Классификация цветных металлов
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Цветные металлы – техническое название всех металлов и их сплавов (кроме железа и его сплавов). Термин «цветные металлы» в русском языке соответствует термину «не железные металлы». В технике принята условная классификация цветных металлов, по которой они разделены по различным признакам, характерным для той или иной группы: легкие металлы, тяжелые металлы, благородные металлы, редкие металлы.

 Легкими металлами принято считать все металлы и сплавы, плотность которых не превышает 3,5г/см3. Это щелочные, щелочноземельные и редкоземельные металлы (они располагаются в левой верхней части таблицы Менделеева). Из них широкое применение в качестве конструкционных материалов находят алюминий и магний. Легируя эти металлы с другими элементами, получают множество различных алюминиевых и магниевых сплавов. Бериллий немного тяжелее магния, но его отличают высокой прочностью и другими важными техническими свойствами. Правда, эти сплавы гораздо дороже и поэтому применяются только для специальных целей. Среди легких металлов есть такие, которые легче воды, например литий, натрий и калий. Это действительно были бы идеальные конструкционные материалы, если бы не их чрезвычайно высокая химическая активность. Они быстро вступают во взаимодействие с кислородом, причем реакция протекает очень бурно, соприкасаясь с водой, создают дым, огонь. Шипение. Для технических конструкций из всех легких металлов пригодны только алюминий, магний, а также сплавы на их основе.

К группе тяжелых металлов принадлежат более 40 элементов с высокой относительной плотностью более 5 г/см3. В эту группу входят цветные металлы, такие как свинец, медь, цинк, никель. Кадмий, кобальт, олово, сурьма, ртуть.

В атмосферном воздухе тяжелые металлы присутствуют в форме органических и неорганических соединений в виде пыли, аэрозолей, и в газообразной элементной форме. В водных средах тяжелые металлы присутствуют в трех формах: взвешенные частицы, коллоидные частицы и растворенные соединения. Значительная часть тяжелых металлов переносится поверхностными водами во взвешенном состоянии. В почвах тяжелые металлы содержатся в водорастворимой, ионообменной и непрочно адсорбированной формах. Из тяжелых металлов в технике чаще всего используются медь, свинец, цинк, олово и никель. С каждым годом в мире производят все больше этих металлов: так, годовое производство меди с начала 20 века выросло в десять раз. Но потребности растут еще быстрее, и некоторых металлов уже явно не хватает. Суровая экономическая необходимость заставляет собирать и пускать в дело металлолом, непрерывно совершенствовать методы обогащения и металлургической переработки, что дает возможность рентабельно добывать металлы из более бедных руд. Приходится строго следить, чтобы тяжелые цветные металлы применялись только там, где их особые свойства необходимы, и где их нельзя заменить другими материалами.

К группе благородных металлов относят золото, серебро, платина, рутений, родий, палладий, осмий и иридий. Они гораздо реже, чем остальные металлы, вступают в химические реакции и образуют соединения с другими элементами. По этой причине они встречаются в природе почти исключительно в самородном, т.е. более или менее чистом виде. Однако это не означает, что благородные металлы в принципе неспособны к химическим реакциям и, следовательно, абсолютно не поддаются коррозии. Серебро корродирует в газах, содержащих серу, и поверхность серебряных предметов покрывается коричневым или черным слоем сульфата серебра даже при ничтожном содержании в воздухе сернистых соединений. Золото тоже не так устойчиво. Его сильно разъедают хлор и бром, а в смеси ( в пропорции 3:1 ) концентрированных соляной и азотной кислот ( так называемой царской водке) растворяются и золото, и платина. Наряду с великолепной коррозийной стойкостью эти металлы обладают и другими достоинствами, которые делают их незаменимыми для специальных технических целей; сюда, в частности, относятся непревзойденная электропроводность серебра, хорошие механические свойства платиновых сплавов, сохраняющиеся и при высоких температурах, а также специфические свойства платиновых сплавов, особенно ценные при изготовлении электрических контактов. Благородные металлы находят самые разнообразные применения в современной технике. Но по сравнению с другими техническими металлами их количественная доля очень не велика. Поскольку они слишком дороги. 

В группу редких металлов входят свыше 50 элементов. Это металлы, относительно новые в технике или еще мало используемые и освоенные. Масштабы производства и области применения еще не стабилизировались и продолжают быстро развиваться. Большинство редких металлов мало распространены, а часто и рассеяны в земной коре, их извлечение из сырья и получение в чистом виде связаны с большими техническими трудностями. В этом причина относительно позднего открытия, изучения и технического освоения редких металлов. Редкие металлы необходимы для таких новых отраслей техники, как скоростная авиация, ракетостроение, электроника, атомная энергетика. На основании близости физико-химических свойств, сходства технологии производства и по некоторым другим признакам редкие металлы классифицируются на: легкие – рубидий, цезий; тугоплавкие – титан, цирконий, гафний; рассеянные – вольфрам, галлий, индий, таллий; радиоактивные – франций, уран, радий.

В рудном сырье редкие металлы обычно содержатся в небольших концентрациях, и сырье часто является сложным, комплексным. Поэтому большое значение в технологии извлечения редких металлов имеет большое значение обогащение руд и химические процессы выделения, разделения и очистки соединений редких металлов. В металлургии редкие металлы широко используют разные методы: восстановления окислов и солей газами, углеродом или металлами, термическую диссоциацию соединений. Электролиз в водных и расплавленных средах, вакуумную, дуговую, электроннолучевуюпарку.

 

Дата: 2019-12-10, просмотров: 217.