Metalların alınması metodları. Ərintilərin növləri. Qələvi metalların istehsalı

Müasir insan gündəlik həyatda müxtəlif metallarla əhatə olunur. Biz istifadə etdiyimiz obyektlərin əksəriyyətində bu kimyəvi maddələr mövcuddur. Bütün bunlar, insanlar metalları almaq üçün müxtəlif üsullar tapdıqları üçün baş verdi.

Metallar nədir?

Bu qeyri-üzvi kimyəvi maddələr insanlar üçün vacibdir. Metalların alınması bir insana həyatımızı yaxşılaşdıran daha mükəmməl bir texnika yaratmağa imkan verir. Onlar nədir? Metalların əldə edilməsinin ümumi metodlarını nəzərdən keçirmədən əvvəl onların nə olduğunu başa düşmək lazımdır. Metaller xarakterik xüsusiyyətlərə malik olan sadə maddələr şəklində kimyəvi elementlərin bir qrupudur:

• istilik və elektrik keçiriciliyi;

• yüksək plastiklik;

• parıltı.

Bir insan asanlıqla onları digər maddələrdən ayırd edə bilər. Bütün metalların xarakterik xüsusiyyətlərindən biri xüsusi parıltıdır. İşıq şüalarının əksər hallarda keçməsinə imkan verməyən səthdə əks etdirməklə əldə edilir. Glitter bütün metalların ümumi mülkiyyətidir, amma bu, gümüşün ən açıq şəkildə göstəricisidir.

Bu günə qədər elm adamları bu cür kimyəvi elementləri aşkar etmişlər, baxmayaraq ki, bunların hamısı rəsmi elm kimi tanınmır. Onlar öz xüsusiyyətlərinə görə qruplara bölünürlər. Beləliklə aşağıdakı metallar fərqlənir:

• Alkalin - 6;

• qələvi torpaq - 6;

• keçid - 38;

• Ağciyərlər - 11;

• Semimetallar - 7;

Lanthanides - 14;

• Actinides - 14.

Metalların hazırlanması

Bir ərinti etmək üçün ilk növbədə təbii filizdən metal əldə etmək lazımdır. Native elementlər təbiətdəki maddələr azad dövlətdədir. Bunlara platin, qızıl, qalay, civə daxildir. Onlar kimyəvi maddələrdən və ya kimyəvi reagentlərdən təmizlənmişdirlər.

Qalan metallar birləşmələrini emal edərək çıxarılır. Onlar müxtəlif fosillərdədirlər. Ore oksidlər, karbonatlar və sulfidlər şəklində metal birləşmələri olan minerallar və daşlardır. Onların istehsalı üçün kimyəvi müalicə istifadə olunur.

METAL İSTEHSALI METODLARI:

• oksidlərin kömürlə azaldılması;

• Kalaydan qalay əldə etmək;

• dəmir filizindən dəmirin əriməsi;

• xüsusi sobalarda kükürd birləşmələrinin yandırılması.

Cövhər daşlarından metalların hasil olmasını asanlaşdırmaq üçün onlara mayelər adlanan müxtəlif maddələr əlavə olunur. Onlar gil, əhəng daşı, qum kimi istenməyən çirkləri aradan qaldırmağa kömək edir. Bu proses nəticəsində aşağı ərimə birləşmələri, şlaklar adlanır.

Çirkləri əhəmiyyətli bir miqdarda olması halında, metal lazımsız komponentlərin çoxunu çıxararaq metal zülalmadan əvvəl zənginləşdirilir. Bu müalicənin ən çox istifadə edilən üsulları flotasiya, maqnetik və çəkmə üsullarıdır.

