kohászat

A kohászat (a kohászat szinonimája ) a fémek és más kohászati ​​szempontból hasznos elemek kinyerésére és feldolgozására szolgáló eljárások összességét írja le .

A kohászat szó az ókori görög μέταλλον métallon bányászati helyszínből és a migoszból áll azok számára, akik tevékenységet végeznek . Ennek megfelelően egy kohász dolgozik a bányatelepeken és azok tartalmával. A latin metallum szó fogalmilag szűkebb, csak fémet jelent .

sztori

Az érctelepek kohászati ​​munkákat létesítenek

A réz-, bronz- és vasszerszámok, amelyekről a történelmi korszakokat nevezték el, eredetüket a véletlenül vagy szándékosan szerzett ismereteknek köszönhetik, kezdetben csak harapással (kitett ércvénákkal). Példaértékű a rézkor a feltűnő kuprittal . Az óntartalmú ércek ( kaszeritit ) felfedezése után a bronzkor a rézkorból fejlődött ki , majd a vaskor következett . Minden korszak a célzott kohászati ​​munka bizonyítéka. Ennek alapján még messze van az út, amíg az első kohó üzemeltetése a "csapolt" nyersvasat öntöttvas , és a 18. századtól acélgyártás céljára rendelkezésre bocsátotta . A 20. században mellette megjelenő acélkorszak és a földfémkorszak sokak életkörülményeit határozza meg ma.

A határköltségek számítása szerint a hagyományos német betéteket a 20. század vége óta kizsákmányoltnak tekintik - az önköltség meghaladja a piaci nyereséget. Ez vonatkozik a cinkérc gazdag Goslar Rammelsbergi , a hesseni-siegerlandi vasérc és a uránbányászat a szász Érchegység, amelyben uránérc bányásztak a kevésbé környezetbarát mértékben 1990-ig. Az ezüstbányászatot a német és a szlovákiai Érchegységben , amelyet évszázadok óta gyakorolnak, már nem tartották érdemesnek bányászni . Ugyanez vonatkozik más európai érctelepekre is, amelyek közül az osztrák Rauriser- völgyben található „Tauern-aranyat” is érdemes megemlíteni, mert bányászatát megkönnyítették, majd akadályozták a bizonyított, hosszú távú hőmérsékletváltozások.

2010 -től nemcsak a tőzsdén jegyzett ezüst árának meredek emelkedése vezetett az Érchegységben történő kutatásokhoz az ezüstércek és más értékes ásványkincsek bányászati ​​alkalmasságáról és bányászati ​​technológiájáról szóló új ismeretek alapján. Bányászati ​​engedélyeket kértek, amelyek megadása 2011 -ben vált ismertté.

A folyamatosan növekvő földi népesség és az iparosodás, különösen Ázsiában, a 21. század eleje óta rohamosan növekvő kohászati ​​kohászati ​​termékek iránti keresletet okozott, nem utolsósorban az új műszaki fejlesztések (közlekedés, kommunikációs elektronika) miatt. Ezért az új betéteket világszerte feltárják a növekvő kínai részvétellel. Ennek a felfedezésnek is nevezett tevékenységnek a segédtudománya a geológia, pontosabban geometallurgia. A nyersanyagárak növekedése, amelyet a megnövekedett kereslet vezérel, azt jelenti, hogy a fent említett bányászati ​​területek némelyike, ha nem merül ki teljesen, a határköltségek eltolódását idézi elő, ha a kereslet folytatódik, vagy akár nő, és így újra aktiválható. Még a korábban nem észlelt lelőhelyeket is figyelembe veszik, például a közép -németországi Luszátiában. Különösen a jövő műszaki fejlődése szempontjából rendkívül fontos ritkaföldfémek előfordulásának felkutatása folyik aktívan. Az Erzgebirge -ben nemcsak a fluorspát és a barit új bányáit nyitják meg, hanem a lítium , a germánium , az indium , valamint a volfrám , molibdén és tantál tekintetében még kialakítatlan polimetallikus lerakódások létezésére is utalnak .

A kohászat a régi tapasztalatokból és a folyamatosan megújuló ismeretekből technológiává nőtte ki magát . Már a 19. században különbséget tettek vas- és színesfémkohászat között. A technika jelenlegi állása nemcsak ezt a két fő és másodlagos tudományterületet védi saját kutatásai számára. Ezt támasztja alá, hogy más tudományágak kíséri az egész folyamatot a nyersanyag kész felhasználású áruk, beleértve a fém tudomány , szorosan kapcsolódik az anyagtudomány , a kémia és a kemence , a gép és berendezésgyártás .

Menetrend

A következő idővonal a kohászat fejlődését próbálja bemutatni az újkőkortól a modern kor elejéig . A kulturális változásokra adott idők nem mindig azonosak Európában, Ázsiában és Afrikában. A mezolitikum vége (kb. Kr. E. 5500) és a neolitikus kor kezdete (8000 -től, más adatok szerint Kr. E. 5500-2000) átfedik egymást. A már megismert kerámia kultúrákkal (zsinór- és szalagkerámiák, harangpohár, mint fémes ékszerekkel megrakott síráru) az újabb keltezés messze a Kr. E. A korai bronzkor kezdetét, más néven rézkort, és a korai szakaszban a rézkort, visszafelé datálták.

körül ie 8000 Chr.	lassú átmenet a neolitikumba	letelepedett település 7750 -ből Bevált, mezőgazdaság, fémékszerek, első ismeretek a fém kitermelésében és feldolgozásában
i. e. 4000 körül Chr.	kora rézkor, szintén rézkőkorszak	Fémtükrök Knosszoszban, rézből készült tengelyek, síráruk réz tőrök és arany ékszerek formájában, első vasból készült tárgyak
ie 2700 -tól Chr.	Korai bronzkor	A bronz előrenyomulása a Kaukázusból a mediterrán régióba (kükladikus kultúra) és Egyiptomba , Európában a Nebra Sky Disc a korai bronzkor legfontosabb lelete
1700-as - 800 v. Chr.	Bronzkor	Bronz szekerek és fegyverek, kardok, emlékművek, ékszerek (bronz brossok), érmék, szerszámok ( csíkok ), konstrukció (konzolok márványrészek összekapcsolásához)
ie 1100 -tól Chr.		Az északról érkező bevándorlás technikai fejlődést hoz - nem vitathatatlan a típus és az időzítés tekintetében. A dór lovas harcosok, már vasfegyverekkel (1200 -tól már a hettitáknál) állítólag győztek a bronz kardokkal és a szekerekkel szemben.
ie 800 -tól Chr.	Korai vaskor	Hallstatt -kultúra , vas -tárgyak terjesztése Közép -Európában
i. e. 600 -tól Chr.	A vaskor kezdete Kínában
körül 500 BC Chr.	Zenith hellén - római ókor
ie 450 -től Chr.	Fiatalabb vaskor, La Tène kultúra	fejlett vashasználat
Fordulópont		A római olvasztóüzemeket az érchez közeli területeken, Siegerlandben építik
Kr. U. 200	Késő ókor	A fabrikák ( manufaktúrák ) a kézművesség mellett jelennek meg a fémmegmunkálásban
400 - 600 / . 700 AD.	A germán vándorlások ideje, a késő ókor vége	A vas használatának további fejlesztése a merovingiak és vikingek körében (fegyverek, technikai felszerelések), bronz érmékhez, kis portrék, domborművek, emlékművek
1160 körül	A Cseh-Szász Érchegység letelepedésének kezdete	kezdetben csak ezüsttartalmú ólomércek bányászata az ezüst kitermelésére ("hajtómunka")
1300 után	1318: az első dokumentumfilm említi Muldenhüttent Freiberg / Erzgebirge közelében, mint "kunyhó helyét"	Az első "magas tengelyű kemencék " felváltják a korábbi "alacsony tengelyű kemencék " helyét, lásd a kohót
1400 után	a korai ipari vaskitermelés és -feldolgozás növelése.
1500 után	A napjainkhoz vezető fejlődés kezdete.	A Georgius Agricola (XII Libri) műszaki segédeszközök érc kitermelése és feldolgozása helyettesítik a puszta kézi munka; Az első Joachimsthallereket a cseh ezüstbányászatból verték 1519 -ben

A rézbaltától a bronzkorig

A kohászat fejlődésének története valamivel több mint 8000 évvel ezelőtt kezdődött a késő mezolitikumban és az újkőkorba való átmenet során (lásd a fenti kronológiai táblázatot). Az újabb kis -ázsiai kutatások még az első kohászati ​​módszereket is felfedezték a 12 000 év körüli korai településeken. Megerősítik azt a nézetet, hogy a korai kohászatot döntően meghatározta az, hogy a vándorló vadászok és gyűjtögetők szántóföldi gazdákká és telepesekké váltak, „cserépkályhával”, nem cserélt, nyitott kandallóval. Talán a kohászati ​​felfedezések kezdetén van esély találni, legyen az szilárd (tiszta) fém, például a hegyi vizek fényes folyami aranya, vagy egy fémben gazdag érc ( vörös rézérc ), amely színe miatt felkeltette az érdeklődést. Elképzelhető, hogy a tűzrakóhelyen a természetes hamuborítás szénégetést eredményezhet, amely 80% -ban szénből áll, amint leégett. Ha a tűz, amely lángtalanná vált, azaz látszólag tompa, az égés után az illékony komponenseket levegőellátással (fújással) felfrissíti, a szén égetésekor 1000 ° C vagy ennél magasabb értéket ér el. A vörös rézércből ezután réz távozik, ón kavicsból, réz-ón-vas-kénérc, a réz és az ón természetes ötvözete . Ez kohászati ​​megfontolásokat válthatott ki. A képi ábrák azt mutatják, hogy fúvópisztolyokat használnak ehhez a technológiához. A levegőből származó oxigén oxidálja az érc kéntartalmát, akárcsak a szén, ami akadályozza a vas kovácsolásának feldolgozását, ha ez a vastartalom meghaladja a két százalékot. A kén illékony lesz, mivel gáznemű formában fordul elő, kén -dioxid (SO ₂ ), a szén széndioxiddá (CO ₂ ) alakul ki , és további reakcióhő keletkezik.

Az első célra épített olvasztókemencéket már a rézkor elején (i. E. 4500–3500) azonosították; a 21. századi kutatások azt sugallják, hogy ezek (a réztengelyek) a mai Szerbia területén voltak. A kohászati ​​tevékenység legfontosabb leletei Kr.e. 3000 -ből származnak. A (kerámia) harang főzőpoharak, mint a temetkezések különböző kultúráinak egységes jellemzője ( harangpohár -kultúra ). A harang alakú főzőpoharak mellett, amelyekről elnevezték őket, a sírok különféle sírárut tartalmaznak, beleértve a rézből készült pajzsokat és tőröket, valamint az aranyat és az elefántcsontot. A korai rézkor következett, de ie 3000-2500 között. Kr. Ekkor már a korai bronzkorba került. Nagyon hosszú ideig és részben egymást átfedő kultúrákban, de egyértelműen a helyi és regionális érctelepeken ( Csehorsz -érc -hegység) alapulva idővel kialakultak a kohászati ​​fejlődés központjai, amelyeket kereskedelmi útvonalak és szállítási útvonalak kötöttek össze. Ez történt Közép -Európában , az Égei -tengeren ( hajó Uluburunból ), Dél -Spanyolországban, Angliában, a Kárpátokban és a Balkánon . Ez a kör ie 3000 körül mozgott. A korai bronzkor kezdetén a Kaukázusból és Anatóliából származó tudás elérte Görögországot (a korai Helladic kezdete ), Krétát és Egyiptomot is, és utat talált a műalkotások már megszokott magas kultúrájába, valamint a mindennapi világba is . Az ókori egyiptomi fémkitermelés ábrázolásai a XVIII. A dinasztia (Kr. E. 15. század közepe) Rechmire vezír sírjában volt . Az ábrák szerint a szükséges hőmérsékletet a lábakhoz rögzített fújtató segítségével érték el. A mediterrán térségben a réz, a görög chalkos ( Chalkidike ), amelyet a rómaiak aes cypriumnak ("érc Ciprusról ") neveztek , képezte az alapját egy ma már átfogó kohászati ​​fejlődésnek, amely nemcsak apró alkatrészeket és fegyvereket tett a Föníciaiak.de nagy bronzokat is gyártottak. A rodoszi kolosszust már akkor is a világ egyik csodájának tartották. A feldolgozás a arany , mint értékőrző már felismerte fáraó Menesszel az első dinasztia a régi birodalom, ő volt a kis aranyrudat lepecsételt egyfajta garancia. Az olvasztás és a feldolgozó arany ismerete i. E. 3000 -ig vezethető vissza. És közel vannak az arany (1063 ° C) és a réz (1083 ° C) szinte azonos olvadáspontja miatt is. Heinrich Schliemann 1873 -ban a homéroszi tróját keresve találta meg a hajtott és öntött mindennapi tárgyakat és aranyból és ezüstből készült ékszereket (olvadáspont 960,5 ° C), valamint számos tiszta rézből készült alkatrészt, és tévesen „ Priam kincse ”egy sokkal fiatalabb A kultúrához kapcsolódó.

A szkíták , írás és pénzverés nélküli lovas nép, eddig még nem magas kultúra , már nagyon ügyesek voltak az arany ékszerek készítésében, amint azt a hercegek ( Kurgane ) sírjai is mutatják. A kelták aranyat is használtak ékszerekhez és regáliákhoz . Az alanyok ellenőrizhető értéktárának eszközeként az aranyat ie 600 körül alkalmazták. BC ütött a pénzérmék király Krőzus a Lydia ( „ gold stater ”). Úgy is lett a fizetőeszköz . Az egyiptomi Ptolemaiosz aranyat bányászott az aranyérchez vezető bányákban a kereszténység előtti időkben , a rómaiak a spanyol ezüstérc lelőhelyek felhasználásával érméket, szobrokat, edényeket és más vagyonbizonyítékokat állítottak elő.

