчивым к коррозии.
    • Сталь – содержание углерода до 2%. Отличается от чугуна высокой пластичностью, а также высокими технологическими показателями (проще поддается обработке).

    Взаимодействие кислот с металлами

    С кислотами металлы реагируют по-разному. Металлы, стоящие в электрохимическом ряду активности металлов (ЭРАМ) до водорода, взаимодействуют практически со всеми кислотами.

    Взаимодействие неокисляющих кислот с металлами, стоящими в электрическом ряду активности металлов до водорода

    Происходит реакция замещения, которая также является окислительно-восстановительной:

    M g + 2 H C l = M g C l 2 + H 2 ↑ {displaystyle {mathsf {Mg+2HCl=MgCl_{2}+H_{2}uparrow }}} 2 A l + 2 H 3 P O 4 = 2 A l P O 4 + 3 H 2 ↑ {displaystyle {mathsf {2Al+2H_{3}PO_{4}=2AlPO_{4}+3H_{2}uparrow }}}

    Взаимодействие концентрированной серной кислоты H2SO4 с металлами

    Окисляющие кислоты могут взаимодействовать и с металлами, стоящими в ЭРАМ после водорода:

    C u + 2 H 2 S O 4 = C u S O 4 + S O 2 ↑ + 2 H 2 O {displaystyle {mathsf {Cu+2H_{2}SO_{4}=CuSO_{4}+SO_{2}uparrow +2H_{2}O}}}

    Сильно разбавленная кислота реагирует с металлом по классической схеме:

    M g + H 2 S O 4 = M g S O 4 + H 2 ↑ {displaystyle {mathsf {Mg+H_{2}SO_{4}=MgSO_{4}+H_{2}uparrow }}}

    При увеличении концентрации кислоты образуются различные продукты:

    M g + 2 H 2 S O 4 = M g S O 4 + S O 2 ↑ + 2 H 2 O {displaystyle {mathsf {Mg+2H_{2}SO_{4}=MgSO_{4}+SO_{2}uparrow +2H_{2}O}}} 3 M g + 4 H 2 S O 4 = 3 M g S O 4 + S ↓ + 4 H 2 O {displaystyle {mathsf {3Mg+4H_{2}SO_{4}=3MgSO_{4}+Sdownarrow +4H_{2}O}}} 4 M g + 5 H 2 S O 4 = 4 M g S O 4 + H 2 S ↑ + 4 H 2 O {displaystyle {mathsf {4Mg+5H_{2}SO_{4}=4MgSO_{4}+H_{2}Suparrow +4H_{2}O}}}

    Реакции для азотной кислоты (HNO3)

    Продукты взаимодействия железа с HNO3 разной концентрации C u + 4 H N O 3 ( 60 % ) = C u ( N O 3 ) 2 + 2 N O 2 ↑ + 2 H 2 O {displaystyle {mathsf {Cu+4HNO_{3}(60\%)=Cu(NO_{3})_{2}+2NO_{2}uparrow +2H_{2}O}}} 3 C u + 8 H N O 3 ( 30 % ) = 3 C u ( N O 3 ) 2 + 2 N O ↑ + 4 H 2 O {displaystyle {mathsf {3Cu+8HNO_{3}(30\%)=3Cu(NO_{3})_{2}+2NOuparrow +4H_{2}O}}}

    При взаимодействии с активными металлами вариантов реакций ещё больше:

    Z n + 4 H N O 3 ( 60 % ) = Z n ( N O 3 ) 2 + 2 N O 2 ↑ + 2 H 2 O {displaystyle {mathsf {Zn+4HNO_{3}(60\%)=Zn(NO_{3})_{2}+2NO_{2}uparrow +2H_{2}O}}} 3 Z n + 8 H N O 3 ( 30 % ) = 3 Z n ( N O 3 ) 2 + 2 N O ↑ + 4 H 2 O {displaystyle {mathsf {3Zn+8HNO_{3}(30\%)=3Zn(NO_{3})_{2}+2NOuparrow +4H_{2}O}}} 4 Z n + 10 H N O 3 ( 20 % ) = 4 Z n ( N O 3 ) 2 + N 2 O ↑ + 5 H 2 O {displaystyle {mathsf {4Zn+10HNO_{3}(20\%)=4Zn(NO_{3})_{2}+N_{2}Ouparrow +5H_{2}O}}} 5 Z n + 12 H N O 3 ( 10 % ) = 5 Z n ( N O 3 ) 2 + N 2 ↑ + 6 H 2 O {displaystyle {mathsf {5Zn+12HNO_{3}(10\%)=5Zn(NO_{3})_{2}+N_{2}uparrow +6H_{2}O}}} 4 Z n + 10 H N O 3 ( 3 % ) = 4 Z n ( N O 3 ) 2 + N H 4 N O 3 + 3 H 2 O {displaystyle {mathsf {4Zn+10HNO_{3}(3\%)=4Zn(NO_{3})_{2}+NH_{4}NO_{3}+3H_{2}O}}}

    Легирование

    Основная статья: Легирование (металлургия)

    Легирование — это введение в расплав дополнительных элементов, модифицирующих механические, физические и химические свойства основного материала.

    Особенности чугуна и стали в подробностях

    В настоящее время существует несколько видов чугуна, которые используются в быту, а также промышленности: литейный (серый) и передельный (белый).

    Последний отличается от первого вида тем, что углерод находится в связанном состоянии в виде цемента, в первом же случае — в свободном состоянии в виде графита. Понижение прочности данного материала обусловлено тем, что пластинки графита нарушают металлическую структуру, тем самым ослабляя ее.

    Существует модифицированный серый чугун. Его особенности в том, что графит находится в шаровидной форме, что повышает механические свойства изделия.

    Вы наверняка уже успели понять, что стали более универсальны, что обусловлено не таким большим количеством углерода в составе. Так, конструкционные стали содержат от 0,02 до 0,85% углерода и используются для строительства. Основное их преимущество заключается в хорошей пластичности. Степень хрупкости низкая.

    Есть еще инструментальные, в которых содержание углерода несколько больше – от 0,65 до 1,4%, следовательно, это более прочный сплав, но хрупкий. Используется, как можно понять из названия, в качестве заготовки для создания инструментов (режущих, пилящих рабочих органов машин и агрегатов).

    Вот мы рассмотрели виды черных металлов, поэтому давайте пойдем дальше.

    Сделай сам
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: