Metais ferrosos: depósitos, armazenamento. Metalurgia de Metais Ferrosos

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Metais são materiais que nunca perdem sua relevância. Eles são amplamente utilizados na vida cotidiana e na indústria. É claro que hoje eles criaram muitas substâncias alternativas diferentes, com base nas quais são obtidos materiais que não são inferiores em qualidade aos metais. No entanto, eles não podem ser completamente substituídos. É difícil imaginar cercas e portões, grades, tampas de bueiros, ferramentas e muito mais de outra coisa.

Embora plástico, vidro, silicone, polietileno e polipropileno tenham entrado firmemente na vida moderna de uma pessoa, é difícil substituir as partes fundamentais das estruturas, inúmeras peças de carros e outros veículos por qualquer alternativa aos metais. Ela simplesmente não existe.

Metais na Tabela Periódica

Na Tabela Periódica dos Elementos Químicos, os metais ocupam uma posição de destaque. Das 117 posições conhecidas hoje, mais de 90 pertencem aos metais, todos esses elementos possuem uma série de características que permitem atribuí-los ao grupo dos metais:

1. Capaz de conduzir eletricidade.
2. Tem condutividade térmica.
3. Dúctil, dúctil, pode ser enrolado em folhas e arames (não todos).
4. Têm um brilho prateado (exceto cobre e ouro).

Além das propriedades gerais, cada elemento semelhante tem um número de propriedades específicas, o que o torna tão popular.

Tipologia

Todos os metais como substâncias simples também podem ser divididos em três classes:

1. Preto.
2. Colorido.
3. Preciosa.

Metais não ferrosos incluem tudo, exceto metais preciosos e ferro. Ou seja, é cobre, mercúrio, paládio, cromo, níquel, zinco, magnésio, cálcio, alumínio, chumbo, estanho e assim por diante.

Metais preciosos incluem o seguinte:

• prata;
• ouro;
• platina.

Metais ferrosos - o que são?

Esta classe inclui:

• ferro e todas as suas ligas;
• manganês;
• chrome;
• vanádio;
• titânio;
• actinídeos e urânio (tório, plutônio, neptúnio e outros);
• tungstênio;
• metais alcalinos.

Ou seja, de toda a variedade dessas substâncias, os metais ferrosos representam uma parte menor. E principalmente não os mais comuns (com exceção do ferro) estão na crosta terrestre e nas entranhas.

Mas apesar de os metais ferrosos serem representados por um número tão pequeno de elementos, eles são muito comuns e volumosos na produção e processamento. A massa de produtos, peças, acessórios é feita de ferro e suas ligas.

A metalurgia de metais ferrosos é bastante extensa e procurada em todo o mundo. A extração e processamento de ferro é uma das tarefas técnicas e econômicas avançadas de muitospaíses do mundo, incluindo a Rússia.

Depósitos de metais ferrosos no planeta

O ferro em termos de mineração está em primeiro lugar entre todos os metais. Seu conteúdo de massa na natureza, inclusive na crosta terrestre, está na casa dos bilhões. Ao mesmo tempo, segundo os especialistas, hoje o homem explorou apenas cem bilhões de toneladas.

Se falarmos dos depósitos mundiais de metais ferrosos, principalmente ferro, deve-se notar que eles estão em todos os continentes, em todas as partes do mundo, exceto nos pontos do Extremo Norte. Ao mesmo tempo, a distribuição por país é aproximadamente a seguinte (em ordem decrescente):

• Rússia (cerca de quarenta por cento de todas as reservas mundiais);
• Brasil;
• Austrália;
• Canadá;
• EUA;
• China;
• Índia;
• Suécia.

Depósitos na Rússia

Na Rússia, os metais ferrosos estão contidos em quase todos os distritos federais de grande escala.

1. Distrito Federal Central (anomalia magnética de Kursk) - mais de 59%.
2. Distrito Federal dos Urais - 14%.
3. Distrito Siberiano - 13%.
4. Extremo Oriente - 8%.
5. Distrito Federal Noroeste - 4%.
6. Privolzhsky - 0,5%.

Em cada um dos distritos acima existe um empreendimento onde se realiza metalurgia ferrosa. A Rússia é líder mundial nesse indicador e, a julgar pelas reservas, isso continuará por muito tempo.

