Производство металла от добычи руды до готовой продукции

В какой форме металл встречается в природе?

Всего существует два варианта, при которых извлекаются металлы:

1. Оригинальная форма. Платина, ртуть, золото, медь, серебро и некоторые другие металлы в природе уже находятся в свободном состоянии. Они не требуют длительного лечения. С целью получения сырья для изготовления конечного продукта такие металлы очищают от примесей механическим или с помощью реагентов.
2. В виде руды. Это соединения, содержащиеся в горных породах/минералах. Добыча металла осуществляется исключительно промышленными методами. Руды обычно содержат либо оксиды, либо соли металлов. К последним относятся сульфиды и карбонаты. Руда может содержать несколько металлов, т.е они полиметаллические, например медно-цинковые, свинец-серебряные и другие.

Вторая форма встречается в природе гораздо чаще. Исключение составляют только драгоценные металлы, добыча которых связана с очисткой от примесей.

Основные химические свойства металлов

В этой категории нет общих правил, так как все они делятся на множество подгрупп по уровню активности — щелочные, актиноиды, полуметаллы и другие. Многие взаимодействуют с водой, почти все с кислородом (кроме золота и платины), происходит окисление. Процесс проходит в нормальных условиях, если в составе много щелчков, только при нагреве — если нет. Более того, почти все элементы реагируют с серой и хлором.

Какие способы получения металла существуют?

Руда, содержащая различные соединения металлов, бывает разной. Конкретный состав влияет на технологию получения материала:

• Восстановление из оксидов с участием углерода. Относится к основному способу получения многих металлов. Олово выплавляют из оловянного камня, а чугун получают из железной руды. Из других металлов выплавку ведут из оксидов.
• Обжарка в специальной промышленной печи. Эта технология используется на сернистой руде. Этот метод предполагает, что в результате обжига в специальной печи получается соединение серы.

Состав руды напрямую влияет на конкретную технологию переработки руды.

Виды

Серьезной разницы между металлами и сплавами нет. Полностью чистых материалов не существует. Каждый из них содержит несколько компонентов. Металлы с наименьшим содержанием сторонних включений редко используются в промышленных масштабах, так как не обладают необходимыми техническими свойствами.

Типы:

• 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

Что мы узнали?

Металлы – это вещества, обладающие высокой электро- и теплопроводностью, пластичностью, пластичностью и металлическим блеском. В статье по химии для 9 класса рассмотрены их физические и химические свойства, формулы класса металлов, а также способы их получения.

Железо (кованое или литое)

Хотя это очень архаичный металл (особенно распространенный в железном веке), он все еще имеет множество современных применений.

Во-первых, это важный компонент стали. Но помимо этого, вот несколько других применений и объяснений того, почему используется железо:.

• Кухонная посуда (например, сковороды) — пористая поверхность позволяет растительному маслу гореть и создает естественную антипригарную поверхность.
• Печи — чугун имеет чрезвычайно высокую температуру плавления, поэтому печь выдерживает высокие температуры.
• Прочные основания и рамы — этот тяжелый металл снижает вибрации и обеспечивает жесткость

Забавный факт: железо является шестым по распространенности элементом во Вселенной.

Металлургическая промышленность

Это отрасль производства по извлечению различных металлов из руды. Металлургия – это не только промышленное производство. Этот термин применяется и к науке, изучающей различные промышленные способы получения металла. Металлургический процесс представляет собой восстановление катионов металлов с использованием различных восстановителей.
Металл из руды получают с помощью определенных восстановителей. Последнее выбрано с учетом активного компонента металла, стоимости, соблюдения экологических норм. Обязательно оценивают целесообразность металлургического процесса. Применяются три основные технологии получения металла из разных руд:

• электрометаллургический;
• пирометаллургический;
• гидрометаллургический.

Каждый способ переработки руды имеет свои особенности.

ЧТО ИЗ ЧЕГО СДЕЛАНО СЕРИЯ 1

Что из чего сделано. Серия о металле. Развивающие мультфильмы для детей. Опыты и эксперименты. Ребята посмотрите на эти вещи. Гаечный ключ, золотая цепь, алюминиевый футляр, серебряная ложка, чугунные весы, бронзовая медаль, оловянный солдатик. Как вы думаете, что у них общего? Правильно, все они сделаны из металла, очень важный и полезный материал — металл. Откуда это взялось? В чистом виде металл встречается очень редко. Чаще всего металл добывают из руд и полезных ископаемых. Например, золото добывают промывкой золотого песка. Человек должен не только добывать железо и серебро в виде руды, но и перерабатывать, очищать и разделять пустую породу. Характеристики металла. Опыты для детей с металлическими предметами Возьмите в руки металлический предмет.

