Eisenmetalle: Vorkommen, Lagerung. Metallurgie von Eisenmetallen

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Metalle sind Materialien, die nie an Relevanz verlieren. Sie sind im Alltag und in der Industrie weit verbreitet. Natürlich haben sie sich heute viele verschiedene Alternativstoffe ausgedacht, auf deren Basis Materialien gewonnen werden, die Metallen qualitativ in nichts nachstehen. Sie können jedoch nicht vollständig ersetzt werden. Zäune und Tore, Gitter, Gullydeckel, Werkzeuge und vieles mehr sind kaum noch wegzudenken.

Obwohl Kunststoff, Glas, Silikon, Polyethylen und Polypropylen fest in das moderne Leben eines Menschen eingetreten sind, ist es schwierig, die grundlegenden Teile von Strukturen, zahlreiche Teile von Autos und anderen Fahrzeugen durch Alternativen zu Metallen zu ersetzen. Sie existiert einfach nicht.

Metalle im Periodensystem

Im Periodensystem der chemischen Elemente nehmen Metalle eine führende Position ein. Von den heute bekannten 117 Positionen gehören mehr als 90 zu den Metallen Alle diese Elemente weisen eine Reihe charakteristischer Merkmale auf, die eine Zuordnung zur Gruppe der Metalle ermöglichen:

1. Kann Elektrizität leiten.
2. Haben Wärmeleitfähigkeit.
3. Duktil, duktil, kann zu Blechen und Draht gewalzt werden (nicht alle).
4. Haben einen silbernen Glanz (außer Kupfer und Gold).

Zusätzlich zu den allgemeinen Eigenschaften hat jedes ähnliche Element eine Reihe spezifischer, was es so beliebt macht.

Typologie

Alle Metalle als einfache Substanzen lassen sich ebenfalls in drei Klassen einteilen:

1. Schwarz.
2. Farbig.
3. Kostbar.

Nichteisenmetalle umfassen alles außer Edelmetalle und Eisen. Das heißt, es ist Kupfer, Quecksilber, Palladium, Chrom, Nickel, Zink, Magnesium, Kalzium, Aluminium, Blei, Zinn und so weiter.

Edelmetalle umfassen Folgendes:

• silber;
• gold;
• platin.

Eisenmetalle - was ist das?

Diese Klasse beinh altet:

• Eisen und alle seine Legierungen;
• Mangan;
• chrome;
• Vanadium;
• titan;
• Aktinide und Uran (Thorium, Plutonium, Neptunium und andere);
• Wolfram;
• Alkalimetalle.

Das heißt, von der ganzen Vielf alt dieser Substanzen machen Eisenmetalle einen kleineren Teil aus. Und meistens nicht die häufigsten (mit Ausnahme von Eisen) sind in der Erdkruste und im Darm.

Aber trotz der Tatsache, dass Eisenmetalle durch eine so kleine Anzahl von Elementen repräsentiert werden, sind sie in der Produktion und Verarbeitung sehr verbreitet und voluminös. Die Masse der Produkte, Teile und Zubehörteile besteht aus Eisen und seinen Legierungen.

Metallurgie von Eisenmetallen ist sehr umfangreich und weltweit gefragt. Die Gewinnung und Verarbeitung von Eisen gehört zu den fortgeschrittenen technischen und wirtschaftlichen Aufgaben vielerLändern der Welt, einschließlich Russland.

Vorkommen von Eisenmetallen auf dem Planeten

Eisen steht beim Abbau an erster Stelle unter allen Metallen. Sein Massengeh alt in der Natur, auch in der Erdkruste, geht in die Milliarden. Gleichzeitig hat der Mensch laut Experten heute erst hundert Milliarden Tonnen erforscht.