Extração de material

A produção de metais ferrosos envolve vários processos de etapas complexas. Em primeiro lugar, os metais ferrosos não ocorrem na forma nativa, mas fazem parte dos minérios correspondentes (manganês, ferro e assim por diante). Portanto, antes de obter o metal, é necessário extrair rocha da terra - minério.

Este processo é realizado pela indústria de mineração. Ao mesmo tempo, minérios contendo ferro podem ser ricos e saturados ou pobres em metal. Portanto, após a extração da camada de minério, sua peça é levada para análise química. Se o conteúdo quantitativo do metal for superior a 57-60%, o trabalho continua. Se for mais baixo, eles param ou se mudam para outro território para procurar minério mais rico. Caso contrário, este processo simplesmente não é economicamente viável.

A próxima etapa, que inclui a produção do metal ferroso, é o beneficiamento do minério extraído em usina especial. Esse processo é chamado de metalurgia. Pode ser de vários tipos:

1. Hidrometalurgia - a tecnologia de extração e beneficiamento do minério é baseada no uso da água. Ao mesmo tempo, no processo de lixiviação, os metais da composição do minério passam para a solução e, a partir daí, são extraídos na forma pura por eletrólise. Energeticamente e materialmente, este método é mais caro, portanto, é usado apenas para metais especiais.
2. Pirometalurgia é a base da técnica do uso do fogo. Processos de tratamento térmico de minério em altos-fornos com carvão coqueado. A maneira mais comum de processar minério eextração de metais. Usado em metalurgia ferrosa.
3. Biometalurgia. Baseado na ação de organismos vivos, está apenas começando a ser colocado em prática, está sendo desenvolvido por biotecnólogos. O resultado final é a capacidade de alguns microorganismos de extrair metais da composição de minérios durante sua vida.

Processando

Na planta de beneficiamento, os minérios extraídos contendo metais ferrosos são cuidadosamente processados. Todos esses processos estão refletidos na tabela abaixo.

Processo tecnológico	A essência do processo	Result
1. Beneficiamento de minério	Separação de parte do minério contendo metal do estéril. Pode acontecer de três maneiras: magnético (baseado no ferromagnetismo do ferro); gravidade (base - diferentes densidades de resíduos e rochas ricas); flotação (baseada no uso de água com agente espumante).	Obtenha um substrato limpo e rico em metal ferroso, que é enviado para processamento adicional.
2. Aglomeração	O processo de sinterização do minério. É realizado para obter uma substância pura, sem impurezas de gases e poeira, e assim por diante.	Pegue três tipos de minério processado: minério sinterizado (cozido em altas temperaturas sem acesso ao ar); separado (purificado por separação); pellet (massa contendo fluxos de ferro).
3. Processo de domínio	Coqueificação de minério em alto-forno emuso como combustível e redutor de ferro a partir de seus óxidos de carvão.	Obtenha ferro puro, opcionalmente já ligado com carbono para formar aço.

É assim que se obtém o ferro e suas ligas. Neste caso, os custos máximos de material são gastos na preparação e utilização do coque (carvão). É ele que é um agente redutor do ferro, um combustível, uma fonte de calor, um fornecedor de carbono. Portanto, no processo descrito, uma quantidade bastante grande é usada, daí os altos custos de caixa.

Condições de armazenamento

Os metais ferrosos incluem principalmente o ferro e suas ligas. Deve ser entendido que este é um material muito resistente à corrosão. Portanto, o armazenamento de metais ferrosos exige o cumprimento de determinadas regras, principalmente quando se trata não de estruturas e produtos, mas da chamada sucata de metais ferrosos (resíduos, produtos quebrados, chapas, vergalhões, ferragens etc.):

1. A sala em que o material está localizado deve ser completamente fechada contra umidade (chuva, neve). Quanto menos umidade, maior a vida útil.
2. A área do armazém deve ser grande, não se pode armazenar estruturas de chapas de metais ferrosos próximas umas das outras, pois isso provocará corrosão precoce.
3. Todo material disponível deve ser classificado por marca e tamanho.

