Metals ferrosos: dipòsits, emmagatzematge. Metal·lúrgia de metalls ferrosos

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Els metalls són materials que mai perden la seva rellevància. Són molt utilitzats a la vida quotidiana i a la indústria. Per descomptat, avui en dia han creat un munt de substàncies alternatives diferents, a partir de les quals s'obtenen materials que no són inferiors en qualitat als metalls. Tanmateix, no es poden substituir completament. És difícil imaginar tanques i portes, reixes, tapes de registre, eines i molt més d'una altra cosa.

Tot i que el plàstic, el vidre, la silicona, el polietilè i el polipropilè han entrat amb fermesa a la vida moderna d'una persona, és difícil substituir les parts fonamentals de les estructures, nombroses peces d'automòbils i altres vehicles per qualsevol alternativa als metalls. Ella simplement no existeix.

Metals a la taula periòdica

A la taula periòdica dels elements químics, els metalls ocupen una posició de lideratge. De les 117 posicions que es coneixen actualment, més de 90 pertanyen als metalls. Tots aquests elements tenen una sèrie de trets característics que permeten atribuir-los al grup dels metalls:

1. Capaç de conduir electricitat.
2. Tenen conductivitat tèrmica.
3. Dúctil, dúctil, es pot enrotllar en làmines i filferro (no tots).
4. Tin una brillantor platejada (excepte el coure i l'or).

A més de les propietats generals, cada element semblant té una sèrie d'específiques, cosa que el fa tan popular.

Tipologia

Tots els metalls com a substàncies simples també es poden dividir en tres classes:

1. Negre.
2. De colors.
3. Preciós.

Els metalls no fèrrics inclouen tot, excepte els preciosos i el ferro. És a dir, és coure, mercuri, pal·ladi, crom, níquel, zinc, magnesi, calci, alumini, plom, estany, etc.

Els metalls preciosos inclouen els següents:

• plata;
• or;
• platí.

Metals ferrosos: què són?

Aquesta classe inclou:

• ferro i tots els seus aliatges;
• manganès;
• chrome;
• vanadi;
• titani;
• actínids i urani (tori, plutoni, neptuni i altres);
• tungstè;
• metalls alcalins.

És a dir, de tota la varietat d'aquestes substàncies, els metalls ferrosos en representen una part més petita. I la majoria no els més comuns (a excepció del ferro) es troben a l'escorça i les entranyes terrestres.

Però tot i que els metalls ferrosos estan representats per un nombre tan reduït d'elements, són molt comuns i voluminosos en la producció i el processament. La massa de productes, peces i accessoris està feta de ferro i els seus aliatges.

La metal·lúrgia dels metalls ferrosos és bastant extensa i demanada a tot el món. L'extracció i processament del ferro és una de les tasques tècniques i econòmiques avançades de moltspaïsos del món, inclosa Rússia.

Dipòsits de metalls ferrosos al planeta

El ferro pel que fa a la mineria ocupa el primer lloc entre tots els metalls. El seu contingut en massa a la natura, inclosa l'escorça terrestre, és de milers de milions. Al mateix temps, segons els experts, avui l'home només ha explorat cent mil milions de tones.

Si parlem dels jaciments mundials de metalls ferrosos, principalment ferro, cal destacar que es troben a tots els continents, a totes les parts del món, excepte als punts de l'Extrem Nord. Al mateix temps, la distribució per països és aproximadament la següent (en ordre descendent):

• Rússia (aproximadament un quaranta per cent de totes les reserves mundials);
• Brasil;
• Austràlia;
• Canadà;
• EUA;
• Xina;
• Índia;
• Suècia.

Dipòsits a Rússia

A Rússia, els metalls ferrosos es troben a gairebé tots els districtes federals a gran escala.

1. Districte Federal Central (anomalia magnètica de Kursk): més del 59%.
2. Districte Federal dels Urals - 14%.
3. Districte siberià - 13%.
4. Extrem Orient - 8%.
5. Districte federal del nord-oest - 4%.
6. Privolzhsky - 0,5%.

A cadascun dels districtes anteriors hi ha una empresa on es realitza la metal·lúrgia ferrosa. Rússia és un clar líder mundial en aquest indicador i, a jutjar per les reserves, això continuarà durant molt de temps.