Közel -Kelet, India, Kína, Délkelet -Ázsia, Japán

A Közel -Keleten bronzok találhatók, például egy királyfej, az Akkád Birodalom ( Mezopotámia ) idejéből, ie 2300 körül. Kr. Bár a tudás rendelkezésre állt, a későbbi birodalmak inkább kőből vagy alabástromból ábrázolták uralkodóikat . A Kr.e. 2. és 3. évezredben Az előállítható fémek aranyra, ezüstre, rézre, ónra és ólomra korlátozódtak, bár más fémeket találtak azokban a műtárgyakban , amelyeket az ércekből történő olvasztás során ötvöztek a fő fémekkel. A bronzok esetében két ötvözetet állítottak elő és dolgoztak fel, arzén bronzt és ón bronzt . A vas kezdetben a rézolvasztás mellékterméke volt, de ezt követően a Kr.e. 1. évezredtől kezdve használták. Egyre értelmesebb.

Az indiai szubkontinens egyes részein, a Kr.e. 4. évezred vége felé A réz és a bronz felhasználása a „városi élet” ( indus kultúrák ) fejlődésével egyidejűleg bizonyítható . Délkelet -Ázsia ie 3000 előtt ismert rézből és bronzból. Chr.

Tól Kína ez csak akkor lesz látható Kr.e. 1600 körül. Bejelentve. Könnyen megmunkálható (alacsonyabb olvadáspontú ) ötvözeteket találnak ki, mint például aranyszínű sárgaréz . Az i. E. 1700–1100 közötti befolyást ezen a területen dokumentálják. Uralkodó Shang -dinasztia . A bronzdobok ( Dong-Son kultúra ), amelyek i. E. 1000 körül keletkeztek, ezekre vezethetők vissza. Számos a déli tartományokban. Kr.e. 7. századból Bronz harang készült Qin hercegeinek (királyainak). Ennek eredményeként a bronzot egészen más célokra használták fel. Kr.e. 3. századból A viszonylag rövid életű Qin Birodalom idején találtak gerendaburkolatot házépítéshez, érméket és természetesen fegyvereket. Mindenesetre a Qin hercegek (királyok) királyságában a bronzt már nem csak kultikus tárgyakra használják, hanem változatos módon.

Kulturális szempontból Japán mindenekelőtt Kína és az ott elterjedt mongol sámánista és sintó kultusz hatása alatt áll . A buddhizmus i. E. 500 körül kapta meg a lábát. A nárai Daibutsu alakja, alacsony ón bronzból öntve, 380 tonna. Az i. E. 3000 és 710 közötti időszak bronz tükrei a korábbi kohászati ​​tevékenység bizonyítékai. Kr. E., De a Yayoi időszak is Kr.e. 350 -től. Kr. Tükörből, harangokból és fegyverekből is látható.

Összességében az ázsiai régió kohászati ​​ismereteivel nem marad el az európaiétól, bár csak i. E. 600 óta. Egy kezdő vaskorról beszélnek. Az olyan lakókocsis útvonalak, mint a Selyemút , és talán még inkább a tengeri kereskedelem, egyre inkább elősegítik a tudás és az ezekből származó termékek cseréjét. Ide tartozik a Kr. E. 200 Európában még ismeretlen, fényes fehér rézötvözet, amelyet Kínában " Packfong " -nak hívnak.

A korai bronzkortól a kora vaskor elejéig

A görög chalkos (χαλκὀς) szó miatt , amely nem tesz különbséget a réz és a bronz között , a korai bronzkort késő rézkornak is nevezik. A réz tárgyak tulajdonságainak célzott javításának tapasztalataiból szerzett ismereteket ón és cink hozzáadásával ötvözethez viszonylag gyorsan megállapították a mai szabványok szerint. A sárgaréz mint réz -cink ötvözet kínai vagy perzsa - indiai eredetű.

Figurális leletek bizonyítják az ólom szinte egyidejű fejlődését . A széles körben elterjedt ólom csillogás kezdetben csak keresett , mint egy ezüst hordozót és a vezető termelt során extrakciót minősül hulladéknak. Alacsony olvadáspontja, mindössze 327 ° C, amint felismerték, olyan megfontolásokra ösztönzött, amelyek széles körű felhasználáshoz vezettek. Nagyon korai figurális tárgyak ismertek ( Hallstatt -leletek ), majd a mindennapi használat tárgyai - (római kor edényekkel, csövekkel, lemezekkel). Az ólomöntés késői virágzást ért el a barokk kori emlékművekben , így az olvadás során előforduló ólomgőzök toxicitását nagyon sokáig figyelmen kívül hagyták.

Egy másik „történelmi” fém a nikkel . A réz-cink ötvözetek (sárgaréz) összetevőjeként először i. E. 200 körül találták meg. Kínában. A nikkeltartalmú nikkel- ezüst ma is az evőeszközötvözetek alapvető típusa.

Bibliai hagyományok

A bibliai hagyományokat idő szerint nehéz osztályozni, de nagyon régi írásokhoz nyúlnak vissza.

„Ülni fog, megolvasztja és megtisztítja az ezüstöt; megtisztítja és megtisztítja Lévi fiait, mint az aranyat és az ezüstöt. " Malakiás 3, 3. vers ( Ószövetség )

Az olvadás, finomítás (az olvadék tisztítása idegen anyagoktól) és a vezetési munka (a leeresztés érdekében) technikailag helyes az ószövetségi Biblia különböző helyein . Korai kohászok és pirometallurgiai technikák vannak leírva a tuba-Cain ( Genesis 4,22  EU ) és Malakiás . Ezek csak kis mértékben különböznek a mai alapoktól. Aranyból, ezüstből és bronzból készült ékszerek és edények készültek. A vas nem volt ismeretlen, de - a megállapítások szerint - még mindig nagyon ritkán használták, így ékszerként is használták.

A Jeremiás 6. fejezet 27-30. Versében egy kohász lesz a hitehagyottak bírája, akiket "elutasított ezüstnek" nevez, összehasonlítva a nem megfelelően üldözött ezüsttel. A Genesis második könyvében , 32: 1-4, rögzítették, hogy az "aranyborjú" az eingeschmolzenem ékszerekből, amelyek Jahve-től elhárították az izraelitákat, azt mondták, hogy öntötték.

Hosszú út a vaskorig

A fokozatos elmozdulását bronz a vas legkorábban a középső bronzkori (Közép-Európában 1200-ban), a kitermelése vált lehetővé - akkor is, ha a mai szabványoknak a továbbra is meglehetősen egyszerű módon - miután az egyik tanult a szükséges alapvető elveit. A reduktív vasgyártás a vasércek , hogy lényegesen magasabb hőmérsékleten, mint szükséges a kitermelés az réz vagy bronz. A rendelkezésre álló üzemanyag- és redukálószer -faszén esetében ez az olvasztókemencék speciális konstrukcióját igényelte a levegőellátás tekintetében a szükséges hőmérsékletek elérése érdekében. A vasat csak szinterezett (nem olvadt) formában, úgynevezett lebenyeként szerezték be , mert a vas 1538 ° C-os olvadási hőmérsékletét nem lehetett elérni a rendelkezésre álló kemencékkel. Ezenkívül még mindig nem léteztek olyan feldolgozási technikák a nyersvas számára, amelyet nem lehetne kovácsolási technológiával kialakítani. Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású vas mellett a versenykemence- eljárás különböző arányokban acélt és öntöttvasat is gyárt. Míg a kelták felismerték az acélt tulajdonságairól és feldolgozták, az öntöttvas nem használható. A később megtanult technikák, mint például a karbonizálás , az edzés és a temperálás, javíthatták a vas-szén ötvözetek és ezáltal az acél tulajdonságait , amelyek fokozatosan felváltották a réz és a bronz színét.

Ez Kr.e. 700 körül vált láthatóvá. Kr. E. Teljesen kifejlesztette a Hallstatt -kultúrát , amelyet a korai vaskornak neveznek. Ebben a keltáknak, szlávoknak , olaszoknak és illíreknek egyenlő részük volt. Kr.e. 450 körül. A latène -i korszak második szakaszként következett , egy vaskori korszak, amely a századfordulóig és azon túl is tartott. A fegyverek, szerszámok és edények acélból és vasból készültek.

Mai szemszögből nézve a bronzkorból a vaskorba való átmenet lassú haladás, mert eltekintve az i. E. 5000 körüli időtől. Az Egyiptomból származó, visszamenőleges leletek csak i. E. 1600 -ban kezdődtek. Chr. ( Hyksos ) a vasfegyverekkel harcoló lovas népek ismételt betörései hozzájárultak a vas elterjedéséhez. Ebben az összefüggésben érdekes a brazen , azaz nagy tartósságú indoeurópai szó használata (vö. Aera ). Az Alpoktól északra vasat jelentettek, az olaszok és az ibériaiak számára bronz.

A vas a fegyverekhez ie 660 -ból származik. Az Ázsiából Észak -Afrikába vezető kereskedelmi utakon azonban meglepő módon csak 700 évvel később (Kr. U. 100) találták meg Dél -Afrikában. A közép -amerikai civilizációk csak i.sz. 500 körül adtak bizonyítékot a vas használatára.

A dominancia befolyásának jelentősége a kohászati ​​fejlődés szempontjából

A kohászati ​​fejlődés kulturális korszakokban való megjelenítését, amelyek semmiképpen sem hirtelen, de gyakran hosszú átmeneti időszakokkal követték egymást, történelmi uralmi időszakok borítják. Az ókori világ maradandó benyomást tett . Kr.e. 2500 körül kezdődik. Látható és egyenlő a korai bronzkorral. A hatás egyértelműbbé vált a dór népvándorlás kezdetével , amely keletkezés és hatások tekintetében vitatott volt , ie 1100 körül. Pályája során az északról érkező lovas "harcosok vasfegyverekkel" győztek az ellenfelekkel szemben, akik még bronz karddal és kétkerekű szekerekkel harcoltak. De nem csak ezen a területen hoztak előrelépést (balkáni vagy „kárpáti technológia”). Az addig uralkodó krétai- minószi hatást, beleértve olyan helyeket, mint Mükéné és Tirynsz , végül sok helyi és regionális háború után felváltotta a görög ókor ( Magna Graecia ), amely kiterjedt a Földközi-tenger nagy részeire (templomépítés a bronz zárójelek és dór, ión és korinthoszi nagybetűk ).

Az aranyat és az ezüstöt szilárd fémként, különösen könnyen hozzáférhető folyami aranyként, vagy ezüstöt (aranyszappanokat) tartalmazó lerakódásként és láthatóan ezüstben gazdag ércvénákból találták. Értékes árucikkként az arany és az ezüst nemcsak kereskedelmi tárgyak voltak, hanem a katonai hadjáratok zsákmánya is. A regionális és szupraregionális csere, akár akarta, akár kényszerítette, hozzájárult a mükénéktől és a trójai korai rétegektől örökölt kézművesség finomításához a dísz ékszerek és kultikus tárgyak gyártásában . Kr.e. 700 -tól nagy jelentőségűek voltak. Az első arany vagy ezüst pénzverés. Sparta kivételként Kr.e. 660 körül vezetett. Chr. Vas rúd formában, mint "hazai valuta".

A hellén határozott ókor Kr.e. 500 körül érte el a csúcspontját. Ezt követően Kr.e. 1000 körül keltezték. Az etruszkok felemelkedésének kezdete és Kr.e. 700 -tól Róma határozta meg . Ez így maradt majdnem egy évezreden keresztül, ezalatt sokáig nemesnek tartották, hogy egy felsőbb osztály „görög” legyen.

A római korban a bronz jelentősége kiterjedt a figurális ábrázolásokra (szobrok) és a kultikus tárgyakra. Nélkülözhetetlen maradt az építőiparban a márvány alkatrészek (öntött vagy kovácsolt bronz konzolok) csatlakoztatásához, továbbá a tetőfedéshez és az autóépítéshez. A vasat még mindig nehéz volt előállítani, mert nagyon magas, 1535 ° C -os olvadáspontja volt a rézhez, de az aranyhoz és az ezüsthez képest is. Használata a Meroving -korig szerszámokra és mindenekelőtt fegyverekre korlátozódott . A damaszkuszi acél akkoriban volt híres , amelynek előállítása annak az erőfeszítésnek köszönhető, hogy az inhomogén versenytűz -vasat homogén anyaggá alakították, amelynek jellemző tulajdonságai gyakori hajtogatással és tűzhegesztéssel jósolhatók. Ez a kovácsolási eljárás, amelyet finomításnak neveznek, amikor csak alapanyagot használ, mindig szükséges volt a korai vastermékek tisztításához és homogenizálásához, az úgynevezett hegesztett kompozit acélt (damaszkuszi acél / hegesztett damaszt) különböző ötvözetek használatakor hozták létre. Az ilyen ötvözeteket (adalékanyagokat vagy különböző szén-, foszfor-, arzéntartalmakat stb.) Csak a kora középkorban (a viking kor kezdetén) lehetett kifejezetten előállítani és minta damasztvá (úgynevezett féreg színűvé) feldolgozni. pengék). Ezt a fémfelület maratása tette láthatóvá.

A damaszkuszi acél elnevezés eredetileg a Damaszkusz metropoliszból származik, amely akkoriban az úgynevezett olvasztott vagy kristályosodó damaszt (Wootz) kereskedelmi központja, amelyet ie 300 körül készítettek. Indiából és Perzsiából érkezett. Minden úgynevezett damaszkuszi acél ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik, mint az eredeti fémek, azaz ilyen módon edzettek és edzettek, és nem mutatnak kiemelkedő teljesítményt a jól megmunkált monoacélhoz képest, mivel ezt később a fegyverpiacra hozták a frankok és széles körben használták. Ezért ezeknek a kiváló minőségű acéloknak a megjelenése kezdetben hanyatlást, végül a korai damaszkuszi acélgyártás végét jelentette.

A késő ókorban az idő túlnyomórészt germán barbár inváziók voltak, Kr. E. Kr.u. Róma átalakult Konstantin császár, a keresztény királyság idejéből . A bronz kultúrától (műemlékek) még nem teljesen elszakadva a Nyugat -Római Birodalom 476 -ban elpusztult, míg a Kelet -Római Birodalom érvényesíteni tudta magát.