Se essas regras simples forem observadas, será possível conter os processos de destruição da estrutura dos metais pelo maior tempo possível.

Ligas Ferrosas

Ké costume referir-se às ligas de ferro como tal, que são divididas em vários tipos:

1. Aço. Metal ferroso fundido com carbono dá este resultado.
2. Ferro fundido. O ferro-gusa inicial, obtido nos altos-fornos durante o beneficiamento do minério, é totalmente inadequado como material para a produção de eletrodomésticos e utensílios domésticos. Ele é muito frágil. Deve ser submetido a um processamento posterior na forma de saturação com ferro e carbono para obter um material de excelente durabilidade. Outros elementos também são adicionados para melhorar a resistência à corrosão e o desempenho.
3. Ferroligas (silicocálcio, ferrocromo, ferrosilício, silicomanganês). O principal objetivo dessas ligas é melhorar as características técnicas do material final.

Aço

O principal lugar entre todas as ligas de metais ferrosos é dado ao aço. Hoje aprendemos a obter resultados muito significativos na produção deste material com propriedades importantes pré-determinadas. Este tipo de liga é a mais importante para a indústria que os metais ferrosos deram. Quais aços são distinguidos?

1. Baixo carbono - usado para fazer várias ferramentas.
2. Inoxidável (são usados para fazer tubos, peças refratárias, ferramentas de corte, equipamentos soldados, etc.).
3. Ferrito Chrome.
4. Cromo martensítico.
5. Ligado.
6. Níquel.
7. Chrome.
8. Chrome vanadium.
9. Tungstênio.
10. Molibdênio.
11. Manganês.

É óbvio pelos nomes quesão esses componentes que são adicionados à mistura de ferro e carbono em uma determinada proporção. Isso afeta uma mudança significativa nas propriedades dos materiais resultantes.

Metais Secundários

Infelizmente, por mais que gostaríamos, as coisas não podem durar para sempre. Com o tempo, tudo se torna inutilizável - quebra, bate, envelhece e sai de moda. Este também é o caso das estruturas metálicas ferrosas. Aço, ferro fundido e outros produtos, peças de reposição simplesmente deixam de ser necessárias.

Depois são entregues a empresas especiais envolvidas no processamento de matérias-primas que se tornaram inutilizáveis. Agora estes são metais secundários pretos. Este é o nome de produtos de metal feitos de metais ferrosos que estão fora de serviço e desnecessários na vida cotidiana.

Os empreendimentos que coletam sucata devem cumprir certas regras para seu armazenamento, remoção e venda. A legislação do nosso país sobre esta questão é estabelecida pelo GOST. Os metais ferrosos, assim como os não ferrosos, estão sob estrito controle da lei.

Metais reciclados podem ser reciclados e colocados novamente em produção. Está à venda para tais fins que os empreendedores intermediários compram sucata preta.

Hoje, os metais ferrosos são tratados com o devido respeito, ocupam uma posição de liderança no mercado de seus produtos.

Uso mecânico

Itens de aço e ferro fundido, peças, vários dispositivos são amplamente utilizados na engenharia mecânica. Eles são procurados não apenas paraautomóvel, mas também na produção química, aeronáutica, bem como na construção naval. Tudo isso se deve à resistência especial desses materiais, sua resistência ao calor e resistência à corrosão. Os metais ferrosos estão se tornando a matéria-prima para a produção de muitos tipos de produtos. Entre os mais comuns estão:

• capas laterais da engrenagem;
• rolamentos;
• válvulas;
• acessórios;
• buchas;
• pipes;
• cilindros de carros e outros veículos;
• rodas de engrenagem;
• elos de corrente em tratores;
• tambor de freio;
• carruagens;
• revestimentos e assim por diante.

Esta lista é interminável, porque realmente existem muitos produtos de metais ferrosos e suas ligas.

Aplicação em outras indústrias

Existem várias áreas principais nas quais os metais ferrosos são usados:

1. Indústria química.
2. Engenharia.
3. Produção de móveis para fins especiais.
4. Lançamento de pratos.
5. Produção de peças estruturais.

Esta não é certamente uma lista completa, mas apenas as áreas mais comuns que representam a grande maioria dos produtos siderúrgicos.