Alkali metallar

Qələvi metalların kütləvi istehsalı daha mürəkkəb bir prosesdir. Bu təbiətdə yalnız kimyəvi birləşmələr şəklində tapıldığına görədir. Onlar agentləri azaldıb, istehsal onların yüksək enerji xərcləri ilə müşayiət olunur. Qələm metallarının çıxarılmasının bir neçə yolu var:

• Lityum oksiddən vacuumda və ya spodumenin işlənməsi zamanı meydana çıxan xloridin əriməsi ilə elektrolizlə əldə edilə bilər.

• Sodyum kömür ilə soda ilə sıx bağlanan qığılcımlarda və ya kalsiyumun əlavə edilməsi ilə bir xlorid əriməsi elektrolizlə çıxarılır. Birinci yol ən çox vaxt sərf edir.

• Potasyum onun tuzlarının əriməsi və ya natrium buxarının xlorid vasitəsilə ötürülməsi yolu ilə elektrolizlə əldə edilir. O, həmçinin eritilmiş potasyum hidroksid və maye sodyumun 440 ° C temperaturda qarşılıqlı təsirindən yaranır.

• Cesium və rubidium onların xloridlərinin 700-800 ° C-də kalsiumla və ya zirkonyumda 650 ° C-də azaldılması ilə çıxarılır. Bu şəkildə alkali metalların istehsalı son dərəcə enerjili və bahalıdır.

Metallar və ərintilər arasındakı fərqlər

Metallar və onların ərintiləri arasındakı əsaslı bir sərhəd praktiki olaraq mövcud deyil, çünki ən saf, sadə maddələr çirklərin bir qismini təşkil edir. Onların arasındakı fərq nədir? Sənayedə və milli iqtisadiyyatın digər sahələrində istifadə olunan bütün metallar ərintilər şəklində istifadə edilir, əsas kimyəvi elementlərə digər komponentləri əlavə etməklə məqsədli şəkildə əldə edilir.

Ərintiləri

Texnika bir sıra metal materiallara ehtiyac duyur. Eyni zamanda, təmiz kimyəvi elementlər praktik olaraq istifadə edilmir, çünki insanlar üçün zəruri xüsusiyyətlərə malik deyildir. Bizim ehtiyaclarımız üçün ərintilərin müxtəlif yollarını icad etdik. Bu müddətdə 2 və ya daha çox kimyəvi elementdən ibarət olan bir makroskopik olaraq homogen material deməkdir. Yüngül lehimli alaşımda metal komponentləri üstünlük təşkil edir. Bu maddənin öz strukturu var. Ərintilərdə aşağıdakı komponentlər seçilir:

• bir və ya daha çox metaldən ibarət olan bir baza;

• dəyişən və ərinti elementlərinin kiçik əlavələri;

• uğursuz çirkləri (texnoloji, təbii, təsadüfi).

Əsas tikinti materialları olan metal ərintiləri. Texnologiyada onların sayı 5000-dən çoxdur.

Ərintilərin növləri

Belə müxtəlif ərintilərə baxmayaraq, insanlar üçün ən vaciblər dəmir və alüminiumdan olanlardır. Bunlar ən çox gündəlik həyatdadır. Qaynaqların növləri müxtəlifdir. Və onlar bir neçə meyarlara bölünür. Belə ki, istehsal olunan ərintilərin müxtəlif üsulları istifadə olunur. Bu meyar ilə onlar bölünür:

Qarışıq komponentlərin bir əriməsinin kristalləşməsi ilə əldə edilən tökmə.

• Pudra qarışığına basaraq və sonradan yüksək temperaturda sinterləşmə nəticəsində yaranan toz. Və bu ərintilərin tez-tez tərkib hissəsi sadə kimyəvi elementlər deyil, eyni zamanda, hard ərintilərdə titan və ya volfram karbidləri kimi müxtəlif birləşmələridir. Müxtəlif məbləğlərdə onların əlavə edilməsi metal materiallarının xüsusiyyətlərini dəyişir.

Hazır məhsul və ya kütük şəklində ərintilərin alınması üsulları aşağıdakılardır:

• Döküm (sulu, çuqun);

• deformasiya (çelik);

• toz (titan, volfram).

