Ferrometalen: afzettingen, opslag. Metallurgie van ferrometalen

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Metalen zijn materialen die nooit hun relevantie verliezen. Ze worden veel gebruikt in het dagelijks leven en in de industrie. Natuurlijk hebben ze tegenwoordig veel verschillende alternatieve stoffen bedacht, op basis waarvan materialen worden verkregen die qua kwaliteit niet onderdoen voor metalen. Ze kunnen echter niet volledig worden vervangen. Het is moeilijk om je hekken en poorten, tralies, putdeksels, gereedschap en nog veel meer van iets anders voor te stellen.

Hoewel plastic, glas, siliconen, polyethyleen en polypropyleen het moderne leven van een persoon stevig zijn binnengedrongen, is het moeilijk om de fundamentele onderdelen van constructies, talrijke onderdelen van auto's en andere voertuigen te vervangen door een alternatief voor metalen. Ze bestaat gewoon niet.

Metalen in het periodiek systeem

In het periodiek systeem van chemische elementen nemen metalen een leidende positie in. Van de 117 posities die vandaag bekend zijn, behoren er meer dan 90 tot metalen. Al deze elementen hebben een aantal karakteristieke kenmerken waardoor ze kunnen worden toegeschreven aan de groep metalen:

1. In staat om elektriciteit te geleiden.
2. Hebben thermische geleidbaarheid.
3. Nodulair, kneedbaar, kan tot platen en draad worden gerold (niet alle).
4. Een zilveren glans hebben (behalve koper en goud).

Naast algemene eigenschappen heeft elk vergelijkbaar element een aantal specifieke eigenschappen, wat het zo populair maakt.

Typologie

Alle metalen als eenvoudige stoffen kunnen ook worden onderverdeeld in drie klassen:

1. Zwart.
2. Gekleurd.
3. Kostbaar.

Non-ferrometalen omvatten alles behalve edelmetaal en ijzer. Dat wil zeggen, het is koper, kwik, palladium, chroom, nikkel, zink, magnesium, calcium, aluminium, lood, tin, enzovoort.

Edelmetalen zijn onder meer:

• zilver;
• goud;
• platina.

ferrometalen - wat zijn dat?

Deze les omvat:

• ijzer en al zijn legeringen;
• mangaan;
• chroom;
• vanadium;
• titanium;
• actiniden en uranium (thorium, plutonium, neptunium en andere);
• wolfraam;
• alkalimetalen.

Dat wil zeggen, van de hele variëteit van deze stoffen vormen ferrometalen een kleiner deel. En meestal zijn niet de meest voorkomende (met uitzondering van ijzer) in de aardkorst en ingewanden.

Maar ondanks het feit dat ferrometalen worden vertegenwoordigd door zo'n klein aantal elementen, zijn ze heel gewoon en volumineus in productie en verwerking. De massa producten, onderdelen, accessoires is gemaakt van ijzer en zijn legeringen.

Metallurgie van ferrometalen is vrij uitgebreid en wordt over de hele wereld gevraagd. De winning en verwerking van ijzer is een van de geavanceerde technische en economische taken van velenlanden van de wereld, inclusief Rusland.

Deposito's van ferrometalen op de planeet

IJzer staat qua mijnbouw op de eerste plaats van alle metalen. Zijn massa-inhoud in de natuur, ook in de aardkorst, loopt in de miljarden. Tegelijkertijd heeft de mens volgens experts vandaag de dag slechts honderd miljard ton verkend.

Als we het hebben over de wereldafzettingen van ferrometalen, voornamelijk ijzer, moet worden opgemerkt dat ze zich op alle continenten, in alle delen van de wereld bevinden, behalve in de punten van het Verre Noorden. Tegelijkertijd is de verdeling per land ongeveer als volgt (in aflopende volgorde):

• Rusland (ongeveer veertig procent van alle wereldreserves);
• Brazilië;
• Australië;
• Canada;
• VS;
• China;
• India;
• Zweden.

Stortingen in Rusland

In Rusland zijn ferrometalen aanwezig in bijna alle grootschalige federale districten.

1. Centraal Federaal District (Kursk magnetische anomalie) - meer dan 59%.
2. Federaal District Oeral - 14%.
3. Siberisch District - 13%.
4. Verre Oosten - 8%.
5. Noordwestelijk Federaal District - 4%.
6. Privolzjski - 0,5%.

In elk van de bovengenoemde districten is er een onderneming waar ferrometallurgie wordt uitgevoerd. Rusland is een duidelijke leider in de wereld in deze indicator en, afgaande op de reserves, zal dit nog heel lang zo blijven.

