धातुओं के उत्पादन के लिए तरीके। मिश्र के प्रकार। क्षारीय धातुओं की तैयारी

आधुनिक आदमी अपने दैनिक जीवन में धातुओं की एक किस्म से घिरा हुआ है। अधिकांश सामग्री है कि हम उपयोग करते हैं, इन रसायनों मौजूद हैं। यह सब इसलिए हुआ क्योंकि लोग विभिन्न तरीकों से धातु का उत्पादन करने के मिल गया है।

एक धातु क्या है

अकार्बनिक रसायन में लगे लोगों के लिए ये बहुमूल्य पदार्थों। धातु प्राप्त करने की अनुमति देता है एक व्यक्ति के लिए एक अधिक सही तकनीक बनाने के लिए, हमारे जीवन में सुधार। वे क्या प्रतिनिधित्व करते हैं? इससे पहले कि हम धातुओं के उत्पादन के आम तरीकों पर विचार, यह समझना है कि वे क्या कर रहे हैं आवश्यक है। धातु सरल विशेषता गुण पदार्थों के रूप में रासायनिक तत्वों के एक समूह हैं:

• थर्मल और विद्युत चालकता;

• उच्च लचीलापन;

• चमक।

एक आदमी को आसानी से अन्य पदार्थों से उन्हें अलग कर सकते हैं। सभी धातुओं की एक विशेषता एक विशेष चमक की उपस्थिति है। उन्होंने कहा कि सतह पर गिरने उन्हें छूट न प्रकाश की किरणों का प्रतिबिंब से आता है। चमक - सभी धातुओं के आम संपत्ति है, लेकिन यह सबसे स्पष्ट रूप से चांदी में प्रकट होता है।

आज, वैज्ञानिकों ने इन रासायनिक तत्वों की 96 की खोज की है, हालांकि उनमें से सभी सरकारी विज्ञान द्वारा मान्यता प्राप्त हैं। वे अपने निहित विशेषता संपत्तियों के आधार पर समूहों में विभाजित हैं। इस प्रकार धातुओं निम्नलिखित हैं:

• क्षारीय - 6;

• क्षारीय - 6;

• संक्रमण - 38;

• हल्के - 11;

• semimetals - 7;

• lanthanides - 14;

• एक्टिनाइड्स - 14।

धातु प्राप्त करने के

आदेश मिश्र धातु निर्माण करने के लिए पहले प्राकृतिक अयस्क से धातु प्राप्त करना होगा। मूल निवासी तत्वों - इन पदार्थों है कि मुक्त राज्य में प्रकृति में पाया जाता है। ये प्लैटिनम, सोना, टिन और पारा शामिल हैं। वे यंत्रवत् दोष से या रासायनिक अभिकर्मकों के द्वारा अलग कर रहे हैं।

शेष धातुओं यौगिकों के साथ इलाज के द्वारा निकाले जाते हैं। वे विभिन्न खनिजों में पाए जाते हैं। अयस्क - यह खनिज और चट्टानों, जो के रूप में आक्साइड, कार्बोनेट, या सल्फाइड धातु यौगिक होते हैं। उनके उत्पादन के लिए रासायनिक उपचार का उपयोग कर।

धातु प्राप्त करने के लिए तरीके:

• कार्बन आक्साइड की वसूली;

• टिन प्राप्त पत्थर से टिन;

• से कच्चा लोहा का उत्पादन लौह अयस्क ;

• विशेष भट्टियों में सल्फर यौगिकों के जलने।

धातु प्राप्त करने की सुविधा के लिए अयस्क चट्टानों अपशिष्टों बुलाया विभिन्न पदार्थों उन्हें जोड़ रहे हैं से। उन्होंने इस तरह की मिट्टी, चूना पत्थर, रेत के रूप में अवांछित अशुद्धियों को दूर करने में मदद। इस प्रक्रिया का एक परिणाम के रूप में उत्पादन किया फ्यूज़ होने वाले यौगिकों लावा कहा जाता है।

इससे पहले कि धातु अयस्क गलाने अनावश्यक घटकों के एक बड़े हिस्से को हटाने से समृद्ध दोष का महत्वपूर्ण मात्रा की उपस्थिति में। इस इलाज के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया तरीकों - प्लवनशीलता, चुंबकीय और गुरुत्वाकर्षण विधि।

क्षारीय धातुओं

जन क्षार धातु प्राप्त - एक जटिल प्रक्रिया है। यह तथ्य है कि वे केवल रासायनिक यौगिकों के रूप में प्रकृति में पाए जाते हैं के कारण है। चूंकि वे एजेंटों को कम कर रहे हैं, उनके तैयारी उच्च ऊर्जा की लागत के साथ होगा। वहाँ क्षारीय धातुओं प्राप्त करने के कई तरीके हैं:

