Все существующие металлы подразделяются на чёрные и цветные. К первой категории относится железо и сплавы на его основе. В современном мире цветные металлы – это наиболее ценный материал, используемый в производстве. Благодаря своим преимуществам, они находят широкое применение в тех отраслях промышленности, где крайне важна высокая степень устойчивости к агрессивным условиям окружающей среды.
Понятие
Цветные металлы – это вещества, в состав которых не входит железо. Используются, как правило, в виде сплавов. Благодаря своим свойствам, они имеют большую популярность в ведущих отраслях промышленности: машиностроительной, ракетной, авиационной, медицинской, электронной, приборостроительной и пр.
Цветные металлы – это, зачастую, различные виды проката, предназначенные для последующего изготовления продукции. Вопреки своему названию, они не всегда имеют яркие оттенки и сияющий блеск. Тем не менее, все цветные металлы являются ценным материалом.
Чёткой классификации не существует, чаще всего их условно подразделяют на следующие группы:
- тяжёлые;
- лёгкие;
- малые;
- легирующие;
- благородные;
- редкие.
Каждая группа содержит множество наименований веществ, имеющих различную стоимость. Например, в пункте приёма цветного металла килограмм медного лома покупают в среднем за 300 рублей, а серебряного – 7-30 тыс. рублей (в зависимости от его категории).
Вторичное использование цветмета
Использованный цветмет не утилизируют по многим причинам.
Переработка – дело выгодное
Первичное производство цветмета (из руд) – затратный, трудоемкий, экологически проблемный процесс. Поэтому закономерно стремление предприятий оптимизировать расходы. То есть перерабатывать цветной металлолом. Стоимость процесса впятеро дешевле переработки первичного сырья.
Вторичное использование лома цветмета выгодно: предприятие экономит деньги, попутно избегая штрафов за загрязнение окружающей среды.
Сдатчики цветмета тоже получают неплохие деньги. Поэтому на промышленных предприятиях отработана практика складирования такого металлолома для сдачи на пункт приема либо меткомбинат.
Какой лом берут на переработку
Металлолом подразделяют на два вида:
- Бытовой – корпус, детали отслужившей бытовой техники, гаджетов, кабели.
- Промышленный – не подлежащее ремонту оборудование, изношенные элементы конструкций, стружка, другие отходы, отбраковка производства.
Для переработки годится алюминиевый, медный, никелевый, свинцовый, цинковый, оловянный, титановый лом. Плюс сплавы (бронза, латунь), лом смешанного состава.
Добыча и обработка
Получение ценных веществ – трудоёмкий и экономически затратный процесс. Их содержание в земной коре незначительно и в чистом виде они встречаются крайне редко.
После добычи руда отправляется на завод цветных металлов для переработки. Несмотря на сложность процессов обогащения и последующего изготовления заготовок, по ряду свойств все виды нежелезных материалов не имеют аналогов, чем и обусловлена их популярность.
Способ обработки цветных металлов зависит от вещества, из которого они состоят. К основным технологиям относятся:
- прессование;
- штампование;
- прокатка;
- волочение;
- ковка.
Применение
Многие могут задаться вопросом, почему же эти материалы столь дороги. А заполучив грамм драгоценного металла, что с ним можно сделать на практике? Ответ прост: без определенных навыков и оборудования – ничего.
Так, палладий применяют для чеканки сувенирных и коллекционных момент, которые являются средством вложения капитала. Но в более практичных целях он используется для создания медицинского оборудования. Рутений полезен как один из элементов для очистки воды, а иридий упрочняет сплавы для изделий, которые будут подвержены невероятно высоким температурам.
Многие из цветных металлов используются в качестве средства заработка и сохранения капиталов, участвуя в рыночных торгах как на вполне официальных биржах, так и являясь одним из средств для теневых сделок и взаиморасчетов.
Тяжёлые цветные металлы
В эту группу входят:
- медь,
- свинец,
- цинк,
- никель,
- олово.
