Logam besi: deposit, penyimpanan. Metalurgi logam besi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Logam adalah material yang tidak pernah kehilangan relevansinya. Mereka banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan dalam industri. Tentu saja, hari ini mereka telah menemukan banyak zat alternatif yang berbeda, atas dasar yang diperoleh bahan yang kualitasnya tidak kalah dengan logam. Namun, mereka tidak dapat sepenuhnya diganti. Sulit membayangkan pagar dan gerbang, palang, penutup lubang got, peralatan dan banyak lagi dari sesuatu yang lain.

Meskipun plastik, kaca, silikon, polietilen, dan polipropilena telah memasuki kehidupan modern seseorang dengan kuat, sulit untuk mengganti bagian-bagian mendasar dari struktur, banyak bagian mobil dan kendaraan lain dengan alternatif apa pun selain logam. Dia tidak ada.

Logam dalam Tabel Periodik

Dalam Tabel Periodik Unsur Kimia, logam menempati posisi terdepan. Dari 117 posisi yang diketahui saat ini, lebih dari 90 adalah milik logam. Semua elemen ini memiliki sejumlah fitur karakteristik yang memungkinkan mereka dikaitkan dengan kelompok logam:

1. Mampu menghantarkan listrik.
2. Memiliki konduktivitas termal.
3. Ductile, ductile, dapat digulung menjadi lembaran dan kawat (tidak semua).
4. Memiliki kilau perak (kecuali tembaga dan emas).

Selain sifat umum, setiap elemen serupa memiliki sejumlah sifat khusus, yang membuatnya sangat populer.

Tipologi

Semua logam sebagai zat sederhana juga dapat dibagi menjadi tiga kelas:

1. Hitam.
2. Berwarna.
3. Berharga.

Logam non-ferrous mencakup segala sesuatu kecuali berharga dan besi. Yaitu tembaga, merkuri, paladium, kromium, nikel, seng, magnesium, kalsium, aluminium, timah, timah, dan sebagainya.

Logam mulia meliputi:

• perak;
• emas;
• platinum.

Logam besi - apa itu?

Kelas ini mencakup:

• besi dan semua paduannya;
• mangan;
• chrome;
• vanadium;
• titanium;
• aktinida dan uranium (thorium, plutonium, neptunium, dan lainnya);
• tungsten;
• logam alkali.

Artinya, dari seluruh jenis zat ini, logam besi merupakan bagian yang lebih kecil. Dan kebanyakan bukan yang paling umum (kecuali besi) ada di kerak dan perut bumi.

Tetapi terlepas dari kenyataan bahwa logam besi diwakili oleh sejumlah kecil elemen, mereka sangat umum dan banyak dalam produksi dan pemrosesan. Massa produk, suku cadang, aksesori terbuat dari besi dan paduannya.

Metalurgi logam besi cukup luas dan diminati di seluruh dunia. Ekstraksi dan pemrosesan besi adalah salah satu tugas teknis dan ekonomi lanjutan dari banyak perusahaannegara di dunia, termasuk Rusia.

Deposit logam besi di planet ini

Besi dalam hal pertambangan menempati urutan pertama di antara semua logam. Kandungan massanya di alam, termasuk di kerak bumi, mencapai miliaran. Pada saat yang sama, menurut para ahli, saat ini manusia hanya mengeksplorasi seratus miliar ton.

Jika kita berbicara tentang deposit logam besi dunia, terutama besi, perlu dicatat bahwa mereka ada di semua benua, di semua bagian dunia, kecuali titik-titik di Utara Jauh. Pada saat yang sama, distribusi menurut negara kira-kira sebagai berikut (dalam urutan menurun):

• Rusia (sekitar empat puluh persen dari seluruh cadangan dunia);
• Brasil;
• Australia;
• Kanada;
• AS;
• Cina;
• India;
• Swedia.

Deposit di Rusia

Di Rusia, logam besi terkandung di hampir semua distrik federal berskala besar.

1. Distrik Federal Pusat (anomali magnetik Kursk) - lebih dari 59%.
2. Distrik Federal Ural - 14%.
3. Distrik Siberia - 13%.
4. Timur Jauh - 8%.
5. Distrik Federal Barat Laut - 4%.
6. Privolzhsky - 0,5%.

Di masing-masing distrik di atas ada perusahaan di mana metalurgi besi dilakukan. Rusia adalah pemimpin yang jelas di dunia dalam indikator ini, dan, dilihat dari cadangannya, ini akan berlanjut untuk waktu yang sangat lama.