Extractie van materiaal

De productie van ferrometaal omvat verschillende complexe faseprocessen. Ten eerste komen ferrometalen niet in natuurlijke vorm voor, maar maken ze deel uit van de overeenkomstige ertsen (mangaan, ijzer, enzovoort). Daarom is het voor het verkrijgen van metaal noodzakelijk om steen uit de aarde te halen - erts.

Dit proces wordt uitgevoerd door de mijnindustrie. Tegelijkertijd kunnen ertsen die ijzer bevatten rijk en verzadigd of arm aan metaal zijn. Daarom wordt na de extractie van de ertslaag het stuk ervan genomen voor chemische analyse. Als het kwantitatieve geh alte van het metaal meer dan 57-60% is, gaat het werk door. Als het lager is, stoppen ze of verhuizen ze naar een ander gebied om naar rijker erts te zoeken. Anders is dit proces gewoon economisch niet haalbaar.

De volgende fase, die de productie van ferrometaal omvat, is de verwerking van het gewonnen erts in een speciale fabriek. Dit proces wordt metallurgie genoemd. Het kan van verschillende typen zijn:

1. Hydrometallurgie - de technologie voor het winnen en verwerken van erts is gebaseerd op het gebruik van water. Tegelijkertijd komen metalen uit de samenstelling van het erts tijdens het uitlogen in oplossing en van daaruit worden ze in zuivere vorm geëxtraheerd door elektrolyse. Energetisch en materieel is deze methode duurder en wordt daarom alleen gebruikt voor speciale metalen.
2. Pyrometallurgie is de basis van de techniek van het gebruik van vuur. Ertswarmtebehandelingsprocessen in hoogovens met behulp van cokeskolen. De meest gebruikelijke manier om erts te verwerken enwinning van metalen. Gebruikt in ferrometallurgie.
3. Biometallurgie. Gebaseerd op de werking van levende organismen, begint het net in de praktijk te worden gebracht, het wordt ontwikkeld door biotechnologen. Waar het op neerkomt, is het vermogen van sommige micro-organismen om tijdens hun leven metalen uit de samenstelling van ertsen te extraheren.

Verwerking

In de verwerkingsfabriek worden gedolven ertsen die ferrometalen bevatten zorgvuldig verwerkt. Al deze processen worden weergegeven in de onderstaande tabel.

Technologisch proces	De essentie van het proces	Resultaat
1. Ertswinst	Afscheiding van een deel van het erts dat metaal bevat van afvalgesteente. Kan op drie manieren gebeuren: magnetisch (gebaseerd op het ferromagnetisme van ijzer); zwaartekracht (basis - verschillende dichtheden van afval en rijk gesteente); flotatie (gebaseerd op het gebruik van water met een schuimmiddel).	Krijg een schoon, ferro-metaalrijk substraat, dat wordt verzonden voor verdere verwerking.
2. Agglomeratie	Het proces van het sinteren van erts. Het wordt uitgevoerd om een zuivere stof te verkrijgen, zonder onzuiverheden van gassen en stof, enzovoort.	Krijg drie soorten verwerkt erts: sintererts (gebakken bij hoge temperaturen zonder toegang tot lucht); gescheiden (gezuiverd door scheiding); pellet (massa die ijzerfluxen bevat).
3. Domeinproces	Cokesvorming van erts in een hoogoven bijgebruiken als brandstof en reductiemiddel van ijzer uit de oxiden van steenkool.	Koop puur ijzer, eventueel al gelegeerd met koolstof om staal te vormen.

Zo worden ijzer en zijn legeringen verkregen. In dit geval worden de maximale materiaalkosten besteed aan de bereiding en het gebruik van cokes (kolen). Hij is een reductiemiddel voor ijzer, een brandstof, een warmtebron, een leverancier van koolstof. Daarom wordt in het beschreven proces een vrij grote hoeveelheid ervan gebruikt, vandaar de hoge contante kosten.

Opslagcondities

Ferrometalen omvatten voornamelijk ijzer en zijn legeringen. Het moet duidelijk zijn dat dit een zeer corrosiebestendig materiaal is. Daarom vereist de opslag van ferrometalen naleving van bepaalde regels, vooral als het niet om constructies en producten gaat, maar om het zogenaamde schroot van ferrometalen (afval, gebroken producten, platen, staven, fittingen, enzovoort):

1. De ruimte waarin het materiaal zich bevindt, moet volledig zijn afgesloten van vocht (regen, sneeuw). Hoe minder vocht, hoe langer de houdbaarheid.
2. Het magazijngebied moet groot zijn, u kunt plaatstructuren van ferrometalen niet dicht bij elkaar opslaan, omdat dit vroege corrosie zal veroorzaken.
3. Al het beschikbare materiaal moet worden gesorteerd op merk en maat.

Als deze eenvoudige regels worden nageleefd, zal het mogelijk zijn om de processen van vernietiging van de structuur van metalen zo lang mogelijk te beperken.

