Dəmirsiz Metallar Necə Hazırlanır
Alüminium, mis, qurğuşun, sink və titan da daxil olmaqla, əlvan metallar müxtəlif sənaye sahələrində əvəzolunmaz rol oynayır. Əlvan metallardan fərqli olaraq, əlvan metallar dəmir ehtiva etmir və ümumiyyətlə korroziyaya daha davamlı, daha yüngül və daha elastikdir. Bu metalların istehsal üsullarını anlamaq onların əhəmiyyətini və tətbiqlərini anlamaq üçün vacibdir. Bu məqalədə əlvan metalların çıxarılması, təmizlənməsi və emalı üsulları araşdırılır, onları filizdən bazara çıxaran elm və mühəndislik vurğulanır.
Filizlərin çıxarılması
Dəmir olmayan metalların səyahəti mədənçiliklə başlayır. Mədənçilik, digər maddələrlə qarışdırılmış metal birləşmələrindən ibarət təbii olaraq mövcud olan bərk materiallar olan filizlərin yerdən çıxarılmasını əhatə edir. Mədənçilik üsulları metaldan və onun təbii mühitindən asılı olaraq əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər.
1. Açıq Mədənçilik: Bu, yer səthinə yaxın filizlərin çıxarılması üçün ən çox yayılmış üsuldur. Filiz yataqlarına çatmaq üçün böyük karxanalar qazılır. Daha sonra filiz partlayıcı maddələrlə partladılır, yük maşınlarına yüklənir və emal müəssisələrinə daşınır.
2. Yeraltı Mədənçilik: Dərin yataqlarda yerləşən filiz yataqları üçün istifadə edilən bu üsul, filizə çatmaq və çıxarmaq üçün tunellər və şaxtalar yaratmağı əhatə edir. Bu üsul daha çox əmək tələb edir və əhəmiyyətli təhlükəsizlik tədbirləri tələb edir.
Filizlərin konsentrasiyası
Çıxarıldıqdan sonra, qiymətli metal tərkibini tullantı materialından ayırmaq üçün filizin konsentrasiyası aparılmalıdır. Konsentrasiya üsullarına aşağıdakılar daxildir:
1. Xırdalama və üyütmə: Filiz tullantı süxurundan metal daşıyan mineralları azad etmək üçün daha kiçik hissələrə parçalanır.
2. Üzmə: Xırda üyüdülmüş filiz su və kimyəvi maddələrlə qarışdırılaraq məhlul əmələ gətirir. Hava qabarcıqları daxil olur və bu da metalla zəngin mineralların qabarcıqlara yapışmasına və toplanmaq üçün səthə çıxmasına səbəb olur.
3. Maqnit Ayrılması: Maqnit metalları olan filizlər üçün faydalı olan bu üsul, metalla zəngin komponentləri qeyri-metal tullantılarından cəlb etmək və ayırmaq üçün maqnitlərdən istifadə etməyi əhatə edir.
4. Cazibə qüvvəsi ilə ayrılma: Bu, metal tərkibli minerallar və tullantılar arasındakı sıxlıq fərqindən istifadə edərək onları cazibə qüvvəsi ilə ayırmağı əhatə edir.
Ərimə
Konsentrat filiz metalı çıxarmaq üçün əridilməyə məruz qalır. Əritmə, çirkləri təmizləmək və metalı ayırmaq üçün filizi sobada reduksiyaedici maddənin, ənənəvi olaraq koks şəklində olan karbonun iştirakı ilə yüksək temperatura qədər qızdırmaqdan ibarətdir. Xüsusi üsullar emal olunan metaldan asılı olaraq dəyişir.
1. Domna sobası: Əsasən mis və qurğuşun kimi metalların emalı üçün istifadə olunur, filiz, reduksiyaedici maddələr və flüslər sobaya əlavə olunaraq metal və şlak (tullantı) əmələ gətirir.
2. Elektrik Qövs Sobası: Metalların təkrar emalı və təmizlənməsi üçün istifadə edilən bu soba, metalı əritmək üçün elektrik qövsləri vasitəsilə yüksək temperatur yaradır.
3. Qovurma və Reduksiya: Sulfid filizinin emalı kimi bəzi proseslərdə filiz metal sulfidlərini oksidlərə çevirmək üçün qovrulur və sonra metal istehsal etmək üçün reduksiya olunur.