Ekstraksi bahan

Produksi logam besi melibatkan beberapa tahapan proses yang kompleks. Pertama, logam besi tidak terjadi dalam bentuk asli, tetapi merupakan bagian dari bijih yang sesuai (mangan, besi, dan sebagainya). Oleh karena itu, sebelum mendapatkan logam, perlu untuk mengekstrak batuan dari bumi - bijih.

Proses ini dilakukan oleh industri pertambangan. Pada saat yang sama, bijih yang mengandung besi bisa kaya dan jenuh atau miskin logam. Oleh karena itu, setelah ekstraksi lapisan bijih, potongannya diambil untuk analisis kimia. Jika kandungan kuantitatif logam lebih dari 57-60%, maka pekerjaan berlanjut. Jika lebih rendah, maka mereka berhenti atau pindah ke wilayah lain untuk mencari bijih yang lebih kaya. Jika tidak, proses ini sama sekali tidak layak secara ekonomi.

Tahap selanjutnya, yang meliputi produksi logam besi, adalah pemrosesan bijih yang diekstraksi di pabrik khusus. Proses ini disebut metalurgi. Itu bisa dari beberapa jenis:

1. Hidrometalurgi - teknologi untuk mengekstraksi dan memproses bijih didasarkan pada penggunaan air. Pada saat yang sama, dalam proses pencucian, logam dari komposisi bijih masuk ke dalam larutan, dan dari sana mereka diekstraksi dalam bentuk murni dengan elektrolisis. Secara energi dan material, metode ini lebih mahal, oleh karena itu hanya digunakan untuk logam khusus.
2. Pirometalurgi adalah dasar dari teknik menggunakan api. Proses perlakuan panas bijih di tanur sembur menggunakan batubara kokas. Cara paling umum untuk memproses bijih danekstraksi logam. Digunakan dalam metalurgi besi.
3. Biometalurgi. Berdasarkan tindakan organisme hidup, itu baru mulai dipraktikkan, sedang dikembangkan oleh para ahli bioteknologi. Intinya adalah kemampuan beberapa mikroorganisme untuk mengekstrak logam dari komposisi bijih selama hidupnya.

Memproses

Di pabrik pengolahan, bijih tambang yang mengandung logam besi diproses dengan hati-hati. Semua proses ini tercermin dalam tabel di bawah ini.

Proses teknologi	Inti dari proses	Hasil
1. Benefisiasi bijih	Pemisahan bagian bijih yang mengandung logam dari batuan sisa. Dapat terjadi dengan salah satu dari tiga cara: magnetik (berdasarkan feromagnetisme besi); gravitasi (dasar - berbagai kepadatan limbah dan batuan kaya); flotasi (berdasarkan penggunaan air dengan bahan pembusa).	Dapatkan substrat yang bersih dan kaya logam besi, yang dikirim untuk diproses lebih lanjut.
2. Aglomerasi	Proses sintering bijih. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan zat murni, tanpa kotoran gas dan debu, dan sebagainya.	Dapatkan tiga jenis bijih olahan: bijih sinter (dipanggang pada suhu tinggi tanpa akses ke udara); dipisahkan (dimurnikan dengan pemisahan); pelet (massa yang mengandung fluks besi).
3. Proses domain	Coking bijih dalam tanur tinggi didigunakan sebagai bahan bakar dan pereduksi besi dari oksida batubaranya.	Dapatkan besi murni, opsional sudah dicampur dengan karbon untuk membentuk baja.

Beginilah cara besi dan paduannya diperoleh. Dalam hal ini, biaya material maksimum dihabiskan untuk persiapan dan penggunaan kokas (batubara). Dialah yang merupakan zat pereduksi untuk besi, bahan bakar, sumber panas, pemasok karbon. Oleh karena itu, dalam proses yang dijelaskan, jumlah yang digunakan agak besar, sehingga biaya tunainya tinggi.

Kondisi penyimpanan

Logam besi terutama mencakup besi dan paduannya. Harus dipahami bahwa ini adalah bahan yang sangat tahan korosi. Oleh karena itu, penyimpanan logam besi memerlukan kepatuhan terhadap aturan tertentu, terutama jika menyangkut bukan struktur dan produk, tetapi pada apa yang disebut skrap logam besi (limbah, produk rusak, lembaran, batang, fitting, dan sebagainya):

1. Ruangan tempat material berada harus benar-benar tertutup dari kelembaban (hujan, salju). Semakin sedikit kelembapan, semakin lama umur simpan.
2. Area gudang harus besar, Anda tidak dapat menyimpan struktur lembaran logam besi berdekatan satu sama lain, karena ini akan memicu korosi awal.
3. Semua bahan yang tersedia harus disortir berdasarkan merek dan ukuran.