Он твердый или мягкий на ощупь? Правильно, твердый! Для измерения твердости металлов люди пользуются специальным прибором — твердомером Но как изготавливаются разные вещи из твердого металла? Они имеют разные формы. Для этого металл сильно нагревают и он становится жидким. Эту жидкую горячую массу заливают в форму и получают твердое металлическое изделие. И человек подсмотрел это свойство в природе. Однажды человек увидел таинственную гору, извергающую огонь и раскаленные камни. Теперь все знают, что такие горы называются вулканами. Когда извержение закончилось, породы остыли.

И самые смелые и любознательные люди стали изучать свойства таких камней. Оказалось, что они очень прочные, и из них можно сделать топор более надежный, чем предыдущий, тот, что из камня и дерева. Как человек тогда назвал этот материал? (металл) Мы узнали, что все металлы твердые, прочные, при очень высоких температурах — мягкие. Но это далеко не все свойства металла. Изучим лучше 1) Возьмите в одну руку металлическую ложку, а в другую деревянную. Что вы думаете? Металл тяжелее. Вот еще одно свойство. 2) Теперь окуните ложку в воду и посмотрите, всплывет ли она?

Нет, ложка тонет в воде, потому что плотность металла больше плотности воды. 3) Возьмем металлическую тарелку и стакан. В чем разница? Стекло прозрачное, металл нет. 4) А если сравнить металл с деревом, то мы увидим, что металл блестит, а дерево матовое 5) Есть еще одно очень важное свойство металла — он очень хорошо проводит тепло, и это видно! Окуните ложку в кружку с горячим чаем — будет горячо! Вот, ребята, вы видите, сколько полезного люди изобрели, изобрели. Это было нелегко. Ему потребовалось много времени и сил, чтобы найти способы получения металла, узнать его свойства, научиться делать из металла различные предметы. Кто может сказать, люди каких профессий работают с металлом? Посмотрите на эти картинки, они дадут вам небольшую подсказку. Токарь, сварщик, кузнец, металлург — все эти люди работают с металлом. Итак, подведем итоги. Металл твердый и прочный. При очень высоких температурах он мягок и образует сплавы, он тяжелый, непрозрачный, имеет металлический блеск, проводит тепло и холод.

Гидрометаллургия

Он заключается в извлечении металла из растворов соленой воды. Этот технологический процесс осуществляется в две стадии:

1. в правильно подобранном реагенте растворяется рудное соединение, что позволяет получить раствор соли металла;
2. либо из раствора, полученного на первой стадии, вытесняют активные металлы, либо проводят электролитическое восстановление.

Для получения чистой меди из руды, содержащей CuO, сырье обрабатывают разбавленной серной кислотой. Чистую медь получают из раствора сульфата методом вытеснения железа или электролизом. По аналогичному (близкому к этому способу) получают золото, уран, цинк, молибден, серебро.

Сравнение свойств

Вторая часть элементов таблицы Менделеева характеризуется рядом свойств, поэтому дать полную сводную таблицу практически невозможно. Предлагаем таблицу, которая показывает 4 характерных признака:

Знак	Металлы	Неметаллы
Позиция в ПС	Ниже бор-астатовой диагонали	Над ней
Структура атома	Большой атомный радиус, чистые электроны в последнем слое — от 1 до 3	Маленькие, от 4 до 7 — соответственно
Физические свойства	Электропроводность, теплопроводность, блеск, формуемость, пластичность, по агрегатному состоянию, в основном твердые	Диэлектрики неблестящие, хрупкие, газы, жидкости и летучие твердые вещества
Кристаллическая решетка	Металл	Молекулярный, атомный
Химические свойства	Рестораторы	Окислительный (иногда сниженный)

Мы говорили о металле, что это за материал, как он используется. Если вам нужны металлообрабатывающие станки, заказывайте их в Росте. У нас в наличии и под заказ имеются ручные и полуавтоматические ленточнопильные станки, а также маятниковые, вертикальные и двухстоечные агрегаты. Цена товара снижена в 1,5 — 2 раза по сравнению с зарубежными аналогами. Для уточнения интересующей вас информации обращайтесь к менеджерам, с радостью поможем с подбором оборудования.

