Các phương pháp sản xuất kim loại. Các loại hợp kim. Chuẩn bị các kim loại kiềm

Con người hiện đại trong cuộc sống hàng ngày của mình được bao quanh bởi một loạt các kim loại. Hầu hết các mặt hàng mà chúng tôi sử dụng, các hóa chất này có mặt. Mọi chuyện xảy ra bởi vì mọi người đã tìm thấy nhiều cách khác nhau để sản xuất kim loại.

một kim loại là gì

Những chất này có giá trị cho những người tham gia trong hóa học vô cơ. Lấy kim loại cho phép một người để tạo ra một kỹ thuật hoàn hảo hơn, cải thiện cuộc sống của chúng tôi. Họ đại diện cho những gì? Trước khi chúng tôi xem xét các phương pháp phổ biến của sản xuất kim loại, nó là cần thiết để hiểu những gì họ đang có. Kim loại là một nhóm các nguyên tố hóa học dưới dạng các chất đơn giản có tính chất đặc trưng:

• nhiệt và dẫn điện;

• dẻo cao;

• tỏa sáng.

Một người đàn ông có thể dễ dàng phân biệt với các chất khác. Một tính năng đặc trưng của tất cả các kim loại là sự hiện diện của một bóng đặc biệt. Ông xuất phát từ sự phản xạ các tia ánh sáng chiếu vào bề mặt không bỏ lỡ chúng. Gloss - là tài sản chung của tất cả các kim loại, nhưng nó được thể hiện rõ ràng nhất trong bạc.

Hôm qua, các nhà khoa học đã phát hiện 96 trong số này nguyên tố hóa học, mặc dù không phải tất cả trong số họ được công nhận bởi khoa học chính thức. Họ được chia thành các nhóm tùy thuộc vào tính chất đặc trưng vốn có của họ. Như vậy các kim loại như sau:

• kiềm - 6;

• kiềm - 6;

• chuyển tiếp - 38;

• Nhẹ - 11;

• semimetals - 7;

• nguyên tố nhóm Lantan - 14;

• actinides - 14.

kim loại thu được

Để chế tạo các hợp kim đầu tiên phải nhận được kim loại từ quặng tự nhiên. yếu tố bản địa - đây là những chất được tìm thấy trong tự nhiên ở trạng thái tự do. Chúng bao gồm bạch kim, vàng, thiếc và thủy ngân. Chúng được tách ra khỏi các tạp chất cơ học hoặc bằng thuốc thử hóa học.

Các kim loại còn lại được tách ra bằng cách xử lý với các hợp chất. Chúng được tìm thấy trong các khoáng chất khác nhau. Ore - khoáng sản này và đá, có chứa các hợp chất kim loại như oxit, cacbonat, hoặc sulfide. Phục vụ sản xuất của họ sử dụng xử lý hóa học.

Phương pháp để đạt được các kim loại:

• phục hồi của oxit cacbon;

• thiếc từ đá thiếc nhận;

• sản xuất gang từ quặng sắt ;

• đốt các hợp chất lưu huỳnh trong lò đặc biệt.

Để tạo điều kiện cho các kim loại thu được từ các loại đá quặng được bổ sung vào họ các chất khác nhau gọi là luồng. Chúng giúp loại bỏ các tạp chất không mong muốn chẳng hạn như đất sét, đá vôi, cát. Như một kết quả của quá trình này hợp chất nóng chảy được tạo ra gọi là xỉ.

Trong sự hiện diện của một lượng đáng kể các tạp chất trước khi nấu chảy quặng kim loại làm giàu bằng việc loại bỏ một phần lớn của các thành phần không cần thiết. Các phương pháp sử dụng rộng rãi nhất cho việc điều trị này - tuyển nổi, từ trường và phương pháp hấp dẫn.

kim loại kiềm

Thánh lễ tiếp nhận kim loại kiềm - một quá trình phức tạp. Điều này là do thực tế là họ được tìm thấy trong tự nhiên chỉ ở dạng các hợp chất hóa học. Vì họ đang giảm đại lý, chuẩn bị của họ kèm theo chi phí năng lượng cao. Có một số cách để lấy các kim loại kiềm:

• Li có thể được điều chế từ oxit của nó trong chân không hoặc bằng cách làm tan điện phân clorua của nó được hình thành trong quá trình chế biến spodumene.

