Metales ferrosos: yacimientos, almacenamiento. Metalurgia de metales ferrosos

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Los metales son materiales que nunca pierden su relevancia. Son ampliamente utilizados en la vida cotidiana y en la industria. Por supuesto, hoy han ideado muchas sustancias alternativas diferentes, sobre la base de las cuales se obtienen materiales que no son inferiores en calidad a los metales. Sin embargo, no se pueden reemplazar por completo. Es difícil imaginar vallas y portones, rejas, tapas de alcantarillas, herramientas y mucho más de otra cosa.

Aunque el plástico, el vidrio, la silicona, el polietileno y el polipropileno han entrado con fuerza en la vida moderna de una persona, es difícil reemplazar las partes fundamentales de las estructuras, numerosas partes de los automóviles y otros vehículos con alguna alternativa a los metales. Ella simplemente no existe.

Metales en la tabla periódica

En la Tabla Periódica de Elementos Químicos, los metales ocupan una posición de liderazgo. De las 117 posiciones conocidas en la actualidad, más de 90 pertenecen a los metales. Todos estos elementos presentan una serie de rasgos característicos que permiten atribuirlos al grupo de los metales:

1. Capaz de conducir electricidad.
2. Tener conductividad térmica.
3. Dúctil, dúctil, se puede enrollar en láminas y alambre (no todo).
4. Tener un brillo plateado (excepto cobre y oro).

Además de las propiedades generales, cada elemento similar tiene una serie de propiedades específicas, lo que lo hace tan popular.

Tipología

Todos los metales como sustancias simples también se pueden dividir en tres clases:

1. Negro.
2. Coloreado.
3. Precioso.

Los metales no ferrosos incluyen todo excepto el precioso y el hierro. Es decir, es cobre, mercurio, paladio, cromo, níquel, zinc, magnesio, calcio, aluminio, plomo, estaño, etc.

Los metales preciosos incluyen lo siguiente:

• plata;
• oro;
• platino.

Metales ferrosos: ¿qué son?

Esta clase incluye:

• hierro y todas sus aleaciones;
• manganeso;
• cromo;
• vanadio;
• titanio;
• actínidos y uranio (torio, plutonio, neptunio y otros);
• tungsteno;
• metales alcalinos.

Es decir, de toda la variedad de estas sustancias, los metales ferrosos representan una parte menor. Y en su mayoría no los más comunes (con la excepción del hierro) se encuentran en la corteza terrestre y las entrañas.

Pero a pesar de que los metales ferrosos están representados por un número tan pequeño de elementos, son muy comunes y voluminosos en la producción y el procesamiento. La masa de productos, piezas, accesorios está hecha de hierro y sus aleaciones.

La metalurgia de metales ferrosos es bastante extensa y demandada en todo el mundo. La extracción y procesamiento del hierro es una de las tareas técnicas y económicas avanzadas de muchospaíses del mundo, incluida Rusia.

Depósitos de metales ferrosos en el planeta

El hierro en términos de minería ocupa el primer lugar entre todos los metales. Su contenido de masa en la naturaleza, incluso en la corteza terrestre, es de miles de millones. Al mismo tiempo, según los expertos, hoy el hombre ha explorado solo cien mil millones de toneladas.

Si hablamos de los yacimientos mundiales de metales ferrosos, principalmente hierro, cabe señalar que se encuentran en todos los continentes, en todas las partes del mundo, excepto en los puntos del Extremo Norte. A su vez, la distribución por países es aproximadamente la siguiente (en orden descendente):

• Rusia (alrededor del cuarenta por ciento de todas las reservas mundiales);
• Brasil;
• Australia;
• Canadá;
• EE. UU.;
• China;
• India;
• Suecia.

Depósitos en Rusia

En Rusia, los metales ferrosos se encuentran en casi todos los distritos federales a gran escala.

1. Distrito Federal Central (anomalía magnética de Kursk): más del 59%.
2. Distrito Federal de los Urales - 14%.
3. Distrito Siberiano - 13%.
4. Lejano Oriente - 8%.
5. Distrito Federal del Noroeste - 4%.
6. Privolzhsky - 0,5%.

En cada uno de los distritos anteriores hay una empresa donde se lleva a cabo la metalurgia ferrosa. Rusia es un claro líder mundial en este indicador y, a juzgar por las reservas, esto continuará durante mucho tiempo.