Электрометаллургия и пирометаллургия

Технология электрометаллургии представляет собой восстановление металла методом электролиза расплава или раствора из этих соединений. Точно так же металлы получают из щелочных, щелочноземельных или алюминиевых руд. Электролиз применяют для расплавления оксидов, хлоридов металлов, гидроксидов.
Пирометаллургия — это технология восстановления руды при высокой температуре, а также с использованием восстановителей, таких как магний, алюминий, двуокись углерода, водород или углерод. Олово получают из касситерита, а медь из куприта прокаливанием с коксом, т е углеродом.

Получение металла из сульфидных и карбонатных руд

На первом этапе сульфидная руда сжигается при попадании воздуха в сырье. В результате получается оксид, который восстанавливается древесным углем. Аналогично обжигают карбонатную руду. Они разрушаются под воздействием высоких температур и образуют оксиды, которые затем восстанавливают древесным углем.

Эта процедура позволяет получить цинк, германий, свинец, железо, медь, кадмий и другие металлы. Они отличаются тем, что не образуют с углеродом прочных карбидов. Водород и активные металлы могут действовать как восстановители. Этот метод позволяет получать достаточно чистые металлы. Чаще всего используют алюминий, обладающий высокой теплотой образования оксида.

Из чего делают сталь?

Сталь является одной из самых востребованных в отрасли. Железо и углерод являются основными ингредиентами для производства стали. Железо отвечает за пластичность и ударную вязкость, а углерод отвечает за твердость и прочность.

Получают деформируемый сплав железа, поддающийся механической, термической, токарной и фрезерной обработке. Литье, прессование, резка, шлифовка и сверление позволяют добиться желаемой формы. Стальные изделия получаются с точно выверенными размерами.

Железо и углерод занимают львиную долю от общей массы, но кроме них сталь всегда содержит и другие примеси. Чистота неметаллических включений определяет качество стали. Оксиды, сульфиды и вредные примеси делают его хрупким и непластичным. Их содержание снижают очисткой или вводят дополнительные компоненты для достижения желаемых физико-химических свойств.

Примеси бывают полезными и вредными. Разделение условное и означает, что элементы улучшают химический состав стали или ухудшают ее свойства. Полезные элементы включают марганец и кремний. Сера, фосфор, кислород, азот, водород – вредные примеси в составе стали.

Производители

На сегодняшний день в различных странах имеются крупные месторождения железной руды, которые являются основой производства мировых запасов стали. В частности, на Россию и Бразилию приходится 18% мирового производства стали, на Австралию — 14%, на Украину — 11%. Крупнейшими экспортерами являются Индия, Бразилия, Австралия. Обратите внимание, что цены на металл постоянно меняются. В 2011 году стоимость одной тонны металла составляла 180 долларов США, а в 2016 году цена была установлена ​​на уровне 35 долларов США за тонну.

Способы получения и добычи

Добыча и переработка осуществляются в природных шахтах. Затем сырьевые материалы доставляются в литейный цех, где они перерабатываются в конечный материал. Способы получения:

1. Пудра. При изготовлении сплавов используется порошок — смесь основных компонентов сплава по ГОСТ. С помощью специального оборудования порошок прессуется, приобретает определенную форму. После этого расходный материал спекается в промышленной печи.
2. Литейный способ. Все компоненты будущего сплава сначала расплавляются, а затем смешиваются. Смесь должна застыть.

Природные источники

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

Природные соединения

Природные соединения:

• сульфиды – корица, цинковая смесь, пирит;
• хлориды – каменная соль, сильвинит;
• сульфаты – гипс, глауберова соль;
• карбонаты – магнезит, доломит, известняк, мрамор, мел;
• оксиды — красный, магнитный, бурый железняк;
• нитраты — чилийская селитра.

Важнейшими природными соединениями являются руды, которые находят в разных регионах земного шара.

