Madini ya feri: amana, hifadhi. Metallurgy ya metali ya feri

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Vyuma ni nyenzo ambazo huwa hazipotezi umuhimu wake. Zinatumika sana katika maisha ya kila siku na katika tasnia. Bila shaka, leo wamekuja na vitu vingi tofauti vya mbadala, kwa misingi ambayo nyenzo zinapatikana ambazo si duni katika ubora wa metali. Walakini, haziwezi kubadilishwa kabisa. Ni vigumu kufikiria ua na milango, baa, vifuniko vya shimo, zana na mengine mengi.

Ingawa plastiki, glasi, silikoni, polyethilini na polipropen zimeingia kwa uthabiti katika maisha ya kisasa ya mtu, ni vigumu kuchukua nafasi ya sehemu za kimsingi za miundo, sehemu nyingi za magari na magari mengine kwa mbadala wowote wa metali. Hayupo tu.

Vyuma katika Jedwali la Vipindi

Katika Jedwali la Muda la Vipengele vya Kemikali, metali huchukua nafasi ya kwanza. Kati ya nafasi 117 zinazojulikana leo, zaidi ya 90 ni za metali. Vipengele hivi vyote vina sifa kadhaa zinazoviruhusu kuhusishwa na kundi la metali:

1. Ina uwezo wa kupitisha umeme.
2. Kuwa na mshikamano wa joto.
3. Mviringo, ductile, inaweza kukunjwa kuwa laha na waya (sio zote).
4. Uwe na mng'ao wa fedha (isipokuwa shaba na dhahabu).

Mbali na sifa za jumla, kila kipengele sawa kina idadi fulani maalum, jambo linalokifanya kiwe maarufu sana.

Typology

Metali zote kama dutu rahisi pia zinaweza kugawanywa katika makundi matatu:

1. Nyeusi.
2. Rangi.
3. Thamani.

Metali zisizo na feri hujumuisha kila kitu isipokuwa thamani na chuma. Yaani ni shaba, zebaki, palladium, chromium, nikeli, zinki, magnesiamu, kalsiamu, aluminiamu, risasi, bati na kadhalika.

Madini ya thamani ni pamoja na yafuatayo:

• fedha;
• dhahabu;
• platinum.

Madini ya feri - ni nini?

Darasa hili linajumuisha:

• chuma na aloi zake zote;
• manganese;
• chrome;
• vanadium;
• titanium;
• actinides na uranium (thorium, plutonium, neptunium na zingine);
• tungsten;
• metali za alkali.

Yaani, kati ya aina zote za dutu hizi, metali zenye feri huchangia sehemu ndogo zaidi. Na mara nyingi si nyingi (isipokuwa chuma) ziko kwenye ganda na matumbo ya ardhi.

Lakini licha ya ukweli kwamba metali za feri huwakilishwa na idadi ndogo kama hiyo ya vipengele, ni za kawaida sana na ni nyingi katika uzalishaji na usindikaji. Wingi wa bidhaa, sehemu, viambatisho vimetengenezwa kwa chuma na aloi zake.

Madini ya metali yenye feri ni pana sana na yanahitajika kote ulimwenguni. Uchimbaji na usindikaji wa chuma ni mojawapo ya kazi za juu za kiufundi na kiuchumi za wenginchi za dunia, ikiwa ni pamoja na Urusi.

Amana ya madini ya feri kwenye sayari

Iron katika suala la uchimbaji iko katika nafasi ya kwanza kati ya metali zote. Maudhui yake ya wingi katika asili, ikiwa ni pamoja na katika ukanda wa dunia, ni katika mabilioni. Wakati huo huo, kulingana na wataalamu, leo mwanadamu amegundua tani bilioni mia moja tu.

