Виды цветных металлов — особенности обработки и использования

Различные виды цветных металлов являются основой современной промышленности. Алюминий, магний, титан, литий и другие легкие металлы используются повсеместно, благодаря своим уникальным свойствам и характеристикам. Цветные металлы характеризуются отсутствием или минимальным содержанием железа в их составе, что делает их немагнитными и обеспечивает высокую стойкость к коррозии.

Получение цветных металлов

Основной процесс получения цветных металлов начинается с добычи руд, содержащих нужные элементы, и их последующей переработки, которая может включать в себя различные методы. Пирометаллургия, гидрометаллургия и электрометаллургия – три основных метода, используемых для извлечения металлов из руд. В процессе пирометаллургии руды подвергаются воздействию высоких температур для переплавки и извлечения металла. Например, для получения алюминия используется процесс электролиза расплавленных солей, известный как процесс Холла-Эру. Магний часто получают путем электролиза расплавленного магниевого хлорида или путем термического восстановления оксида магния. Титан извлекается из своих руд с помощью процесса Кролла, который включает в себя хлорирование и восстановление тетрахлорида титана магнием или натрием.

При гидрометаллургии используют водные растворы для выщелачивания металла из руды, за которым следует дополнительная очистка и электролитическое осаждение. Этот метод особенно эффективен для получения металлов, таких как медь, цинк и никель.

Электрометаллургия представляет собой технологию извлечения металлов из растворов или расплавов с помощью электролиза. Литий, например, может быть получен из его солей путем электролитического восстановления.

После извлечения металлы подвергаются дополнительным процедурам очистки для удаления примесей и улучшения их свойств. Затем их можно использовать в чистом виде или для создания сплавов с улучшенными характеристиками, таких как бронза, силумин и дюралюминий, которые широко применяются в различных отраслях промышленности.

Ценность цветных металлов также проявляется в возможности их переработки и повторного использования. Сдача легких сплавов в специализированные пункты приема может принести значительную прибыль. Прибыль выше, если они обладают высокой чистотой и качеством. Сдавать цветные металлы в переработку могут как физические, так и юридические лица.

Виды легких цветных металлов

Легкие цветные металлы составляют значительную часть неферрометаллургии и включают в себя широкий спектр элементов с разнообразными свойствами и областями применения. К основным представителям этой группы относят алюминий, магний, титан, литий, олово, бериллий, кадмий, таллий, галлий, висмут и индий. Они обладают сравнительно малой плотностью и высокой устойчивостью к коррозии. Это делает их незаменимыми во многих отраслях промышленности.

Олово, характеризующееся хорошей пластичностью и устойчивостью к окислению, широко используется в производстве паяльных материалов и покрытий для защиты от коррозии. Бериллий, несмотря на свою токсичность при обработке, ценится за высокую жесткость, прочность и теплопроводность. Он высоко востребован в аэрокосмической промышленности, ядерной энергетике и производстве специальных сплавов.

Кадмий обладает низким коэффициентом трения и хорошей устойчивостью к коррозии, что делает его подходящим для использования в аккумуляторах, покрытиях и стабилизаторах. Таллий и его соединения применяются в электронике, оптических системах, а также в медицине. Галлий, известный своими полупроводниковыми свойствами, необходим при производстве электронных компонентов, например, светодиодов и фотоэлементов.

Висмут — элемент с низкой токсичностью и высокой температурой плавления. Используется в медицине, косметике, а также как заменитель свинца в различных сплавах из-за его безопасности. Индий, хотя и встречается в природе редко, имеет ключевое значение в производстве жидкокристаллических дисплеев, солнечных панелей и другой электроники.

Эти металлы и их сплавы, такие как бронза, силумин и дюралюминий, обеспечивают надежность и долговечность в сферах их применения. Они популярны в производстве различных изделий и конструкций в авиации, транспортном машиностроении, строительстве, электронике, медицине и многих других отраслях. При этом эти металлы подлежат сдаче в переработку, что не только способствует сохранению окружающей среды, но и может стать источником прибыли для компаний и индивидуальных предпринимателей, работающих в сфере металлургии и переработки металлов.

Виды тяжелых цветных металлов

Тяжелые цветные металлы — это категория, которая включает металлы с высокой плотностью и обычно более высокой атомной массой по сравнению с легкими цветными металлами. Играют важную роль в различных отраслях промышленности благодаря своим уникальным свойствам.

Медь известна своей выдающейся электро- и теплопроводностью, а также пластичностью. Незаменима в электротехнике и электронике, а также в производстве теплообменников и различных деталей машин. Цинк, хотя и хрупкий при комнатной температуре, обретает пластичность при нагревании и имеет хорошую коррозионную стойкость. Часто используется при производстве гальванических покрытий и в  литейном производстве.

Свинец — тяжелый и мягкий металл, который легко ковать и который легко принимает различные формы при литье. Обладает отличными звуко- и виброизоляционными свойствами и используется в защитных покрытиях от радиации, аккумуляторах, а также в кабельной промышленности. Латунь — сплав меди и цинка, иногда с добавлением других элементов, обеспечивает хорошую коррозионную стойкость и механическую прочность. Широко используется в сантехнике, декоративных элементах и музыкальных инструментах.

Виды малых цветных металлов

Малые цветные металлы — это группа, которая включает металлы, используемые в меньших количествах по сравнению с их более распространенными аналогами. Несмотря на это, играют ключевую роль в определенных областях промышленности.