• Sodium chiết xuất bằng cách rang với tro than trong nồi nấu kim loại kín hoặc clorua điện phân tan chảy với bổ sung canxi. Phương pháp đầu tiên là hầu hết thời gian tiêu thụ.

• Kali thu được tan chảy điện hoặc muối của nó, hơi natri clorua đi qua nó. Ngoài ra nó được hình thành bởi phản ứng giữa một KOH nóng chảy và natri lỏng ở nhiệt độ 440 ° C.

• Cesium và rubidi chiết xuất bằng cách khôi phục clorua canxi của họ tại 700-800 ° C hoặc zirconi với tốc độ 650 ° C. Chuẩn bị của kim loại kiềm theo cách này là rất tốn kém năng lượng và tốn kém.

Sự khác nhau giữa các kim loại và hợp kim

Về nguyên tắc, một ranh giới rõ ràng giữa kim loại và hợp kim của chúng hầu như không tồn tại, vì ngay cả những, chất đơn giản tinh khiết nhất là một phần nhỏ của các tạp chất. Vì vậy, sự khác biệt giữa chúng là gì? Hầu như tất cả các kim loại dùng trong công nghiệp và trong các ngành khác của nền kinh tế, được sử dụng trong các hình thức của hợp kim thu được bằng cách thêm mục đích để chính các thành phần nguyên tố hóa học khác.

hợp kim

Công nghệ cần nhiều loại vật liệu kim loại. Trong trường hợp này, nguyên tố hóa học tinh khiết không thực tế sử dụng vì họ không có các thuộc tính cần thiết cho người dân. Đối với nhu cầu của họ, chúng tôi đã phát minh ra phương pháp khác nhau để sản xuất các hợp kim. Thuật ngữ này dùng để chỉ một loại vật liệu đồng nhất vĩ mô, trong đó bao gồm hai hay nhiều nguyên tố hóa học. Trong đó các thành phần kim loại là chiếm ưu thế trong các hợp kim. chất này có cấu trúc riêng của mình. Trong hợp kim phân biệt các thành phần sau:

• nền tảng, bao gồm một hoặc nhiều kim loại;

• bổ sung nhỏ sửa đổi và hợp kim nguyên tố;

• mới phục hồi các tạp chất (quá trình, tự nhiên, ngẫu nhiên).

Đó là các hợp kim kim loại là vật liệu cấu trúc chính. Trong công nghệ, có hơn 5.000.

các loại hợp kim

Mặc dù giống này của hợp kim, hầu hết mọi người chơi có giá trị đối với những người mà là dựa trên sắt và nhôm. Đó là họ đang thường xuyên nhất được tìm thấy trong cuộc sống hàng ngày. Các loại hợp kim khác nhau. Hơn nữa, chúng được phân chia theo một số tiêu chí. Kể từ khi có những phương pháp khác nhau để sản xuất các hợp kim. Theo tiêu chí này, họ được chia thành:

• hợp kim, được thu được bằng cách kết tinh của sự tan pha trộn các thành phần.

• Sữa bột, bằng cách sử dụng nén của hỗn hợp của bột và thiêu kết tiếp theo ở nhiệt độ cao. Và thường các thành phần của hợp kim như vậy không phải chỉ nguyên tố hóa học đơn giản, nhưng các hợp chất khác nhau của họ như cacbua titan hoặc vonfram hợp kim ở dạng rắn. Thêm chúng với số lượng khác nhau thay đổi tính chất của kim loại vật liệu.

