Vasfémek: lerakódások, tárolás. Vasfémek kohászata

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A fémek olyan anyagok, amelyek soha nem veszítik el relevanciájukat. Széles körben használják a mindennapi életben és az iparban. Természetesen ma már rengeteg különféle alternatív anyagot kitaláltak, amelyek alapján a fémeknél minőségileg nem rosszabb anyagokat kapnak. Teljesen azonban nem pótolhatók. Nehéz elképzelni kerítéseket és kapukat, rácsokat, aknafedeleket, szerszámokat és még sok minden mást.

Bár a műanyag, az üveg, a szilikon, a polietilén és a polipropilén szilárdan beépült az ember modern életébe, nehéz a szerkezetek alapvető részeit, az autók és egyéb járművek számos alkatrészét a fémek alternatívájával helyettesíteni. Egyszerűen nem létezik.

Fémek a periódusos rendszerben

A kémiai elemek periódusos rendszerében a fémek vezető helyet foglalnak el. A ma ismert 117 pozícióból több mint 90 tartozik a fémekhez.. Mindezek az elemek számos olyan jellemző tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik, hogy a fémek csoportjába sorolhatóak:

1. Képes áramot vezetni.
2. Hővezető képességgel rendelkezik.
3. Imádékony, képlékeny, lapokká és huzalokba tekerhető (nem mind).
4. Ezüstfényű legyen (kivéve a réz és az arany).

Az általános tulajdonságokon kívül minden hasonló elemnek számos speciális eleme is van, ami annyira népszerűvé teszi.

Tipológia

Minden fém, mint egyszerű anyag, három osztályba is osztható:

1. Fekete.
2. Színes.
3. Precious.

A nemvasfémek közé minden tartozik, kivéve a nemesfémeket és a vasat. Azaz réz, higany, palládium, króm, nikkel, cink, magnézium, kalcium, alumínium, ólom, ón és így tovább.

A nemesfémek közé tartoznak a következők:

• ezüst;
• arany;
• platina.

Vasfémek – mik ezek?

Ez az osztály a következőket tartalmazza:

• vas és minden ötvözete;
• mangán;
• chrome;
• vanadium;
• titán;
• aktinidák és urán (tórium, plutónium, neptunium és mások);
• tungsten;
• alkálifémek.

Azaz ezeknek az anyagoknak a sokféleségéből a vasfémek kisebb részét teszik ki. És többnyire nem a leggyakoribbak (a vas kivételével) a földkéregben és a belekben találhatók.

De annak ellenére, hogy a vasfémeket ilyen kevés elem képviseli, nagyon gyakoriak és terjedelmesek a gyártásban és feldolgozásban. A termékek, alkatrészek, tartozékok tömege vasból és ötvözeteiből készül.

A vasfémkohászat meglehetősen kiterjedt és kereslet az egész világon. A vas kitermelése és feldolgozása sokak fejlett műszaki-gazdasági feladatai közé tartozika világ országaiban, beleértve Oroszországot is.

vasfém-lerakódások a bolygón

A vas a bányászat szempontjából az első helyen áll az összes fém között. Tömegtartalma a természetben, így a földkéregben is milliárdos nagyságrendű. Ugyanakkor a szakértők szerint ma az ember csak százmilliárd tonnát tárt fel.

Ha a vasfémek, elsősorban a vas világméretű lelőhelyeiről beszélünk, meg kell jegyezni, hogy ezek a távoli északi pontok kivételével minden kontinensen, a világ minden részén megtalálhatók. Ugyanakkor az országok szerinti megoszlás körülbelül a következő (csökkenő sorrendben):

• Oroszország (a világ összes tartalékának körülbelül negyven százaléka);
• Brazília;
• Ausztrália;
• Kanada;
• USA;
• Kína;
• India;
• Svédország.

Betétek Oroszországban

Oroszországban a vasfémek szinte minden nagyszabású szövetségi körzetben megtalálhatók.

1. Központi szövetségi körzet (kurszki mágneses anomália) – több mint 59%.
2. Ural szövetségi körzet – 14%.
3. Szibériai körzet – 13%.
4. Távol-Kelet – 8%.
5. Észak-nyugati szövetségi körzet – 4%.
6. Privolzsszkij – 0,5%.

A fenti kerületek mindegyikében van egy-egy vállalkozás, ahol vaskohászatot végeznek. Oroszország egyértelműen vezető szerepet tölt be a világon ebben a mutatóban, és a tartalékokból ítélve ez még nagyon sokáig így lesz.