Wenn wir über die weltweiten Lagerstätten von Eisenmetallen, hauptsächlich Eisen, sprechen, sollte beachtet werden, dass sie sich auf allen Kontinenten in allen Teilen der Welt befinden, mit Ausnahme der Punkte im hohen Norden. Gleichzeitig ist die Verteilung nach Ländern etwa wie folgt (in absteigender Reihenfolge):

• Russland (etwa vierzig Prozent aller Weltreserven);
• Brasilien;
• Australien;
• Kanada;
• USA;
• China;
• Indien;
• Schweden.

Einlagen in Russland

In Russland sind Eisenmetalle in fast allen großen föderalen Bezirken enth alten.

1. Central Federal District (magnetische Kursk-Anomalie) - über 59 %.
2. Bundesbezirk Ural - 14%.
3. Sibirischer Bezirk - 13%.
4. Fernost - 8%.
5. Nordwestlicher Föderationskreis - 4 %.
6. Privolzhsky - 0,5 %.

In jedem der oben genannten Bezirke gibt es ein Unternehmen, in dem Eisenmetallurgie betrieben wird. Russland ist bei diesem Indikator weltweit klar führend, und nach den Reserven zu urteilen, wird dies noch sehr lange so bleiben.

Materialgewinnung

Die Herstellung von Eisenmetall umfasst mehrere komplexe Stufenprozesse. Erstens kommen Eisenmetalle nicht in nativer Form vor, sondern sind Bestandteil der entsprechenden Erze (Mangan, Eisen etc.). Daher ist es notwendig, vor der Gewinnung von Metall Gestein aus der Erde zu extrahieren - Erz.

Dieser Prozess wird von der Bergbauindustrie durchgeführt. Gleichzeitig können eisenh altige Erze reich und gesättigt oder arm an Metall sein. Daher wird nach dem Abbau der Erzschicht deren Stück zur chemischen Analyse genommen. Wenn der quantitative Geh alt des Metalls über 57-60 % liegt, wird die Arbeit fortgesetzt. Wenn es niedriger ist, h alten sie an oder ziehen in ein anderes Gebiet, um nach reicherem Erz zu suchen. Andernfalls ist dieses Verfahren einfach nicht wirtschaftlich.

Der nächste Schritt, der die Produktion von Eisenmetallen beinh altet, ist die Verarbeitung des gewonnenen Erzes in einer speziellen Anlage. Dieser Vorgang wird Metallurgie genannt. Es kann verschiedene Arten geben:

1. Hydrometallurgie - die Technologie zur Gewinnung und Verarbeitung von Erzen basiert auf der Nutzung von Wasser. Gleichzeitig gehen beim Auslaugen Metalle aus der Zusammensetzung des Erzes in Lösung und werden von dort in reiner Form durch Elektrolyse gewonnen. Dieses Verfahren ist energetisch und stofflich aufwendiger, daher wird es nur für Sondermetalle eingesetzt.
2. Pyrometallurgie ist die Grundlage der Technik der Verwendung von Feuer. Erzwärmebehandlungsprozesse in Hochöfen mit Kokskohle. Die gebräuchlichste Art, Erz zu verarbeiten undGewinnung von Metallen. Verwendet in der Eisenmetallurgie.
3. Biometallurgie. Basierend auf der Wirkung lebender Organismen wird es gerade erst in die Praxis umgesetzt, es wird von Biotechnologen entwickelt. Die Quintessenz ist die Fähigkeit einiger Mikroorganismen, während ihres Lebens Metalle aus der Zusammensetzung von Erzen zu extrahieren.

Bearbeitung

In der Aufbereitungsanlage werden abgebaute Erze, die Eisenmetalle enth alten, sorgfältig verarbeitet. Alle diese Prozesse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben.