Медь – это металл золотисто-розового оттенка, имеющий высокий показатель пластичности. Её главное свойство – электропроводность, за счёт которой она используется, главным образом, в приборостроении и радиоэлектронике. Кроме того, медь имеет замечательную коррозионную стойкость и легко поддаётся обработке. В сочетании с цинком образует латуни, с иными элементами – бронзы.
Свинец – это токсичный металл серого цвета. Несмотря на своё свойство, он крайне востребован в автомобильной, оружейной и медицинской отраслях промышленности. Свинец имеет небольшую температуру плавления (327°С), он податлив и легко прокатывается в тончайшие листы. Его соединения добавляют в топливо для улучшения качественных характеристик последнего, но одновременно при эксплуатации транспорта выхлопные газы существенно загрязняют окружающую среду.
Цинк в чистом виде – это металл сине-белого оттенка. При взаимодействии с воздухом его поверхность тускнеет за счёт появления оксидной плёнки. По объёму использования в ведущих отраслях промышленности цинк занимает 4 место.
Никель – металл серебристо-белого цвета. Пластичный, за счёт чего упрощается процесс обработки. Является ферромагнетиком. Зачастую, никель используют в виде сплавов со сталью, железом, хромом, золотом, серебром, магнием и пр. В чистом виде он служит материалом для изготовления труб, листов, спиралей и т.д.
Олово – металл белого или серого цвета, темнеющий при переходе в порошкообразное состояние. Имеет невысокую температуру плавления (232°С) и хорошую пластичность даже в холодном виде. В соединении с висмутом и кадмием олово используется для производства надёжных крепёжных элементов.
Физические свойства
Характеристики латуни зависят от дополнительных легирующих элементов, добавляемых для улучшения технологических параметров. Например, величина плотности варьируется в диапазоне 8300-8700 кг/м3.
Основные физические свойства латуни такие:
- удельная теплоёмкость при нагревании до 20 C составляет 0,377 кДж·кг−1·K−1;
- удельное электрическое сопротивление 0,07*10−6 Ом·м;
- не является ферромагнетиком, не приобретает магнитных свойств при воздействии критических температур;
- температура плавления составляет в среднем 900 градусов;
- высокая сопротивляемость коррозии и разрушениям;
- прочна;
- пластична,
- хорошо поддается ковке и обработке;
- устойчива к перепадам температур.
Латунь как конгломерат нескольких металлов обладает слабой проводимостью электрического тока. Составные металлы создают искажение кристаллических решеток. Возникающие поля напряжения формируют удельное сопротивление. Медь сама по себе является прекрасным проводником электрического тока, поэтому все провода медные.
Температура плавления латунного сплава зависит от процентного содержания цинка. Чем больше цинка, тем легче расплавить латунь.
Латунный металлопрокат хорошо подвергается дуговой и газовой сварке. Хорошо полируется, прокатывается. Сопротивляется воздействию атмосферных условий лучше, чем чистая медь.
Добавления в латунный сплав висмута и свинца снижают эластичные свойства металла, делая его хрупким при воздействии высоких температур (при 500 градусах).
Лёгкие цветные металлы
Примеры веществ, относящихся к данной группе:
- алюминий,
- магний,
- титан.
Алюминий – лидер по добыче и объемам производства во всём мире. Обладает высокой электропроводимостью, уменьшающейся за счёт добавления различных примесей. Трудно поддаётся сварке, но легко обрабатывается другими способами. Сплавы из алюминия находят широкое применение в авиационной, ракетной, машиностроительной, химической отраслях промышленности. Характеристики материала в сочетании с невысокой стоимостью делают его одним из самых популярных. К примеру, в пункте приёма цветных металлов килограмм алюминия покупают за 35 – 90 рублей.
Магний – вещество серебристо-белого цвета. Оксидная плёнка металла довольно стойкая к агрессивным воздействиям окружающей среды, её разрушение происходит при нагреве до 600°С. При этой же температуре с ошеломительной скоростью сгорает и магний. Основное применение он находит в военной промышленности и при производстве пиротехнических изделий. В виде сплавов – в автомобилестроении и авиации.