• ली vacuo में अपने ऑक्साइड से तैयार किया जा सकता है या पिघल द्वारा अपने क्लोराइड प्रसंस्करण spodumene के दौरान गठन इलेक्ट्रोलीज़।

• सोडियम सील crucibles में कोयले की राख या कैल्शियम के योग के साथ पिघल की क्लोराइड इलेक्ट्रोलीज़ साथ भूनने से निकाला। पहली विधि सबसे अधिक समय-उपभोक्ता है।

• पोटेशियम पिघल इलेक्ट्रोलिसिस या उसके लवण, सोडियम वाष्प अपने क्लोराइड के माध्यम से गुजर प्राप्त की। इसके अलावा यह 440 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एक पिघला हुआ पोटेशियम हाइड्रोक्साइड और तरल सोडियम प्रतिक्रिया द्वारा बनाई है

• 700-800 डिग्री सेल्सियस पर सीज़ियम और rubidium उनके कैल्शियम क्लोराइड बहाल द्वारा निकाले या 650 डिग्री सेल्सियस पर zirconium इस तरह से क्षार धातु की तैयारी बहुत ऊर्जा गहन और महंगी है।

धातुओं और मिश्र धातुओं के बीच मतभेद

सिद्धांत रूप में, धातुओं और उनके मिश्र धातुओं लगभग न के बराबर के बीच एक स्पष्ट सीमा है, क्योंकि यहां तक कि सबसे शुद्ध, सरल पदार्थों दोष का एक अंश है। तो उन दोनों के बीच क्या फर्क है? लगभग सभी उद्योग में और अर्थव्यवस्था की अन्य शाखाओं में इस्तेमाल किया धातु, मुख्य रासायनिक तत्व अन्य घटकों को उद्देश्यपूर्ण जोड़कर प्राप्त मिश्र के रूप में उपयोग किया जाता है।

मिश्र

प्रौद्योगिकी धातु सामग्री की एक किस्म की जरूरत है। इस मामले में, शुद्ध रासायनिक तत्वों व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है क्योंकि वे लोगों के लिए आवश्यक गुण नहीं है। उनकी जरूरतों के लिए हम मिश्र के उत्पादन के लिए विभिन्न तरीकों का आविष्कार किया है। इस अवधि के दो या अधिक रासायनिक तत्वों के होते हैं जो एक macroscopically समरूप सामग्री, को दर्शाता है। जिसमें धातु घटकों मिश्र धातु में प्रमुख हैं। इस पदार्थ का अपना संरचना है। मिश्र में निम्नलिखित घटकों भेद:

• नींव, एक या अधिक धातुओं से मिलकर;

• संशोधित करने और तत्वों alloying के छोटे परिवर्धन;

• अ-नष्ट दोष (प्रक्रिया, प्राकृतिक, यादृच्छिक)।

यही कारण है कि धातु मिश्र मुख्य संरचनात्मक सामग्री रहे हैं। प्रौद्योगिकी में, वहाँ 5000 से अधिक कर रहे हैं।

मिश्र के प्रकार

मिश्र की इस किस्म के बावजूद, ज्यादातर लोगों को उन जो लोहा और एल्यूमिनियम के आधार पर कर रहे हैं के लिए मूल्य खेलते हैं। यह वे है सबसे अधिक बार रोजमर्रा की जिंदगी में पाए जाते हैं, जो। मिश्र के प्रकार अलग हैं। इसके अलावा, वे कई मानदंडों के अनुसार विभाजित हैं। चूंकि मिश्र के उत्पादन के लिए अलग अलग तरीके हैं। इस कसौटी के अनुसार, वे में विभाजित हैं:

• मिश्र धातु है, जो पिघल मिश्रित घटकों के क्रिस्टलीकरण करके प्राप्त कर रहे हैं।

• पाउडर, उच्च तापमान पर पाउडर के मिश्रण और बाद में sintering के संपीड़न का उपयोग करके। और अक्सर इस तरह के मिश्र के घटकों सरल रासायनिक तत्वों न केवल कर रहे हैं, लेकिन इस तरह के ठोस में टाइटेनियम या टंगस्टन मिश्र की carbides के रूप में उनके विभिन्न यौगिकों। उन्हें अलग अलग मात्रा में जोड़ा जा रहा है बदलने के धातु के गुणों सामग्री।

एक समाप्त लेख या workpiece के रूप में मिश्र की तैयारी के लिए तरीके में विभाजित किया गया है:

• कास्टिंग (silumin, कच्चा लोहा);

• deformable (स्टील);