Добыча руды

Способы добычи

Есть два способа добычи металлической руды:

1. открытым. Он предполагает разработку огромного карьера, который углубляется к центру. С глубины руда вывозится на самосвалах карьером наверх, где проходит дальнейшую переработку. Средняя глубина карьеров составляет 300 метров. Для разработки используются большие экскаваторы, земснаряды и карьерная техника. Карьерный способ добычи металлической руды применяют только в том случае, если после проверки грунта в нем было обнаружено более 57% руды. Основным недостатком карьера является малая глубина разработки.
2. Закрывать. Это включает в себя разработку шахт, которые могут опускаться на глубину до нескольких сотен метров. Применяется, когда после осмотра на поверхности обнаруживается менее 57% полезных руд. Внешне шахта напоминает колодец, который на большой глубине разветвляется в стороны. Основной недостаток – опасность для работающих (частые обрушения, взрывы газа, большой вред здоровью).

Одним из современных способов добычи металлических руд является ВГД. Это гидромеханический способ добычи руды, который предполагает создание глубокого рудника, оборудованного трубопроводом с гидромонитором. В трубопровод подается струя воды под высоким давлением. С его помощью откалываются камни, которые всплывают наверх шахты. Эффективность этого метода невелика, но он полностью безопасен для человека.

Богатые рудники

Богатые железные рудники:

1. Бакчарское железорудное месторождение.
2. Абаканское железорудное месторождение.
3. Месторождение железной руды Абаги.
4. Курская магнитная аномалия.

Курская магнитная аномалия — крупнейшее месторождение железной руды в мире. По примерным подсчетам, полезной руды насчитывается около 210 миллиардов тонн, что составляет 50% от общих запасов планеты.

Самые богатые месторождения алюминиевых руд находятся в г

• Венгрия;
• Франция;
• Индия;
• Южная Африка;
• Казахстан;
• Россия;
• Югославия;
• Кольский полуостров;
• Сибирь.

Богатые месторождения медных руд расположены в США, Швеции, Канаде, России, Финляндии, ЮАР.

Гидрометаллургия

Техника, основанная на химических реакциях. Они работают в разных решениях. Наиболее распространенными материалами, полученными таким способом, являются никель, цинк и золото.

Пирометаллургия

Металл извлекают из потребительского сырья под воздействием высоких температур. Для осуществления этого метода используются печи и плавильные печи. Этим методом получают чугун, свинец, сталь, никель, медь, хром. Для производства активных металлов важно использовать восстановители.

Электрометаллургия

Он предполагает обработку потребляемого сырья электрическим током. Сила тока варьируется в зависимости от компонентов, преобладающих в составе руды. С помощью электрометаллургии получают различные металлы — щелочноземельные, щелочные. Наиболее важными являются алюминий и магний.

Восстановление

Методы восстановления:

1. Использование металлов. Этот процесс называется металлотермией.
2. Использование водорода. Используя эту технику, вы можете получить материал с минимальным количеством посторонних включений.
3. С углеродом или окисью углерода. Этот метод называется карботермией.

Как влияют полезные и вредные примеси на свойства стали?

Влияние различных элементов в стали:

• Марганец повышает прокаливаемость металла и нейтрализует вредное воздействие серы.
• Кремний повышает прочность и способствует раскислению сплава за счет удаления оксидов и сульфидов.
• Сера ухудшает пластичность и ударную вязкость. Высокое содержание проявляется красным охрупчиванием: при горячих работах металл растрескивается в области красного или желтого каления.
• Фосфор снижает пластичность и ударную вязкость сплава. Повышенное содержание фосфора приводит к хладноломкости: при обработке металл трескается или распадается на куски.
• Кислород и азот разрушают структуру стали, ухудшают ударную вязкость и пластичность.
• Водород делает металл хрупким.

Для удаления вредных примесей и неметаллических включений жидкую сталь подвергают рафинированию. Используйте комбинированное внутрипечное и внепечное рафинирование. Например, раскисление, десульфурация, дегазация и многое другое. Благодаря очистке структура металла становится однородной, а качество повышается.

Как получают щелочные металлы?

Массовое производство щелочных металлов считается одним из самых сложных процессов. Это связано с высокой активностью данного соединения, так как в природе оно встречается исключительно в связанном виде. Сильные восстановители требуют больших энергетических затрат. Их можно получить четырьмя способами:

1. Литий получают из оксида в вакууме или путем электролиза хлорида этой руды, которую получают при переработке сподумена.
2. Натрий получают прокаливанием соды и древесного угля в плотно закрытом тигле. Другой способ получения этого металла — электролиз расплава хлорида натрия с использованием кальция.
3. Рубидий и цезий получают восстановлением хлоридов, соединением с кальцием при температуре от 700 до 800 градусов. Если задействован цирконий, температура может упасть до 650 градусов. Эта технология получения металла из руды энергоемкая и дорогая.
4. Калий получают электролизом расплавленных солей или пропусканием паров натрия через хлорид этого соединения. Этот металл получают реакцией гидроксида калия и жидкого натрия при температуре 440 градусов.

