ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Подготовка руд к переработке из "Общая металлургия и технология обработки цветных металлов " Директивами XXIV съезда КПСС по плану развития народного хозяйства СССР предусматривается резкое увеличение производства новых, прогрессивных материалов и широкое внедрение их в народное хозяйство. К числу таких материалов принадлежат и цветные металлы, обладающие целым рядом ценных свойств высокой прочностью и пластичностью, повышенной коррозионной стойкостью и жаропрочностью, легкостью и износостойкостью, специфическими физико-химическими и другими характеристиками. Благодаря этим свойствам цветные металлы и сплавы находят широкое применение в различных областях науки и техники в химии, металлургии, машиностроении, кораблестроении, авиации, оборонной технике, радиоэлектронике и т. д. [c.5] С целью увеличения выпуска цветных металлов расширяются суш,ествующие и строятся новые металлургические заводы, которые оснащаются новой, более производительной техникой. [c.5] С каждым годом возрастает потребность в квалифицированных кадрах мастеров и рабочих, способных использовать новую технику и передовую технологию, обеспечивающую увеличение производства цветных металлов. [c.5] Данная книга составлена в соответствии с программой Государственного комитета Совета Министров СССР по профессионально-техническому образованию и предназначена в качестве учебного пособия для учащихся производственно-технических училищ. Книга может быть использована также как учебное пособие для мастеров и рабочих металлургического производства, занимающихся на курсах повышения квалификации. [c.5] Особые свойства, присущие цветным металлам, обратили на себя внимание людей очень давно. Вначале люди использовали самородные металлы — золото, серебро и медь. Затем научились выплавлять металлы из руд — кислородных, сернистых и других соединений. И, наконец, постепенно с развитием науки и техники производство металлов превратилось в крупнейшую отрасль народного хозяйства — металлургию. [c.6] Металлургия изучает химические основы получения металлов из руд, необходимые для этого физические и технологические условия, включая дробление и переработку руды, выплавку металлов необходимой чистоты, а также получение требуемых для современного машиностроения и строительства сплавов. [c.6] Элементарные сведения о металлах и их сплавах накапливались веками, однако вплоть до XVIII в. они были еще очень скудными. [c.6] Основоположником металлургии как науки был гениальный русский ученый М. В. Ломоносов (1711— 1765 гг.), который, полностью отказавшись от существовавших в то время воззрений средневековья, один из первых определил металлы по их свойствам, отметив, что металлы суть светлые тела, которые ковать можно . Таким образом, М. В. Ломоносов положил в основу определения понятия металла высокую отражательную способность металлических тел, т. е. их блеск, а также присущую им высокую пластичность. Эти признаки и в наше время обязательно включаются в научное определение металла наряду с другими, еще не известными в те далекие времена. [c.6] С развитием науки и, в частности, химии развивалась и металлургия. М. В. Ломоносов утверждал, что металлы являются простыми телами, т. е., как мы теперь говорим, химическими элементами. Заслуга М. В. Ломоносова не только в том, что он развил молекулярно-атомистические представления о веществах, но и открыл закон сохранения массы. В 1763 г. он подробно описал свойства каждого из известных ему металлов в книге Первые основания металлургии или рудных дел , послужившей фундаментом для становления научной металлургии. Эта книга была первым учебником, по которому училось целое поколение русских металлургов. [c.7] Вскоре после М. В. Ломоносова Ж- Пруст (1754— 1826 гг.) установил закон постоянства состава, а знаменитый русский химик Н. Я. Бекетов (1827—1911 гг.) определил порядок вытеснения одних металлов другими из различных соединений, т. е. открыл металлотермический способ производства металлов, который сыграл большую роль в становлении металлургии как науки. Однако наибольшее значение для развития металлургии имеет открытый в 1869 г. Д. И. Менделеевым (1834—1907 гг.) фундаментальный закон химии — периодический закон. На основании периодического закона была создана периодическая система элементов, объединяющая в одно целое все известные химические элементы. Периодическая система Д. И. Менделеева — настоящий путеводитель по миру атомов. Все известные элементы расположены в таблице в