В металлургии цветные металлы — это металлы или сплавы , не содержащие железа ( аллотропы железа , ферриты и т. д.) в заметных количествах.
Обычно более дорогие, чем черные металлы, цветные металлы используются из-за желаемых свойств, таких как малый вес (например, алюминий ), более высокая проводимость (например, медь ), [1] немагнитные свойства или устойчивость к коррозии (например, цинк ). [2] Некоторые цветные металлы также используются в черной металлургии . Например, боксит используется в качестве флюса для доменных печей , в то время как другие, такие как вольфрамит , пиролюзит и хромит , используются при изготовлении ферросплавов. [3]
Важные цветные металлы включают алюминий, медь, свинец , олово , титан и цинк, а также сплавы, такие как латунь . Драгоценные металлы, такие как золото , серебро и платина , а также экзотические или редкие металлы, такие как ртуть , вольфрам , бериллий , висмут , церий , кадмий , ниобий , индий , галлий , германий , литий , селен , тантал , теллур , ванадий и цирконий, также являются цветными металлами. [4] Обычно их получают из минералов, таких как сульфиды , карбонаты и силикаты . [5] Цветные металлы обычно очищают электролизом . [6]
Из-за их широкого использования цветной металлолом обычно перерабатывается . Вторичные материалы в ломе жизненно важны для металлургической промышленности, поскольку производство новых металлов часто нуждается в них. [7] Некоторые предприятия по переработке переплавляют и переплавляют цветные металлы; окалина собирается и хранится на месте, а пары металла фильтруются и собираются. [8] Цветной металлолом получают из промышленного лома, выбросов частиц и устаревших технологий (например, медных кабелей ). [9]
Цветные металлы были первыми металлами, которые люди использовали для металлургии. Золото, серебро и медь существовали в своей естественной кристаллической, но металлической форме. Эти металлы, хотя и редкие, можно было найти в количествах, достаточных, чтобы привлечь внимание людей. Менее восприимчивые к кислороду, чем большинство других металлов, они могут быть найдены даже в выветренных обнажениях. Медь была первым металлом, который был выкован; она была достаточно мягкой, чтобы из нее можно было формовать различные предметы методом холодной ковки , и ее можно было плавить в тигле . Золото, серебро и медь заменили некоторые функции других ресурсов, таких как дерево и камень, благодаря их способности принимать различные формы для различных целей. [10] Из-за своей редкости эти золотые, серебряные и медные артефакты считались предметами роскоши и с ними обращались с большой осторожностью. [11] Использование меди также ознаменовало переход от каменного века к медному веку . Бронзовый век , пришедший на смену медному веку, снова ознаменовался изобретением бронзы — сплава меди с цветным металлом оловом . [10]
Цветные металлы используются в жилых, коммерческих и промышленных целях. Выбор материала для механического или структурного применения требует некоторых важных соображений, включая то, насколько легко материал может быть сформирован в готовую деталь и как его свойства могут быть намеренно или непреднамеренно изменены в процессе. В зависимости от конечного использования металлы могут быть просто отлиты в готовую деталь или отлиты в промежуточную форму, такую как слиток , затем обработаны или подвергнуты ковке путем прокатки, ковки , выдавливания или другого процесса деформации. Хотя одни и те же операции используются как с черными, так и с цветными металлами и сплавами, реакция цветных металлов на эти процессы формования часто более серьезна. Следовательно, свойства могут значительно различаться между литыми и коваными формами одного и того же металла или сплава. [12]