Титан – весьма тугоплавкое вещество, обладающее повышенной прочностью и устойчивостью к деформации. Его особенность – парамагнитное свойство. В чистом виде применяется для изготовления различных заготовок, в виде сплавов – для производства деталей и механизмов повышенной прочности и износостойкости.
Химические свойства
Структуру латуни формируют два классических компонента — цинк, медь. В традиционном варианте доля меди не превышает 70%, а цинка – 30%. Разработано несколько сортов технологической латуни, в которой содержание цинка меньше, всего 48%. В металлургической промышленности почти половина всего используемого цинка извлекают из отходов и вторичной переработки.
Есть два вида латуни, имеющих различия во внутренней структуре и химическому составу:
- альфа тип (однофазные), содержание цинка 35 процентов;
- альфа-бета тип (двухфазные), в сплаве 50% цинка и 6% свинца.
Латунь по внешним характеристикам имеет сходство с некоторыми марками бронзы, но не принадлежит к бронзовым материалам.
В составе специальных марок латунных сплавов имеется олово в малых долях. Его применяют в качестве легирующего компонента для улучшения свойств металла. Кроме олова, химический состав латуни может содержать свинец, никель, марганец и другие металлы, способные совершенствовать характеристики материала.
Малые цветные металлы
К ним относятся:
- сурьма,
- ртуть,
- кадмий.
Сурьма – серебристо-белый металл, имеющий синеватый оттенок. Крайне хрупкое вещество, измельчить которое можно даже пальцами рук. Используется в виде сплавов, существенно увеличивая твёрдость соединённого с ней металла. Кроме промышленного применения, сурьма пользуется популярностью и в медицинской отрасли – она эффективна для лечения воспалительных заболеваний слизистой оболочки глаз.
Ртуть – металл, имеющий жидкое агрегатное состояние. Много лет применяется в медицинской отрасли (в термометрах) и передовых технологиях (в датчиках положения, ионных двигателях).
Кадмий – вещество белого цвета с ярким металлическим блеском. Наряду с повышенной твёрдостью легко режется ножом. По своим свойствам близок к ртути и цинку. В чистом виде ядовит для любых живых существ.
Легирующие цветные металлы
Примерами веществ данной группы являются:
- вольфрам,
- молибден,
- ванадий,
- кобальт.
Вольфрам – металл серебристо-белого цвета, внешне напоминающий платину. Является одним из самых тугоплавких и плотных веществ. Используется при производстве режущих инструментов (в т.ч. медицинских), боеприпасов, ювелирных изделий, деталей самолетов и ракет.
Молибден – мягкое вещество серебристого цвета, не встречающееся в природе в чистом виде. По показателю прочности немного уступает вольфраму, но легче поддаётся обработке. Основное применение находит в авиационной и ракетной отраслях промышленности.
Ванадий – серебристо-белый металл, отличающийся высокой пластичностью. В чистом виде используется редко, его основное предназначение – повышение коррозионной стойкости и улучшение механических свойств стали, применяемой в автомобилестроении.
Кобальт – вещество серебристого цвета с желтоватым или синеватым оттенком. Сплавы на его основе используются для производства инструментов, деталей медицинского оборудования.
Рубрика: вопрос — ответ
От чего аллергия на белое золото?
Мнение эксперта
Кибанцева Елена Анатольевна
Аллерголог-иммунолог, клиника «Движение», г.Саратов
Драгметалл абсолютно гипоаллергенный. Аллергическая реакция может появиться только, если присутствуют некачественные примеси, например, никель. Также высыпания могут быть результатом реакции кожи на моющие средства. Во время водных процедур, уборки ювелирные изделия надо снимать. Характерные следы могут остаться при повышенном потоотделении, гормональных нарушениях. Зачастую покраснения появляются на руках, на местах браслетов и колец. Возможно, драгоценности просто малы в размере и натирают кожу.