Technologischer Prozess	Die Essenz des Prozesses	Ergebnis
1. Erzaufbereitung	Trennung eines Teils des metallh altigen Erzes vom Abfallgestein. Kann auf drei Arten geschehen: magnetisch (basierend auf dem Ferromagnetismus von Eisen); Schwerkraft (Basis - unterschiedliche Dichte von Abfall und fettem Gestein); Flotation (basierend auf der Verwendung von Wasser mit Treibmittel).	Erh alten Sie ein sauberes, eisenmetallreiches Substrat, das zur weiteren Verarbeitung geschickt wird.
2. Ballungsraum	Der Prozess des Sinterns von Erz. Es wird durchgeführt, um eine reine Substanz ohne Verunreinigungen durch Gase und Staub usw. zu erh alten.	Erh alte drei Arten von verarbeitetem Erz: Sintererz (gebacken bei hohen Temperaturen ohne Zugang zur Luft); getrennt (gereinigt durch Trennung); Pellet (eisenh altige Masse).
3. Domänenprozess	Erzverkokung im Hochofen beiVerwendung als Brennstoff und Reduktionsmittel von Eisen aus seinen Kohlenoxiden.	Erh alte reines Eisen, optional bereits mit Kohlenstoff legiert, um Stahl zu bilden.

So werden Eisen und seine Legierungen gewonnen. In diesem Fall werden die maximalen Materialkosten für die Herstellung und Verwendung von Koks (Kohle) aufgewendet. Er ist Reduktionsmittel für Eisen, Brennstoff, Wärmequelle, Kohlenstofflieferant. Daher wird in dem beschriebenen Prozess eine ziemlich große Menge davon verwendet, daher die hohen Cash-Kosten.

Lagerbedingungen

Eisenmetalle umfassen hauptsächlich Eisen und seine Legierungen. Es versteht sich, dass dies ein sehr korrosionsbeständiges Material ist. Daher erfordert die Lagerung von Eisenmetallen die Einh altung bestimmter Regeln, insbesondere wenn es sich nicht um Konstruktionen und Produkte handelt, sondern um den sogenannten Schrott aus Eisenmetallen (Abfälle, Bruchprodukte, Bleche, Stangen, Beschläge usw.):

1. Der Raum, in dem sich das Material befindet, muss vollständig gegen Feuchtigkeit (Regen, Schnee) verschlossen sein. Je weniger Feuchtigkeit, desto länger die H altbarkeit.
2. Die Lagerfläche sollte groß sein, Blechkonstruktionen aus Eisenmetallen dürfen nicht dicht nebeneinander gelagert werden, da dies zu frühzeitiger Korrosion führt.
3. Alle verfügbaren Materialien sollten nach Marke und Größe sortiert werden.

Wenn diese einfachen Regeln beachtet werden, ist es möglich, die Zerstörungsprozesse der Metallstruktur so lange wie möglich einzudämmen.

Eisenlegierungen

KEs ist üblich, Eisenlegierungen als solche zu bezeichnen, die in mehrere Typen unterteilt sind:

1. Stahl. Mit Kohlenstoff verschmolzenes Eisenmetall ergibt dieses Ergebnis.
2. Gusseisen. Das Ausgangsroheisen, das in Hochöfen bei der Erzverarbeitung anfällt, ist als Werkstoff für die Herstellung von Geräten und Haush altsartikeln völlig ungeeignet. Er ist zu zerbrechlich. Es muss einer weiteren Verarbeitung in Form einer Sättigung mit Eisen und Kohlenstoff unterzogen werden, um ein ausgezeichnetes h altbares Material zu erh alten. Andere Elemente werden ebenfalls hinzugefügt, um die Korrosionsbeständigkeit und Leistung zu verbessern.
3. Ferrolegierungen (Silicocalcium, Ferrochrom, Ferrosilicium, Silicomangan). Der Hauptzweck dieser Legierungen besteht darin, die technischen Eigenschaften des Endmaterials zu verbessern.

