Metalli ferrosi: depositi, stoccaggio. Metallurgia dei metalli ferrosi

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

I metalli sono materiali che non perdono mai la loro rilevanza. Sono ampiamente utilizzati nella vita di tutti i giorni e nell'industria. Certo, oggi hanno escogitato molte diverse sostanze alternative, sulla base delle quali si ottengono materiali che non sono di qualità inferiore ai metalli. Tuttavia, non possono essere completamente sostituiti. È difficile immaginare recinzioni e cancelli, sbarre, tombini, strumenti e molto altro da qualcos' altro.

Sebbene plastica, vetro, silicone, polietilene e polipropilene siano entrati saldamente nella vita moderna di una persona, è difficile sostituire le parti fondamentali delle strutture, numerose parti di automobili e altri veicoli con qualsiasi alternativa ai metalli. Lei semplicemente non esiste.

Metalli nella tavola periodica

Nella Tavola periodica degli elementi chimici, i metalli occupano una posizione di primo piano. Delle 117 posizioni oggi conosciute, più di 90 appartengono a metalli. Tutti questi elementi hanno una serie di tratti caratteristici che consentono di attribuirli al gruppo dei metalli:

1. In grado di condurre elettricità.
2. Avere conducibilità termica.
3. Duttile, duttile, può essere arrotolato in fogli e filo (non tutti).
4. Avere una lucentezza argentata (tranne rame e oro).

Oltre alle proprietà generali, ogni elemento simile ha un certo numero di elementi specifici, il che lo rende così popolare.

Tipologia

Tutti i metalli come sostanze semplici possono anche essere suddivisi in tre classi:

1. Nero.
2. Colorato.
3. Prezioso.

I metalli non ferrosi includono tutto tranne il prezioso e il ferro. Cioè, è rame, mercurio, palladio, cromo, nichel, zinco, magnesio, calcio, alluminio, piombo, stagno e così via.

I metalli preziosi includono quanto segue:

• argento;
• oro;
• platino.

Metalli ferrosi: cosa sono?

Questa classe include:

• ferro e tutte le sue leghe;
• manganese;
• cromo;
• vanadio;
• titanio;
• attinidi e uranio (torio, plutonio, nettunio e altri);
• tungsteno;
• metalli alcalini.

Ovvero, dell'intera varietà di queste sostanze, i metalli ferrosi rappresentano una parte minore. E per lo più non i più comuni (ad eccezione del ferro) si trovano nella crosta terrestre e nelle viscere.

Ma nonostante i metalli ferrosi siano rappresentati da un così piccolo numero di elementi, sono molto comuni e voluminosi nella produzione e nella lavorazione. La massa di prodotti, parti, accessori è composta da ferro e sue leghe.

La metallurgia dei metalli ferrosi è piuttosto ampia e richiesta in tutto il mondo. L'estrazione e la lavorazione del ferro è uno dei compiti tecnici ed economici avanzati di moltipaesi del mondo, inclusa la Russia.

Depositi di metalli ferrosi sul pianeta

Il ferro in termini di estrazione è al primo posto tra tutti i metalli. Il suo contenuto di massa in natura, compresa la crosta terrestre, è di miliardi. Allo stesso tempo, secondo gli esperti, oggi l'uomo ha esplorato solo cento miliardi di tonnellate.

Se parliamo dei giacimenti mondiali di metalli ferrosi, in primis il ferro, va notato che si trovano in tutti i continenti, in tutte le parti del mondo, ad eccezione delle punte dell'estremo nord. Allo stesso tempo, la distribuzione per paese è approssimativamente la seguente (in ordine decrescente):

• Russia (circa il quaranta per cento di tutte le riserve mondiali);
• Brasile;
• Australia;
• Canada;
• USA;
• Cina;
• India;
• Svezia.

Depositi in Russia

In Russia, i metalli ferrosi sono contenuti in quasi tutti i distretti federali su larga scala.

1. Distretto federale centrale (anomalia magnetica di Kursk) - oltre il 59%.
2. Distretto federale degli Urali - 14%.
3. Distretto siberiano - 13%.
4. Estremo Oriente - 8%.
5. Distretto federale nord-occidentale - 4%.
6. Privolzhsky - 0,5%.

In ciascuno dei distretti di cui sopra c'è un'impresa dove si effettua la metallurgia ferrosa. La Russia è un chiaro leader mondiale in questo indicatore e, a giudicare dalle riserve, continuerà per molto tempo.

