Цветные металлы, какие они бывают

Всем, наверное, известно, о черных и цветных металлах. Взять для примера железо. Оно является черным металлом соответственно и то, что происходит из железа: сталь и чугун также черные. Все остальные металлы считаются цветными. Драгоценные, к примеру, еще называют благородными (золото, платина), но все равно они относятся к цветным металлам. Для промышленности, цветные, одни из самых главных.

Крылатый металл – алюминий. У нас на планете он распространен больше всего. Почему такое название крылатый или летающий? Просто из смеси его с компонентами цветных металлов (медью, марганцем и магнием) получили уникальный состав для производства самолетов, да и не только самолетов, например даже искусственное тело, первое запущенное на орбиту планеты имело оболочку именно из этого сплава - дуралюмин.

Так как он является одним из тех металлов, что есть на планете больше чем других, то и применение его нашло себе место практически везде. Это и машиностроение (корпуса двигателей), и строительство (облицовка зданий и окна), Химическая отрасль (техника по выделке кислотных соединений), в быту (посуда и лодки, мебель) все делается либо из самого металла, либо из его сплавов.

Во Франции построили уникальный корабль, полностью из этого металла. Все оснащение, начиная от мебели, и заканчивая корпусом, сделано именно из летающего металла.

Следующий металл, по очереди - медь. Основным достоинством меди все-таки есть токопроводимость. Именно поэтому она и используется в электротехнике. Кроме проводов из этого продукта изготовляют обмотки для трансформаторов, наматывают генераторы, просто тянут высоковольтные линии. В сплавах меди: латунь и бронза, также присутствуют такие же качества повышенной токопроводимости, поэтому их тоже используют, наравне с медью.

Магний - уникальный металл, серебристого и белого цветов. Во время нагрева чистого металла, он ярко вспыхивает. Раньше этим свойством пользовались фотографы. Оказавшись в сплаве, магний, придает ему необычайную твердость, и перестает реагировать на повышение температур. Именно поэтому из таких вот сплавов и делают температуро-устойчивые детали для двигателей в авиации. Многие детали для космических ракет тоже производят из такого сплава.

Следующим в нашем списке, идет титан. У него свойства по прочности самые высокие. И тугоплавкость намного больше, нежели у остальных. Поэтому где нужна повышенная прочность и задействуют титан.

Теперь у нас на очереди ртуть. Этот металл знаком всем, в основном из-за градусников. Но применение этого элемента намного шире. Из него делают, например капсюли для патронов, используют и в лекарственных препаратах.

Из-за своих разных возможностей цветные металлы и добываются совсем непохожим образом, понятно, что на первом этапе технология схожа. Берется обогащенная руда. Хотя само обогащение руд цветных металлов более трудоемко, чем у черных. Необходимо выделить все возможные примеси (сера, железо и кислород).

При процессе обжига руды, получается как бы замена, одного элемента другим. Сера меняется на кислород. Называется новый элемент, который мы так получили - оксид. Для того чтобы выделить кислород и восстановить необходимый нам металл его расплавляют в домне.

При высоких температурных показателях в домне, добавляют тот химический элемент, который как бы любит кислород: кремний, водород или углерод. И во время реакции кислород перебегает, к какому-то из них.

Еще один способ для замены, когда используют хлор. Тогда руду просто хлорируют, а в расплав добавляют магний.

Для того чтобы получить чистые металлы по категории, с цветными придется проделать очень сложные операции. Для образца возьмем медь. Выплавляется она в специальных нагревательных печах. По своему устройству, такая конструкция напоминает сооружение «печь мартеновская». Только вот на выходе мы получаем продукт, носящий наименование штейн. Это сплав меди и железа, золота и других различных примесей. Причем самой меди тут меньше, ее примерно процентов тридцать от объема. Поэтому приходится этот сплав продувать через конвектор. И если для чугуна это происходит быстро, буквально несколько минут, то для меди процесс займет час. Так получается не совсем очищенная медь, которая называется черновая. Примесей в ней всего один или два процента, но и этого много для чистого металла.

Следующим этапом рафинируют металл под воздействием огня. Здесь выжигается сера и часть не нужных добавок, оставшихся в составе. Частично выходит и оксид меди. Для того чтобы кислород освободил расплав, в него погружают деревянные бруски. Как бы дразнят бурлящий расплав металла. Эта операция, кстати, так и называется: «дразнение». Для окончательного расставания с кислородом делается добавка древесного угля.

И теперь у нас осталось только выделить золото и серебро.

Здесь потребуется процесс электролиза. Берем пластину металла полученного перед этим, он будет анодом, и погружаем в раствор. Состав раствора: серная кислота и медный купорос. Катодом у нас служит лист чистой меди. При электролизе ток перенесет медь с анода на катод, а все примеси осядут.

Электролиз позволяет получать многие цветные металлы, в том числе и крылатый металл алюминий.

Для его получения приходится прилагать еще больше сил. Так как руда алюминия – глинозем очень тугоплавкая (две тысячи пятьдесят градусов), приходится делать раствор криолита. Криолит, это смесь алюминия, фтора и натрия. Точка расплав всего тысяча градусов. При процессе электролиза алюминий оседает на катод.

Есть еще способ получения металлов без повышения температур. Это делается путем растворения металлов и называется это направление – гидрометаллургия.

Металл просто растворяют кислотами или водой и потом извлекают с помощью обменных химических реакций или опять электролизом.

Практически все руды цветных металлов в той или иной мере содержат несколько видов металла. На специальных производствах их просто достают одни за другими в порядке цепи. Процесс изъятия основывается на свойствах специальных смол-ионитов. Каждая из них вытягивает на себя какой-нибудь один металл.

Еще есть технология выделения металлов при помощи бактерий. Некоторые из них расщепляют разные металлы. Технология с применением бактерий очень проста и поэтому значительно удешевляет процесс получения металлов и увеличивает возможность добычи.