Из чего сделан металл

Химия – это царство чудес, где благополучие человечества

Величайшим завоеванием ума будет

происходят в этой области.

Таблица Менделеева

Универсальная таблица растворимости

Коллекция таблиц к урокам по химии

Важная металлохимическая деятельность (взаимодействие с кислородом воздуха, другими неметаллами, водой, растворами солей и кислот) обуславливает нахождение земной коры в основном в виде соединений: оксидов, серы, сульфидов, хлоридов, карбонатов, карбонатов, карбонатов, карбонатов и т д. Металлы справа от водорода в ряду давлений (Ag, Hg, Pt, AZ, Cu) встречаются в свободном виде, тогда как медь и ртуть гораздо чаще встречаются в природе в виде соединений.

Минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения, называются рудами, хотя из них могут извлекаться технически и экономически чистые металлы.

получение металлов из руд — задача металлургии.

Металлургия — это и наука, и отрасль промышленности — промышленные способы получения металлов из руд.

Каждый металлургический процесс представляет собой процесс, в котором используются различные восстановительные среды для восстановления ионов металлов. Это вещество можно выразить следующим образом.

Для реализации этого процесса необходимо учитывать активность металла. Для изучения технических возможностей, экономических и экологических факторов необходимо выбрать коэффициенты снижения.

В соответствии с этим различают следующие способы производства металла

Цветные металлы

Цветные металлы дороже черных, потому что пользуются большим спросом в мире. Они необходимы при производстве автомобилей, строительстве домов и в высоких технологиях — это основные материалы при производстве смартфонов и другой электроники. В строительной сфере они необходимы для производства всевозможной арматуры, балок, уголков и так далее.

Железо и его сплавы — это черные металлы, а все остальное — цветные

Цветные металлы обычно делят на три группы:

Тяжелые металлы

Наиболее яркими представителями этой категории цветных металлов являются медь, латунь и бронза. Наибольшим спросом среди них пользуется медь, поскольку она является прекрасным проводником электрического тока и широко применяется в электронике. Из латуни делают различные провода, подшипники и другие металлические элементы. Памятники часто делают из бронзы, ведь она не боится дождя, снега и механических повреждений.

Несколько лет назад исследователи обнаружили, что медь может предотвратить распространение вирусов

Легкие металлы

Наиболее популярными легкими металлами являются алюминий, магний и титан. Их довольно легко плавить, а также они легче черных металлов. Благодаря стойкости к коррозии, высокой пластичности и небольшому весу алюминий активно используется в конструкции самолетов и автомобилей. Магний широко используется в производстве корпусов для различной техники, от камер до двигателей. Титан отличается высокой прочностью и малым весом, поэтому его используют в производстве космических ракет.

На воздухе алюминий сразу покрывается пленкой, защищающей его от ржавчины

Благородные металлы

К драгоценным металлам относятся золото, серебро и платина. Из-за сложности добычи и красоты они считаются самыми дорогими видами металлов. Их стоимость постоянно меняется и вы можете купить их в банках, таким образом вкладывая в них свои деньги. Драгоценные металлы также широко используются в ювелирных изделиях. Из них делают кольца, браслеты и другие украшения.

Об алюминии можно прочитать в материале о самых ценных металлах в мире

Классификация по химическим свойствам

6. Щелочные металлы

Твердый металлический натрий

Примеры: натрий, калий, рубидий, литий, цезий и франций.

Щелочь относится к основной природе гидроксидов металлов. Когда эти металлы реагируют с водой, они образуют сильные основания, которые легко нейтрализуют кислоты.

Они настолько реакционноспособны, что обычно встречаются в природе в сплавах с другими веществами. Например, карналлит (хлорид калия-магния) и сильвин (хлорид калия) растворимы в воде и поэтому могут быть легко извлечены и очищены. Нерастворимые в воде щелочи, такие как фторид лития, также встречаются в земной коре.

