Métaux ferreux : gisements, stockage. Métallurgie des métaux ferreux

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les métaux sont des matériaux qui ne perdent jamais leur pertinence. Ils sont largement utilisés dans la vie quotidienne et dans l'industrie. Bien sûr, aujourd'hui, ils ont mis au point de nombreuses substances alternatives différentes, sur la base desquelles des matériaux sont obtenus dont la qualité n'est pas inférieure aux métaux. Cependant, ils ne peuvent pas être complètement remplacés. Il est difficile d'imaginer des clôtures et des portails, des barreaux, des plaques d'égout, des outils et bien plus encore.

Bien que le plastique, le verre, le silicone, le polyéthylène et le polypropylène soient fermement entrés dans la vie moderne d'une personne, il est difficile de remplacer les éléments fondamentaux des structures, de nombreuses pièces de voitures et autres véhicules par une alternative aux métaux. Elle n'existe tout simplement pas.

Métaux dans le tableau périodique

Dans le tableau périodique des éléments chimiques, les métaux occupent une place prépondérante. Sur les 117 positions connues aujourd'hui, plus de 90 appartiennent à des métaux. Tous ces éléments ont un certain nombre de traits caractéristiques qui permettent de les attribuer au groupe de métaux:

1. Capable de conduire l'électricité.
2. Avoir une conductivité thermique.
3. Ductile, ductile, peut être enroulé en feuilles et en fil (pas tous).
4. Avoir un éclat argenté (sauf le cuivre et l'or).

En plus des propriétés générales, chaque élément similaire a un certain nombre de propriétés spécifiques, ce qui le rend si populaire.

Typologie

Tous les métaux en tant que substances simples peuvent également être divisés en trois classes:

1. Noir.
2. Coloré.
3. Précieux.

Les métaux non ferreux comprennent tout sauf le fer et le fer. C'est-à-dire qu'il s'agit de cuivre, de mercure, de palladium, de chrome, de nickel, de zinc, de magnésium, de calcium, d'aluminium, de plomb, d'étain, etc.

Les métaux précieux comprennent les éléments suivants:

• argent;
• or;
• platine.

Métaux ferreux - de quoi s'agit-il ?

Cette classe comprend:

• fer et tous ses alliages;
• manganèse;
• chrome;
• vanadium;
• titane;
• actinides et uranium (thorium, plutonium, neptunium et autres);
• tungstène;
• métaux alcalins.

C'est-à-dire que de toute la variété de ces substances, les métaux ferreux représentent une plus petite partie. Et la plupart du temps, les plus courantes (à l'exception du fer) se trouvent dans la croûte terrestre et les intestins.

Mais malgré le fait que les métaux ferreux soient représentés par un si petit nombre d'éléments, ils sont très courants et volumineux dans la production et la transformation. La masse des produits, pièces, accessoires est constituée de fer et de ses alliages.

La métallurgie des métaux ferreux est assez étendue et demandée dans le monde entier. L'extraction et le traitement du fer est l'une des tâches techniques et économiques avancées de nombreuxpays du monde, dont la Russie.

Dépôts de métaux ferreux sur la planète

Le fer en termes d'exploitation minière occupe la première place parmi tous les métaux. Sa teneur en masse dans la nature, y compris dans la croûte terrestre, se chiffre en milliards. En même temps, selon les experts, l'homme n'a exploré aujourd'hui que cent milliards de tonnes.

Si nous parlons des gisements mondiaux de métaux ferreux, principalement de fer, il convient de noter qu'ils se trouvent sur tous les continents, dans toutes les régions du monde, à l'exception des pointes du Grand Nord. Dans le même temps, la répartition par pays est approximativement la suivante (par ordre décroissant):

• Russie (environ quarante pour cent de toutes les réserves mondiales);
• Brésil;
• Australie;
• Canada;
• États-Unis;
• Chine;
• Inde;
• Suède.

Dépôts en Russie

En Russie, les métaux ferreux sont contenus dans presque tous les grands districts fédéraux.

1. District fédéral central (anomalie magnétique de Koursk) - plus de 59 %.
2. District fédéral de l'Oural - 14 %.
3. District sibérien - 13 %.
4. Extrême-Orient - 8 %.
5. District fédéral du Nord-Ouest - 4 %.
6. Privolzhsky - 0,5 %.

Dans chacun des districts ci-dessus, il y a une entreprise où la métallurgie ferreuse est effectuée. La Russie est un leader mondial incontesté dans cet indicateur et, à en juger par les réserves, cela continuera pendant très longtemps.