Ərintilərin növləri

Metalların alınması üsulları fərqlidir və onlardan hazırlanan materiallar müxtəlif xüsusiyyətlərə malikdir. Bərk məcmu dövlətdə ərintilər:

• eyni tipli kristallardan ibarət olan homojen (homojen). Onlar tez-tez bir faza deyilir.

• Heterogen (heterojen), çox fazlı adlanır. Onlar istehsal edildikdə, yüngül lehimli əsas bərk həll (matrix mərhələsi) alınır. Bu tipli heterojen maddələrin tərkibi onun kimyəvi elementlərinin tərkibinə bağlıdır. Belə ərintilər aşağıdakı komponentləri ehtiva edə bilərlər: giriş və əvəzetmə, kimyəvi maddələr (carbides, intermetallides, nitrides), sadə maddələrin kristallitləri.

Ərintilərin xüsusiyyətləri

Metalların və ərintilərin istifadəsi üsullarından asılı olmayaraq, onların xüsusiyyətləri mərhələlərin kristal quruluşu və bu materialların mikro strukturu ilə tamamilə müəyyən edilir. Onların hər biri fərqlidir. Ərintilərin makroskopik xassələri onların mikroyapısına əsaslanır. Onlar istənilən hallarda materialların kristal quruluşundan asılı olan fazalarının xüsusiyyətlərindən fərqlənirlər. Heterojen (çox fazlı) alaşımların makroskopik homojenliyi metalın matrisində fazaların vahid paylanması nəticəsində əldə edilir.

Ərintilərin ən əhəmiyyətli xüsusiyyəti qaynaq edilə bilər. Qalanları isə metallarla eynidır. Beləliklə, ərintilərdə istilik və elektrik keçiriciliyi, plastisitə və əksəriyyət (parlaqlıq) var.

Ərinti növləri

Qaynaqların alınması üçün müxtəlif üsullar bir insana müxtəlif xüsusiyyətləri və xüsusiyyətləri olan çox sayda metalik materiallar hazırlamağa imkan verdi. Məqsədlərinə görə, aşağıdakı qruplara bölünürlər:

• Struktur (çelik, duralumin, dəmir). Bu qrup xüsusi xüsusiyyətlərə malik ərintilərdən ibarətdir. Beləliklə, onlar daxili təhlükəsizliyə və ya antifriction xüsusiyyətlərinə görə fərqlənirlər. Bunlara mis və bronz daxildir.

• Yataqların döküm üçün (babbitt).

• Elektrikli istilik və ölçü avadanlıqları (nikrom, manqan) üçün.

• Kesici alətlərin (qazanma) istehsalı üçün.

İstehsalda insanlar aşağı temperaturda, istiliyə davamlı, korroziyaya davamlı və amorf ərintilər kimi digər növ metal materiallardan istifadə edirlər. Maqnit və termoelektriklər (bizmut, qurğuşun, antimon və digər teluridlər və selenidlər) də geniş istifadə olunur.

Dəmir ərintiləri

Yer üzərində istehsal edilən bütün dəmirlər sadə və ərintilərin istehsalına göndərilir . Çuqun istehsalında da istifadə olunur. Dəmir ərintiləri bir şəxs üçün faydalı xüsusiyyətlərə sahib olduqları üçün populyarlıq qazanmışdır. Onlar sadə kimyəvi elementə müxtəlif komponentlər əlavə edərək əldə edildi. Beləliklə, müxtəlif dəmir ərintilərinin tək bir maddə əsasında qurulmasına baxmayaraq, polad və çuqun müxtəlif xüsusiyyətlərə malikdir. Buna görə də müxtəlif proqramları tapırlar. Çeliklerin çoxu dəmirdən daha çətindir. Bu metalların əldə edilməsi üçün müxtəlif üsullar bu dəmir ərintilərinin müxtəlif markalarına (markalarına) imkan verir.