Одним из самых популярных применений щелочных металлов является использование цезия и рубидия в атомных часах, наиболее точных известных стандартах времени и частоты. Литий используется в качестве анода в литиевых батареях, композиты калия используются в качестве удобрений, а ионы рубидия используются в пурпурных фейерверках. Чистый металлический натрий широко используется в натриевых лампах, которые очень эффективно излучают свет.

5. Щелочноземельные металлы

Кристалл изумруда, самый важный минерал в бериллии.

Примеры: бериллий, кальций, магний, барий, стронций и радий.

Щелочноземельные металлы мягкие и имеют серебристо-белый цвет при стандартных условиях. Они имеют низкую плотность, температуру кипения и температуру плавления. Хотя они не так реакционноспособны, как щелочные металлы, они очень легко образуют связи с элементами. Обычно они реагируют с галогенами с образованием галогенидов щелочноземельных металлов.

Все они находятся в земной коре, кроме радия, который является радиоактивным элементом. Радий уже распался в ранней истории Земли из-за его относительно короткого периода полураспада (1600 лет). Современные образцы происходят из цепи распада урана и тория.

Щелочноземельные металлы имеют широкий спектр применения. Бериллий, например, используется в полупроводниках, теплопроводниках, электрических изоляторах и в военных целях. Магний часто сплавляют с цинком или алюминием для получения материалов с особыми свойствами. Кальций в основном используется в качестве восстановителя, а барий используется в вакуумных трубках для удаления газов.

4. Переходные металлы

Примеры: титан, ванадий, хром, никель, серебро, вольфрам, платина, кобальт.

Большинство элементов используют электроны из своих внешних оболочек для связи с другими элементами. Однако переходные металлы могут использовать две внешние оболочки для связи с другими элементами. Это химическое свойство позволяет им связываться со многими различными элементами в различных формах.

Они занимают среднюю часть периодической таблицы, выступая в качестве моста (или перехода) между двумя сторонами таблицы. В частности, в группах с 3 по 12 периодической таблицы находится 38 переходных металлов. Все они пластичны, податливы и хорошо проводят тепло и электричество.

Многие из этих металлов, такие как медь, никель, железо и титан, используются в строительстве и электронике. Большинство из них образуют полезные сплавы друг с другом и с другими металлическими веществами. Некоторые из них, в том числе золото, серебро и платина, называются драгоценными металлами, потому что они чрезвычайно инертны и устойчивы к кислотам.

3. Постпереходные металлы

Висмут в виде синтетических кристаллов

Примеры: алюминий, галлий, олово, свинец, таллий, индий, висмут.

Постпереходные металлы в периодической таблице — это элементы справа от переходных металлов и слева от металлоидов. Из-за своих свойств их также называют «плохими» или «другими» металлами.

Физически они хрупкие (или мягкие) и имеют более низкую температуру плавления и механическую прочность, чем переходные металлы. Их кристаллическая структура довольно сложна: они проявляют эффекты ковалентной или направленной связи.

Различные металлы в этом семействе имеют различное применение. Алюминий, например, используется для изготовления оконных рам, посуды, консервных банок, фольги, автомобильных деталей. Сплавы олова используются в мягком припое, олове и сверхпроводящих магнитах.

Сплавы индия используются для изготовления плоских экранов и сенсорных экранов, а галлий используется в топливных элементах и ​​полупроводниках.

2. Лантаноиды

1 см кусок чистого лантана

Примеры: лантан, церий, прометий, гадолиний, тербий, иттербий, лютеций.

Лантаниды — это редкоземельные металлы с атомными номерами от 57 до 71. Впервые они были обнаружены в 1787 году в необычном черном минерале (гадолините), найденном в Иттербю, Швеция. Позже минерал был разделен на различные лантаноидные элементы.

Лантаноиды представляют собой металлы с высокой плотностью от 6,1 до 9,8 г/см³ и обычно имеют очень высокие температуры кипения (1200–3500°C) и очень высокие температуры плавления (800–1600°C).

Сплавы лантаноидов используются в металлургии из-за их сильных восстановительных способностей. Приблизительно 15 000 тонн лантаноидов ежегодно потребляются в качестве катализаторов и при производстве стекла. Они также широко используются в лазерах и оптических усилителях.

Некоторые исследования показывают, что лантаноиды могут использоваться в качестве противораковых средств. В частности, лантан и церий могут ингибировать пролиферацию раковых клеток и способствовать цитотоксичности.

