المعادن تحيط بنا دائما وفي كل مكان. اليوم هو جزء لا يتجزأ من العديد من الأشياء التي نستخدمها كل يوم. يكفي مجرد إلقاء نظرة حول الغرفة التي تتواجد فيها لفهم أن الأمر كذلك حقًا.
منذ المدرسة ، نعلم أن كل هذه المعادن مقسمة إلى مجموعتين كبيرتين - المعادن الحديدية وغير الحديدية. أي منهم ينتمي إلى أي مجموعة ، علينا معرفة ذلك. ما هي المعادن غير الحديدية الموجودة على كوكبنا؟
ما هو المعدن الأسود
فئة "المعادن الحديدية" تشمل الحديد وسبائكه الموجودة حاليا. يوجد الحديد في شكله النقي فقط في المعامل البحثية. أساسا من الصلب.
يتكون هذا النوع من المعدن من خلال الجمع بين الحديد والكربون وإضافة عناصر إضافية تعطي المعدن الناتج خصائص معينة ضرورية في إنتاج معين (على سبيل المثال ، مغناطيسي).
الحديد والصلب
كقاعدة عامة ، في إنتاج المعادن الحديدية ، هناك عدة مراحل قياسية: استخراج الخام ومعالجته في فرن الصهر. بعد ذلك ، يتم الحصول على الحديد الزهر ، والذي يتم الحصول عليه لاحقًاأي نوع من سبائك الصلب والحديد. غالبًا ما تستخدم هذه الأخيرة في الصناعات الثقيلة. على عكسهم ، تعتبر المعادن غير الحديدية مادة أكثر نعومة ذات خصائص مختلفة قليلاً ، يتم استخدامها في منطقة مختلفة.
تشتمل تركيبة الحديد الزهر على 93٪ حديد وحوالي 3-5٪ كربون ، بالإضافة إلى العناصر المتبقية بكميات صغيرة. نادرًا ما تستخدم هذه المادة في الإنتاج لأنها هشة. يمكن العثور عليها في صناعة أنواع معينة من الأنابيب أو الصمامات أو الصمامات. لكن معظم الحديد المنتج (أكثر من 90٪) تتم معالجته في صلب.
الأنواع الرئيسية من الفولاذ المصنوع من الحديد هي: الكربون والفولاذ منخفض الكربون (المقوى) والفولاذ المقاوم للصدأ والفريت والكروم والكروم والكروم المارتنسيتي والكروم والفاناديوم والسبائك والنيكل والتنغستن والموليبدينوم والصلب المنغنيز.
خام الحديد
في شكله النقي ، يتم احتواء هذا العنصر من الجدول الدوري في قشرة الأرض بكميات صغيرة إلى حد ما (5.5٪ فقط). لكن يوجد الكثير منه في تكوين خامات الحديد المختلفة.
أهم الرواسب (الاحتياطي أكثر من 30 تريليون طن) هي طبقات من الكوارتز الحديدي يبلغ عمرها أكثر من ملياري سنة. يتم توزيعها بشكل رئيسي في أماكن مثل أمريكا الجنوبية والشمالية وأفريقيا والهند وغرب أستراليا.
ما هي المعادن غير الحديدية
مجموعة كبيرة أخرى من المعادن ، على عكس سابقتها ، لديها المزيدالخواص اللينة ، فهي أكثر مرونة ، ولديها موصلية حرارية وكهربائية ، ومقاومة للتآكل وغيرها الكثير.
المعادن غير الحديدية هو الاسم المشترك لجميع المعادن وسبائكها ، باستثناء الحديد. يمكن أن يطلق عليها أيضًا "معادن غير حديدية" ، وهو أمر عادل تمامًا.
المعادن غير الحديدية هي:
- الذهب والفضة والبلاتين (المعادن الثمينة) ؛
- الألومنيوم والتيتانيوم والمغنيسيوم والليثيوم والبريليوم (ضوء) ؛
- النحاس والقصدير والرصاص والزنك والكوبالت والنيكل (ثقيل) ؛
- النيوبيوم ، الموليبدينوم ، الزركونيوم ، الكروم ، التنغستن (حراري) ؛
- الإنديوم ، الغاليوم ، الثاليوم (مبعثر) ؛
- سكانديوم ، الإيتريوم وجميع اللانثانيدات (الأرض النادرة) ؛
- الراديوم والتكنيشيوم والأكتينيوم والبولونيوم والثوريوم والفرانسيوم واليورانيوم وعناصر ما بعد اليورانيوم (المشعة).