A bronz öntvényt őrzi a vallási területen van ( harangöntő óta 750, templom készült ajtók bronzöntvényből a Hildesheim 1015 ), és mint egy szimbólum a szabály ( Brunswick oroszlán 1166). A lőpor feltalálása új kihívásokat hozott. A "darab -alapítók" állítólag 1372 -ben öntötték ércből - azaz bronzból - az első ágyúkat. Öntőkunyhókat építettek, és ismét a templom és az uralkodók rendeltek sírokat és emlékműveket. A bronz mellett sárgaréz volt a nürnbergi Sebaldus -sírral (1519). 1800 -tól a vasból készült öntöttvas „elfogadhatóvá” vált (sírlapok), és a 19. században ismét megjelentek a modern idők nagy bronzai, amelyek megerősítették az uralkodókat és az államot (Bajorország Münchenben 1850).

A középkori kohótól a fúvott és elektromos acélig

Európa sokáig elmaradt Kínától és Egyiptomtól a fémek, nem csak a vas „ipari” kitermelése és feldolgozása terén. Az egyiptomi ásatások során talált, valószínűleg 5000 éves és még jól megőrzött vastárgyak nem teszik lehetővé megbízható következtetések levonását az akkori vaskivonás típusáról. Hiszen a régi és újabb referenciamunkák (Meyer, Brockhaus) azt jelzik, hogy már Kr.e. 1200 -ban. A filiszteusok (völgylakók, ellentétben a hegyen lakó izraelitákkal ) tudtak vaskitermelésről.

A bronz továbbra is előállítható természetes agyagból készült, alacsony tengelyű kemencében , természetes húzással, de a vas kitermelése és feldolgozása könnyebb volt erőteljes fújtató használatával , még akkor is, ha ezen a területen önhúzó kemencék voltak. Csak elegendő légköri oxigénellátással lehet a bronzokhoz elegendő 1100 ° C -ról a vaskivonáshoz szükséges 1200 ° C fölé emelni a hőmérsékletet. A korai vaskorban az úgynevezett lebenyeket - formázatlan csomókat / szivacsvasat kovácsoltvasból (mert alacsony volt a széntartalma) - vasban gazdag ércek, például hematit / vörös vasérc és szén keverékéből nyerik ki. levegőellátás még mindig nagyon egyszerű fújtató segítségével (versenyfelfrissítés) versenykemencékben ( versenytűz ) fegyverek , páncélok és szerszámok számára. Ez az első lépés a vaskorba már jelentős mennyiségű vasat termelt. A középkorban történt javulás az úgynevezett farkas- vagy darabkemencékhez vezetett, amelyek a mai kohó elődei . Ezek szállított folyékony nyersvas , hogy az alsó (a kemence alján) , a „farkas” fölött ez adta ki a szén a temperálás során, és frissítő , és lett acélból vagy képlékeny vasból.

Bár az első magas tengelyű kemencékről (mai szóval nagyolvasztók) szóló korabeli feljegyzésekről már a 14. században, a korai ipari vasgyártásról pedig a 15. században számolnak be, csak vaskorszakról beszélhetünk, jogilag úgynevezett technikai értelemben. század vége felé, a 19. században először sikerült elérni az 1400 ° C feletti állandó hőmérsékletet a vízellátással működő fújtatóval. Ez lehetővé tette az első igazi fogalmilag nagyolvasztó , amely még mindig alapul faszén származó szén cölöpök a még mindig sűrű erdők, be kell állítani a mozgást, ami nyersvas előállításának észrevehető mennyiségben. Középkori fegyverkészítők - ahelyett, hogy a korábbi „darab önbeálló” - dolgozta fel azt a „ penész öntött ” a fegyvereket és lövedékeket , később a különböző „öntött áru”, mint például a siegerlandi kemence lemez casting , ami alapított egy egész iparág . Az egyszerű tengelyes kemencék továbbfejlesztésével kis kohókká, amelyeket ma kupoláknak neveznek, nagyobb mennyiségű öntöttvas is megolvasztható. Ez lehetővé tette a vasépítést, és a díszes kerti pavilonból öntött szegmenseket szállítottak nagyobb tárgyakhoz ( híd a Severn felett , a Sayner Hütte öntőcsarnoka ), amelyeket aztán előregyártott szerkezetekbe szereltek össze. Az öntött és hengerelt alkatrészek összekapcsolása a 19. század vége felé nagy épületekhez ( frankfurti vasútállomás csarnokhoz ) vezetett , amíg ezt a technológiát nem váltották fel a tiszta acélszerkezetre.

Ezzel a fejlődéssel párhuzamosan a vasöntés a 19. század első harmada óta tökéletesíti magát, mivel a gépészmérnökök és a vasutak vasöntvényt igényelnek.

Georgius Agricola (1494–1555), ásványtani kutató , geológus , az ércbányászat és kohászat szempontjából alapvető fontosságú De re metallica libri XII (Tizenkét bányászati ​​és kohászati ​​könyv) című mű szerzője részletes leírásokat és metszeteket adott a technikai berendezésekről és folyamatokról, mint például a vezetés művészete ”, a„ vízi művészet ”, az alagútépítés, az olvasztókemence -építés vagy a pörkölés és vezetés, nem csak a„ korszerű ”kohászatra érvényes szabályok az ő korában. A "vízművészet" megőrzött létesítményeit, amelyek elengedhetetlenek a bányászathoz és az olvasztáshoz, 2010 -ben a Felső -Harzi vízi polcnak nyilvánították a világörökség részévé.

Angliában 1781 -ben működött egy kohó, amely már nem szénnel, hanem koksszal működik, majd 1796 -ban a sziléziai Gleiwitz . 1837- ben tették először használhatóvá a forró kemencében keletkező gázokat ( Faber-du-Faur módszer). Mivel a korai nyersvas, amelynek széntartalma legfeljebb 10% volt, nem kovácsolható és nem hegeszthető , a „ frissítés ”, azaz a szén eltávolításának különböző módszereit fejlesztették ki.

Jön a "szélfrissítés"

A "sütőben friss" történelmi megközelítésből kiindulva, a munkaigényes " tócsakemencében ", Henry Bessemer 1855 -ös megoldása találta meg a "Wind Fresh" -et, amelyben alulról sűrített levegőt , savas ( szilikát -béléses) tömegű levegőt, nagy körte alakú edény ( Bessemer ) fújt lett. A folyamat során a szén - és vele együtt a nyersvas egyéb nemkívánatos, oxidálható adalékanyagai, például a szilícium (amely a folyamathőt biztosítja) - olyan mértékben oxidálódtak, sőt elégették, hogy az így kezelt vas alakíthatóvá vált.

Az 1867-es világkiállításon a Siemens-Martin kemence ("SM kemence") nagy figyelmet kapott.

1878-ban Sidney Thomas és Percy Gilchrist javult a Bessemer folyamat hozzáadásával egy alkalikus bélés a „körte”, ami szintén csökkentette a foszfortartalom. Ezzel az eljárással az alacsony vastartalmú (30-55% Fe ) barna vasércek , amelyek magukban foglalják a nagyon finom szemű bányászott Lotaringiai minettet (csak 20-40% Fe), és a német gyepes vasércet ( Salzgitter ) is öntött és kovácsolt acélból kell feldolgozni. A salak , amely túlsúlyban a nagyolvasztó folyamat egy aránya 2: 1, volt - föld - például foszfor-tartalmú „ Thomas liszt ”, mint az első műtrágya számára mezőgazdaságban , amely azonban továbbra is függ a vas olvasztása, amíg a ammónia Haber és Bosch szerint a szintézis a 20. században vált alternatívává. A fent említett fúvóacél-eljárásokat tovább fejlesztették az LD-eljárással (szabadalmaztatott 1950. december), amely tiszta oxigént vezet be az acélgyártáshoz, és a status quo -vá vált a nagyolvasztó jó négyszáz éves története után (amely azonban a megfelelő feltételek mellett még megtartotta műszaki indoklását) a technológia az volt.

A kohó egyre kevésbé fontos

A klasszikus kohó elvesztette egyedülálló pozícióját, mint az acélgyártás öntöttvas szállítója a Martin regeneráló égésű Siemens-Martin kemence bevezetésével . Ebben 1700 ° C hőmérsékleten a nyersvasat oxidokat tartalmazó törmelékkel együtt alacsony széntartalmú acélgá alakítják át (a hulladék hasznosítása, mint az első újrahasznosítási folyamat). Az elektromos acél eljárás egy lépéssel túlmutat a Siemens-Martin folyamaton. A gazdag ércekből közvetlen redukcióval előállított hulladékot és szivacsvasat (pelletet) elektromos ívkemencében acélokká vagy öntöttvas típusokká alakítják át .

Egy másik egyszerűsítés a gáz ( palagáz ) használata volt a vas -oxidok szivacsvassá redukálására , amely közvetlenül felhasználható acélgyártáshoz.

A hagyományos nagy kohóművek, amelyek maximális teljesítményre vannak tervezve , előnyös helyszíntől függenek, hogy gazdaságosak legyenek, mivel nagy az igény a felhasznált anyagokra. A kohó üzemeltetéséhez ezek helyi vagy regionális érc- vagy széntelepek, amelyeket az infrastruktúra egészít ki. Egy fontos német gyár Duisburgban, Európa legnagyobb belvízi kikötőjében olyan magasra becsüli a hely előnyeit, hogy évtizedek után 2008 -ban új kohó üzemel. Osztrák gyárat építettek érclelőhelyei ( Steirischer Erzberg ) közelében a Rajna-Majna-Duna fő hajózási útvonalon . A kellő kapacitású belvízi és tengeri kikötők ma lehetővé teszik az alapanyagok olcsó szállítását hajóval, és ezzel a kohó üzemeltetését még érc- és szénszegény helyeken is. Az elektromos acélművek (mini acélművek), amelyekhez elegendő a szárazföldi vagy vízi közlekedési összeköttetés, egyre inkább átveszik a helyüket. Rugalmasan tud alkalmazkodni a rendelkezésre álló nyersanyaghulladékhoz, és a kohótól eltérően szakadatlanul és kevesebb környezetszennyezéssel dolgozik.

Elhárító lépést tettek a klasszikus nyersvasgyártás átemelésével a kohóban, beleértve a hozzá kapcsolódó acélműveket, az alapvető nyersanyagokhoz, elsősorban a kiváló minőségű vasércet tartalmazó lerakódásokhoz (Brazília, Belo Horizonte ). Az így elért előnynek kedveznie kell a termékek globálisan orientált szállításának. Eddig azonban nem teljesültek az elvárások.

A réz visszatérése

A 19. század közepén és az iparosodás kezdetével egyfajta új korszak kezdődött Európában a réz és a rézötvözetek területén : a bronzok már nem voltak előtérben. A réz visszanyerését kifejezetten egy új, réz alapú ötvözet határozta meg, "Gun Metal" vagy "Cannon Bronze" néven, és réz-ón-cink-ólom ötvözet volt, amely megfelelt az akkori katonai követelményeknek, főleg a fegyverek esetében . Később és a mai napig gépi bronznak vagy pisztolyfémnek nevezik, és különösen szerelvényekhez használják .

Ugyanilyen fontos a rézfogyasztás szempontjából a történelmi sárgaréz újrafelfedezése, mint különösen sokoldalú öntött és kovácsolt ötvözet ( patrontok , patronok, lemezek , huzalok és drótháló). A finom sárgaréz huzalokból készült szitákat házhoz és kereskedelemhez Leonische Warennek hívják . Manapság a magasan specializált gyárakban gyártott „ kábelkötegeket ” igényli a modern elektronika nemcsak a gépjárművekhez és a nagy repülőgépekhez.

A távíró és később a telefon bevezetésével a polgári szektornak nagy vezetőképességű rézhuzalokra volt szüksége a nagyobb távolságok áthidalásához. Ugyanez vonatkozik az armatúra tekercselésére, mióta Werner von Siemens 1866-ban felfedezte a dinamó-elektromos elvet . Az elektromágnesek lehetővé tették , hogy a 19. század vége felé kisméretű, nagy sebességű elektromos hajtásokat ( villanymotorokat ) kaptak a munkagépek számára, és fokozatosan kicserélték a gőzgépeket és a hajtószíjakat . Ezt követték az erőművek villamosenergia-termelői, és ismét szükség volt a nagyfeszültségű áramok átviteléhez szükséges rézből készült légvezetékekre .

Szükség van rézcsövekre a köz- és egyéni fűtési rendszerekhez és a vízellátáshoz ( szerelvények ). Rézből ( radiátor ) készült csőhűtőt használnak az autók vízhűtéses belső égésű motorjaihoz . A szaksajtó szerint egy autó körülbelül 25 kg rézt tartalmazott 2008 -ban. Az elektromos autók esetében ugyanazok a források járulékos 40 kg rézigény mellett számolnak.

A hajógyártásban a kagylónövekedés ellen védő korrózióálló rézt használják a vízvonal alatt ( szennyeződés ), míg felette a sárgaréz dominál a berendezésekben, szerelvényekben és műszerekben. A bizonyítottan ellenáll az időjárási hatásoknak számos lehetséges felhasználási lehetőséget teremtett az építőiparban és a közlekedésben. A sárgaréz fogantyúk és fogantyúk baktériumölő tulajdonsága előnyösnek bizonyult a tömegközlekedésben.

Jönnek a "földfémek"

A modern idők (acélszerkezetek, Eiffel -torony ) követelményeihez alkalmazkodó "vaskor" mellett a kohászatban valami teljesen új jelent meg a 19. század vége, a "földfémkorszak" óta. Az ezeket meghatározó elemeket földfémeknek nevezik, mert nem fémtartalmú ércként fordulnak elő, hanem csak olyan vegyületekben, amelyeket - kémiai egyszerűsítés végett - földnek neveznek . Általában ez az oxidáló forma, alumíniummal, amely a periodikus elemrendszer IIIa. Csoportjába tartozó összes földfém közül a legismertebb , ez a bauxit .

A Spodumene , a lítium-alumínium-szilikát, amelyet csak a szuperkönnyű fém kifejlesztésével hoztak fókuszba, Németországban is megtalálható kiterjedt lelőhelyeken, amelyek részletes feltárásra várnak.