Ijzerhoudende legeringen

Khet is gebruikelijk om ijzerlegeringen als zodanig te noemen, die zijn onderverdeeld in verschillende typen:

1. Staal. Ferrometaal versmolten met koolstof geeft dit resultaat.
2. Gietijzer. Het uitgangsruwijzer, dat bij de verwerking van erts in hoogovens wordt gewonnen, is volstrekt ongeschikt als materiaal voor de productie van apparaten en huishoudelijke artikelen. Hij is te kwetsbaar. Het moet worden onderworpen aan verdere verwerking in de vorm van verzadiging met ijzer en koolstof om een uitstekend duurzaam materiaal te verkrijgen. Er zijn ook andere elementen toegevoegd om de corrosieweerstand en prestaties te verbeteren.
3. Ijzerlegeringen (silicocalcium, ferrochroom, ferrosilicium, silicomanganese). Het belangrijkste doel van deze legeringen is om de technische eigenschappen van het uiteindelijke materiaal te verbeteren.

Staal

De belangrijkste plaats onder alle ferro-metaallegeringen wordt gegeven aan staal. Vandaag hebben we geleerd hoe we zeer significante resultaten kunnen bereiken bij de productie van dit materiaal met vooraf bepaalde belangrijke eigenschappen. Dit soort legering is de belangrijkste voor de industrie die ferrometalen hebben gegeven. Welke staalsoorten worden onderscheiden?

1. Low carbon - gebruikt om verschillende gereedschappen te maken.
2. Roestvrij (ze worden gebruikt voor het maken van buizen, vuurvaste onderdelen, snijgereedschappen, gelaste apparatuur, enzovoort).
3. Ferrito Chrome.
4. Martensitisch chroom.
5. Gelegeerd.
6. Nikkel.
7. Chrome.
8. Chroom vanadium.
9. Tungsten.
10. Molybdeen.
11. Mangaan.

Het is duidelijk uit de namen dathet zijn deze componenten die in een bepaalde verhouding aan het mengsel van ijzer en koolstof worden toegevoegd. Dit beïnvloedt een significante verandering in de eigenschappen van de resulterende materialen.

Secundaire metalen

Helaas, hoe graag we ook zouden willen, dingen kunnen niet eeuwig duren. Na verloop van tijd wordt alles onbruikbaar - het breekt, klopt, wordt oud en raakt uit de mode. Dit is ook het geval bij ferro metalen constructies. Staal, gietijzer en andere producten, reserveonderdelen zijn gewoon niet meer nodig.

Vervolgens worden ze overgedragen aan speciale bedrijven die zich bezighouden met de verwerking van onbruikbare grondstoffen. Nu zijn dit zwarte secundaire metalen. Dit is de naam van metalen producten gemaakt van ferrometalen die niet in orde zijn en niet nodig zijn in het dagelijks leven.

De bedrijven die schroot inzamelen, moeten aan bepaalde regels voldoen voor de opslag, verwijdering en verkoop ervan. De wetgeving van ons land op dit gebied is vastgesteld door GOST. Zowel ferrometalen als non-ferrometalen staan onder strikte controle van de wet.

Gerecycleerde metalen kunnen worden gerecycled en weer in productie worden genomen. Het is te koop voor zulke doeleinden dat intermediaire ondernemers zwart schroot kopen.

Vandaag de dag worden ferrometalen met het nodige respect behandeld, ze nemen een leidende positie in op de markt voor hun producten.

Mechanisch gebruik

Stalen en gietijzeren artikelen, onderdelen, verschillende apparaten worden veel gebruikt in de machinebouw. Er is niet alleen vraag naar:automobiel, maar ook in de chemische industrie, de luchtvaartproductie en in de scheepsbouw. Dit alles is te danken aan de speciale sterkte van deze materialen, hun hittebestendigheid en corrosiebestendigheid. Ferrometalen worden het basismateriaal voor de productie van vele soorten producten. Een van de meest voorkomende zijn:

• zijkappen voor versnellingen;
• lagers;
• kleppen;
• fittingen;
• bussen;
• pijpen;
• cilinders van auto's en andere voertuigen;
• tandwielen;
• kettingschakels op tractoren;
• remtrommels;
• rijtuigen;
• omhulsels enzovoort.

Deze lijst is eindeloos, want er zijn echt heel veel ferrometaalproducten en hun legeringen.

Toepassing in andere industrieën

Er zijn verschillende hoofdgebieden waarin ferrometalen worden gebruikt:

1. Chemische industrie.
2. Engineering.
3. Productie van meubels voor speciale doeleinden.
4. Uitgifte van gerechten.
5. Productie van structurele onderdelen.

Dit is zeker geen volledige lijst, maar alleen de meest voorkomende gebieden die de overgrote meerderheid van staalproducten uitmaken.