تاريخ علم المعادن غير الحديدية
تُستخدم المعادن غير الحديدية بنشاط اليوم في الهندسة والصناعات الكيماوية والبناء والعديد من مجالات الإنتاج الأخرى. بفضل التقدم العلمي والتكنولوجي ، يتوسع نطاق هذه المواد باستمرار ، وتستمر تقنيات تعدين المعادن في التحسن.
مع مرور الوقت ، نما استخدام المعادن غير الحديدية ، مما أدى إلى اكتشاف عناصر وأسماء جديدة. بدأ استخدام المزيد والمزيد من المعادن في الإنتاج. في بداية القرن العشرين ، تم استخدام حوالي 15 عنصرًا ، وبعد 50 عامًا - ضعف هذا العدد. حتى الآن ، يتم استخدام أكثر من 70 معدنًا مختلفًا ، وهي الأغلبية بين المعادن الحاليةمشهور
كان النمو في مستوى الطلب على المعادن الثقيلة غير الحديدية بسبب الاحتياجات المتزايدة للصناعة العسكرية (لإنتاج الذخيرة) ، ولكن تم استخدام مجموعة من المعادن الخفيفة في صناعة الطيران.
استخدمت المجموعة النبيلة على نطاق واسع في صناعة الحلي والحلي منذ العصور القديمة. في التسعينيات من القرن العشرين ، تم استخدام 78٪ من الذهب و 36٪ من البلاتين و 15٪ من الفضة لهذه الأغراض. إذا أخذنا مجالات أخرى حيث يتم استخدام المعادن غير الحديدية الثمينة ، فهذه هي الإنتاج الإلكتروني (جهات الاتصال الذهبية في الأجهزة) ، وإنتاج السيارات (حوالي 43٪ من البلاتين) ، وتم استخدام الفضة في صناعة الأفلام والمواد الفوتوغرافية.
ميزات المعادن غير الحديدية
لكل معدن من هذه المجموعة خصائص تحدد بشكل كبير انتمائه إليها. وهذا يؤدي أيضًا إلى استخدام المعادن غير الحديدية في العديد من الصناعات.
لذلك ، على سبيل المثال ، تتمتع معظمها بسعة حرارية عالية وموصلية حرارية ، مما يمنحها القدرة على التبريد بسرعة بعد اللحام. هناك جانب سلبي لهذا: عند العمل مع معادن مثل المغنيسيوم والنحاس ، تحتاج إلى تسخينها مباشرة قبل اللحام ، وأثناء العملية نفسها ، تحتاج إلى استخدام مصادر حرارة قوية حتى لا تبرد.
خاصية مميزة أخرى هي تقليل الخواص الميكانيكية. في ضوء ذلك ، من الضروري العمل معهم بعناية لتجنب التشوه.
المعادن غير الحديدية في عملية التسخين بنشاطتتفاعل مع الغازات. يظهر التيتانيوم والموليبدينوم والتنتالوم بوضوح هذه الخاصية.
يمكن استخدام هذه المجموعة من المعادن لفترة طويلة ، لكن يجب حمايتها من الأكسجين الذي يدمر المعادن. للقيام بذلك ، فإن الموصلات ، على سبيل المثال ، مغطاة بورنيش واقي. في السابق ، كان المعدن يفسح المجال لإجراء التحضير في طبقتين.
خامات النحاس
هذا النوع من الخامات هو الأكثر شيوعًا في فئة المعادن غير الحديدية. يحتوي هذا المعدن أيضًا على أوسع مجالات الاستخدام: البناء ، والطاقة الصناعية ، وتصنيع الطائرات ، والطب ، وإنتاج مبادلات حرارية فعالة وغيرها الكثير.
أماكن رواسب النحاس متنوعة أيضًا. اليوم ، تعلق أهمية كبيرة على الخامات الضعيفة المنتشرة (النوع البورفيري) ، والتي يتم استخراجها في فتحات البراكين. يتكون عنصر كيميائي من محلول ساخن يأتي من غرف الصهارة. يوجد احتياطي كبير من هذا الخام في أمريكا الشمالية والجنوبية.
نوع آخر من خام النحاس هو البيريت ، المستخرج من قاع البحار والمحيطات. المصدر - الأراضي في جبال الأورال.
ومصدر ضخم آخر لهذه الخامات هو الحجر الرملي النحاسي (منطقة تشيتا في روسيا ، كاتانغا في إفريقيا).
وهكذا فإن المعادن غير الحديدية مادة لا غنى عنها لتصنيع أشياء كثيرة تحيط بنا.