Пошаговая технология изготовления булата из подшипника

Изделия из готовых блоков или заготовок производятся в следующем порядке.

Внутреннее кольцо подшипника изготовлено из сплава ШХ-15. Его распиливают отрезным диском болгарки, отправляют в печь для нагрева. Желаемая температура нагрева 900…950 ⁰С.

Заготовка удерживается на наковальне кузнечными клещами. Если ударить по неровностям молотком, из кольца образуется полоска.

Удалите пустоты из полосы.

На болгарке придаем нужную форму.

С помощью специальной оправки удерживается заготовка. Постоянный угол позволяет создавать одинаковые скаты с обеих сторон.

Окончательная форма изделия достигается точением.

Читайте также: Как правильно подобрать болты и гайки для литых дисков, рекомендации

Паста ГОИ и дополнительный бархатный валик помогают полировать поверхность.

После полировки получается готовое лезвие. Осталось сделать рукоять, больстер и ножны. После этого изделие можно считать законченным.

В чем заключаются отличия сплавов от металлов?

Принципиальной разницы между этими двумя понятиями нет. Это связано с тем, что даже считающиеся самыми чистыми металлы содержат даже незначительное количество примесей. Все металлы, используемые в промышленности и других отраслях, сами по себе являются сплавами. Их получают в результате целенаправленного добавления в металл соединений или элементов для улучшения физических свойств и достижения требуемых характеристик.

Важнейшие металлы и сплавы

Алюминий. Очень легкий серебристо-белый металл, не подверженный коррозии. Его получают из бокситов электролизом. Алюминий используется для изготовления электрических проводов, самолетов, кораблей (см статью «Плавучесть»), автомобилей, банок из-под напитков, фольги для приготовления пищи. Алюминиевые банки для напитков очень легкие и прочные.

Латунь. Ковкий сплав меди и цинка. Из латуни делают украшения, украшения, музыкальные инструменты, шурупы, пуговицы для одежды.

Бронза. Ковкий, не вызывающий коррозии сплав меди и олова, известный с древности.

Кальций. Мягкий серебристо-белый металл. Он входит в состав известняка и мела, а также костей и зубов животных. Кальций в организме человека содержится в костях и зубах. Используется в производстве цемента и высококачественной стали.

Хром. Твердый серый металл. Используется в производстве нержавеющей стали. Хром используется для покрытия металлических изделий в защитных целях и для придания им зеркального блеска.

Медь. Ковкий красноватый металл. Медь используется для изготовления электропроводки, баков для горячей воды. Медь входит в состав латуни, бронзы, мельхиора.

Мельхиор. Сплав меди и никеля. Из него сделаны практически все «серебряные» монеты.

Золото. Мягкий неактивный металл ярко-желтого цвета. Используется в электронике и ювелирном деле.

Утюг. Ковкий серебристо-белый ферромагнетик. В основном его добывают из руды в доменных печах. Применяется в инженерных конструкциях, а также при производстве стали и сплавов. У нас также есть железо в нашей крови.

Вести. Тяжелый ковкий токсичный сине-белый металл. Получают из минерала галенита. Свинец используется для изготовления электрических батарей, крыш и рентгеновских экранов.

Магний. Светлый серебристо-белый металл. Горит ярким белым пламенем. Используется для сигнальных огней и фейерверков. Входит в состав легких сплавов. Праздничные ракеты содержат магний и другие металлы.

Меркурий. Тяжелый серебристо-белый токсичный жидкий металл. Он используется в термометрах, входит в состав стоматологических амальгам и взрывчатых веществ.

Платина. Ковкий серебристо-белый неактивный металл. Он используется в качестве катализатора, а также в электронике и в производстве ювелирных изделий. Платина не реагирует. Из него делают украшения.

Плутоний радиоактивный металл. Он образуется в ядерных реакторах при бомбардировке урана и используется при производстве ядерного оружия (см статью «Ядерная энергия и радиоактивность«).

Калий. Светло-серебристый металл. Очень химически активен. Соединения калия входят в состав удобрений.

Серебряный. Ковкий металл серо-белого цвета. Хорошо проводит тепло и электричество. Его используют для изготовления украшений и столовых приборов. Входит в состав фотоэмульсии (см статью «Фотография и фотоаппараты«).

Лотерея. Сплав олова и свинца. Плавится при относительно низкой температуре. Используется для пайки проводов в электронике.