Phương pháp cho việc chuẩn bị các hợp kim trong các hình thức của một bài viết hoàn chỉnh hoặc các phôi được tách ra thành:

• đúc (nhôm-silic, sắt đúc);

• biến dạng (thép);

• bột (titan vonfram).

loại hợp kim

Các phương pháp sản xuất kim loại khác nhau, và do đó sản xuất do họ các tài liệu có đặc tính khác nhau. Trong hợp kim trạng thái rắn là:

• đồng nhất (thống nhất), bao gồm các tinh thể cùng loại. Họ thường được gọi là single-pha.

• không đồng nhất (không đồng nhất), được gọi là đa pha. Khi họ nhận được tại các cơ sở của hợp kim được thực hiện như là một giải pháp vững chắc (giai đoạn ma trận). Thành phần các chất không đồng nhất thuộc loại này phụ thuộc vào thành phần của nguyên tố hóa học của nó. hợp kim như vậy có thể bao gồm các thành phần sau: Các giải pháp rắn kẽ và substitutional, các hợp chất hóa học (cacbua, các hợp chất liên kim, nitrit), tinh thể các chất đơn giản.

tính chất hợp kim

Bất kể những gì các phương pháp sản xuất kim loại và hợp kim được sử dụng, tài sản của họ được hoàn toàn xác định bởi cấu trúc tinh thể của các giai đoạn và vi của các tài liệu này. Mỗi trong số họ là khác nhau. Các tính chất vĩ mô của hợp kim phụ thuộc vào vi của họ. Họ đang có trong bất kỳ trường hợp phân biệt bởi đặc điểm giai đoạn của họ phụ thuộc hoàn toàn vào cấu trúc tinh thể của vật liệu. tính đồng nhất của vĩ mô không đồng nhất hợp kim (đa pha) thu được bằng cách phân phối thống nhất của giai đoạn trong ma trận kim loại.

Các đặc tính quan trọng nhất của hợp kim được coi là khả năng hàn. Nếu không, họ là kim loại giống hệt nhau. Như vậy, các hợp kim có độ dẫn nhiệt và điện, độ dẻo và độ phản chiếu (bóng).

hợp kim giống

phương pháp khác nhau để sản xuất các hợp kim đã cho phép một người để đưa ra một số lượng lớn các vật liệu kim loại có tính chất và đặc điểm khác nhau. Theo mục đích họ được chia thành các nhóm sau:

• Kết cấu (thép, ĐURA, sắt). Nhóm này bao gồm, hợp kim với tính chất đặc biệt. Vì vậy, chúng khác nhau về bản chất thuộc tính an toàn hoặc chống ma sát. Chúng bao gồm đồng thau và đồng.

• Để lấp đầy các vòng bi (Babbitt).

• Đối với nhiệt điện và thiết bị đo lường (nichrome, Manganin).

• Đối với việc sản xuất các dụng cụ cắt gọt (thắng).

Trong sản xuất của người dân sử dụng các loại vật liệu kim loại như đệm nóng chảy thấp, chịu nhiệt, chống ăn mòn và các hợp kim vô định hình. Cũng rộng rãi nam châm được sử dụng và nhiệt điện (selenua teluridy và bismuth, chì, antimon và những người khác).

ferroalloy

Hầu như tất cả bằng sắt nấu chảy trên thế giới đang hướng đến việc sản xuất đơn giản và thép hợp kim. Nó cũng được sử dụng trong việc sản xuất gang. hợp kim sắt trở nên phổ biến của nó do thực tế có những tính chất có lợi cho con người. Họ đã thu được bằng cách thêm vào các nguyên tố hóa học đơn giản của các thành phần khác nhau. Như vậy, mặc dù thực tế rằng các hợp kim sắt khác nhau được sản xuất trên cơ sở của một chất duy nhất, thép và sắt đúc có đặc tính khác nhau. Do đó họ là các lĩnh vực khác nhau của ứng dụng. Hầu hết thép cứng hơn sắt. phương pháp khác nhau để chuẩn bị các kim loại này cho phép để có được các cấp khác nhau (lớp) của các hợp kim sắt.