Extracció de material

La producció de metalls fèrrics implica diversos processos d'etapa complexos. En primer lloc, els metalls ferrosos no es presenten en forma nativa, sinó que formen part dels minerals corresponents (manganès, ferro, etc.). Per tant, abans d'obtenir metall, cal extreure roca de la terra - mineral.

Aquest procés el porta a terme la indústria minera. Al mateix temps, els minerals que contenen ferro poden ser rics i saturats o pobres en metall. Per tant, després de l'extracció de la capa de mineral, la seva peça es pren per a l'anàlisi química. Si el contingut quantitatiu del metall és superior al 57-60%, el treball continua. Si és més baix, s'aturen o es traslladen a un altre territori per buscar mineral més ric. En cas contrari, aquest procés simplement no és viable econòmicament.

La següent etapa, que inclou la producció de metalls fèrrics, és el processament del mineral extret en una planta especial. Aquest procés s'anomena metal·lúrgia. Pot ser de diversos tipus:

1. Hidrometal·lúrgia: la tecnologia per extreure i processar el mineral es basa en l'ús d'aigua. Al mateix temps, en el procés de lixiviació, els metalls de la composició del mineral passen a la solució, i d'allà s'extreuen en forma pura per electròlisi. Energèticament i materialment, aquest mètode és més car, per tant només s'utilitza per a metalls especials.
2. La pirometal·lúrgia és la base de la tècnica de l'ús del foc. Processos de tractament tèrmic del mineral en alts forns amb carbó cocitzat. La forma més habitual de processar el mineral iextracció de metalls. S'utilitza en metal·lúrgia ferrosa.
3. Biometal·lúrgia. A partir de l'acció dels organismes vius, tot just comença a posar-se en pràctica, està sent desenvolupat per biotecnòlegs. El resultat final és la capacitat d'alguns microorganismes d'extreure metalls de la composició dels minerals durant la seva vida.

Processament

A la planta de processament, els minerals extrets que contenen metalls ferrosos es processen amb cura. Tots aquests processos es reflecteixen a la taula següent.

Procés tecnològic	L'essència del procés	Resultat
1. Benefici del mineral	Separació d'una part del mineral que conté metall de les roques residuals. Pot passar d'una d'aquestes tres maneres: magnètic (basat en el ferromagnetisme del ferro); gravetat (base - diferents densitats de residus i roca rica); flotació (basada en l'ús d'aigua amb un agent espumant).	Aconsegueix un substrat net i ric en metalls ferrosos, que s'envia per a un processament posterior.
2. Aglomeració	El procés de sinterització del mineral. Es realitza per tal d'obtenir una substància pura, sense impureses de gasos i pols, etc.	Aconsegueix tres tipus de mineral processat: mineral de sinterització (cuit a altes temperatures sense accés a l'aire); separat (purificat per separació); pellet (massa que conté fluxos de ferro).
3. Procés de domini	Coquització de mineral en un alt forn autilitzar com a combustible i reductor del ferro dels seus òxids de carbó.	Aconsegueix ferro pur, opcionalment ja aliat amb carboni per formar acer.

Així s'obté el ferro i els seus aliatges. En aquest cas, els costos màxims de material es destinen a la preparació i ús de coc (carbó). És ell qui és un agent reductor del ferro, un combustible, una font de calor, un proveïdor de carboni. Per tant, en el procés descrit, s'utilitza una quantitat força gran, d'aquí els elevats costos en efectiu.

Condicions d'emmagatzematge

Els metalls ferrosos inclouen principalment el ferro i els seus aliatges. S'ha d'entendre que es tracta d'un material molt resistent a la corrosió. Per tant, l'emmagatzematge de metalls fèrrics requereix el compliment de determinades normes, sobretot quan es tracta no d'estructures i productes, sinó de les anomenades ferralla de metalls fèrrics (residus, productes trencats, làmines, varetes, accessoris, etc.):

1. L'habitació on es troba el material ha d'estar completament tancada de la humitat (pluja, neu). Com menys humitat, més llarga serà la vida útil.
2. L'àrea del magatzem ha de ser gran, no podeu emmagatzemar estructures de làmines de metalls ferrosos a prop les unes de les altres, ja que això provocarà una corrosió primerenca.
3. Tot el material disponible s'ha d'ordenar per marca i mida.