Ərintilərin yaxşılaşdırılması

Müəyyən metalların və digər kimyəvi elementlərin birləşməsi nəticəsində təkmilləşdirilmiş xüsusiyyətləri olan materiallar əldə etmək mümkündür. Məsələn, saf alüminyumun səmərəli gücü 35 MPa təşkil edir. Bu metalın bir misini (1,6%), sink (5,6%), maqnezium (2,5%) ilə bir ərinti istehsalında bu rəqəm 500 MPa-dan artıqdır.

Müxtəlif kimyəvi maddələrin müxtəlif nisbətlərində birləşməsi səbəbindən təkmilləşdirilmiş maqnit, istilik və ya elektrik xüsusiyyətləri olan metal materialları əldə etmək mümkündür. Bu prosesdə əsas rolu kristalların paylanması və atomlar arasında bağ növü olan alaşımın strukturu ilə oynanır.

Çelik və döküm

Bu ərintilər dəmir və karbonun birləşdirilməsi yolu ilə əldə edilir (2%). Alaşımlı materialların istehsalında nikel, krom və vanadium əlavə olunur. Bütün konvensional çelikler tiplərə bölünür:

• Aşağı karbonlu (0.25% karbon) müxtəlif strukturların istehsalı üçün istifadə olunur;

• Yüksək karbon (0,55% -dən çox) kəsici alətlərin istehsalı üçün nəzərdə tutulub.

Müxtəlif mühəndislik və digər məhsullarda ərintilərin müxtəlif növləri istifadə olunur.

Dəmirin karbonlu ərintisi, faiz nisbəti 2-4%, dəmir dəmir deyilir. Bu materialın tərkibi silikondan ibarətdir. Dəmir dəmir yaxşı mexaniki xüsusiyyətləri olan müxtəlif məhsullar tərəfindən tökülür.

Əlvan metallar

Dəmirlə yanaşı, müxtəlif kimyəvi maddələrin istehsalı üçün də digər kimyəvi elementlər də istifadə olunur. Əlaqəsi nəticəsində, əlvan alaşımlar istehsal olunur. İnsanların həyatında əsaslanan materiallar:

• Pirinç adlanan mis. 5-45% sink var. Onun məzmunu 5-20% -ə qədər, onda pirinç qırmızı, 20-36% sarı varsa. Silikon, qalay, berilyum, alüminium ilə mis qatılaşdırılmışdır. Bunlara bürünc deyilir. Bir neçə növ bu ərintilər var.

• Konvensiyalı lehimli (traktor) olan qurğuşun. Bu alaşımda bu kimyəvi maddənin 1 hissəsi 2 hissədən ibarətdir. Yataklar istehsalında, kurşun, kalay, arsenik və antimon bir ərintisi olan babbitt istifadə olunur.

Yüksək gücü və əla mexaniki xüsusiyyətləri olan yüngül rəngli ərintilər olan alüminium, titan, maqnezium və berilyum.

Alınma üsulları

Metalların və ərintilərin əsas üsulları:

Müxtəlif eriyik komponentlərin homojen bir qarışıqının qatılaşdırılması baş verən döküm. Metalların alınması üçün pyrometallurgik və elektrometallurgik üsullar ərintilər hazırlamaq üçün istifadə olunur. Xammalın istiləşməsi üçün ilk variantda yanacağın yanması zamanı alınan istilik enerjisini istifadə edin. Pyrometalurji metodu, açıq ocağın fırınlarında polad istehsal edir və yüksək fırınlarda dəmir dəmir istehsal edir. Elektrometallurgik metodda xammal indüksiyaya və ya elektrik arc sobalarına qədər qızdırılır. Eyni zamanda, xammal çox tez rahatlaşır.

• Tərkibi, onun tərkibindəki tozu ərinti üçün istifadə olunur. Tez basmaqla onlara müəyyən bir forma verilir, sonra isə xüsusi fırınlarda sinterlənir.