Ritkaföldfémek

A periódusos rendszer 14 ritkaföldfémet ismer , amelyeket lantanoidoknak neveznek . Hozzáadott szkandium , ittrium és lantán , olyan gyakran 17 elemről beszélnek. Az atomtömeg szerinti felosztás megkülönbözteti a könnyebbeket a nehezebb elemektől, így az új technológia és annak alárendelt alkalmazási technikái által különösen keresett nehezebb elemek előfordulása és termelékenysége tekintetében rosszabbak a könnyebbeknél. Egy új elektronikus kommunikáció egyik eredménye a mindenütt jelen lévő információs lehetőségek fejlesztése, amelyek olyan jelentőséget kaptak, amilyen mértékben a 20. század közepe táján távolról sem lehetett számítani. Ebben az összefüggésben egy gazdasági cikk címe: „A só arany lett”.

A ritkaföldfémeket ásványok tartalmazzák, amelyek különböző gyakorisággal fordulnak elő, és túlnyomórészt oxid-szilikát jellegűek. A skandiumban gazdag ásvány a thortveitit , amelyet Norvégiában és Madagaszkáron találnak . A legtöbb előfordulás az ittriumról ismert, mivel számos ásványi anyag tartalmazza, de kevés a lutéciumot. A lantán megtalálható a monazit homokban (másodlagos, dúsított cérium -foszfát lerakódások), társként más "könnyű" ritkaföldfémekkel. Ezeket a lerakódásokat ceritföldeknek is nevezik, mivel hosszú ideig kizárólag cérium kinyerésére használták őket.

A tiszta elemek ábrázolása érdekében az ásványokat általában nedves-kémiai úton dolgozzák fel és kloridokká alakítják, amelyeket szárítanak, majd olvadékáram-elemzést végeznek.

A cériumot, ennek a csoportnak a széles körben használt elemét, már a 19. században iparilag használták, mind a még mindig elterjedt gázvilágítás köpenyeihez , mind pedig a Carl Auer von Welsbach által tűzkövek gyártására kifejlesztett ötvözet alapjául. mások. zsebgyújtókhoz.

Egy ötvözet 48-52 tömeg% cérium, amelyhez más lantanidák és 0,5% vasat adunk mellett lantán , óta használják a 20. század óta a gömbgrafitos grafit öntöttvas és ötvözetek számos színesfém, mint a „vegyes cérium "az alkalmazott szemcseszerkezet befolyásolására (lásd az olvadékkezelést ).

A modern elektronika területén a lapos képernyők, energiatakarékos lámpák, akkumulátorok, hibrid motorok és más új termékek esetében a lantanoidok nagy része keresett alapanyag.

A "ritkaföldfémek" a szó szoros értelmében egyáltalán nem "ritkák", de ma már igaz, hogy a világ 100 millió tonnára becsült tartalékának csak 30% -a található Kínában geológiai okokból (litofil dúsítás), de 2010 -ben a világ fogyasztását szolgáló 135 000 tonna termelés 95% -ával. Az újabb jelentések perspektívába helyezik a korábbi állításokat, és utalnak a világ minden részén kitermelhető betétekre, ha fenntartható módon dolgozzák fel őket, de elsősorban Grönlandon, Vietnamban, Kanadában és az USA -ban. A Storkwitz-betét Szász-Anhaltban található. A szűkösség által ösztönzött kutatások meglepő eredményekhez vezetnek: "Japán ritkaföldfémeket fedez fel vizeiben", erősen koncentráltan, de 5000 méter mélyen, amit nehéz kihasználni.

A jelentés továbbra is arról számol be, hogy az újrahasznosítási arány túl alacsony.

Az alacsony olvadáspontú elemek, a gallium , az indium (F 156.4) és a tallium (patkányméreg néven ismert) nem tartoznak a ritkaföldfémek közé, de gyakran nevezik velük együtt a modern technológiákból adódó alkalmazási területük miatt. természetes vegyületeikből elektrolitikus úton nyerik.

alumínium

Minden alumíniummal kezdődött . Friedrich Wöhler először 1828 -ban redukálta szürke porrá, bár az alumíniumot elemként már 1825 -ben felfedezte Hans Christian Ørsted . Az olvadt gömbök előállítása alumíniumból csak 1845-ben volt sikeres. 1854-ben Robert Wilhelm Bunsen javasolta az olvasztott só elektrolízisét a felhasználható mennyiségek visszanyerésére . Henri Etienne Sainte-Claire Deville 1855-ben mutatta be először egy folyamat során, és az akkori előállítási költségek miatt "agyagból készült ezüstnek" nevezte. 1886 -ban Charles Martin Hall és Paul Héroult egyszerre kért szabadalmat , amely a mai napig az alumíniumgyártás alapja, és utat nyitott számára egy haszonfém számára. Újabb tíz évbe telt, mire a világ első alumíniumolvasztója a svájci Neuhausen am Rheinfall -ban , a Rajna -vízesés vízenergiáját használó erőteljes turbinák segítségével kezdett üzembe (az Aluminium Industrie Aktiengesellschaft, röviden AIAG, később Alusuisse építette ). Újabb tíz évvel később az AIAG üzembe helyezte az első német alumíniumolvasztót ( Aluminium Rheinfelden ) a Felső -Rajna -i Rheinfeldenben (Baden) , amely energiáját a nemrég épült Rheinfelden -i vízerőműből merítette.

2014-ben (az Economics jegyzete szerint az 1/2015. Számból, az ERZMETALL-ból) alig ötmillió tonna nyers alumíniumot termeltek egyedül az ÖET öt arab uralma alatt álló első olvasztóműve (az energiagazdag Oroszország lemaradt a RUSAL-ról) 2014 -ben csak 3,6 millió tonna piacvezetést produkált , 2015 -ben pedig 59 millió t összkeresletet). Németország 2011 -ben 28 kg alumínium fogyasztást idéz elő lakosonként.

A kémiailag hasonló szkandium egy sűrűsége a 2,985 g · cm ^-3 egy könnyű fém, amely csak akkor vált az érdeklődés a korban a tér technológia. A bór egy másik nemfém, amely csak oxidos vegyületek formájában fordul elő. A kohászatban acélok keményítésére használják, adalékként alumíniumötvözetekben és neutronfékként az atomtechnikában.

Földfémként az alumínium elsősorban olyan elemekhez rendelhető, amelyek nem tartoznak a periódusos rendszer azonos csoportjába, de kohászatilag összehasonlíthatóak, amennyiben soha nem fordulnak elő a természetben lévő érctelepekben, hanem csak ásványokban, kémiai formában vegyületek, elsősorban kloridok , szilikátok vagy karbonátok .

Magnézium, titán

A magnézium , amely kis súlya miatt továbbra is ipari jelentőségben növekszik, mind kloridból ( Izrael , Holt -tenger , karnallit, mint túlterhelt só a káliumbányászatban) nyerhető , de világszerte jóval nagyobb mennyiségben a magnezit redukciójából .

Titán kivételes helyzetben van . Ércként rutil , anatáz , brookit vagy ilmenit formájában fordul elő . Nagy részét ilmenit- és rutilhomokból nyerik, ezért a földfémek mellé helyezhető. Csupán 4,5 g · cm ^-3 sűrűségével még mindig a könnyűfémek közé tartozik .

A "könnyűfémkorszak" a földfémekkel és a hozzájuk kapcsolódó elemekkel kezdődik. Mindenesetre kohászati ​​korszaknak kell tekinteni, és egyre inkább elfoglalja helyét a még mindig uralkodó „vaskor” mellett. Előrelátható időn belül a könnyűfémek nem fogják kiszorítani a vasat ugyanúgy, mint a bronzot, és ezt korábban a rézt, ez pedig a kőbaltát és a kézi baltát .

A kohászat állapota a 21. század elején

Az alapanyagok kitermelése

A „szilárd”, azaz tiszta fém megtalálása mindig kivétel volt. A földtudományokhoz kapcsolódó gazdasági geológia foglalkozik a lerakódások eredetével. A bányászat ( kutatás és feltárás ) körüli alkalmazott tudományok a legelőkelőbb lelőhelyek feltárásával, feltárásával és bányászatával foglalkoznak, vagyis olyanokkal, amelyek jó ércgazdálkodást ígérnek - ezzel a technológia és a további feldolgozás erősen függ a lelőhely fémtartalmától. .

Az alagútban a föld alatt helyezkedik el (történelmi példák: ezüstbányászat a Cerro Ricón a bolíviai Potosí városában 1825 -ig, ma már csak réz, ón és ólom található ott). Ismert a történelmi aranybányászat Ausztriában (" Rauriser Tauerngold"). A szabadföldi bányászatra jellemző más európai példák megtalálhatók a svédországi Falunban (ólom, cink, réz), Erzbergben (vas) Ausztriában és nem messze Mittersillben ( wolfram ).

A fontos érlelőhelyek a nyitott érctelepeken (az úgynevezett „kiemelkedések”) kívül nemcsak ércet, hanem földtani szempontból úgynevezett „homokot” és „ szappant ” is tartalmaznak , amelyek világszerte megtalálhatók . Megkülönböztetésük a felmerülésük módja szerint történik. Kohászati ​​szempontból a legjelentősebbek a maradványok, amelyek a környező kőzet mállása után maradtak fenn (pl. Magnetit vagy mágneses vasérc), és a hordalék , amelyet a völgybe süllyedő vízből partra mostak (például 1848 -ban nagyon aranyban gazdagnak találták az amerikai folyón , Kaliforniában ) ) és földtani szempontból összehasonlíthatóak azok a Malajziából és Indonéziából származó óntartalmú , tengeri, tengerparti szappanok, amelyek 30% -os részesedéssel rendelkeznek a világ termelésében, valamint a cériumtartalmú Monazite homok Nyugat-Ausztráliából és a titánt tartalmazó ilmenit homok (fekete) homok). Mint " maradék kőzetek ", a "homok" rokon felek, a nikkel laterit -Erze, amelyek csak alacsonyabb geológiai okokból, egyenlítői szélességeken találhatók.

A közép-afrikai betétek tantál és nióbium-tartalmú ércek ismert , mint koltán (columbite-tantalite) (szintén megtalálható lebegő szappanok) vannak kihasználva a műszerek és készülékek ( áramkörök ) , különösen azért, mert a korróziós ellenállás a tantál kapott . A nagy keménység miatt a tantál , a niobium és a hozzá kapcsolódó vanádium (a periódusos rendszer vanádium-csoportja) a rozsdamentes acélokban a kísérő fémek közé tartoznak .

A posztklasszikus, mivel olyan folyamatokhoz kötődnek, amelyeket csak a modern időkben fejlesztettek ki, még mindig hozzárendelhető ehhez a kohászathoz:

• A elektrolitikus kitermelése alkálifémek a bányászati azok kloridok és a bányászat uránérc ásványi uránt tartalmazó, amelyek továbbra is folytatódik ;
• a legkorszerűbb magnéziumtermelés a magnezit (Ausztrália) lebomlásából a köztes fázisú magnézium-kloridon keresztül , amely még mindig kisebb mértékben nyerhető a tengervízben való részesedéséből;
• a bauxit , vöröses üledékes kőzet nyílt bányászata , amely - tiszta agyaggá alakítva - az alumíniumgyártás alapanyaga;
• A jövő feladata nagy kohászati előnyöket a mélytengeri bányászat a mangán csomók akár 27% mangánt és egyéb fémek, beleértve a legfeljebb 1% nikkelt , amelyet felmérése évtizedekig még nem technikailag megoldható kielégítő . Ez még inkább vonatkozik az ásványok, a kőolaj és a földgáz lelőhelyeire , amelyek gyanúja szerint 2007 óta 4000 m mélységben vannak az Északi -sark alatt .
• A kohászat újrahasznosításának növekvő jelentősége, amely elsősorban ipari fémek, de szűkös, kohászati ​​szempontból fontos elemek fenntartható módon történő felhasználását tűzte ki feladatának.

A fémek osztályozása kohászati ​​jelentőségük szerint

Egy általános osztályozás a földkéregben lévő elemek százalékos arányán alapul , azaz nem veszi figyelembe a nikkel-vas földmagot. Ez a besorolás azonban semmit nem mond a kohászati ​​jelentésről. A berillium részaránya mindössze 0,006%, és a magnézium, amely bőségesen 1,95%, nem olvasztható és önthető oxidációgátló hozzáadása nélkül .

A gyakorlatban hajlamos ragaszkodni a fő fémek - azaz az ötvözetek alapjaként széles körben használt fémek - és a másodlagos fémek közötti különbségtételhez. Az alumínium fő fémré vált; csak a 20. században ismerték el, mert a szilíciumhoz hasonlóan nem fordul elő a természetben fémként. Az agyag ásvány bauxitot (korábban gyakran nevezik „alumínium érc”) van feldolgozva a timföld és már elektrolitikusan kivont alumínium vége óta a 19. század . A fő fémek közé tartozik még a kohászati ​​és kémiailag fontos alkáli- és alkáliföldfém -nátrium , kálium , kalcium és magnézium. Mivel soha nem fordulnak elő fémes anyagokban, hanem csak nemfém vegyületek formájában, mint sók, karbonátok és szilikátok, ezeket egy korábbi pontban a földfémekhez sorolták ( A „földfémek” szakasz ), a hozzávetőleges összehasonlíthatóság miatt is a kitermelési folyamatról. A ritkaföldfémek speciális szakaszt igényelnek (lásd ott).

A „földfémek” közé tartozik a szilícium is, amelynek több funkciója van. Elsősorban egy félig fém , amely természetesen csak kvarcit vagy kvarc homok (SiO ₂ ) formájában fordul elő , és amelyből csak „karbotermikusan” lehet kinyerni elektrokémiai redukciós eljárásban , szén- elektródákkal ellátott elektromos ívkemencében . Ha vas- törmelék van hozzá, ugyanakkor , Ferroszilícium (FeSi), amelyet többek között, a nyugtató az acél után finomítás , létrejön „ in situ ” (a folyamat ). Az alumíniumhoz és a mangánhoz hasonlóan a szilícium is deoxidáló hatású.