Stahl

Unter allen Eisenmetalllegierungen nimmt Stahl den Hauptplatz ein. Heute haben wir gelernt, wie man bei der Herstellung dieses Materials mit vorbestimmten wichtigen Eigenschaften sehr bedeutende Ergebnisse erzielt. Diese Art von Legierung ist die wichtigste für die Industrie, die Eisenmetalle gegeben haben. Welche Stähle werden unterschieden?

1. Kohlenstoffarm - wird zur Herstellung verschiedener Werkzeuge verwendet.
2. Edelstahl (sie werden zur Herstellung von Rohren, feuerfesten Teilen, Schneidwerkzeugen, Schweißgeräten usw. verwendet).
3. Ferrito Chrome.
4. Martensitischer Chrom.
5. Leg.
6. Nickel.
7. Chrome.
8. Chrom-Vanadium.
9. Wolfram.
10. Molybdän.
11. Mangan.

Aus den Namen geht hervor, dasses sind diese Komponenten, die in einem bestimmten Verhältnis der Mischung aus Eisen und Kohlenstoff zugesetzt werden. Dies wirkt sich auf eine signifikante Änderung der Eigenschaften der resultierenden Materialien aus.

Sekundärmetalle

Leider, so sehr wir es uns wünschen, können die Dinge nicht ewig dauern. Mit der Zeit wird alles unbrauchbar – es geht kaputt, schlägt, altert und kommt aus der Mode. Dies ist auch bei Eisenmetallkonstruktionen der Fall. Stahl, Gusseisen und andere Produkte, Ersatzteile werden einfach nicht mehr benötigt.

Danach werden sie an Spezialbetriebe übergeben, die sich mit der Verarbeitung von unbrauchbar gewordenen Rohstoffen befassen. Nun, das sind schwarze Sekundärmetalle. So werden Metallprodukte aus Eisenmetallen bezeichnet, die im Alltag nicht mehr in Ordnung und unnötig sind.

Unternehmen, die Schrott sammeln, müssen bestimmte Regeln für die Lagerung, den Abtransport und den Verkauf einh alten. Die Gesetzgebung unseres Landes zu diesem Thema wird von GOST festgelegt. Eisenmetalle sowie Nichteisenmetalle unterliegen strenger gesetzlicher Kontrolle.

Recycelte Metalle können recycelt und der Produktion wieder zugeführt werden. Es steht für solche Zwecke zum Verkauf, dass zwischengesch altete Unternehmer schwarzes Altmetall kaufen.

Eisenmetalle werden heute mit gebührendem Respekt behandelt, sie nehmen mit ihren Produkten eine führende Position auf dem Markt ein.

Mechanischer Einsatz

Stahl- und Gusseisenteile, Teile, verschiedene Geräte sind im Maschinenbau weit verbreitet. Sie sind nicht nur gefragt fürAutomobil, aber auch in der Chemie-, Luftfahrtproduktion sowie im Schiffsbau. All dies ist auf die besondere Festigkeit dieser Materialien, ihre Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit zurückzuführen. Eisenmetalle werden zum Ausgangsmaterial für die Herstellung vieler Arten von Produkten. Zu den häufigsten gehören:

• Getriebeseitendeckel;
• Lager;
• Ventile;
• Armaturen;
• Buchsen;
• pipes;
• Zylinder von Autos und anderen Fahrzeugen;
• Zahnräder;
• Kettenglieder an Traktoren;
• Bremstrommeln;
• Wagen;
• Gehäuse und so weiter.

Diese Liste ist endlos, denn es gibt wirklich viele Eisenmetallprodukte und deren Legierungen.

Anwendung in anderen Branchen

Es gibt mehrere Hauptbereiche, in denen Eisenmetalle verwendet werden:

1. Chemische Industrie.
2. Technik.
3. Produktion von Spezialmöbeln.
4. Geschirrfreigabe.
5. Fertigung von Strukturteilen.

Dies ist sicherlich keine vollständige Liste, sondern nur die gängigsten Bereiche, die den weitaus größten Teil der Stahlprodukte ausmachen.