Extraction de matière

La production de métaux ferreux implique plusieurs étapes complexes. Premièrement, les métaux ferreux ne se présentent pas sous forme native, mais font partie des minerais correspondants (manganèse, fer, etc.). Par conséquent, avant d'obtenir du métal, il est nécessaire d'extraire la roche de la terre - le minerai.

Ce processus est effectué par l'industrie minière. Dans le même temps, les minerais contenant du fer peuvent être riches et saturés ou pauvres en métal. Par conséquent, après l'extraction de la couche de minerai, son morceau est prélevé pour analyse chimique. Si la teneur quantitative du métal est supérieure à 57-60%, le travail se poursuit. S'il est inférieur, ils s'arrêtent ou se déplacent vers un autre territoire pour rechercher un minerai plus riche. Sinon, ce processus n'est tout simplement pas économiquement viable.

L'étape suivante, qui comprend la production de métal ferreux, est le traitement du minerai extrait dans une usine spéciale. Ce processus s'appelle la métallurgie. Il peut être de plusieurs types:

1. Hydrométallurgie - la technologie d'extraction et de traitement du minerai est basée sur l'utilisation de l'eau. Dans le même temps, lors du processus de lixiviation, les métaux de la composition du minerai passent en solution et de là, ils sont extraits sous forme pure par électrolyse. Énergétiquement et matériellement, cette méthode est plus coûteuse, elle n'est donc utilisée que pour les métaux spéciaux.
2. La pyrométallurgie est la base de la technique d'utilisation du feu. Procédés de traitement thermique du minerai dans les hauts fourneaux utilisant du charbon cokéfié. La façon la plus courante de traiter le minerai etextraction des métaux. Utilisé en métallurgie ferreuse.
3. Biométallurgie. Basée sur l'action d'organismes vivants, elle commence tout juste à être mise en pratique, elle est développée par des biotechnologues. L'essentiel est la capacité de certains micro-organismes à extraire les métaux de la composition des minerais au cours de leur vie.

Traitement

À l'usine de traitement, les minerais extraits contenant des métaux ferreux sont soigneusement traités. Tous ces processus sont reflétés dans le tableau ci-dessous.

Processus technologique	L'essence du processus	Résultat
1. Enrichissement du minerai	Séparation d'une partie du minerai contenant du métal des stériles. Peut se produire de l'une des trois manières suivantes: magnétique (basé sur le ferromagnétisme du fer); gravité (base - différentes densités de déchets et de roche riche); flottation (basée sur l'utilisation d'eau avec un agent moussant).	Obtenez un substrat propre et riche en métaux ferreux, qui est envoyé pour un traitement ultérieur.
2. Agglomération	Le processus de frittage du minerai. Elle est réalisée dans le but d'obtenir une substance pure, sans impuretés de gaz et de poussière, etc.	Obtenez trois types de minerai traité: minerai fritté (cuit à haute température sans accès à l'air); séparé (purifié par séparation); pastille (masse contenant des fondants de fer).
3. Processus de domaine	Cokéfaction du minerai dans un haut fourneau àutiliser comme combustible et réducteur de fer à partir de ses oxydes de charbon.	Obtenez du fer pur, éventuellement déjà allié avec du carbone pour former de l'acier.

C'est ainsi que l'on obtient le fer et ses alliages. Dans ce cas, les coûts matériels maximaux sont consacrés à la préparation et à l'utilisation du coke (charbon). C'est lui qui est un réducteur du fer, un combustible, une source de chaleur, un fournisseur de carbone. Par conséquent, dans le processus décrit, une quantité assez importante est utilisée, d'où les coûts décaissés élevés.

Conditions de stockage

Les métaux ferreux comprennent principalement le fer et ses alliages. Il faut comprendre qu'il s'agit d'un matériau très résistant à la corrosion. Ainsi, le stockage des métaux ferreux nécessite le respect de certaines règles, notamment lorsqu'il s'agit non pas d'ouvrages et de produits, mais de ce qu'on appelle les ferrailles de métaux ferreux (déchets, produits cassés, tôles, tiges, ferrures…):

1. La pièce dans laquelle se trouve le matériel doit être complètement isolée de l'humidité (pluie, neige). Moins il y a d'humidité, plus la durée de conservation est longue.
2. La zone de stockage doit être grande, vous ne pouvez pas stocker des structures en tôle de métaux ferreux à proximité les unes des autres, car cela provoquerait une corrosion précoce.
3. Tout le matériel disponible doit être trié par marque et par taille.