Ikiwa tunazungumza juu ya amana za ulimwengu za metali ya feri, haswa chuma, ikumbukwe kwamba ziko kwenye mabara yote, katika sehemu zote za ulimwengu, isipokuwa sehemu za Kaskazini ya Mbali. Wakati huo huo, usambazaji kwa nchi ni takriban ufuatao (katika mpangilio wa kushuka):

• Urusi (takriban asilimia arobaini ya hifadhi zote za dunia);
• Brazil;
• Australia;
• Canada;
• USA;
• Uchina;
• India;
• Sweden.

Amana nchini Urusi

Nchini Urusi, madini ya feri hupatikana katika takriban wilaya zote kubwa za shirikisho.

1. Wilaya ya Kati ya Shirikisho (Kursk magnetic anomaly) - zaidi ya 59%.
2. Wilaya ya Shirikisho la Ural - 14%.
3. Wilaya ya Siberia - 13%.
4. Mashariki ya Mbali - 8%.
5. Wilaya ya Shirikisho la Kaskazini-Magharibi - 4%.
6. Privolzhsky - 0.5%.

Katika kila wilaya hapo juu kuna biashara ambapo madini ya feri hufanywa. Urusi ni kiongozi wazi duniani katika kiashiria hiki, na, kwa kuzingatia hifadhi, hii itaendelea kwa muda mrefu sana.

Uchimbaji wa nyenzo

Uzalishaji wa chuma cha feri huhusisha michakato kadhaa changamano. Kwanza, metali za feri hazipatikani kwa fomu ya asili, lakini ni sehemu ya ores zinazofanana (manganese, chuma, na kadhalika). Kwa hivyo, kabla ya kupata chuma, ni muhimu kuchimba mwamba kutoka ardhini - ore.

Mchakato huu unafanywa na sekta ya madini. Wakati huo huo, ores yenye chuma inaweza kuwa tajiri na iliyojaa au maskini katika chuma. Kwa hiyo, baada ya uchimbaji wa safu ya ore, kipande chake kinachukuliwa kwa uchambuzi wa kemikali. Ikiwa maudhui ya kiasi cha chuma ni zaidi ya 57-60%, basi kazi inaendelea. Ikiwa iko chini, basi wanasimama au kuhamia eneo lingine kutafuta madini tajiri zaidi. Vinginevyo, mchakato huu haufai kiuchumi.

Hatua inayofuata, inayojumuisha utengenezaji wa chuma cha feri, ni uchakataji wa madini yaliyotolewa kwenye kiwanda maalum. Utaratibu huu unaitwa metallurgy. Inaweza kuwa ya aina kadhaa:

1. Hydrometallurgy - teknolojia ya uchimbaji na usindikaji wa madini inategemea matumizi ya maji. Wakati huo huo, katika mchakato wa leaching, metali kutoka kwa utungaji wa ore hupita kwenye suluhisho, na kutoka huko hutolewa kwa fomu safi na electrolysis. Kwa nguvu na mali, njia hii ni ghali zaidi, kwa hivyo inatumika kwa metali maalum pekee.
2. Pyrometallurgy ni msingi wa mbinu ya kutumia moto. Michakato ya matibabu ya joto ya ore katika tanuu za mlipuko kwa kutumia makaa ya mawe yaliyopikwa. Njia ya kawaida ya kusindika ore nauchimbaji wa metali. Hutumika katika madini ya feri.
3. Biometallurgy. Kulingana na hatua ya viumbe hai, inaanza tu kuwekwa katika vitendo, inaendelezwa na bioteknolojia. Jambo la msingi ni uwezo wa baadhi ya viumbe vidogo kuchimba madini kutoka kwa muundo wa madini wakati wa uhai wao.

Inachakata

Kwenye kiwanda cha kuchakata, madini yenye madini ya feri huchakatwa kwa uangalifu. Michakato hii yote imeonyeshwa katika jedwali hapa chini.