Estrazione di materiale

La produzione di metalli ferrosi prevede diversi processi in fasi complesse. In primo luogo, i metalli ferrosi non si trovano in forma nativa, ma fanno parte dei minerali corrispondenti (manganese, ferro e così via). Pertanto, prima di ottenere metallo, è necessario estrarre roccia dalla terra - minerale.

Questo processo viene eseguito dall'industria mineraria. Allo stesso tempo, i minerali contenenti ferro possono essere ricchi e saturi o poveri di metallo. Pertanto, dopo l'estrazione dello strato di minerale, il suo pezzo viene prelevato per l'analisi chimica. Se il contenuto quantitativo del metallo è superiore al 57-60%, il lavoro continua. Se è inferiore, si fermano o si spostano in un altro territorio per cercare minerali più ricchi. Altrimenti, questo processo semplicemente non è economicamente fattibile.

La fase successiva, che comprende la produzione di metallo ferroso, è la lavorazione del minerale estratto in un impianto speciale. Questo processo è chiamato metallurgia. Può essere di diversi tipi:

1. Idrometallurgia: la tecnologia per l'estrazione e la lavorazione del minerale si basa sull'uso dell'acqua. Allo stesso tempo, nel processo di lisciviazione, i metalli dalla composizione del minerale passano in soluzione e da lì vengono estratti in forma pura mediante elettrolisi. Energeticamente e materialmente, questo metodo è più costoso, quindi viene utilizzato solo per metalli speciali.
2. La pirometallurgia è la base della tecnica di utilizzo del fuoco. Processi di trattamento termico dei minerali negli altiforni che utilizzano carbone coke. Il modo più comune per elaborare il minerale eestrazione di metalli. Utilizzato nella metallurgia ferrosa.
3. Biometallurgia. Basato sull'azione degli organismi viventi, sta appena iniziando a essere messo in pratica, viene sviluppato dai biotecnologi. La linea di fondo è la capacità di alcuni microrganismi di estrarre metalli dalla composizione dei minerali durante la loro vita.

Elaborazione

Nell'impianto di lavorazione, i minerali estratti contenenti metalli ferrosi vengono lavorati con cura. Tutti questi processi sono riportati nella tabella seguente.

Processo tecnologico	L'essenza del processo	Risultato
1. Beneficio del minerale	Separazione di parte del minerale contenente metallo dalla roccia di scarto. Può avvenire in tre modi: magnetico (basato sul ferromagnetismo del ferro); gravità (base - diverse densità di rifiuti e roccia ricca); flottazione (basata sull'uso di acqua con un agente schiumogeno).	Procurati un substrato pulito, ricco di metalli ferrosi, che viene inviato per un'ulteriore elaborazione.
2. Agglomerato	Il processo di sinterizzazione del minerale. Si effettua per ottenere una sostanza pura, priva di impurità di gas e polveri, e così via.	Ottieni tre tipi di minerale lavorato: minerale sinterizzato (cotto ad alte temperature senza accesso all'aria); separato (purificato dalla separazione); pellet (massa contenente flussi di ferro).
3. Processo del dominio	Coke di minerale in un altoforno autilizzare come combustibile e riduttore di ferro dai suoi ossidi di carbone.	Prendi ferro puro, opzionalmente già legato con carbonio per formare l'acciaio.

Così si ottiene il ferro e le sue leghe. In questo caso, i costi massimi del materiale vengono spesi per la preparazione e l'uso del coke (carbone). È lui che è un agente riducente del ferro, un combustibile, una fonte di calore, un fornitore di carbonio. Pertanto, nel processo descritto, ne viene utilizzata una quantità piuttosto grande, da cui gli elevati costi di cassa.

Condizioni di conservazione

I metalli ferrosi includono principalmente il ferro e le sue leghe. Dovrebbe essere chiaro che questo è un materiale molto resistente alla corrosione. Pertanto, lo stoccaggio dei metalli ferrosi richiede il rispetto di alcune regole, soprattutto quando si tratta non di strutture e prodotti, ma dei cosiddetti rottami di metalli ferrosi (rifiuti, rotture, lamiere, tondini, raccorderia, ecc.):

1. La stanza in cui si trova il materiale deve essere completamente chiusa dall'umidità (pioggia, neve). Minore è l'umidità, maggiore è la durata di conservazione.
2. L'area del magazzino dovrebbe essere ampia, non è possibile immagazzinare strutture in lamiera di metalli ferrosi vicine l'una all' altra, poiché ciò provocherà una corrosione precoce.
3. Tutto il materiale disponibile deve essere ordinato per marca e taglia.