• पाउडर (टाइटेनियम टंगस्टन)।

मिश्र के प्रकार

धातुओं के उत्पादन के लिए तरीके अलग, और इस प्रकार कारण उन्हें सामग्री अलग गुण होते हैं निर्मित कर रहे हैं। ठोस राज्य मिश्र में कर रहे हैं:

• समरूप (वर्दी), एक ही प्रकार के क्रिस्टल से मिलकर। वे अक्सर के रूप में सिंगल फेज में भेजा जाता है।

• विषम (विषम), बहु चरण के रूप में भेजा। वे मिश्र धातु के आधार में प्राप्त कर रहे हैं जब एक ठोस समाधान (मैट्रिक्स चरण) के रूप में लिया जाता है। इस प्रकार की संरचना विषम पदार्थों अपने रासायनिक तत्वों की संरचना पर निर्भर करता है। बीचवाला और स्थानापन्न ठोस समाधान, रासायनिक यौगिकों (carbides, intermetallic यौगिकों, nitrides), सरल पदार्थों की crystallites: ऐसी मिश्र निम्नलिखित घटक शामिल हो सकते हैं।

मिश्र धातु के गुण

क्या धातुओं और मिश्र धातुओं के उत्पादन के तरीकों का इस्तेमाल किया जाता है के बावजूद, उनके गुणों को पूरी तरह से चरणों की क्रिस्टल संरचना और इन सामग्रियों के सूक्ष्म द्वारा निर्धारित किया जाता है। उनमें से प्रत्येक अलग हैं। मिश्र की स्थूल गुण उनके सूक्ष्म पर निर्भर हैं। वे अपने चरण पूरी तरह से सामग्री की क्रिस्टल संरचना पर निर्भर है विशेषताओं से प्रतिष्ठित किसी भी मामले में कर रहे हैं। विषम (अवस्थायाँ) धातु मैट्रिक्स में चरणों के समान वितरण के द्वारा प्राप्त मिश्र की macroscopic एकरूपता।

मिश्र धातु का सबसे महत्वपूर्ण गुण जुड़ने की योग्यता माना जाता है। अन्यथा, वे समान धातुओं रहे हैं। इस प्रकार, मिश्र थर्मल और विद्युत चालकता, लचीलापन और परावर्तन (चमक) है।

किस्मों मिश्र

मिश्र के उत्पादन के लिए विभिन्न तरीकों एक व्यक्ति विभिन्न गुणों और विशेषताओं वाले धातु सामग्री की एक बड़ी संख्या तैयार करने की अनुमति दी है। उद्देश्य वे निम्नलिखित समूहों में विभाजित हैं के अनुसार:

• स्ट्रक्चरल (स्टील, duralumin, लोहा)। इस समूह में विशेष गुणों के साथ मिश्र शामिल हैं। तो वे आंतरिक रूप से सुरक्षित है या विरोधी घर्षण गुण भिन्न होते हैं। ये पीतल और पीतल शामिल हैं।

• बीयरिंग (Babbitt) भरने के लिए।

• इलेक्ट्रिक हीटिंग और मापने के उपकरण (निक्रोम, Manganin) के लिए।

• उपकरण काटने के उत्पादन के लिए (जीत)।

लोगों के उत्पादन में इस तरह के कम पिघलने, गर्मी प्रतिरोधी, जंग प्रतिरोधी और अनाकार मिश्र के रूप में धातु सामग्री के अन्य प्रकार का उपयोग करें। इसके अलावा व्यापक रूप से इस्तेमाल मैग्नेट और thermoelectrics (teluridy selenide और विस्मुट, सीसा, सुरमा और अन्य) कर रहे हैं।

ferroalloy

लगभग सभी दुनिया में smelted लोहे की सरल और के उत्पादन के लिए निर्देशित किया गया है मिश्र धातु स्टील्स। यह भी पिग आयरन के उत्पादन में प्रयोग किया जाता है। लौह मिश्र तथ्य यह है कि मनुष्य के लिए लाभकारी गुण के अधिकारी की वजह से इसकी लोकप्रियता हासिल की। वे विभिन्न घटकों की साधारण रासायनिक तत्व को जोड़कर प्राप्त कर रहे थे। इस प्रकार, तथ्य यह है कि एक भी पदार्थ के आधार पर निर्मित विभिन्न लोहा मिश्र के बावजूद, स्टील्स और ढलवां लोहे अलग गुण होते हैं। इस के कारण वे आवेदन के विभिन्न क्षेत्रों में हैं। अधिकांश स्टील्स लोहे की तुलना में कठिन। इन धातुओं की तैयारी के लिए विभिन्न तरीकों इन लोहा मिश्र के विभिन्न ग्रेड (ग्रेड) प्राप्त करने के लिए अनुमति देते हैं।