Extracción de material

La producción de metales ferrosos implica varios procesos de etapas complejas. En primer lugar, los metales ferrosos no se encuentran en forma nativa, sino que forman parte de los minerales correspondientes (manganeso, hierro, etc.). Por lo tanto, antes de obtener metal, es necesario extraer roca de la tierra - mineral.

Este proceso lo lleva a cabo la industria minera. Al mismo tiempo, los minerales que contienen hierro pueden ser ricos y saturados o pobres en metal. Por lo tanto, después de la extracción de la capa de mineral, su pieza se toma para análisis químico. Si el contenido cuantitativo del metal supera el 57-60%, el trabajo continúa. Si es más bajo, se detienen o se trasladan a otro territorio para buscar minerales más ricos. De lo contrario, este proceso simplemente no es económicamente viable.

La siguiente etapa, que incluye la producción de metal ferroso, es el procesamiento del mineral extraído en una planta especial. Este proceso se llama metalurgia. Puede ser de varios tipos:

1. Hidrometalurgia: la tecnología para extraer y procesar el mineral se basa en el uso del agua. Al mismo tiempo, en el proceso de lixiviación, los metales de la composición del mineral pasan a la solución y de allí se extraen en forma pura por electrólisis. Energética y materialmente, este método es más costoso, por lo tanto, se usa solo para metales especiales.
2. La pirometalurgia es la base de la técnica del uso del fuego. Procesos de tratamiento térmico de minerales en altos hornos utilizando carbón coquizado. La forma más común de procesar el mineral yextracción de metales. Usado en metalurgia ferrosa.
3. Biometalurgia. Basado en la acción de los organismos vivos, recién comienza a ponerse en práctica, está siendo desarrollado por biotecnólogos. La conclusión es la capacidad de algunos microorganismos para extraer metales de la composición de los minerales durante su vida.

Procesando

En la planta de procesamiento, los minerales extraídos que contienen metales ferrosos se procesan cuidadosamente. Todos estos procesos se reflejan en la siguiente tabla.

Proceso tecnológico	La esencia del proceso	Resultado
1. Beneficio de mineral	Separación de parte del mineral que contiene metal de la roca estéril. Puede ocurrir de una de estas tres formas: magnético (basado en el ferromagnetismo del hierro); gravedad (base - diferentes densidades de desechos y rocas ricas); flotación (basado en el uso de agua con un agente espumante).	Obtenga un sustrato limpio y rico en metales ferrosos, que se envía para su posterior procesamiento.
2. Aglomeración	El proceso de sinterización del mineral. Se lleva a cabo con el fin de obtener una sustancia pura, sin impurezas de gases y polvo, etc.	Consigue tres tipos de mineral procesado: mineral sinterizado (horneado a altas temperaturas sin acceso al aire); separado (purificado por separación); pellet (masa que contiene fundentes de hierro).
3. Proceso de dominio	Coquización del mineral en un alto horno enuso como combustible y reductor de hierro a partir de sus óxidos de carbón.	Obtenga hierro puro, opcionalmente ya aleado con carbono para formar acero.

Así se obtiene el hierro y sus aleaciones. En este caso, los costos máximos de material se gastan en la preparación y uso de coque (carbón). Es él quien es un agente reductor del hierro, un combustible, una fuente de calor, un proveedor de carbono. Por lo tanto, en el proceso descrito, se usa una cantidad bastante grande, de ahí los altos costos de efectivo.

Condiciones de almacenamiento

Los metales ferrosos incluyen principalmente el hierro y sus aleaciones. Debe entenderse que este es un material muy resistente a la corrosión. Por lo tanto, el almacenamiento de metales ferrosos requiere el cumplimiento de ciertas reglas, especialmente cuando se trata no de estructuras y productos, sino de la llamada chatarra de metales ferrosos (residuos, productos rotos, láminas, varillas, accesorios, etc.):

1. La habitación en la que se encuentra el material debe estar completamente cerrada a la humedad (lluvia, nieve). Cuanto menos humedad, más larga la vida útil.
2. El área del almacén debe ser grande, no se pueden almacenar estructuras de láminas de metales ferrosos cerca unas de otras, ya que esto provocará una corrosión temprana.
3. Todo el material disponible debe ordenarse por marca y tamaño.