Сурьма, с её серебристо-белым цветом и хрупкостью. Используется для увеличения твердости и прочности свинца в аккумуляторах и для производства огнестойких материалов. Ртуть уникальна тем, что остается жидкой при стандартных условиях. Она часто применяется в медицинских термометрах, а также в высокотехнологичных приложениях, таких как датчики положения и ионные двигатели.

Кадмий, хотя является токсичным в чистом виде, применяется в никель-кадмиевых аккумуляторах, а также в качестве стабилизатора и улучшителя свойств в производстве пластмасс и красителей. Благодаря своим свойствам, схожим со свойствами ртути и цинка, кадмий также находит применение в производстве полупроводников и телевизионных фосфоров.

Виды легирующих цветных металлов

Легирующие цветные металлы — это группа металлов, которые добавляют в сплавы для придания им особых свойств, таких как улучшенная прочность, твердость, стойкость к коррозии или теплостойкость. Часто эти металлы не пригодны для применения в чистом виде из-за их специфических характеристик и высокой стоимости.

Молибден, хотя и не встречается в чистом виде в природе, применяется в виде легирующей добавки, улучшая прочностные характеристики сталей, особенно при высоких температурах. Это делает его ценным материалом в авиационной и ракетной промышленности. Вольфрам, известный своей исключительной тугоплавкостью и плотностью, находит применение в производстве режущих инструментов, а также в ювелирном деле и в изготовлении элементов и деталей, подвергающихся экстремальным температурам.

Кобальт, благодаря своей твердости и способности сохранять свойства при высоких температурах, используется в производстве сверхпрочных сплавов для медицинского инструментария и деталей, подвергающихся износу. Ванадий, добавляемый в микроскопических количествах, значительно увеличивает прочность и устойчивость стали к ударным нагрузкам, что делает его незаменимым в автомобилестроении и строительстве.

Благородные цветные металлы

Благородные металлы — это особая категория цветных металлов, которые характеризуются высокой химической стойкостью, редкостью и, как следствие, высокой ценностью. Эти металлы часто используются в ювелирных изделиях, промышленности и инвестировании.

Золото, один из самых ценных металлов. Ценится за свою химическую стойкость и высокую пластичность. Оно не реагирует с большинством химических веществ и сохраняет блеск даже при воздействии элементов. Эти свойства делают золото идеальным для использования в ювелирных изделиях, электронных компонентах и как средство сохранения стоимости.

Серебро, хотя и менее ценно, чем золото, обладает высочайшей электро- и теплопроводностью среди всех металлов. Это делает его незаменимым в электронной и электротехнической промышленности. Его пластичность и легкость в ковке позволяют создавать изысканные ювелирные и декоративные изделия.

Платина — наиболее твердый и стойкий к коррозии вид благородных металлов. Используется в чистом виде для изготовления высококачественных ювелирных изделий и в качестве катализатора в химической промышленности. Устойчивость к химическим веществам и высокие антикоррозийные свойства делают платину востребованным материалом в автомобилестроении для изготовления катализаторов в выхлопных системах.

Виды редких цветных металлов

Редкие цветные металлы представляют собой группу металлов, которые встречаются в земной коре в ограниченных количествах и обладают уникальными свойствами. Незаменимы в ряде промышленных и технологических приложений.

Тантал — твердый и плотный металл с серебристым оттенком. Часто используется для производства электронных компонентов, таких как конденсаторы и микрочипы, благодаря своей способности выдерживать высокие температуры и сопротивляться коррозии. Ниобий — серое вещество со стальным отливом. Применяется в производстве сверхпроводников, а также в качестве легирующего элемента в сталях, используемых в авиационной и радиотехнической промышленности.

Виды и маркировка лома цветных металлов

Тема утилизации и переработки лома цветных металлов важна не только с экономической точки зрения, но и для снижения экологического воздействия. При приеме в переработку цветного металлолома используют особую классификацию по типам и маркировке в соответствии с ГОСТ.

• Класс А включает лом и куски отходов, которые могут быть переплавлены и повторно использованы.
• Класс Б — это мелкие отходы, такие как стружка и проволока, которые также подлежат переработке.
• Класс В — это отходы в виде порошка, требующие специального обращения и встречающиеся у металлов, таких как вольфрам и молибден.
• Класс Г включает в себя остальные виды вторичного сырья, которые не подпадают под категории А, Б или В.

Перед транспортировкой лома необходимо получить сертификат безопасности, который подтверждает отсутствие загрязнений химического и радиационного типа, а также степени взрывоопасности. Все виды лома должны соответствовать нормам загрязнения, установленным ГОСТом 12.1.005, чтобы обеспечить безопасность и соблюдение экологических норм.

Министерство природных ресурсов и экологии РФ подразделяет цветной металлолом на пять классов, учитывая химические, радиационные и взрывоопасные свойства. В зависимости от уровня опасности, который металлолом представляет для экосистемы, он может быть категоризирован как обладающий высокой, умеренной, малой или низкой опасностью для окружающей среды. Поэтому пункты приема металлолома должны иметь лицензию, чтобы обеспечить безопасное обращение с материалами, особенно с теми, которые могут представлять угрозу для здоровья и экологии.

При приеме лома обязательно учитываются его физические параметры: величина, происхождение, степень однородности, процент засора, химический состав, физический износ и габаритные размеры.

В целях маркировки лома при транспортировке указывают наименование, обозначение по ГОСТу, вид вторичного сырья и марку сплава. Это нужно для обеспечения точной идентификации материала и его свойств. Такую маркировку надежно крепят к грузу для сверки в процессе транспортировки и при получении в конечной точке назначения.

Также при работе с металлами используют марочник — специальный документ, который содержит информацию о всех маркировках металла или сырья и используется для определения марки металла.