Si s'observen aquestes regles senzilles, serà possible frenar els processos de destrucció de l'estructura dels metalls durant el màxim temps possible.

Aliatges ferrosos

Ks'acostuma a referir-se als aliatges de ferro com a tals, que es divideixen en diversos tipus:

1. Acer. El metall fèrric fusionat amb carboni dóna aquest resultat.
2. Ferro colat. El ferro brut inicial, que s'obté als alts forns durant el processament del mineral, és completament inadequat com a material per a la producció d'electrodomèstics i articles per a la llar. És massa fràgil. S'ha de sotmetre a un processament posterior en forma de saturació amb ferro i carboni per tal d'obtenir un material durador excel·lent. També s'afegeixen altres elements per millorar la resistència a la corrosió i el rendiment.
3. Ferroaliatges (silicocàlcic, ferrocrom, ferrosilici, silicomanganès). L'objectiu principal d'aquests aliatges és millorar les característiques tècniques del material final.

Acer

El lloc principal entre tots els aliatges de metalls ferrosos es dóna a l'acer. Avui hem après com aconseguir resultats molt significatius en la producció d'aquest material amb propietats importants predeterminades. Aquest tipus d'aliatge és el més important per a la indústria que han donat els metalls ferrosos. Quins acers es distingeixen?

1. Baix carboni: s'utilitza per fer diverses eines.
2. Inox (s'utilitzen per fabricar canonades, peces refractàries, eines de tall, equips de soldadura, etc.).
3. Ferrito Chrome.
4. Crom martensític.
5. Aliat.
6. níquel.
7. Chrome.
8. Chrome vanadi.
9. Tungstè.
10. Molibdè.
11. Manganès.

És evident pels noms quesón aquests components els que s'afegeixen a la barreja de ferro i carboni en una proporció determinada. Això afecta un canvi significatiu en les propietats dels materials resultants.

Metals secundaris

Malauradament, per molt que ens agradaria, les coses no poden durar per sempre. Amb el temps, tot es torna inutilitzable: es trenca, batega, envelleix i passa de moda. Aquest és també el cas de les estructures de metalls fèrrics. L'acer, el ferro colat i altres productes, les peces de recanvi simplement deixen de ser necessàries.

Després es lliuren a empreses especials implicades en el processament de matèries primeres que han quedat inutilitzables. Ara aquests són metalls secundaris negres. Aquest és el nom dels productes metàl·lics fets de metalls ferrosos que estan fora d'ús i innecessaris a la vida quotidiana.

Les empreses que recullen ferralla han de complir determinades normes per al seu emmagatzematge, retirada i venda. La legislació del nostre país sobre aquesta qüestió està establerta per GOST. Els metalls ferrosos, així com els no ferrosos, estan sota un estricte control de la llei.

Els metalls reciclats es poden reciclar i tornar a produir. Està a la venda amb aquests propòsits que els empresaris intermediaris compren ferralla negra.

Avui, els metalls ferrosos són tractats amb el respecte, ocupen una posició de lideratge al mercat dels seus productes.

Ús mecànic

Els articles, peces i diversos dispositius d'acer i ferro colat s'utilitzen àmpliament en enginyeria mecànica. No només es demanenautomòbil, però també en la producció química, aeronàutica, així com en la construcció naval. Tot això es deu a la força especial d'aquests materials, la seva resistència a la calor i resistència a la corrosió. Els metalls ferrosos s'estan convertint en el material bàsic per a la producció de molts tipus de productes. Entre els més comuns es troben:

• tapes laterals de l'engranatge;
• coixinets;
• vàlvules;
• fittings;
• coixells;
• pipes;
• cilindres de cotxes i altres vehicles;
• rodes dentades;
• cadenes de tractors;
• tambors de fre;
• carrosses;
• caixos i així successivament.

Aquesta llista és interminable, perquè realment hi ha molts productes de metalls ferrosos i els seus aliatges.

Aplicació en altres indústries

Hi ha diverses àrees principals en què s'utilitzen metalls ferrosos:

1. Indústria química.
2. Enginyeria.
3. Producció de mobles d'ús especial.
4. Alliberament de plats.
5. Producció de peces estructurals.

Aquesta no és, certament, una llista completa, sinó només les àrees més comunes que representen la gran majoria dels productes d'acer.