Si se observan estas reglas simples, será posible restringir los procesos de destrucción de la estructura de los metales durante el mayor tiempo posible.

Aleaciones ferrosas

Kes costumbre referirse a las aleaciones de hierro como tales, las cuales se dividen en varios tipos:

1. Acero. El metal ferroso fusionado con carbono da este resultado.
2. Hierro fundido. El arrabio inicial, que se obtiene en altos hornos durante el procesamiento del mineral, es completamente inadecuado como material para la producción de electrodomésticos y artículos para el hogar. Es demasiado frágil. Debe someterse a un procesamiento adicional en forma de saturación con hierro y carbono para obtener un material duradero excelente. También se agregan otros elementos para mejorar la resistencia a la corrosión y el rendimiento.
3. Ferroaleaciones (silicocálcico, ferrocromo, ferrosilicio, silicomanganeso). El objetivo principal de estas aleaciones es mejorar las características técnicas del material final.

Acero

El acero ocupa el lugar principal entre todas las aleaciones de metales ferrosos. Hoy hemos aprendido cómo lograr resultados muy significativos en la producción de este material con propiedades importantes predeterminadas. Este tipo de aleación es la más importante para la industria que han dado los metales ferrosos. ¿Qué aceros se distinguen?

1. Bajo carbono: se utiliza para fabricar diversas herramientas.
2. Inoxidables (se utilizan para fabricar tuberías, piezas refractarias, herramientas de corte, equipos soldados, etc.).
3. Ferrito cromado.
4. Cromo martensítico.
5. Aleado.
6. Níquel.
7. Cromo.
8. Cromo vanadio.
9. Tungsteno.
10. Molibdeno.
11. Manganeso.

Es obvio por los nombres queson estos componentes los que se agregan a la mezcla de hierro y carbono en una cierta proporción. Esto afecta un cambio significativo en las propiedades de los materiales resultantes.

Metales secundarios

Desafortunadamente, por mucho que nos gustaría, las cosas no pueden durar para siempre. Con el tiempo, todo se vuelve inutilizable: se rompe, golpea, envejece y pasa de moda. Este es también el caso de las estructuras de metales ferrosos. Acero, hierro fundido y otros productos, las piezas de repuesto simplemente dejan de ser necesarias.

Luego se entregan a empresas especiales involucradas en el procesamiento de materias primas que se han vuelto inutilizables. Ahora estos son metales secundarios negros. Este es el nombre de los productos metálicos hechos de metales ferrosos que están fuera de servicio y son innecesarios en la vida cotidiana.

Aquellas empresas que recolectan chatarra deben cumplir con ciertas reglas para su almacenamiento, retiro y venta. La legislación de nuestro país sobre este tema está establecida por GOST. Los metales ferrosos, así como los no ferrosos, están bajo estricto control de la ley.

Los metales reciclados se pueden reciclar y volver a poner en producción. Es para la venta con tales fines que los empresarios intermediarios compran chatarra negra.

Hoy en día, los metales ferrosos son tratados con el debido respeto, ocupan una posición de liderazgo en el mercado de sus productos.

Uso mecánico

Los artículos, piezas y diversos dispositivos de acero y hierro fundido se utilizan ampliamente en la ingeniería mecánica. Están en demanda no sólo paraautomóvil, sino también en la producción química, aviación, así como en la construcción naval. Todo esto se debe a la fuerza especial de estos materiales, su resistencia al calor y a la corrosión. Los metales ferrosos se están convirtiendo en el material base para la producción de muchos tipos de productos. Entre los más comunes están:

• cubiertas laterales de engranajes;
• rodamientos;
• válvulas;
• accesorios;
• bujes;
• tubos;
• cilindros de automóviles y otros vehículos;
• ruedas dentadas;
• eslabones de cadena en tractores;
• tambores de freno;
• carruajes;
• carcasas y así sucesivamente.

Esta lista es interminable, porque realmente hay muchos productos de metales ferrosos y sus aleaciones.

Aplicación en otras industrias

Hay varias áreas principales en las que se utilizan metales ferrosos:

1. Industria química.
2. Ingeniería.
3. Producción de muebles especiales.
4. Liberación de platos.
5. Producción de piezas estructurales.

Ciertamente, esta no es una lista completa, sino solo las áreas más comunes que representan la gran mayoría de los productos de acero.