Elektrolitik azalma
Ənənəvi əritmə yolu ilə yüksək reaktivliyə malik və istehsalı çətin olan alüminium və maqnezium kimi metallar üçün elektrolitik reduksiya prosesi istifadə olunur. Bu prosesə metal filizinin məhlulda həll edilməsi və elektrik cərəyanının köməyi ilə metalın reduksiyası və katodda çökdürülməsi daxildir.
1. Hall-Héroult Prosesi: Alüminium istehsalında istifadə edilən boksit filizi alüminium oksidi istehsal etmək üçün təmizlənir və sonra əridilmiş kriolitdə həll olunur. Elektrik cərəyanı keçir və alüminium oksidi alüminium metalına çevrilir.
2. Elektro qazanma: Mis istehsalı üçün tez-tez tətbiq olunur, burada mis sulfat məhlulu katod üzərində təmiz mis çökdürmək üçün elektrolizə məruz qalır.
Təmizləmə və ərintiləmə
Metallar çıxarıldıqdan sonra istənilən tərkibə nail olmaq və qalıq çirkləri təmizləmək üçün əlavə təmizlənir. Təmizləmə üsullarına aşağıdakılar daxildir:
1. Odla Təmizləmə: Metalın əridilməsi və çirklərin təmizlənməsini əhatə edir.
2. Elektrolitik Təmizləmə: Təmiz metal elektrolit elementində anod kimi istifadə olunur və burada katodda təmiz metal çökür. Bu, mis və gümüş kimi metallar üçün geniş istifadə olunur.
Xassələri yaxşılaşdırmaq üçün digər elementlərin əlavə edilməsi prosesi olan ərintilər daha sonra baş verir. Mexaniki, korroziyaya davamlı və ya estetik xüsusiyyətləri artırmaq üçün mis (mis və sink), bürünc (mis və qalay) və duralumin (alüminium və mis) kimi qeyri-dəmir ərintiləri yaradılır.
Forma vermək və formalaşdırmaq
Təmizləndikdən sonra, əlvan metallar tələb olunan formalara tökülür və ya döyülür. Metodlara aşağıdakılar daxildir:
1. Tökmə: Əridilmiş metal istənilən formanı almaq üçün qəliblərə tökülür. Müxtəlif üsullara qum tökmə, qəlib tökmə və fasiləsiz tökmə daxildir.
2. Yayma: İstədiyiniz qalınlığa və formaya nail olmaq üçün metal bir sıra diyircəklərdən keçirilir və bu, adətən təbəqələr, lövhələr və folqalar üçün istifadə olunur.
3. Ekstruziya: Borular, çubuqlar və profillər üçün istifadə edilən vahid en kəsikli uzun formalar yaratmaq üçün metal qəlibdən keçirilir.
4. Döymə: Metal sıxıcı qüvvələr tətbiq etməklə formaya salınır və möhkəm və davamlı hissələr istehsal olunur.
Dəmirsiz Metalların Tətbiqləri
Unikal xüsusiyyətlərinə görə, əlvan metallar müxtəlif sahələrdə tətbiq tapır:
1. Alüminium: Yüngül və korroziyaya davamlıdır, təyyarələrdə, avtomobillərdə, qablaşdırmada və tikintidə istifadə olunur.
2. Mis: Əla elektrik və istilik keçiriciliyi, elektrik naqilləri, santexnika və elektronika üçün vacibdir.
3. Qurğuşun: Sıx və elastikdir, batareyalarda, radiasiya qoruyucularında və tikinti materiallarında istifadə olunur.
4. Sink: Korroziyaya davamlı, poladın sinklənməsi, ərintilərin qəliblənməsi və kimya sənayesində əlavə kimi istifadə olunur.
5. Titan: Yüksək möhkəmlik-çəki nisbəti və korroziyaya davamlılıq, aerokosmik, tibbi implantlar və idman malları üçün vacibdir.
Nəticə
Mədənçilik, konsentrasiya, əritmə, saflaşdırma və formalaşdırma kimi mürəkkəb proseslər əlvan metal filizlərini müasir sənayenin həyati əhəmiyyətli tikinti bloklarına çevirir. Bu prosesləri anlamaqla, gündəlik həyatımız və qabaqcıl texnologiyalarımızın ayrılmaz hissəsi olan metalların istehsalını təmin edən mühəndislik möcüzələrini qiymətləndiririk. Texnologiya inkişaf etdikcə, bu əvəzsiz təbii sərvətlərdən istifadə etmək üsullarımız da inkişaf edəcək və gələcək innovasiyalarda onların yerini təmin edəcək.