порядке возрастания атомных масс. В каждой клетке таблицы имеется химический элемент (рис. 1). Порядковые номера клеток соответствуют заряду ядра и числу электронов на орбитах атома. В вертикальных столбиках таблицы, называемых группами и подгруппами, располагаются родственные элементы с близкими физическими и химическими свойствами. [c.7] В конце ХУП1 в. умели получать всего около десяти чистых металлов. Открытие периодического закона способствовало изучению и поиску новых химических элементов, что незамедлительно сказалось и на увеличении производства металлов. К началу XX столетия металлурги стали получать уже более 50 металлов. [c.10] Бурное развитие различных отраслей промышленности, транспорта, науки и техники требовало применения новых материалов с различными физико-химическими и механическими свойствами. Для удовлетворения этих нужд при создании новых сплавов металлурги в большом количестве стали использовать такие металлы, как алюминий, медь, никель, вольфрам и многие другие элементы. [c.10] Развитие цветной металлургии в России тормозилось социально-экономическими причинами, несмотря на энтузиазм русских ученых, давших миру много открытий и изобретений. В течение XIX в. Россия в области металлургии значительно отстала от других капиталистических стран. В результате доля России в мировой выплавке металла составляла всего около 5,0%. [c.10] В настоящее время ученые и инженеры научились получать все химические элементы, которые входят в состав земной коры, при этом постоянно совершенствуется технология производства как металлов, так и неметаллов. [c.10] Издавна труд металлургов был самым тяжелым, опасным и малопроизводительным вследствие отсутствия какой-либо механизации. Современное металлургическое производство полностью преобразилось — металлургические заводы и комбинаты стали крупными механизированными и автоматизированными предприятиями, потребляющими большое количество сырья, топлива и энергии. [c.10] В химии под металлами понимается определенная группа элементов, обладающих высокой теплопроводностью и электропроводностью, ковкостью и другими свойствами, которые обусловлены наличием в кристаллической решетке определенных связей с большим числом свободно перемещающихся электронов. [c.11] Атомы состоят из очень малыше положительно заряженных ядер, в которых сконцентрирована почти вря их масса. Вокруг ядра с большой скоростью движутся легкие отрицательно заряженные частицы — электроны. Само атомное ядро, занимая всего около одной триллион-ной части объема атома, состоит из плотно упакованных положительно заряженных частиц — протонов и нейтральных частиц — нейтронов, которые не имеют заряда и обладают примерно такой же массой, как и протон. Заряд ядра определяется числом протонов, а атомы различных элементов отличаются между собой зарядом, т. е. количеством протонов. У всех атомов данного химического элемента количество протонов одинаково. Если в ядре 1 протон — это атом водорода, если 2 протона — атом гелия, 3 — лития, 22 — титана и т. д. Однако необходимо отметить, что число нейтральных частиц — нейтронов в атоме данного вещества при этом может быть различным. Так, в атомах титана на 22 протона чаще всего приходится 26 нейтронов, но может быть иногда 24, 25 и даже 28. Атомы с одинаковым зарядом ядра, но с различным количеством нейтронов, а следовательно, и с различной массой называются изотопами. В химическом отношении они практически не различимы между собой. [c.11] Электропроводность и теплопроводность металла обусловлены строго направленным перемещением обобщенных электронов, которое возникает под влиянием внешнего электрического (разность потенциалов) или теплового (нагрев) воздействия. Наиболее электропроводные металлы — медь, серебро и алюминий характеризуются также и высокой теплопроводностью. [c.12] Если в чистом металле находятся инородные частицы, т. е. какие-либо примеси в виде чужеродных атомов или химических соединений, то они в значительной степени влияют на свойства данного элемента. Например, затрудняя движения электронов, примеси снижают теплопроводность и электропроводность, зато, как правило, повышают прочность металла. [c.12] Все вещества в твердом состоянии имеют кристаллическое или аморфное строение. В кристаллах (кристаллическое вещество) атомы расположены в пространстве в строго определенном геометрическом порядке в аморфных же веществах (смола, воск, стекло) атомы располагаются без всякой последовательности, хаотично, беспорядочно. [c.13] Вернуться к основной статье