Si ces règles simples sont respectées, il sera possible de freiner le plus longtemps possible les processus de destruction de la structure des métaux.

Alliages ferreux

Kil est d'usage de se référer aux alliages de fer en tant que tels, qui sont divisés en plusieurs types:

1. Acier. Le métal ferreux fusionné avec du carbone donne ce résultat.
2. Fonte. La fonte brute initiale, qui est obtenue dans les hauts fourneaux lors du traitement du minerai, est totalement inadaptée comme matériau pour la production d'appareils électroménagers et d'articles ménagers. Il est trop fragile. Il doit être soumis à un traitement ultérieur sous forme de saturation en fer et en carbone afin d'obtenir un excellent matériau durable. D'autres éléments sont également ajoutés pour améliorer la résistance à la corrosion et les performances.
3. Ferroalliages (silicocalcium, ferrochrome, ferrosilicium, silicomanganèse). L'objectif principal de ces alliages est d'améliorer les caractéristiques techniques du matériau final.

Acier

La place principale parmi tous les alliages de métaux ferreux est donnée à l'acier. Aujourd'hui, nous avons appris à obtenir des résultats très significatifs dans la production de ce matériau aux propriétés importantes prédéterminées. Ce type d'alliage est le plus important pour l'industrie que les métaux ferreux aient donné. Quels aciers sont distingués ?

1. Faible teneur en carbone - utilisé pour fabriquer divers outils.
2. Inox (ils sont utilisés pour fabriquer des tuyaux, des pièces réfractaires, des outils de coupe, des équipements soudés, etc.).
3. Ferrito Chrome.
4. Chrome martensitique.
5. Alliage.
6. Nickel.
7. Chrome.
8. Chrome vanadium.
9. Tungstène.
10. Molybdène.
11. Manganèse.

Il ressort clairement des noms quece sont ces composants qui sont ajoutés au mélange de fer et de carbone dans un certain rapport. Cela affecte un changement significatif dans les propriétés des matériaux résultants.

Métaux secondaires

Malheureusement, autant que nous le voudrions, les choses ne peuvent pas durer éternellement. Au fil du temps, tout devient inutilisable - il se casse, bat, vieillit et se démode. C'est également le cas des structures métalliques ferreuses. Acier, fonte et autres produits, les pièces détachées cessent tout simplement d'être nécessaires.

Ensuite, ils sont remis à des entreprises spécialisées impliquées dans le traitement des matières premières devenues inutilisables. Ce sont maintenant des métaux secondaires noirs. C'est le nom des produits métalliques en métaux ferreux qui sont en panne et inutiles dans la vie de tous les jours.

Les entreprises qui collectent la ferraille doivent respecter certaines règles pour son stockage, son enlèvement et sa vente. La législation de notre pays sur cette question est établie par GOST. Les métaux ferreux, ainsi que les métaux non ferreux, sont soumis à un contrôle strict de la loi.

Les métaux recyclés peuvent être recyclés et remis en production. C'est à la vente à de telles fins que des entrepreneurs intermédiaires achètent de la ferraille noire.

Aujourd'hui, les métaux ferreux sont traités avec respect, ils occupent une position de leader sur le marché de leurs produits.

Utilisation mécanique

Les articles en acier et en fonte, les pièces et divers dispositifs sont largement utilisés dans l'ingénierie mécanique. Ils sont demandés non seulement pourautomobile, mais aussi dans la chimie, la production aéronautique, ainsi que dans la construction navale. Tout cela est dû à la résistance particulière de ces matériaux, à leur résistance à la chaleur et à la corrosion. Les métaux ferreux deviennent le matériau de base pour la production de nombreux types de produits. Parmi les plus courants, citons:

• couvercles latéraux de pignon;
• roulements;
• vannes;
• raccords;
• bagues;
• tuyaux;
• cylindres de voitures et autres véhicules;
• roues dentées;
• maillons de chaîne sur les tracteurs;
• tambours de frein;
• chariots;
• boyaux et ainsi de suite.

Cette liste est interminable, car il y a vraiment beaucoup de produits métalliques ferreux et leurs alliages.

Application dans d'autres industries

Il existe plusieurs domaines principaux dans lesquels les métaux ferreux sont utilisés:

1. Industrie chimique.
2. Ingénierie.
3. Fabrication de meubles spéciaux.
4. Libération des plats.
5. Production de pièces structurelles.

Ce n'est certainement pas une liste complète, mais seulement les domaines les plus courants qui représentent la grande majorité des produits sidérurgiques.