Можно ли носить желтое и белое золото одновременно?
Мнение эксперта
Мария Баранова
Модельер
Если украшения из разных видов золота носить вместе, то ничего страшного не произойдет, главное делать это стильно. Кроме того, из обоих сплавов изготавливают парные украшения. Например, на классической золотой цепочке не запрещено носить белый крестик, хотя выглядит это негармонично.
Благородные цветные металлы
К ним относятся:
- золото,
- серебро,
- платина.
Золото – химически стойкий металл. Процесс окисления не запускается даже при расплавленном его состоянии. Растворить металл способна только смесь из соляной и азотной кислот («царская водка»). Обладает высокими тягучими показателями, хорошо поддаётся обработке. На бирже цветных металлов золото ценится высоко – цена за 1 грамм составляет 2450 рублей.
Серебро – ковкий и пластичный металл. Имеет очень высокие показатели тепло- и электропроводимости. Несмотря на свою пластичность, он весьма тугоплавкий. Не окисляется под воздействием кислорода.
Платина – среди ювелиров ценится превыше всего, используется в чистом виде. Имеет замечательные антикоррозийные свойства и высокую стойкость к любым химическим реактивам и деформациям. В приёмном пункте цветных металлов 1 грамм лома платины покупают за 1600 рублей.
Не все то золото, что блестит
Золото – металл, наиболее известный среди цветных. В этом нет ничего удивительного, его популярность столь высока, что долгое время им рассчитывались за товары, оно было основой для разнообразных ювелирных украшений и по большому счету стало неким мерилом благосостояния людей. Несколько десятилетий назад расчеты между странами происходили именно в золотом эквиваленте, да и сейчас золотовалютный запас бюджета любого государства является индикатором уровня экономики в целом и богатства населения в частности.
Корме того, золото – металл редкий, но простой в обработке. Основным его достоинством яляется великолепная ковкость, благодаря которой ювелиры создают прекрасные украшения и изделия из желтого материала. Однако в природе мало чистого золота, да и добывать его очень трудно, в связи с этим в него часто добавляют разные добавки, которые несколько меняют цвет и мягкость золота в конечном результате. Список цветных металлов разнообразен, и каждая добавка применяется в разных целях, основными материалами являются:
- медь;
- серебро;
- никель;
- платина;
- палладий;
- цинк.
Каждый из этих металлов меняет исходный цвет получившегося материала, которые может быть с зеленоватым, розовым, белым отливом. Значение также имеет прочность смешанного металла, ведь само по себе золото настолько мягкое, что его можно с легкость поцарапать, разрезать ножом при должном усилии, надкусить зубом. Все эти методы – простой и доступный каждому способ испытать изделие на подлинность.
Кроме ювелирной промышленности, золото применяют в химической отрасли, электронике, космическом и авиастроительстве, при добыче нефти.
Редкие цветные металлы
Примеры веществ, входящих в данную группу:
- ниобий,
- тантал.
Ниобий – металл серого цвета с ярким стальным блеском. Обладает парамагнитными свойствами, имеет очень высокий показатель тугоплавкости. Широко применяется в авиационной промышленности и радиотехнике.
Тантал – вещество серебристого цвета, имеющее высокую твёрдость и плотность. Несмотря на это, легко поддаётся обработке. Применяется в металлургической, химической и ядерной отраслях промышленности.
Способы производства
Латунь относится к таким конгломератам, которые хорошо поддаются методам обработки – ковка, штамповка. При низкой температуре плавления металл демонстрирует хорошие свойства текучести, благодаря чему его широко применяют в литейных цехах.
При плавке латуни активно испаряется цинк.
В металлургической промышленности латунь добывают в специальных огнеупорных емкостях (тиглях), в плавильных печах, в которых тепло передается с помощью излучения от газообразных продуктов сгорания топлива. В печах плавление происходит в короткие сроки и с экономичным расходом энергии.