Az alumínium-szilícium ötvözetek esetében a szilícium határozza meg a kovácsolt ötvözetek ötvözet tulajdonságait, valamint az öntött ötvözeteket . Egy további olvadékkezelés (finomítás vagy finomítás) megakadályozza a szilícium hátrányos elsődleges durva elválasztását, amikor az olvadékok lassan megszilárdulnak, legyen szó homoköntésről , például motor alkatrészekről (például forgattyúház , hengerfej ), de nehéz öntőformáknál is .

A nagyon speciális rézötvözetek (szilícium -bronz) esetében ötvözet társ, és a félvezető technológiában elérte saját pozícióját. A " tiszta kohászat" (azaz a fém tisztasága 99,999%-os tartományban, az úgynevezett "öt-kilenc fém") kidolgozott folyamatában készül, ez az alapja a chipeknek , amelyek nélkülözhetetlenek a számítástechnikában. A világtermelés német részesedése jelentős (például a drezdai forgácsgyártás ). A szilíciumot félvezetőként is használják a napelemek gyártásában .

Egy másik osztályozási lehetőség választja el a nehézfémeket a könnyűfémektől . A nehézfémek sűrűsége nagyobb, mint 5. A tetején 22,45 g · cm ^-3 sűrűségű ozmium áll , ezt követi a sokkal ismertebb platina , amelyet ékszerekhez is használnak, sűrűsége 21,45 g · cm ^-3 . Réz (8,93 g cm ^-3 ), vas (7,86 g cm ^-3 ) és cink (7,14 g cm ^-3 ) követi egymástól. Között a könnyűfémek, lítium 0,54 g · cm ^{-3 van a} legkönnyebb, majd magnézium-1,74 g · cm ^-3 és alumínium 2,70 g · cm ^-3, titán , amelynek sűrűsége 4,5 g · cm ^-3 még könnyűfémekhez rendelve.

Széles körben elterjedt a „nem nemesfémekre” és az „ötvözet -társakra” való felosztás is, amely számos elemet tartalmaz, amelyek gyakran csak nyomokban kerülnek hozzáadásra, de mégis fontosak. A réz, a vas, az ólom, az ón, a cink és a nikkel nemesfémnek tekinthetők - evolúciós történetük miatt. Gazdasági és kohászati ​​jelentőségüket tekintve azonban az alumínium, a magnézium és a titán ma már a történelmi nemesfémekkel egyenlő.

A bevezetőben már említett megkülönböztetés elsősorban a mennyiséget tekintve fontosabb vasat és kohászatát látja. A színesfémek távolról követik .

A jelenlegi besorolások különbséget tesznek az „ömlesztett fémek”, például vas, réz, cink stb. Között, valamint a különleges, ritkaföldfémek és alcsoportként a technológiai fémek között. A különleges fémek közé tartoznak az arany, ezüst és platina fémek, de ritkaföldfémek, tűzálló fémek és (ún.) "Technológiai fémek, indium, germánium, gallium, rénium, szelén és tellúr". Közös bennük, hogy csak kis mennyiségben adják hozzá az "ömlesztett fémeket", és egyre nagyobb az érdeklődés az újrahasznosítás iránt.

Főbb fémek

Fő fémként a rézt vagy a „száraz úton” nyerik ki a gazdagabb ércek esetében, vagy a „nedves úton” a szegényebb ércek esetében. A tiszta rézhez vezető folyamat többlépcsős. Az érc pörkölésével kezdődik, amelyet a nyersolaj olvasztása követ, további műveletekkel, akár az aknás kemencében ("német módon"), akár a lángkemencében ("angol módon"). A termék most fekete réz , több mint 85% réztartalommal. További finomítására manapság csak ritkán kerül sor a lángkemencében. Inkább gyakori a fekete rézlemezek elektrolitikus finomítása . A keletkező tiszta réz egy hidrogéntartalmú katódréz, más néven hólyagréz (hólyagos réz). Rendkívül tiszta és oxigénmentes "vezetőképes réz" (tiszta réz meghatározott elektromos vezetőképességgel) az elektromos ipar számára .

A rendelkezésre álló finomított réz nagy részét - többnyire ötvözve - dagasztó- vagy öntőanyagként használják. Fémlemezbe tekerve a tiszta réz különösen észrevehető az építőiparban. Nagyon stabil az időjárás hatásaival szemben, a rézlemezeket egyre gyakrabban használják tetőfedésekhez és esőcsatornákhoz . Az idővel kialakuló patinát (zöld szín) korábban értékelték. Rossz nevén mérgező verdigris , valójában nem mérgező réz-szulfátból és karbonátból készül .

Bár az összes ötvözetek főkomponensként réz nevezik rézötvözetek , egyértelmű különbségek megjelenési és mechanikai tulajdonságok között bronz és különleges bronz (hasonlítson berillium bronz ) és réz (alfa- vagy béta-sárgaréz 63-58% cink). Az egyik példa a „ nikkel -ezüst”, amelynek színe teljesen különbözik a vöröses réz tónusától, korábban fehér réz néven is ismert, és újabban a „Packfong” kifejezéssel, amely származási országából, Kínából származik.

A hozzáadott elemek színesfém kohászati ​​eljárásaiban a tiszta réz több, mint a „főötvözet”. Az öntöttvasban a réz ötvöző elem, amely pozitív tulajdonságokkal rendelkezik.

Az ón a bronzkor óta alegfontosabb fém, amely a réz kísérője. Tiszta ónként nem nagyon dolgozzák fel, mert túl puha. További részleteket az "Ón" alatt talál.

Előfordulási gyakorisága és alacsony olvadáspontja miatt az ólom (ólom -szulfid) a réz előtt esik, ie 6000 körül. Kr., Mint kohászatilag használható (lásd még az irodalom alatt: 5000 év fémöntés ) Történelmileg ( római korban ) széles körben használt, könnyen megmunkálható főfémként jelenik meg. A 20. század óta, amennyiben késő van, már nem használják, mert mérgező az ivóvizet szállító rendszerekre (ólomcsövek). Ugyanezen okok miatt az ólom a Római Birodalom bukásának egyik oka. Az ólom -oxid (" fehér ólom ", a vörös ólom ) alapján készült festékek és a gyermekjátékok, amelyeken vagy amelyekben található , szintén mérgezőek .

A modern nyomtatási technológia eredményeként az ólom- antimon ötvözetek, mint betűtípusok, nagyrészt jelentéktelenné váltak. Az ólom egyelőre még mindig nélkülözhetetlen az akkumulátorokhoz és az ólomtartalmú csapágyfémek alkotórészeként. Itt különösen ólom bronz, egy réz-ólom-ón ötvözet, legfeljebb 26% ólommal, amelyet az autómotorok erősen igénybevett csúszócsapágyaihoz használnak.

A kovácsolt sárgaréz ötvözetekben az ólom a megmunkálást elősegítő adalék (maximum 3%). Akár 7% -kal a réz-ón-cink öntvények ( gépi bronz ) ötvözet társa .

Vas válik öntöttvas vagy acél kizárólag a hozzá társított elemek (vas társait), amelyek bár nélkülözhetetlen acélgyártás , továbbra is kisebb fémek mennyiségi szempontból. Kemény acélhoz mangánt adnak, amelyet a sült vas 50%-ban tartalmaz. A ferromangán mangánhordozó, 75-85% mangánt tartalmaz. A krómot , a nikkelt, a molibdént , a vanádiumot , a kobaltot (lásd még az iparban használt fémeket ), a titánt , a félfém-szilíciumot (ferroszilícium / FeSi-ként hozzáadva), valamint a nemfémes szenet , foszfort és kénet is használják az acélgyártásban, például öntvényben vas .

Cink van tiszta cink ötvözött 0,5% rezet, amikor horganyzás acél és használt , nagy mennyiségben , mint korrózió elleni védelem . Az építőiparban nagyon „alacsony ötvözetű tiszta cinkből vagy titán-cinkből”, 0,1% rézből vagy titánból készült cinklapokat és -szalagokat használnak . Ezenkívül a cink az alapfém a finom cinköntvény ötvözetekben, réz és alumínium alkatrészekkel. A cink fontos társ a rézötvözetekben (lásd fent), különösen sárgarézben több mint két évezreden keresztül.

Az alumínium szabványosított elsődleges alumíniumként (tisztaság 99,5–99,9%), tiszta alumíniumként, 99,99%-os tisztasági fokgal („négyórás fém”) és akár tiszta fémként (> 99,9999%) is kapható. Megmunkált és öntött anyagként betöltött tényleges jelentőségétszámos ötvözetképző kísérőelem határozza meg, köztük az nemesfém réz. 1909 -ben Alfred Wilm kifejlesztette a szabadalmaztatott duralumint (márkanév DURAL), az első edzhető ötvözetet, amely alumíniumból, rézből és magnéziumból ( AlCu 4Mg1) áll. Ezt az ötvözetet elsősorban a repülőgépgyártásban használják, kezdetben a Junkers / Dessau -ban . Aladár PACZ 1920 kezeli a szerkezet -influencing „finomítás” az eutektikus alumínium-szilícium - bináris ötvözet (jogilag védett „Alpax” és „ Silumin ”) útján hozzáadásával kevesebb, mint 150 ppm nátrium. A 7-13% szilícium tartományban ez lesz azötvözetekcsoportja, amelyet maleginkább öntvényként dolgoznakfel. Kicsit később alumínium-magnézium ötvözetek következnek(jogilag védett tengervízálló hidronáliumként, és titán adalékanyagú változatban "különösen tengervízálló"). Az AlMgSi ötvözet0,5% szilíciummal és magnéziummalsokféleképpen használható hengerlő és dagasztó anyagként. Ezen kívül vannak réz, titán, cink, mangán, vas, nikkel, króm és egyéb elemek ötvözetei, amelyek révén az ötvözetek által megkövetelt egyre specifikusabb tulajdonságok határozzák meg a kísérő elemek típusát és mennyiségét. Ha nem kapható kész ötvözetként, akkor hozzáadhatók tiszta alumínium alapolvadékához „ötvözőszerként” vagy „alumínium alapú mesterötvözetként”.

Kísérő fémek

A "kísérőfémek" (szinonimája: "ötvözet társai") kifejezés mellett létezik a "kísérő elemek" átfogóbb kifejezés is. Ezeket rendszeresen használják ötvözetek gyártásához. Ezeknek a kísérő elemeknek az aránya a tized százaléknál és kevesebbnél kezdődik, és felmegy a kétszámjegyű százalékos tartományba. Példák: AlCuTi 0,15-0,30% titánnal; AlSi 12 10,5-13,5% szilíciummal. Az anyagfejlesztés ma már csak néhány elemet ismer, például radioaktív elemeket , amelyek nem alkalmasak az újonnan kifejlesztett ötvözetek tulajdonságainak potenciális javítására. Különösen a "ritkaföldfémek" területén találhatók a már régóta ismert cérium (lásd a cériumkevert fémeket ) és a hozzá tartozó lantán (görögül: "a láthatatlan") mellett más kapcsolódó elemek, például a neodímium (erős állandó mágnesekhez) vagy prazeodímium (csatlakozásaiban UV -elnyelésű színes üvegekhez).

Példák a más fontos kísérő elemek a nem-fém foszfor in eutektikus AISi dugattyús ötvözetek , vagy berillium , egy könnyű fém, amelynek sűrűsége 1,84 g · cm ^-3 , amely mérgező formájában gőzei. A berilliumot edzhető bronzok ( berillium- bronz ), szikramentes szerszámok számára használják a bányászatban, dezoxidációs adalékként a vezetőképes rézhez (itt öt százalékos mesterötvözeten keresztül) és ppm tartományban (szintén főötvözetből adagolva) alumíniumötvözetekben a minőség javítása és az olvadék oxidációjának csökkentése érdekében, ami elengedhetetlen a magnéziumötvözetek olvasztásához és öntéséhez. A berillium - világszemüvegünk a ritka, átlátszó berilli kristályformából származtatott - berillium éves világtermelése 364 t.

Alapvető kohászati ​​eljárások

Ezt az első folyamatot követően a „Nyersanyagok kinyerése” szakaszban leírt elemek előfordulása és kitermelése tekintetében egy további folyamaton, a feldolgozáson mennek keresztül, mielőtt azok olvasztás útján tiszta vagy ötvözött használható fémekké és félfémekké válnak. .

Az első válást vagy észlelést továbbra is hozzárendelik a bányaterülethez , amely lehet alagút, valamint nyílt öntésű bányászat. A későbbi feldolgozási szakasz már "kohászati" munkának minősül. A szükséges intézkedések olyan változatos, mint a nyersanyagok magukat. Egy alap Különbséget kell tenni a száraz és a nedves folyamatok, mindegyik a céllal, hogy „dúsítás”. Az alagútban kitermelt "halom" megköveteli az értékes, ércben gazdag, értéktelen, érces szegény, "süket" anyag elválasztását, amelyet "gangue" -nak neveznek. Az elválasztáshoz a kőzetet őrléssel tovább zúzzák, majd szitálják, szitálják és szükség esetén mágnesesen elválasztják . Nyílt gödörben történő bányászatkor általában előzetesen el kell távolítani a különböző vastagságú túlterheléseket.

Az előkészített anyagok további feldolgozását az alábbiakban ismertetett alapvető technikák alkalmazásával végezzük.

Pirometallurgia

A pirometallurgia az ércek vagy a már kitermelt fémek további termikus feldolgozása, legyen az oxidáló, azaz oxigénellátással fűtött ( pörkölés ) vagy redukáló oxigénmentes kemence atmoszférában. Tűz finomítás (oxidáció és salakképző nemkívánatos elemek), és a szegregáció , ami azt jelenti, a szegregáció az olvadék segítségével sűrűségbeli különbségek az olvadékban anyag (például: a fenti oldhatósági határát a réz, ólom szegregálódik a réz ötvözet megolvad, leülepszik az aljára az olvasztóedényből). Hasonló a helyzet a lepárlással is, amelynél az anyagok adott gőznyomáson különböző frakciókat különítenek el (például cinkkivonás pörkölt cinkércből muffle kemencékben ).

A legújabb technika kétlépéses eljárás a szennyeződések, például az arzén, az antimon és a szén eltávolítására réz- és aranykoncentrátumokból pörköléssel.