मिश्र की बेहतर गुण

alloying धातुओं और कुछ अन्य तत्वों के माध्यम से बेहतर विशेषताओं के साथ सामग्री प्राप्त कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, उपज ताकत शुद्ध एल्यूमीनियम का 35 एमपीए है। तांबा (1.6%), Zn (5.6%), मैग्नीशियम (2.5%) के साथ धातु मिश्र धातु की तैयारी में सूचकांक 500 एमपीए से अधिक है।

विभिन्न रासायनिक पदार्थों की यौगिक विभिन्न अनुपात के कारण, चुंबकीय थर्मल या बिजली के गुणों में सुधार के साथ धातु सामग्री प्राप्त किया जा सकता। इस प्रक्रिया में मुख्य भूमिका मिश्र धातु संरचना अपने क्रिस्टल के एक वितरण और परमाणुओं के बीच बांड के प्रकार का प्रतिनिधित्व करता है।

स्टील और लोहे

इन मिश्र द्वारा उत्पादित कर रहे हैं लोहे के यौगिकों और कार्बन (2%)। एलॉयड सामग्री निकल, क्रोमियम, वैनेडियम उन्हें करने के लिए जोड़ा के उत्पादन में। स्टील के सामान्य प्रकार के सभी में विभाजित है:

• कम कार्बन (0.25% कार्बन) विभिन्न निर्माण के निर्माण के लिए इस्तेमाल किया;

• उच्च कार्बन (एक से अधिक 0.55%) उपकरण काटने के उत्पादन के लिए है।

मिश्र धातु स्टील्स के विभिन्न ब्रांडों मैकेनिकल इंजीनियरिंग, और अन्य उत्पादों में उपयोग किया जाता है।

कार्बन के साथ लोहे की एक मिश्र धातु है, जो 2-4% का प्रतिशत है पिग आयरन कहा जाता है। इस सामग्री की संरचना सिलिकॉन भी शामिल है। विभिन्न कच्चा लोहा उत्पादों का अच्छा यांत्रिक गुणों हो रही है।

अलौह धातुएं

लौह के अलावा, और अन्य तत्वों धातु सामग्री की एक किस्म बनाने के लिए इस्तेमाल किया। उनके यौगिकों के परिणामस्वरूप अलौह धातुओं रहे हैं। जीवन में, लोगों के आधार पर सबसे बड़ी आवेदन सामग्री पाया है:

• तांबा, पीतल कहा जाता है। वे 5-45% जस्ता होते हैं। सामग्री 5-20% है, तो पीतल लाल कहा जाता है, और अगर 20-36% - पीला। वहाँ सिलिकॉन, टिन, बेरिलियम, एल्यूमीनियम के साथ तांबे मिश्र कर रहे हैं। वे कांसे कहा जाता है। इन मिश्र के कई प्रकार हैं।

• लीड एक पारंपरिक सोल्डर (tretnik) का प्रतिनिधित्व। इस मिश्र धातु में, रासायनिक pripadaet 2 भागों टिन का 1 हिस्सा है। बेयरिंग का इस्तेमाल किया Babbitt जो सीसा, टिन, आर्सेनिक और सुरमा की एक मिश्र धातु है के उत्पादन में।

• एल्यूमिनियम, टाइटेनियम, मैग्नीशियम और बेरिलियम, जो उच्च शक्ति और उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों होने हल्के अलौह धातुओं रहे हैं।

तैयार करने के लिए तरीके

धातुओं और मिश्र धातुओं प्राप्त करने की मुख्य तरीके:

• फाउंड्री जो के solidification पर की एक सजातीय मिश्रण अलग पिघला हुआ घटकों। मिश्र के लिए प्राप्त करने और electrometallurgical धातुओं के लिए pyrometallurgical तरीकों का उपयोग कर। पहला अवतार कच्चे तापीय ऊर्जा दहन प्रक्रिया के दौरान जिसके परिणामस्वरूप गर्म करने के लिए प्रयोग किया जाता है। ब्लास्ट फर्नेस में खुले भट्ठी भट्टियां और लोहे में pyrometallurgical स्टील द्वारा प्राप्त। electrometallurgical प्रक्रिया फीडस्टॉक इलेक्ट्रिक आर्क या प्रवेशण भट्टियों में गरम किया जाता है जब। इस मामले में, कच्चे माल rasslavlyaetsya बहुत जल्दी।

• पाउडर, जिसमें उसके घटकों के पाउडर एक मिश्र धातु के उत्पादन के लिए प्रयोग किया जाता है। एक निश्चित आकार देने के लिए उन्हें दबाने के कारण, और उसके बाद विशेष भट्टियों में sintered।