Mchakato wa kiteknolojia	Kiini cha mchakato	matokeo
1. Manufaa ya ore	Kutenganishwa kwa sehemu ya madini yenye chuma kutoka kwa miamba taka. Inaweza kutokea katika mojawapo ya njia tatu: sumaku (kulingana na ferromagnetism ya chuma); mvuto (msingi - msongamano tofauti wa taka na mwamba tajiri); flotation (kulingana na matumizi ya maji yenye wakala wa kutoa povu).	Pata mkatetaka safi, wenye madini ya feri, ambao utatumwa kwa usindikaji zaidi.
2. Agglomeration	Mchakato wa kuchoma ore. Inafanywa ili kupata dutu safi, bila uchafu wa gesi na vumbi, na kadhalika.	Pata aina tatu za madini yaliyochakatwa: ore ya sinter (iliyookwa kwa joto la juu bila ufikiaji wa hewa); iliyotenganishwa (iliyotakaswa kwa kutenganishwa); pellet (wingi iliyo na fluxes ya chuma).
3. Mchakato wa kikoa	Kupika ore katika tanuru ya mlipuko saatumia kama mafuta na kipunguza chuma kutoka kwa oksidi zake za makaa ya mawe.	Pata chuma safi, ambacho si lazima kitengenezwe na kaboni kuunda chuma.

Hivi ndivyo chuma na aloi zake zinavyopatikana. Katika kesi hiyo, gharama kubwa za nyenzo hutumiwa katika maandalizi na matumizi ya coke (makaa ya mawe). Ni yeye ambaye ni wakala wa kupunguza chuma, mafuta, chanzo cha joto, mtoaji wa kaboni. Kwa hivyo, katika mchakato ulioelezewa, kiasi chake kikubwa kinatumika, hivyo basi gharama kubwa ya pesa taslimu.

Masharti ya uhifadhi

Metali za feri hujumuisha chuma na aloi zake. Inapaswa kueleweka kuwa hii ni nyenzo sugu sana ya kutu. Kwa hivyo, uhifadhi wa chuma cha feri unahitaji kufuata sheria fulani, haswa linapokuja suala la miundo na bidhaa, lakini kwa kile kinachojulikana kama chakavu cha metali yenye feri (taka, bidhaa zilizovunjika, shuka, vijiti, fittings, na kadhalika):

1. Chumba ambamo nyenzo ziko lazima zifungwe kabisa kutokana na unyevu (mvua, theluji). Kadiri unyevu unavyopungua ndivyo maisha ya rafu yanavyoongezeka.
2. Eneo la ghala linapaswa kuwa kubwa, huwezi kuhifadhi miundo ya karatasi ya metali yenye feri karibu na kila nyingine, kwani hii itasababisha ulikaji mapema.
3. Nyenzo zote zinazopatikana zinapaswa kupangwa kulingana na chapa na saizi.

Kanuni hizi rahisi zitazingatiwa, itawezekana kuzuia michakato ya uharibifu wa muundo wa metali kwa muda mrefu iwezekanavyo.

Aloi za feri

Kni kawaida kurejelea aloi za chuma kama hizo, ambazo zimegawanywa katika aina kadhaa:

1. Chuma. Metali ya feri iliyounganishwa na kaboni hutoa matokeo haya.
2. Pambo la chuma. Chuma cha awali cha nguruwe, ambacho hupatikana katika tanuu za mlipuko wakati wa usindikaji wa ore, haifai kabisa kama nyenzo kwa ajili ya uzalishaji wa vifaa na vitu vya nyumbani. Yeye ni dhaifu sana. Ni lazima iwe chini ya usindikaji zaidi kwa namna ya kueneza kwa chuma na kaboni ili kupata nyenzo bora za kudumu. Vipengele vingine pia huongezwa ili kuboresha uwezo wa kustahimili kutu na utendakazi.
3. Ferroalloys (silicocalcium, ferrochromium, ferrosilicon, silikomanganese). Kusudi kuu la aloi hizi ni kuboresha sifa za kiufundi za nyenzo za mwisho.