Cải thiện tính chất của hợp kim

Thông qua các kim loại hợp kim và một số yếu tố khác có thể lấy tài liệu với các đặc tính được cải thiện. Ví dụ, sức mạnh năng suất của nhôm tinh khiết là 35 MPa. Trong công tác chuẩn bị của hợp kim với đồng (1,6%), Zn (5,6%), magiê (2,5%) chỉ số vượt quá 500 MPa.

Do tỷ lệ khác nhau hợp chất của các chất hóa học khác nhau có thể thu được các vật liệu kim loại với cải thiện tính chất từ, nhiệt hoặc điện. Vai trò chính trong quá trình này là cấu trúc hợp kim đại diện phân phối của các tinh thể của nó và loại hình liên kết giữa các nguyên tử.

Thép và sắt

Các hợp kim này được sản xuất bởi các hợp chất của sắt và cacbon (2%). Trong sản xuất vật liệu hợp kim bổ sung vào họ một niken, crôm, vanadi. Tất cả các loại thông thường của thép được chia thành:

• carbon thấp (0,25% carbon) được sử dụng để sản xuất các công trình khác nhau;

• carbon cao (hơn 0,55%) là để dành cho việc sản xuất các dụng cụ cắt gọt.

thương hiệu khác nhau của thép hợp kim được sử dụng trong cơ khí, và các sản phẩm khác.

một hợp kim của sắt với cacbon, đó là tỷ lệ 2-4% được gọi là gang. Các thành phần của tài liệu này bao gồm silicon. Trong số các sản phẩm gang khác nhau có tính chất cơ học tốt.

kim loại màu

Ngoài sắt, và các yếu tố khác dùng để chế tạo nhiều loại vật liệu kim loại. Như một kết quả của các hợp chất của họ là hợp kim kim loại màu. Trong cuộc sống, người ta đã tìm thấy các vật liệu ứng dụng lớn nhất trên cơ sở:

• Đồng, đồng thau gọi. Chúng chứa 5-45% kẽm. Nếu nội dung là 5-20%, đồng gọi là màu đỏ, và nếu 20-36% - màu vàng. Có hợp kim đồng với silicon, thiếc, berili, nhôm. Họ được gọi là huy chương đồng. Có một số loại của các hợp kim.

• Dẫn đại diện cho một hàn thông thường (tretnik). Trong hợp kim này, để 1 phần của pripadaet hóa học 2 phần thiếc. Trong việc sản xuất các vòng bi sử dụng Babbitt mà là một hợp kim chì, thiếc, asen và antimon.

• nhôm, titan, magiê và berili, đó là các hợp kim loại màu nhẹ có cường độ cao và tính chất cơ học tuyệt vời.

Phương pháp cho việc chuẩn bị

Các phương pháp chính của việc thu thập các kim loại và hợp kim:

• đúc tại đó kiên cố của một hỗn hợp đồng nhất của các thành phần nóng chảy khác nhau. Đối với hợp kim sử dụng, hỏa cho việc thu thập và kim loại electrometallurgical. Các phương án thứ nhất được sử dụng để làm nóng năng lượng nhiệt liệu kết quả trong quá trình đốt. Thu được bằng thép, hỏa trong lò mở lò sưởi và sắt trong lò cao. Khi electrometallurgical quá trình nguyên liệu được làm nóng trong vòng cung hoặc cảm ứng lò điện. Trong trường hợp này, vật liệu rasslavlyaetsya liệu rất nhanh.

• Sữa bột, trong đó bột của các thành phần của nó được sử dụng để sản xuất một hợp kim. Do bức xúc họ để cung cấp cho một hình dạng nhất định, và sau đó thiêu kết trong lò đặc biệt.