Натрий. Мягкий серебристо-белый реактивный металл. Входит в состав поваренной соли. Применяется в производстве натриевых ламп и в химической промышленности.

Стали. Сплав железа и углерода. Широко используется в промышленности. Нержавеющая сталь — сплав стали и хрома — не подвержена коррозии и используется в аэрокосмической промышленности (см статью «Ракеты и космические аппараты«).

Банка. Мягкий ковкий серебристо-белый металл. Слой оловянной стали защищает от коррозии. Входит в состав таких сплавов, как бронза и припой.

Титан. Прочный белый ковкий металл, не подверженный коррозии. Титановые сплавы используются для изготовления космических кораблей, самолетов, велосипедов.

Вольфрам. Твердый серо-белый металл. Из него изготавливают нити накаливания ламп накаливания и детали электронных устройств. Тлеющие режущие инструменты изготовлены из стали с вольфрамовой нитью.

Уран. Серебристо-белый радиоактивный металл, источник ядерной энергии. Он используется для создания ядерного оружия.

Ванадий. Малотоксичный белый металл. Добавляет прочности стальным сплавам. Он используется в качестве катализатора в производстве серной кислоты.

Цинк. Голубовато-белый металл. Получают из сплава цинка. Используется для цинкования железа, производства электрических батарей. Включает латунь.

Черные металлы

Тремя основными характеристиками черных металлов являются высокая плотность, высокая температура плавления и темный цвет. Так как с черными металлами трудно работать в чистом виде, в них добавляют легирующие компоненты — примеси для изменения физико-химических свойств основного материала.

Для придания формы черным металлам их сначала нагревают до высоких температур, а затем прессуют

Черные металлы делятся на 5 подгрупп:

Железные металлы

К ним относятся кобальт, никель и марганец. Их используют в качестве добавок к железу — чаще всего из сплавов получают прочную сталь, которая идет на изготовление различных деталей крупногабаритного оборудования, ножей и других изделий.

Из стали делают крепкие и красивые ножи, и не только кухонные

Тугоплавкие металлы

В эту подгруппу входят ниобий, молибден, вольфрам и рений. Их общая черта в том, что температура плавления выше, чем у железа – то есть она больше 1539 градусов по Цельсию. Из них обычно изготавливают детали для оборудования и нити накала для различных лампочек.

Нити накаливания обычно изготавливаются из вольфрама

Урановые металлы

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

В древности уран использовали для изготовления желтой посуды

Редкоземельные металлы

В эту классификацию входят лаптан, празеодим, неодим и другие металлы. Все они серебристо-белого цвета и имеют почти одинаковые химические свойства. Редкоземельные материалы получили свое название потому, что их трудно найти в земной коре. Они используются в атомной энергетике и машиностроении. Например, редкоземельные металлы можно использовать для изготовления стекла, не пропускающего ультрафиолетовые лучи.

Редкоземельный элемент скандий используется в ртутных газовых лампах

Щелочноземельные металлы

К этой подгруппе относятся бериллий, магний, кальций, радий и другие металлы. Все они в природе окрашены в серый цвет и всегда остаются в твердом состоянии при комнатной температуре. В чистом виде они практически нигде не используются, за исключением ядерных реакторов.

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

Почему используют именно сплавы?

Техника изготовлена ​​из металлических материалов со многими свойствами. Наиболее чистый и полученный различными методами металл содержит небольшие следы примесей, но не обладает нужными свойствами. Сплавы используются для достижения требуемых эксплуатационных характеристик.
Они обладают необходимыми физическими свойствами и позволяют производить большое разнообразие продукции. Сплавы — это однородные макроскопические материалы, которые бывают двух- и многокомпонентными. Металлы составляют большинство химических элементов.

Сплавы различаются по своей структуре. Все сплавы состоят из следующих компонентов:

• основания — один или несколько металлов;
• добавки — модификация или легирование в небольшом количестве;
• примеси — остатки природного, аварийного или технологического характера.

Конкретный состав уже определяется сплавом и конкретным производимым конечным продуктом.

Признаки

Покажем признаки, по которым неспециалист может отличить вещества этой категории от неметаллов:

• Блеск.
• Хорошая проводимость тепла и электричества.
• Прочность.
• Кованые и сварные.
• Кристаллическая структура тела.
• Высокая температура плавления и кристаллизации.