Hidrometallurgia

A hidrometallurgia eredetileg az ércek előkészítését olvasztásra hideg vagy meleg elválasztási eljárásokkal (hideg vagy meleg extrakció) víz alkalmazásával. A történelmi flotációs , továbbfejlesztve mosogató-úszni elválasztás lehetővé teszi, hogy tovább gazdagítsák a kitermelt érc a bányászati folyamat. A kimosódás és a forralás ugyanazokat a célokat szolgálja. A savakkal , lúgokkal , szerves oldatokkal és baktériumokkal történő extrakció szintén része a hidrometallurgiának. Ha baktériumok vesznek részt, az ember biolúgásról beszél . Kémiai kicsapási eljárásokat vagy elektrolízist is alkalmaznak az egy százaléknál kisebb koncentrációban lévő elemek kinyerésére szegény ércekből, például nemesfémekből. Ezekben az esetekben a hidrometallurgiát „nedves úton végzett elektrometallurgiának” nevezik.

Elektrometallurgia

Az elektrometallurgia magában foglalja az elektrotermiát és a karbotermiát (lásd szilíciumgyártás ), valamint az elektrolitikus technológiai technológiákat. A modern acélgyártás, amely a kohót egy oxidokban gazdag törmelékkel feltöltött indukciós kemencével helyettesíti, szintén elektrometallurgiai folyamatként írható le ( elektromos acél )

Az olvasztott só elektrolízisével alumínium szabadul fel a katódon egy alumínium -oxid - kriolit keverékből ( Hall - Héroult eljárás). A keverékhez széntartályt használnak, amely katódként is funkcionál , és felülről betáplált áramvezető anódokat . A Bayer eljárás , amelyet ma általában használnak, az alumíniumot folyamatos fém eltávolítás és alumínium -oxid keverék hozzáadásával nyerik ki, ahogy a speciális alumínium -oxid gyárakban előállított és szárított bauxitot nevezik. A használt anódok folyamatos cseréje része a termelés folyamatosságának az alumínium-oxid-kriolit keverék elektrolízisében. A több évtizedes szabványnak számító Söderberg -anódtechnológiát egyre inkább a Pechiney -eljárás váltja fel , amely jelentősen javult az energiafogyasztás, az anódkarbantartás és a hozam tekintetében ; a meglévő régi rendszereket leállítják vagy átalakítják.

Minden alkálifémek lehet beszerezni a sóoldatok elve szerint a kondenzált-só elektrolízisével -klorid keverék (mert a szükséges reakció-hőmérséklet mindig csökkent keverékekkel) .

Amint már 1852 , Bunsen javasolt elektrolízis összekeverjük folypátot az egyre fontosabb alkáliföldfém magnézium . Ma alapvetően még mindig ugyanúgy mutatják be, akár közvetlenül a természetes magnézium -kloridból ( bischofit ), akár a magnézium -kloridot ( karnallitot ) tartalmazó vegyes sóktól való elválasztás után , akár a tengervízben lévő magnézium -klorid -tartalomtól (legfeljebb 0,4%). Technikailag fontosabb a magnéziit MgCO ₃ vagy keserűspirál (többek között Ausztráliában nagy lerakódások) már említett átalakítása kémiai eljárásban először magnézium -kloriddá . Egy későbbi elektrolízis, amely Bunsen felfedezései óta gyakorlatilag hasonlít az alumíniumgyártás folyamatához (úttörő ezen a területen: G. Pistor , 1920), tiszta magnéziumhoz vezet. Az első kötetgeneráció az IG Farbenindustrie (Elektronmetall) védett védjegye, Elektron-Griesheim gyárában történt .

Az elektrolitikus úton nyert magnézium az elektrometallurgia terméke lett, amely ipari jelentőségét tekintve nem marad el az alumíniumtól a folyamatosan növekvő alkalmazási területek miatt. Többek között korán beállították. az öntöttvas mikrostruktúrájának befolyásolására, könnyű repülőgépgyártásban ( zeppelin ), polgári és katonai pirotechnikában (rakéták, rakéták, botbombák). A második világháború a magnézium és ötvözeteinek fejlődését jelentette, mert az importtól független anyag volt. A 21. században felhasználása megfelel a könnyűszerkezetes építkezés egyre növekvő tendenciájának, különösen a járművekben, és nemcsak a kitermelésének módszereit bővítik ki, hanem a használatát is. Többnyire présöntési eljárással gyártott alkatrészekről van szó, bizonyos esetekben ez " hibridöntés ".

Porkohászat

Bár a porkohászat kifejezést széles körben használják a szakirodalomban és a gyakorlatban, ez nem önálló kohászat, hanem - nyilvánvalóan potenciálisan robbanásveszélyes - technika olvadt fémek és ötvözetek porlasztására, akár folyékony állapotban porrá, akár szilárd állapotból porrá alakításával. finom szemcsék. A porgyárakban a hasznos fémek többsége - az alumíniumtól a cinkig - 0,1–500  µm szemcseméretű porrá őrölhető. A robbanásveszély miatt a különböző veszélyes potenciálú fémporokból származó légköri oxigénnel érintkezve inertizálást vagy flegmatizálást végeznek. A viasztól a ftalátig terjedő stabilizátorok csökkentik a robbanásérzékenységet. A magnéziumpor különleges eset a rendkívül piroforos viselkedése miatt. Nem őrléssel nyerhető, hanem csak a tömbfém "dörzsölésével".

A fémporok, amelyeket ebben az esetben helyesen „szervetlen pigmenteknek ” neveznek , fontosak az autók fémes festékeinek összetevőjeként . Teljesen más alkalmazási terület a préselés acélöntvényekben nagyon nagy nyomáson (2000  bar és több). Az ily módon préselt tiszta fémporokból, gyakran ötvözetszerű keverékekből, fémből öntött alkatrészek állíthatók elő (MIM folyamat, SLM folyamat). Forró izosztatikus préseléssel, amelyet megelőz a por felmelegítése a lágyulási határig, az öntött alkatrészek tulajdonságai érhetők el.

Egy másik megközelítést alkalmaznak olyan alkatrészek gyártásakor, amelyeket nehéz önteni, vagy amelyeket bonyolultan lehet szilárd anyagból gyártani a 3D nyomtatási eljárással. Ez az évek óta ismert technológia időközben olyan messzire fejlődött, hogy a műszakilag igényes fémes sorozatú alkatrészeket rétegenként építik fel (fecskendezik) a 3D nyomtatókon, a számítógép által meghatározott formáig.

A penész és a modell jön por Lángszórásos alkalmazunk. A fémport lánggal vagy plazmával ( plazma permetezés ) lágyítják . Az előny a gépek és szerszámgyártás ( autóipar ) kísérleti projektjeihez használt szerszámok - formák - rövid távú gyártásában rejlik .

Másodlagos kohászat

A másodlagos kohászat kifejezést eredetileg csak az acélművekben használták, de az öntöttvas kéntelenítési eljárására is használják. Mindazonáltal nem külön kohászatot jelöl , hanem különféle, alternatív módon vagy egymás után alkalmazható acélokat, amelyek kénmentesítő, dezoxidáló vagy "nyugtató" intézkedéseket tesznek, amelyek "merőkanál kohászatként" szolgálnak az acél minőségének javítására. A hozzáadott alumínium-granulátum , kalcium-szilicid és számos más electrometallurgically kapott termékek gyakori. Ezen kémiai reakciókon alapuló technikák mellett vannak olyanok is, amelyek tisztán fizikai vagy fizikai-kémiai hatással bírnak. Ebbe beletartozik az is, hogy vákuumot kell alkalmazni az olvadékra (a kapott gáztalanító hatással). A CLU eljárás , közismertebb nevén „Uddeholm -folyamat”, inert vagy reaktív gázokat juttat az olvadt acélba egy merőkanál alján lévő fúvókákon keresztül.

Összességében ezek az olvadékkezelés speciális formái , mivel más fémekkel összehasonlítható módon gyakoriak (például az elsődleges alumíniumgyártásban).

Ezenkívül a másodlagos kohászat kifejezést egyre gyakrabban használják a színesfém kohók, amelyek a telephelyhez közeli ércbányászati ​​területek kimerülése után a fém elsődleges előállítása helyett megfelelnek a nyersanyag-kezelés fenntarthatóságának követelményeinek. , hulladékból és hulladékból történő hasznosításukkal, például az iszap- és porkezeléssel, azaz másodlagos ciklus létrehozásával.

Nukleáris kohászat

A nukleáris kohászat azokkal a radioaktív elemekkel foglalkozik, amelyek közül ma a legismertebb az urán . Hidrometallurgiai eljárásokkal nyerik ki az uránt tartalmazó ásványi szurokkeverékből . Régóta elhanyagolt a rádiumhoz képest , amelyet már a 20. század elején használtak orvosi célokra ( nukleáris medicina ), csak a második világháború során nyerte el jelenlegi jelentőségét. Az Egyesült Államokban a „ Hanford Works ”, amelyet csak erre a célra építettek, nagyméretű nukleáris kohászatot működtetett annak érdekében, hogy elegendő plutóniumot állítson elő az atombomba építéséhez . Ma a polgári nukleáris kohászat nemcsak az atomerőművek tüzelőanyag-elemeinek kinyerésére irányul, hanem a fennmaradó maradványok feldolgozására és az úgynevezett „biztonságos ártalmatlanításra” is (lásd még: „ Urán ”). A nukleáris kohászat fontos másodlagos területe az orvosi célú radionuklidok , mint például a -99m technécium és a jód 131 (például szcintigráfia ), amelyeket világszerte csak néhány atomreaktorban állítanak elő .

Olvasztási és feldolgozási technológia

A kohászat és a kohászat ma is szinonimák, és az ércek kitermelését és feldolgozását az „olvasztást” megelőző folyamatnak tekintik.

A technika és a tudomány fejlődése által lehetővé tett, eltérő irányultságú struktúra a kohászatot a kohászatban közvetített felsőbbrendű tudománynak tekinti , amely a kitermelési és feldolgozási technológiát használja fel, ami viszont kémiát alkalmaz . A szűkebben értelmezett kohászatból - amely kifejezés elsősorban termikus folyamatokon alapul - a fejlesztés a már leírt sorrendben vezet az előkezelt nyersanyagoktól a használható fémekig és ötvözetekig, félkész és késztermékekig. Az érceket feldolgozó kohó munkafolyamata, függetlenül attól, hogy vasat vagy színesfémeket kívánnak kinyerni, általában a következő lépésekből áll:

1. A bemenet töltése (az olvasztandó anyag összeállítása), a kimenet kívánt tulajdonságainak szempontjából is
2. Egyszeri (szakaszos, a kemence foglalatához kötve) vagy folyamatos (folyamatos) töltés, azaz kemence töltése, ugyanolyan folyamatos fémeltávolítással (példák: kohó, napi teljesítménye akár 5000 t nyersvas vagy ömledék) áramlási elektrolízis, amely folyamatosan nyers alumíniumot szállít )
3. A felhasználás csökkentése, ismételten tételekben és szakaszos tulajdonságokkal (lásd alább ), vagy a visszanyert fém folyamatos újratöltésével és összegyűjtésével olyan keverőben, amely csak a kötegelt karaktert kiegyensúlyozza (lásd uo .).
4. Olvadékkezelés oxidáló vagy redukáló finomítással (lásd másodlagos kohászat ), beleértve az ötvözet vagy ötvözet korrekcióit
5. Cserepezés : egyszerű öntvényöntés vagy további feldolgozás (példa: acélmű, amely a nyersvasat egyszerű öntött acélból vagy folyamatosan öntött formátumokká dolgozza fel a hengerelő , húzó és préselő üzemek számára ).

"Ipari fémek"

Az "ipari fémeket" akkor használják, ha egy fém fontossága miatt saját iparágat alapított. Ez a helyzet legalább a vas, réz, nikkel, ólom, cink és alumínium esetében. Az „iparilag használt fémek” kifejezés szélesebb körű, és magában foglalja a kohászatban használt összes elemet, függetlenül attól, hogy egymástól függetlenül, azaz ötvözetlenül vagy ötvözetként jelennek meg.

Vas

A vasat példaként használva az „olvasztás” tartománya különösen jól látható. A vasércolvasztás a vas-szén diagramon alapul , amelyen a vastechnológia mint tudomány alapul, majd kifejlesztette technikáit.

A klasszikus vasmű csak nyersvasat gyárt a kohóban. A nagyolvasztó töltés után feltöltött keverékre utal, az ércrészt korábban elkészítették. A pörkölés oxidálja a szulfidokat . A kapcsolódó hevítés eltávolítja az egyéb illékony összetevőket, például a túl magas víztartalmat, mint a Lotharingiai minettában (a minette "kis ércet" jelent, mert a vastartalom viszonylag alacsony, körülbelül 20-40%). A kohójárathoz az oxidált, hidratált oxid- vagy karbonátérceket ( magnetit , hematit , limonit ( Salzgitter ), sziderit (Ausztria), valamint a kénsavgyártás pirit (pirit) leégése) aggregátumok hozzáadásával készítik el ( Möller ) a folyóból - és salakképző mészkövet ( fluxust ) és kokszt adnak hozzá. A történelmi kohókban koksz helyett a közelben előállított szenet használták .