Se si osservano queste semplici regole, sarà possibile frenare i processi di distruzione della struttura dei metalli il più a lungo possibile.

Leghe ferrose

Kè consuetudine riferirsi a leghe di ferro in quanto tali, che si dividono in diversi tipi:

1. Acciaio. Il metallo ferroso fuso con il carbonio dà questo risultato.
2. Ghisa. La ghisa iniziale, che si ottiene negli altiforni durante la lavorazione del minerale, è del tutto inadatta come materiale per la produzione di elettrodomestici e casalinghi. È troppo fragile. Deve essere sottoposto ad ulteriore lavorazione sotto forma di saturazione con ferro e carbonio al fine di ottenere un ottimo materiale durevole. Vengono aggiunti anche altri elementi per migliorare la resistenza alla corrosione e le prestazioni.
3. Ferroleghe (silicocalcio, ferrocromo, ferrosilicio, silicomanganese). Lo scopo principale di queste leghe è migliorare le caratteristiche tecniche del materiale finale.

Acciaio

Il posto principale tra tutte le leghe di metalli ferrosi è dato all'acciaio. Oggi abbiamo imparato come ottenere risultati molto significativi nella produzione di questo materiale con proprietà importanti predeterminate. Questo tipo di lega è la più importante per l'industria che i metalli ferrosi hanno dato. Quali acciai si distinguono?

1. Low carbon - usato per realizzare vari strumenti.
2. Inossidabili (sono usati per realizzare tubi, parti refrattarie, utensili da taglio, apparecchiature saldate e così via).
3. Ferrito Chrome.
4. Cromo martensitico.
5. Legato.
6. Nichel.
7. Chrome.
8. Cromo vanadio.
9. Tungsteno.
10. Molibdeno.
11. Manganese.

È ovvio dai nomi chesono questi componenti che vengono aggiunti alla miscela di ferro e carbonio in un certo rapporto. Ciò influisce su un cambiamento significativo nelle proprietà dei materiali risultanti.

Metalli Secondari

Purtroppo, per quanto vorremmo, le cose non possono durare per sempre. Nel tempo, tutto diventa inutilizzabile: si rompe, batte, invecchia e passa di moda. Questo è anche il caso delle strutture metalliche ferrose. Acciaio, ghisa e altri prodotti, i pezzi di ricambio smettono semplicemente di essere necessari.

Poi vengono affidati a imprese speciali impegnate nella lavorazione di materie prime divenute inutilizzabili. Ora questi sono metalli secondari neri. Questo è il nome dei prodotti in metallo fatti di metalli ferrosi che sono fuori servizio e non necessari nella vita di tutti i giorni.

Le imprese che raccolgono rottami devono rispettare determinate regole per lo stoccaggio, la rimozione e la vendita. La legislazione del nostro paese su questo tema è stabilita da GOST. I metalli ferrosi, così come quelli non ferrosi, sono sotto stretto controllo della legge.

I metalli riciclati possono essere riciclati e rimessi in produzione. È in vendita per tali scopi che gli imprenditori intermediari acquistano rottami metallici neri.

Oggi i metalli ferrosi sono trattati con il dovuto rispetto, occupano una posizione di leadership nel mercato per i loro prodotti.

Uso meccanico

Articoli in acciaio e ghisa, parti, dispositivi vari sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria meccanica. Sono richiesti non solo perautomobilistico, ma anche nella produzione chimica, aeronautica e navale. Tutto ciò è dovuto alla particolare resistenza di questi materiali, alla loro resistenza al calore e alla resistenza alla corrosione. I metalli ferrosi stanno diventando il materiale di base per la produzione di molti tipi di prodotti. Tra i più comuni ci sono:

• coperture laterali ingranaggi;
• cuscinetti;
• valvole;
• raccordi;
• boccole;
• tubi;
• cilindri di automobili e altri veicoli;
• ruote dentate;
• catena sui trattori;
• tamburi dei freni;
• carri;
• involucri e così via.

Questa lista è infinita, perché ci sono davvero molti prodotti di metalli ferrosi e le loro leghe.

Applicazione in altri settori

Ci sono diverse aree principali in cui vengono utilizzati i metalli ferrosi:

1. Industria chimica.
2. Ingegneria.
3. Produzione di mobili per usi speciali.
4. Lancio dei piatti.
5. Produzione di parti strutturali.

Questo non è certamente un elenco completo, ma solo le aree più comuni che rappresentano la stragrande maggioranza dei prodotti siderurgici.