Jika aturan sederhana ini dipatuhi, akan memungkinkan untuk menahan proses penghancuran struktur logam selama mungkin.

Paduan besi

Kbiasanya mengacu pada paduan besi seperti itu, yang dibagi menjadi beberapa jenis:

1. Baja. Logam besi yang menyatu dengan karbon memberikan hasil ini.
2. Besi cor. Besi kasar awal, yang diperoleh dalam tanur tinggi selama pemrosesan bijih, sama sekali tidak cocok sebagai bahan untuk produksi peralatan dan barang-barang rumah tangga. Dia terlalu rapuh. Itu harus mengalami pemrosesan lebih lanjut dalam bentuk saturasi dengan besi dan karbon untuk mendapatkan bahan tahan lama yang sangat baik. Elemen lain juga ditambahkan untuk meningkatkan ketahanan dan kinerja korosi.
3. Ferroalloys (silicocalcium, ferrochromium, ferrosilicon, silicomanganese). Tujuan utama dari paduan ini adalah untuk meningkatkan karakteristik teknis dari bahan akhir.

Baja

Tempat utama di antara semua paduan logam besi diberikan pada baja. Hari ini kita telah belajar bagaimana mencapai hasil yang sangat signifikan dalam produksi bahan ini dengan sifat-sifat penting yang telah ditentukan sebelumnya. Jenis paduan ini adalah yang paling penting untuk industri yang diberikan logam besi. Baja apa yang dibedakan?

1. Rendah karbon - digunakan untuk membuat berbagai alat.
2. Stainless (digunakan untuk membuat pipa, bagian tahan api, alat pemotong, peralatan las, dan sebagainya).
3. Ferrito Chrome.
4. Krom Martensit.
5. Paduan.
6. Nikel.
7. Chrome.
8. Chrome vanadium.
9. Tungsten.
10. Molibdenum.
11. Mangan.

Jelas dari namanya bahwakomponen-komponen inilah yang ditambahkan ke dalam campuran besi dan karbon dalam perbandingan tertentu. Ini mempengaruhi perubahan yang signifikan dalam sifat bahan yang dihasilkan.

Logam Sekunder

Sayangnya, sebanyak yang kita inginkan, segala sesuatunya tidak dapat bertahan selamanya. Seiring waktu, semuanya menjadi tidak dapat digunakan - rusak, berdetak, menjadi tua, dan ketinggalan zaman. Ini juga terjadi dengan struktur logam besi. Baja, besi cor dan produk lainnya, suku cadang tidak lagi dibutuhkan.

Kemudian diserahkan kepada perusahaan khusus yang terlibat dalam pengolahan bahan mentah yang sudah tidak dapat digunakan lagi. Sekarang ini adalah logam sekunder hitam. Ini adalah nama produk logam yang terbuat dari logam besi yang rusak dan tidak perlu dalam kehidupan sehari-hari.

Perusahaan yang mengumpulkan memo harus mematuhi aturan tertentu untuk penyimpanan, pemindahan, dan penjualannya. Undang-undang negara kita tentang masalah ini ditetapkan oleh GOST. Logam besi, serta non-besi, berada di bawah kendali hukum yang ketat.

Logam daur ulang dapat didaur ulang dan diproduksi kembali. Dijual untuk tujuan itulah pengusaha perantara membeli besi tua hitam.

Hari ini, logam besi diperlakukan dengan hormat, mereka menempati posisi terdepan di pasar untuk produk mereka.

Penggunaan mekanis

Baja dan besi cor item, suku cadang, berbagai perangkat banyak digunakan dalam teknik mesin. Mereka diminati tidak hanya untukmobil, tetapi juga dalam kimia, produksi penerbangan, serta dalam pembuatan kapal. Semua ini karena kekuatan khusus dari bahan-bahan ini, tahan panas dan tahan korosi. Logam besi menjadi bahan dasar untuk produksi berbagai jenis produk. Di antara yang paling umum adalah:

• penutup samping gigi;
• bantalan;
• katup;
• fitting;
• bushing;
• pipa;
• silinder mobil dan kendaraan lain;
• roda gigi;
• rantai rantai pada traktor;
• tromol rem;
• kereta;
• casing dan sebagainya.

Daftar ini tidak ada habisnya, karena sebenarnya ada banyak produk logam besi dan paduannya.

Aplikasi di industri lain

Ada beberapa area utama di mana logam besi digunakan:

1. Industri kimia.
2. Teknik.
3. Produksi furnitur tujuan khusus.
4. Pelepasan piring.
5. Produksi bagian struktural.

Ini jelas bukan daftar lengkap, tetapi hanya area paling umum yang mencakup sebagian besar produk baja.