A csapolás (az olvadt nyersvas kiürítése) folyamatos üzemben történik, vagyis a kemence soha nem hűl le; Amíg a bélése lehetővé teszi, folyamatosan táplálják a "köszvényen" keresztül, a kemence felső végén, és megérinti a talp alján. A lecsapolásnak úgynevezett „szakaszos tulajdonságai” vannak, ahol a tétel alatt például egy hajórakomány brazil vasércet kell érteni, amelynek tulajdonságait a kitermelés helye határozza meg. Az adott nyersvas minőséghez való hozzárendelést ezek határozzák meg. Mind a 0,1% -nál több foszfort tartalmazó hematitvasat, mind a legfeljebb 0,9% foszfortartalmú öntödei vasat meg lehet ütögetni. Amellett, hogy a tételhez tartozik, a csapolás tulajdonságait a megszilárdulás típusa határozza meg. A lassú lehűlés ( öntvényöntés ) szürkeöntvényt eredményez, amelyet a grafit kicsapódás típusa szerint különböztetünk meg (lamelláris, vermikuláris, gömb alakú). A gyors megszilárdulással mangánt tartalmazó fehér öntöttvas keletkezik; átmeneti forma foltos öntöttvas. A nem öntöttvasként használt nyersvasat a kohóból egy kiegyenlítő keverőbe engedik, és onnan továbbítják az acélművekhez. Először folyékony fémet szállítottak nagyobb távolságra a 20. század közepe felé, a szabványos 200 t és ennél nagyobb tartósságban, és ugyanakkor keverő " torpedókanál " -ként. A „tétel” kifejezés itt is használható, nevezetesen egy edény, serpenyő vagy sütő betöltése a megfelelő kapacitás alapján meghatározott mennyiséggel. A további feldolgozás során, amelyet ebben az esetben szakaszosnak nevezünk, minden tételhez hozzá lehet rendelni a jellemző szakaszos tulajdonságokat. A „kötegelt munka” különösen fontos a többnyire nagyon kevert hulladék újrahasznosítása szempontjából.

A nyersvas előállítása még a 21. században is egy "vasmű" célja. A kohó elsődleges termelése azonban elvesztette egyedülálló pozícióját a vasgyártásban, mióta feltalálták a regeneratív égésű Siemens-Martin kemencét , és különösen az elektromos kemence bevezetése óta. A közvetlen redukciós eljárás során alacsony szén-dioxid-tartalmú szivacsvasat lehet előállítani pelletezett vasércből klasszikus tengelyes kemencében vagy a legkorszerűbb fluid ágyas reaktorban. Ezt azután megolvasztják az elektromos ívkemencében. Az eljárás csökkenti a szén -dioxid -kibocsátást. Ennek ellenére a „kapcsolt vasmű” - más néven a „vasgyár”, Kelet-Európában (1936 Magnyitogorszk ) nevezik kombinálni - továbbra is a vezető a nyersvas előállításához, típusú öntöttvas és acél.

Az öntöttvas anyagokat magas széntartalmú nyersvasból nyerik. Ez táplálja a nagyolvasztó egy ágyon tuskó , és a lehűtött és szállítható tömbök vannak olvadt le újra a kupola kemencéjében egy vasöntöde vagy elektromos kemencében és feldolgozott öntvények. Általában meghatározott törmeléket, saját öntödei visszatérítést és ötvözet adalékokat adnak hozzá, hogy meghatározott tulajdonságokkal rendelkező öntöttvas típusokat kapjanak (lásd még fent). Nagy szilárdságú biztosít szerint E. Bain elemzi bainites lágyvas . Az osztrák gömbgrafitos vas, vagy röviden ADI, lehetővé teszi a „könnyű vasszerkezetet”; ez a válasz a század eleje óta az öntött alumínium gyors növekedésére az autómotorokban. Az újonnan kifejlesztett öntöttvas anyag alumíniumötvözet -komponensként még a magas üzemi hőmérsékletű autómotorokban is használható, például a turbófeltöltőknél.

A temperöntvény egy speciális öntvényforma, amely "fehér" alacsony széntartalmú vagy fekete nagy széntartalmú képlékeny öntöttvasként fordul elő. A mechanikai tulajdonságok, amelyek jobbak , mint azok, a szürke öntöttvas , kapunk izzítással az öntött részek csomagolva edzett szén állítható, gázfűtésű temperáló kemencék. A tartózkodási idő az adott oxidáló körülmények között az alkatrésztől függ. Szabályozottan indul 900 ° C -on, és a temperálási idő végére 750 ° C -ra csökken. A temperöntvény például a szerelvények , kulcsok vagy fogaskerekek .

A képlékeny öntöttvashoz kapcsolódó különleges forma a hűtött öntöttvas (fehér öntöttvas, alacsony grafit), amely gazdaságilag fontos tekercsöntvényként (többek között hideg- és meleghengerműveknél ).

Az „először megolvasztott” öntöttvas még nem használható acélgyártáshoz. Az acélnak hegeszthetőnek vagy kovácsolhatónak kell lennie , ezért alacsonyabb széntartalmú. Ezért „ finomítják ”, azaz sűrített levegő vagy oxigén segítségével oxidáló módon kezelik, amíg a nem kívánt szén el nem égett, és aránya nem éri el a két százalékot. A frissítésnek több folyamata volt: Az iparosítás kezdetén a tócsázási folyamat , amelyben a műanyag nyersvasat kézzel őrölték rúddal, később pedig tégelyes kemencében . A 19. század közepén a Bessemer -körte és a Thomas -folyamat frissessége - az átalakítóban fúvott acél -eljárás - a termelékenység extrém növekedéséhez vezetett. A Siemens-Martin folyamat a 19. század végén terjedt el, végül az elektromos folyamatot (elektromos ív vagy indukciós kemence) iparosították a 20. század elején, mielőtt az LD-folyamat (oxigénfrissítés) a század közepén elterjedt században . A szén -oxidáló (égő) frissítést a már vashoz kötött oxigénfelesleg eltávolítása követi (dezoxidáció, "nyugtatás") könnyen oxidálható elemek hozzáadásával. Közös vannak alumínium vagy szilícium , ezt ferroszilíciumot (FeSi), amely során nyert karbotermikus szilícium termelés (lásd fent). Az oxidáció és a dezoxidáció a termodinamika és a reakciókinetika által meghatározott mérőszámok, amelyekben a kémia és a kohászat - nemcsak a vasé - kölcsönhatásba lép.

A Siemens-VAI különleges, 150 tonnás elektromos ívkemencét hozott létre a salakmentes és energiatakarékos közvetlen csökkentés érdekében.

Amint a kezelt acélolvadék leülepedett, ötvöző elemek hozzáadásával beállítható a későbbi acélhasználathoz. A változatosság jelentős, mivel megkülönböztetik a származást ( Thomasstahl , Siemens-Martin acél , elektromos acél ), valamint a felhasználást és a tulajdonságokat, például magas és alacsony ötvözetű acél, ötvözött hideg vagy meleg munkadarab , rozsdamentes acél (NIROSTA több mint 12% króm), mágneses, lágy mágneses és "nem mágneses" acél és mások (teljes lista, például az "öntödei szószedet" "acél" alatt).

Az acélok nagy részét, tehát az „ömlesztett acélt ” is a hengerműbe táplálják. Gördülő lapok termelt a nagy öntőformák használt is a kiindulási anyag gördülő , miáltal a hiánya üregek (üregek által okozott megszilárdulása zsugorodása ) készített egy irányított és lelassult megszilárdulás révén lehetséges egy exoterm (hőt kibocsátó) bélés a penészgombák. Ma a folyamatos öntési folyamat nagyrészt felváltotta ezt a technológiát.

A folyamatos öntöde az acélműhöz rögzített feldolgozó egység, amelyben a folyadék szilárd acélsá alakul. Különböző típusú átalakításokat lehet megkülönböztetni, a "folyamatos" (szálválasztás "repülőfűrésszel") vagy nem folyamatos (a rendszer által meghatározott maximális szálhossz miatt), továbbá a függőleges, vízszintes vagy ívelt szálöntvény és végül "egyszálú" vagy "többszálas" befektetések között. A különféle termékek tömör öntvényként készülnek - szintén profilozva - vagy üreges öntvényként (cső). A további feldolgozás vagy előmelegítés után (meleg feldolgozás) vagy hűtés után (elrettentő, hideg feldolgozás) történik. Természetes vagy mesterséges öregedésnek is vannak kitéve (a vegyes kristályszerkezet átalakítása ). Különösen jó minőségű hengerelt termékek érhetők el hevítéssel, majd a keményítő lehűlésével és az ezt követő " temperálással ", azaz a hengerlési folyamat újrafűtésével.

A gazdaságilag fontos acéltermékek közé tartoznak a szerkezeti acélok ( T-, dupla-T, szintén I-gerendák , megerősítő acél ), valamint sínek , huzalok , amelyeket a hengerlés során, vagy kis átmérő esetén a huzalban gyártanak rajzbolt. Az acéllemezek, sima vagy profilozott ( hullámlemez ), sokoldalúan hengerelt termék. Az egyik oldalon ónozott, forgatott forró csíkot ónlemeznek nevezik . 2007 -ben ebből 1,5 millió t került konzervgyártásba. Számos speciális tulajdonságokkal rendelkező acél létezik, beleértve a rozsdamentes acélokat , a rozsdamentes acélt , a kemény acélokat (páncéllemezeket) katonai és polgári célokra.

Különleges acélok (beleértve a szelepacélt , a formázott acélt ), amelyek - folyamatos öntvényekből kiindulva - öntött alkatrészekké alakulnak egy acélöntödében, megszilárdulásukat követően - a többi öntvényhez hasonlóan - hőkezeléssel kezelik az alkatrészek ellazítását és javítását. a szerkezet (feszültségmentesítő lágyítás, oldat -lágyítás). További ötvözőelemek ( króm , nikkel , molibdén , kobalt ) adhatók az ilyen acélolvadékokhoz, mint mesterötvözetek az öntés előtt. Friedrich Krupp már 1811-ben felismerte az erőnövelő adalékok ( Krupp acél ) hatását, és ennek alapján vezette be az öntött acélgyártást Németországban (a fegyvercsöveket tehát 1859 óta öntött acélból készítik).

Alumínium, magnézium

Kohászati ​​szempontból a vas és az alumínium feldolgozási technológiája nem különbözik túlzottan. A kereslet előnyben részesíti egyiket vagy másikat. Gyakran csak az határozza meg, hogy mennyire lehetséges a „nehéz” vasat „könnyebb” anyagokkal, például alumíniummal, magnéziummal vagy lítiummal helyettesíteni. (lásd még vas ). Az alumínium előrelépését az ugyancsak szendvics -technológiával feldolgozott alumíniumhab továbbfejlesztése ígéri - a könnyűszerkezet és a hőszigetelés érdekében.

A csatlakoztatott vasművel ellentétben az alumíniumgyár alapanyagaként használt alumínium -oxidját egy térben és gazdaságilag elkülönített előgyártásból, egy "alumínium -oxid gyárból" nyeri , amely a bauxit kalcinált alumínium -oxidra történő átalakítására szakosodott. Az onnan nyert alumínium-oxidot kriolittal kevert keverékben használják több száz cellás olvadt sós elektrolízisben, és minden cella folyamatosan szállít olvadt nyers alumíniumot, amelyet rendszeresen eltávolítanak . A gyártás egy része tiszta és ultratiszta alumíniumból finomodik. A tiszta és nagy tisztaságú alumínium a fóliagyártás kiindulópontja. Egy másik rész öntött ötvözetekké válik magnézium, szilícium, réz és egyéb elemek hozzáadásával. Az elektrolízisből származó fémek nagy részét azonban folyékony állapotban kovácsolt ötvözetként használják fel. Az ehhez szükséges kezelést általában az elsődleges kohóhoz rögzített öntöde ( öntőház ) végzi, amelyhez hengerlő és préselő berendezés csatlakozik. Az öntödében a nyers folyékony alumíniumot a keverőbe töltik, és az öntendő ötvözet összetételét mesterötvözetek vagy törmelék hozzáadásával állítják be , és eltávolítják a nem kívánt szennyeződéseket. Az olvadékot a keverőkből öntőkemencékbe viszik. Az öntési folyamat megkezdése előtt az olvadék általában átmegy egy SNIF dobozon, hogy kis mennyiségű klórt tartalmazó formázógázzal kiöblítse az utolsó, többnyire oxidatív szennyeződéseket és a gáztalanítást; továbbá az öntőcsatornában, amely a folyamatos öntőformákhoz és elosztó rendszer, gabona finom drót alumíniumból van digitálisan vezérelt -titán vagy egy alumínium-titán- bór ötvözet szállított.

A kész kovácsolt ötvözeteket hengerelt vagy kerek rudakba öntik | csavarok. Az öntés vagy a folyamatos függőleges folyamatos öntési folyamat során történik, amelynek során a formából kilépő és vízzel lehűtött szálat egy repülő fűrész vágja le a megadott méreteknek megfelelően. A hengerelt tuskókat többnyire önálló darabként állítják elő folyamatos, függőleges folyamatos öntéssel. Akár 40 t súlyúak is.

Figyelembe véve az öntőasztal és a beágyazott gallérformák adott méreteit, az egyidejűleg öntött kerek rudak száma csökkenő átmérőjükkel növekszik (akár 16 vagy több szál, akkor már „mosócölöpök” néven ismertek) ). Az általános név „ félkész termék ”, megkülönböztetve a hengerelt anyagot, az extrudálást és a csőprést, valamint a hideg vagy meleg további feldolgozást, például kovácsolást és húzást. A hőkezelés speciális kemencékben történik, olyan különböző termékek, mint a fémlemez , fólia, profilok és huzalok alapjaként (erről bővebben a kemencék technológiájával foglalkozó részben ) , amelyekre gyorsan növekvő igény mutatkozik, mert nemcsak a „energiaátmenet” az átviteli hálózatok bővítését igényli. Az alumíniumlemezek fokozott használata az autóiparban arra is ösztönzi az ismert szállítókat, hogy bővítsék kapacitásaikat.

Az öntési technika, amelyet kifejezetten fémlemezekhez és fóliákhoz fejlesztettek ki, és csökkenti a gördülési passzusok számát, a szalagöntés, amelyben a folyékony fémet két ellentétesen forgó, hűtött henger közötti állítható résbe öntik. A modern huzalgyártási eljárások technikailag a szalagöntéshez kapcsolódnak.

Az összes kohászati ​​szempontból alumíniumból készült konzervdoboz a még könnyebb, ezért légi és űrutazásra , valamint általában a könnyű magnéziumban is átkerül. Hosszú ideig a tiszta magnézium, amelyet főként vízmentes karnallit vagy magnézium-klorid olvasztott só- elektrolíziséből nyernek , ma főleg hőkezelési eljárással nyernek, ötvözhetők, és az alumíniumhoz hasonlóan tovább feldolgozhatók öntött vagy kovácsolt anyagként . Mivel az olvadt magnézium nagyon gyorsan oxidálódik a levegőben (magnézium -tűz), inert védőgáz alatt és tíz ppm -nél nagyobb  berillium hozzáadásával megolvasztják. A magnézium a már említett alkalmazási területeken kívül megtalálható a vasöntödékben, mint kénmentesítő szer a gömbgrafitos öntöttvas gyártásakor . Ötvözőelemként önkeményedő kovácsolt alumíniumötvözetekhez vezet (lásd duralumin ).