Chuma

Sehemu kuu kati ya aloi zote za chuma zenye feri hutolewa kwa chuma. Leo tumejifunza jinsi ya kufikia matokeo muhimu sana katika utengenezaji wa nyenzo hii na mali muhimu iliyotanguliwa. Aina hii ya aloi ndio muhimu zaidi kwa tasnia ambayo metali za feri zimetoa. Ni vyuma gani vinatofautishwa?

1. Kaboni ya chini - inayotumika kutengeneza zana mbalimbali.
2. Zisizo na pua (hutumika kutengenezea mabomba, sehemu za kinzani, zana za kukatia, vifaa vya kuchomezwa na kadhalika).
3. Ferrito Chrome.
4. Martensitic chrome.
5. Iliyotiwa.
6. Nikeli.
7. Chrome.
8. Chrome vanadium.
9. Tungsten.
10. Molybdenum.
11. Manganese.

Ni dhahiri kutoka kwa majina kuwani vipengele hivi vinavyoongezwa kwa mchanganyiko wa chuma na kaboni kwa uwiano fulani. Hii inaathiri mabadiliko makubwa katika sifa za nyenzo zinazotokana.

Vyuma vya Pili

Kwa bahati mbaya, kadri tunavyotaka, mambo hayawezi kudumu milele. Baada ya muda, kila kitu kinakuwa kisichoweza kutumika - huvunja, hupiga, huzeeka na hutoka kwa mtindo. Hii pia ni kesi na miundo ya chuma yenye feri. Chuma, chuma cha kutupwa na bidhaa zingine, vipuri havitahitajika.

Kisha hukabidhiwa kwa makampuni maalum yanayojihusisha na uchakataji wa malighafi ambazo hazitumiki. Sasa hizi ni metali nyeusi za sekondari. Hili ni jina la bidhaa za chuma zilizotengenezwa kwa metali za feri ambazo hazifanyi kazi na hazihitajiki katika maisha ya kila siku.

Biashara zinazokusanya chakavu lazima zifuate sheria fulani za kuhifadhi, kuondoa na kuuza. Sheria ya nchi yetu juu ya suala hili imeanzishwa na GOST. Metali zenye feri, pamoja na zisizo na feri, ziko chini ya udhibiti mkali wa sheria.

Metali zilizorejeshwa zinaweza kurejeshwa katika uzalishaji. Inauzwa kwa madhumuni kama haya kwamba wafanyabiashara wa kati hununua vyuma chakavu vyeusi.

Leo, madini ya feri yanatendewa kwa heshima inayostahili, yanachukua nafasi ya kwanza katika soko la bidhaa zao.

Matumizi ya mitambo

Vitu vya chuma na chuma vya kutupwa, sehemu, vifaa mbalimbali hutumika sana katika uhandisi wa ufundi. Wao ni katika mahitaji si tu kwagari, lakini pia katika kemikali, uzalishaji wa anga, na pia katika ujenzi wa meli. Yote hii ni kutokana na nguvu maalum ya vifaa hivi, upinzani wao wa joto na upinzani wa kutu. Metali ya feri inakuwa nyenzo ya msingi kwa ajili ya uzalishaji wa aina nyingi za bidhaa. Miongoni mwa zinazojulikana zaidi ni:

• vifuniko vya upande wa gia;
• fani;
• valves;
• vifaa;
• vichaka;
• mabomba;
• mitungi ya magari na magari mengine;
• magurudumu ya gia;
• viungo vya mnyororo kwenye matrekta;
• ngoma za breki;
• mabehewa;
• kesi na kadhalika.

Orodha hii haina mwisho, kwa sababu kuna bidhaa nyingi sana za chuma na aloi zake.

Maombi katika sekta nyingine

Kuna maeneo kadhaa kuu ambayo metali feri hutumiwa:

1. Sekta ya kemikali.
2. Uhandisi.
3. Utengenezaji wa samani za matumizi maalum.
4. Kutolewa kwa vyombo.
5. Utengenezaji wa sehemu za muundo.

Kwa hakika hii si orodha kamili, bali ni maeneo ya kawaida pekee ambayo yanachangia idadi kubwa ya bidhaa za chuma.