Anyagkinyerés

A vasfémek gyártása több összetett szakaszos folyamatot foglal magában. Először is, a vasfémek nem természetes formában fordulnak elő, hanem a megfelelő ércek (mangán, vas és így tovább) részét képezik. Ezért a fém megszerzése előtt ki kell vonni a kőzetet a földből - az ércet.

Ezt a folyamatot a bányászat végzi. Ugyanakkor a vastartalmú ércek fémben gazdagok és telítettek vagy szegények lehetnek. Ezért az ércréteg kitermelése után annak darabját vegyi elemzésre veszik. Ha a fém mennyiségi tartalma 57-60% felett van, akkor a munka folytatódik. Ha alacsonyabb, akkor megállnak, vagy egy másik területre költöznek, hogy gazdagabb érc után kutassanak. Ellenkező esetben ez a folyamat egyszerűen gazdaságilag nem életképes.

A következő szakasz, amely magában foglalja a vasfém előállítását is, a kitermelt érc feldolgozása egy speciális üzemben. Ezt a folyamatot kohászatnak nevezik. Többféle lehet:

1. Hidrometallurgia – az érc kitermelésének és feldolgozásának technológiája a víz felhasználásán alapul. Ugyanakkor a kilúgozás során az érc összetételéből származó fémek oldatba kerülnek, és onnan elektrolízissel tiszta formában extrahálják őket. Energetikailag és anyagilag ez a módszer drágább, ezért csak speciális fémeknél alkalmazzák.
2. A pirometallurgia a tűzhasználat technikájának alapja. Érc hőkezelési eljárások nagyolvasztó kemencékben kokszszén felhasználásával. Az ércfeldolgozás leggyakoribb módja ésfémek kitermelése. A vaskohászatban használják.
3. Biometallurgia. Az élő szervezetek működése alapján még csak most kezdik a gyakorlatba ültetni, biotechnológusok fejlesztik. A lényeg az, hogy egyes mikroorganizmusok életük során képesek fémeket kivonni az ércek összetételéből.

Feldolgozás alatt

A feldolgozóüzemben a vasfémeket tartalmazó bányászott érceket gondosan feldolgozzák. Mindezeket a folyamatokat az alábbi táblázat tükrözi.

Technológiai folyamat	A folyamat lényege	Eredmény
1. Ércdúsítás	A fémtartalmú érc egy részének elválasztása a hulladékkőtől. Háromféleképpen történhet: mágneses (a vas ferromágnesességén alapul); gravitáció (alap - különböző sűrűségű hulladék és gazdag kőzet); flotáció (habosítószeres víz felhasználásán alapul).	Készítsen tiszta, vasfémekben gazdag hordozót, amelyet további feldolgozásra küld.
2. Agglomeráció	Az érc szinterezésének folyamata. Ezt annak érdekében hajtják végre, hogy tiszta anyagot kapjanak, gáz- és porszennyeződések és így tovább nélkül.	Szerezzen be háromféle feldolgozott ércet: szinterérc (levegő hozzáférés nélkül magas hőmérsékleten sütve); elválasztva (elválasztással tisztítva); pellet (vasfolyasztószert tartalmazó tömeg).
3. Domain folyamat	Érc kokszolása nagyolvasztóban itttüzelőanyagként és a szén-oxidokból származó vas redukálójaként használható.	Szerezzen tiszta vasat, opcionálisan már szénnel ötvözve, hogy acélt képezzen.

Így nyerik a vasat és ötvözeteit. Ebben az esetben a maximális anyagköltségeket a koksz (szén) elkészítésére és felhasználására fordítják. Ő a vas redukálószere, tüzelőanyag, hőforrás, szénszolgáltató. Ezért a leírt folyamatban meglehetősen nagy mennyiséget használnak fel belőle, ebből ered a magas készpénzköltség.

Tárolási feltételek

A vasfémek közé elsősorban a vas és ötvözetei tartoznak. Meg kell érteni, hogy ez egy nagyon korrózióálló anyag. Ezért a vasfém tárolása megköveteli bizonyos szabályok betartását, különösen, ha nem szerkezetekről és termékekről van szó, hanem az úgynevezett vasfémhulladékról (hulladék, törött termékek, lemezek, rudak, szerelvények stb.):

1. A helyiséget, amelyben az anyag található, teljesen el kell zárni a nedvességtől (eső, hó). Minél kevesebb a nedvesség, annál hosszabb az eltarthatóság.
2. A raktárterületnek nagynak kell lennie, a vasfém lemezszerkezeteket nem lehet egymás közelében tárolni, mert ez korróziót vált ki.
3. Az összes elérhető anyagot márka és méret szerint kell rendezni.

Ha ezeket az egyszerű szabályokat betartjuk, lehetséges lesz a fémek szerkezetének tönkremenetelének folyamata a lehető leghosszabb ideig visszatartani.

Vasötvözetek

Kszokás a vasötvözetekre mint olyanokra hivatkozni, amelyeket több típusra osztanak:

1. Acél. A szénnel olvasztott vasfém ezt az eredményt adja.
2. Öntöttvas. Az ércfeldolgozás során nagyolvasztókban nyert kezdeti nyersvas teljesen alkalmatlan készülékek és háztartási cikkek gyártásához. Túl törékeny. További feldolgozásnak kell alávetni vassal és szénnel való telítés formájában, hogy kiváló tartós anyagot kapjunk. Más elemeket is hozzáadtak a korrózióállóság és a teljesítmény javítása érdekében.
3. Ferroötvözetek (szilikokalcium, ferrokróm, ferroszilícium, szilícium-mangán). Ezen ötvözetek fő célja a végső anyag műszaki jellemzőinek javítása.

Acél

A vasfémötvözetek közül a fő helyet az acél kapja. Ma megtanultuk, hogyan lehet nagyon jelentős eredményeket elérni ennek az előre meghatározott fontos tulajdonságokkal rendelkező anyagnak az előállítása során. Ez a fajta ötvözet a legfontosabb az ipar számára, amelyet a vasfémek adnak. Milyen acélokat különböztetnek meg?

1. Alacsony szén-dioxid-kibocsátás – különféle szerszámok készítésére használják.
2. Rozsdamentes (csövek, tűzálló alkatrészek, vágószerszámok, hegesztett berendezések stb. gyártására használják).
3. Ferrito Chrome.
4. Martenzites króm.
5. Ötvözött.
6. Nikkel.
7. Chrome.
8. Króm-vanádium.
9. Tungsten.
10. Molibdén.
11. Mangán.

A nevekből nyilvánvaló, hogyezeket a komponenseket bizonyos arányban adják a vas és szén keverékéhez. Ez jelentősen megváltoztatja a kapott anyagok tulajdonságait.

Másodlagos fémek

Sajnos bármennyire is szeretnénk, a dolgok nem tarthatnak örökké. Idővel minden használhatatlanná válik – törik, üt, megöregszik és kimegy a divatból. Ez a helyzet a vasfém szerkezeteknél is. Acél, öntöttvas és egyéb termékek, pótalkatrészek egyszerűen megszűnnek.

Ezután a használhatatlanná vált alapanyagok feldolgozásával foglalkozó speciális vállalkozásoknak adják át. Most ezek fekete másodlagos fémek. Így nevezik azokat a vasfémekből készült fémtermékeket, amelyek a mindennapi életben nem működnek és feleslegesek.

A hulladékot begyűjtő vállalkozásoknak bizonyos szabályokat be kell tartaniuk a tárolás, elszállítás és értékesítés során. Hazánk jogszabályait ebben a kérdésben a GOST határozza meg. A vasfémek, valamint a színesfémek a törvény szigorú ellenőrzése alatt állnak.

Az újrahasznosított fémek újrahasznosíthatók és visszahelyezhetők a gyártásba. Ilyen célra közvetítő vállalkozók vásárolnak fekete fémhulladékot.

Ma a vasfémeket kellő tisztelettel kezelik, termékeik piacán vezető pozíciót foglalnak el.

Gépészeti használat

Az acél és öntöttvas tárgyakat, alkatrészeket, különféle eszközöket széles körben használják a gépészetben. Nemcsak azokra van keresletaz autóiparban, de a vegyiparban, a repülési gyártásban, valamint a hajógyártásban is. Mindez ezen anyagok különleges szilárdságának, hőállóságuknak és korrózióállóságuknak köszönhető. A vasfémek sokféle termék gyártásának alapanyagává válnak. A leggyakoribbak a következők:

• fogaskerék oldalburkolatok;
• csapágyak;
• szelepek;
• szerelvények;
• perselyek;
• pipes;
• autók és egyéb járművek hengerei;
• fogaskerekek;
• láncszemek a traktorokon;
• fékdob;
• kocsik;
• burkolatok és így tovább.

Ez a lista végtelen, mert tényleg nagyon sok vasfém termék és ötvözetük van.

Alkalmazás más iparágakban

Több fő terület van, ahol a vasfémeket használják:

1. Vegyipar.
2. Mérnökség.
3. Speciális bútorok gyártása.
4. Ételek kiadása.
5. Szerkezeti alkatrészek gyártása.

Ez természetesen nem egy teljes lista, hanem csak azok a leggyakoribb területek, amelyek az acéltermékek túlnyomó többségét teszik ki.