A második világháború óta meghatározó tulajdonságokkal rendelkezik, mint a tengervízálló alumínium-magnézium ötvözetek összetevője , amelyhez titánt adnak. (Hydronalium, típus SS-Sonderseewasser ).

1950 után az ilyen ötvözeteket egyre inkább használják anodálható öntöttvashoz (élelmiszeripari gépek, szerelvények), homok és gravitációs öntvény felhasználásával egyaránt . A nagyrészt automatizált présöntési technológiában elsősorban magnéziumtartalmú alumínium-szilícium ötvözeteket dolgoznak fel, de kísérőelemként alumíniumot és cinket tartalmazó magnéziumötvözeteket is (az akkoriban híres VW Bogár 20-nál nagyobb súlyú magnéziumöntvényeket tartalmazott kg, beleértve a sebességváltó házát is). Már említettük a magnézium használatát, amely évek óta növekszik a súly megtakarítása érdekében. A hibrid eljárás "réteges öntőforma kitöltésére" magnéziummentes és magnéziumban gazdag ötvözetekből, amely a termikus és mechanikai igénybevételeken alapul Ismételten meg kell említeni az autómotor egyes területeit.

A könnyűszerkezetes építési technológia, különösen az autóépítés területén nemcsak a lapos alkatrészeket (motorháztetők, csomagtérfedelek), hanem az öntési technológia szempontjából igényesebb alkatrészeket (autóajtók, ablakkeretek) is egyre inkább gyártják a présöntvény segítségével folyamat. A falvastagság 4 mm -től egészen nagyon vékony 1,8 mm -ig állítható elő.

Az acéllemezek alumíniummal és / vagy magnéziummal történő összekapcsolása is gond nélkül lehetséges, öntvényes technológia segítségével.

A magnézium továbbra is a polgári és katonai pirotechnika összes termékének fontos alkotóeleme.

réz

Attól függően, hogy melyik ércre épül, a réz piro- vagy hidrometallurgiai módszerekkel nyerhető ki. Az ún. A réz -szulfid és a réz -oxid rézzé alakul át, lebontva a kén -dioxidot, és a vas, a fő kísérőelem, salak. A tengelykemencés technológiát régóta „német módszernek” nevezik. Az "angol módszer" hasonló, de lángkemencében játszódik . A folyamat további folyamán a „ tömítő polírozás ” történik ; Régebben fatörzseket használtak az olvadék keverésére, ma földgázt fújnak az olvadékba. Ezzel létrejön az úgynevezett „anódréz”, amelyet anódlemezekbe öntenek, amelyeket finomító elektrolízisnek vetnek alá . A kénsav réz -szulfid oldatban lévő anódlemezeket katódként sorba kötik rozsdamentes acéllemezekkel (vagy régebbi elektrolízis esetén tiszta rézlemezekkel). A feszültséget úgy választják meg, hogy a réz oldatba kerüljön, és ismét a katódokra kerüljön, míg kevésbé nemesfémek maradnak az oldatban, és a nemesfémek (ezüst, arany, platina, palládium, ródium stb.) Úgynevezett anódiszapként rendeződnek. az elektrolízis cella alján . Az említett nemesfémeket az anódiszapból nyerik ki. A finomító elektrolízis során elektrolitikus réz keletkezik , amely az elektromos vezetőképesség miatt a 19. század óta nélkülözhetetlen az elektrotechnika számára.

Az oxidos érceket és a szegény szulfidérceket viszont extraháló elektrolízisnek vetik alá . Ebből a célból az oxidos érceket kénsavval kilúgozzák; a szulfidos ércek esetében bonyolultabb nyomáskimosási eljárást kell alkalmazni. A réztartalmú oldatot az elektrolízis előtt oldószeres extrakcióval dúsítják. A termék nagyon tiszta, de hidrogéntartalmú katódréz, réztartalma 99,90% (elektrolízis elve: hidrogén és a fémek úsznak az árammal ).

A rézolvadékokat, amelyeket lángkemencében vagy elektrolitikusan finomítanak, tiszta rézből készült tömbökbe (disznókba) öntik vagy formákba ( folyamatos öntés ). Előzetesen ötvözik, majd bizonyos tulajdonságok elérése érdekében, különösen a kovácsolt ötvözetekből.

A finomított réz további feldolgozása, akárcsak a vas és az alumínium esetében, minőségi és mennyiségi szempontból alkalmazkodik a piac igényeihez, amelyekhez a réz számos műszakilag fontos ötvözet alapja. Néhányat már az ókor óta ismertek (lásd 1. szakasz). Az ötvözött réz nemcsak a vízszintesen vagy függőlegesen megmunkált alakú öntvények kiindulási anyaga. Mind az alacsonyan ötvözött, mind a krómréz 0,4–1,2% krómtartalommal, műszakilag is fontos öntvény (krómréz folyamatos öntőformákhoz és más, nagy hőterhelésnek kitett öntvényekhez), akárcsak a 12% -os ónból készült bronzok, szabvány szerint a DIN EN 1982 szerint.

A harang bronz 80% réz, 20% ón összetételű, az egyik legismertebb rézötvözet. Amióta az első egyházi harangokat a 6. -8. Században öntötték, a hagyományos technológiában öntötték, alig változtak ( Friedrich Schiller nagyon reális leírása „ A harang éneke ”). Ennek a bronznak az összetétele - empirikusan megállapítva akkor - közel az optimális szakítószilárdsághoz, 18%óntartalommal.

A félkész termékek feldolgozásának technikája, amelyet a 20. század óta használnak réz, sárgaréz és alumínium, és most már acél számára is, a huzalok előállítása a megfelelő eljárással és az abból származó öntőkerék-eljárással .

A 19. században gazdaságilag fontossá vált rézötvözetek közé tartozik a pisztolyfém , a réz-ón-cink-ólom ötvözet (amely közelebb áll a sárgarézhez, mint a bronz) és számos különleges bronz, például az alumínium bronz . 10% -os alumíniumból értékes anyag a nagy hajócsavarok öntéséhez (30 t és nagyobb tömegű hajócsavarok ) , mert kavitációálló, de nehezen olvasztható és önthető az alumínium oxidációs hajlama miatt .

Kohászati ​​szempontból a réz-cink ötvözetek, amelyeket együttesen sárgaréznek neveznek, ugyanolyan jelentősek, mint az ipari kor kezdete óta a számos, erre a célra épített bronzötvözet . A legtöbb réz és cink ötvözet sárga színe miatt sok sárgaréz gyakran nem tekinthető ilyennek. Példa itt a vörös- vagy piros réz (olasz: „Ottone rosso”).

Olvadáspontja 1000 ° C alatt, a sárgaréz sokféleképpen használható. 63% rézből, a többi cinkből, különösen öntvényekhez (szerelvények, szerelvények) használják. 58% rézből, legfeljebb 3% ólomból, a maradék cinkből félkész termék lesz (fémlemez, profilok). A cinktartalom 36-28% -ra történő csökkentése előnyben részesíti a rajzok feldolgozását patronokba vagy golyótokokba minden kaliberben, ezért ezeket az ötvözeteket patronnak vagy sárgaréznek nevezik .

A sárgaréz szükségességét csak különleges esetekben elégítik ki az elsődleges ötvözetek (lásd az újrahasznosító kohászatot ); ezek többsége sárgarézhulladék (fémhulladék), amelyet sárgarézolvasztóban ( sárgarézművek ) újítottak fel , és amelyből friss termelési hulladék származik nem vágás és megmunkálás. Az olvasztás főként csatornaindukciós kemencében történik.

A legfeljebb 30% nikkelt tartalmazó réz-nikkel ötvözetek nagyon ellenállnak a tengervíznek ( hajóépítés ). A nikkel, ólom és ón többkomponensű rézötvözetekben akár 25% -os cink hozzáadásával a sárgaréz fehér rézből vagy nikkel -ezüstből (CuNiZn) lesz. Széles körben evőeszközötvözetekként ismertek, beleértve az alpakát és az argentánt (lásd Packfong ).

Ahogy fűtővezeték ötvözetek, konstantán és nikkel vonal , egy réz-nikkel ötvözet hozzáadott mangán, a korrózióálló nyersanyagok anyagok fűtőellenállás .

cink-

Mint „ipari fém”, a cink fontosságát gyakran alábecsülik. A világ termelése 2014 -ben legalább 13,5 millió tonna volt. Ha a 2010 -ben említett másodlagos cinktermelési mennyiségek 4 millió tonna, beleértve Az újrafeldolgozási folyamatok, beleértve a vasfertőtlenítést és a szűrőporokat, összesen több mint 17 millió tonnát tesznek ki (a számokat lásd Erzmetall , 3/2016).

Cink bányásznak, mint oxidos érc ( cink- Spar , kalamin ) vagy szulfidos ércet ( cink cinkféle ) társított ólom . A karbonát -kalamint elégetik, a cinkkeverék kéntartalmát pörkölik, és kénsav előállítására használják fel . A mindkét módon kapott cink -oxidot száraz módon redukálják szénnel együtt tűzálló retortákban (más néven muffle -k), és nyers cinket nyernek 1100–1300 ° C -on desztillációs eljárással. A nedves eljárás alkalmazásakor a cink -oxid cink -szulfáttá alakul első lépésben kénsav hozzáadásával. A következő elektrolízis során az elektrolitikus cink 99,99% tiszta finom cinkként kerül a katódokra. A minőség tekintetében megkülönböztetünk nyers cinket, szabványosított kohászati ​​cinket és szabványosított finom cinket.

A cinket sok területen használják. Ez határozza meg az ötvözet karakterét sárgarézben, és ötvözet társa fegyverfémben és sok alumínium- és magnéziumötvözetben.

A vas vagy acél alkatrészek horganyzása, mint pl B. Szalagok és profilok. Az övek esetében leginkább Sendzimir szerint folyamatos folyamatban . A horganyzás úgy történik, hogy az egyes horganyzandó részeket - ebben az esetben fogas segítségével - bemerítjük és megvezetjük, vagy a hengerelt csíkokat egy kád alakú cinkfürdőn keresztül, így kettős védőréteget képeznek. Tiszta cinkbevonatot helyeznek el az elsődlegesen képződött vas-cink vegyületen. Mindkettő együtt, feltéve, hogy a bevonatnak nincsenek nyitott felületei, tartós védelmet nyújt a páratartalom okozta korrózió, azaz a rozsdásodás vagy a rozsdásodás ellen.

A többnyire 4% -os alumíniumtartalmú finom cinkötvözeteket sokféle célra feldolgozzák, különösen a sajtolásnál, ahol az "erőforrás-hatékony öntési technológia" egyre inkább felváltja a korábban alumíniumból öntött alkatrészeket. A világ termelése 2014 -ben 2 millió tonna volt, ebből 70 000 t vagy 4% Németországból származik.

A finom cinket félkész termékekké is feldolgozzák.

A cinkfehérjét , amely eredetileg nemkívánatos melléktermék a sárgarézötvözetek gyártásában és feldolgozásában, manapság nyers cinkből nyerik különböző eljárásokkal, vagy a cinktartalmú anyagok újrafeldolgozásában becsült> 250 000 t / év fogyasztás több mint 70% -át. Termékek. Nemcsak hagyományosan pigmentekhez és kerámiatermékekhez, hanem gumihoz, üveghez, gyógyszeriparhoz és elektronikához is használják, feltéve, hogy nem kerülnek vissza a finom cinkgyártási ciklusba.

A vasaló cinkbevonatok korrózióállósága és ezáltal a rozsda elleni védelme állandóan magas keresletet eredményez a horganyzó üzemek részéről. Megkülönböztetünk elektrolitikus horganyzást (rövidebb eltarthatósági idővel) és tűzihorganyzást , amelyben a horganyzandó részeket olvadt finom cinkből készült merítőfürdőn vezetjük át.

nikkel

A nikkel saját iparágat hozott létre (például az orosz Norilsk Nikel vállalatot ). Függetlenül történelmi használatától, amely Kína számára már a századforduló előtt bebizonyosodott, csak a XIX.

A nikkel kinyerésére elsősorban kavicsot szolgálnak fel, így a szulfidos érceket első lépésben pörkölik, és utólagos kemencében ("matt") megolvasztják. A rézből és a vasból felszabadítva "finom kővé" válik, és ezt vagy elektrolitikusan finomítják ( tiszta nikkel ), vagy a holdi eljárást ( karbonil -nikkel) használva tiszta nikkel előállítására.

A nikkelt kiváló minőségű nikkel alapú öntvényekhez használják , de főleg tulajdonságmeghatározó ötvözetelemként (pl. Króm-nikkel acélok esetében) és a bronzok összetevőjeként (ötvözet társa az ónnal).

A nikkel megtalálható a sárgarézben és a nagy szilárdságú alumíniumötvözetekben is. Öntött alkatrészek bevonataként biztosítja a korrózióvédelmet (nikkelezést), és nem utolsó sorban meghatározza az érmék , evőeszközök és háztartási készülékek "ezüst színét", mintegy 25% -os részesedéssel . A nikkel nem mérgező, de aeroszolai veszélyesek lehetnek. A folyamatos bőrrel való érintkezés, például szemüvegkerettel vagy ékszerekkel (mindkettő présöntési eljárással készült), nikkel ekcémához ( nikkelpor ) vezethet .

vezet

Az olvadáspontja mindössze 327 ° C, az ólom könnyen feldolgozható, és könnyen előállítható fémes formában az ólomfényből (PbS) oxidációval és ezt követő redukcióval . Tiszta ólomként főleg lágy, rugalmas anyagból készül, fémlemezbe hengerelve (ólomköpeny kábelekhez, tetőtömítésekhez). Ólomcsőként keményedő antimon ötvözetével csak szennyvízcsöveknél engedélyezett. Sokkal használta az akkumulátort előnyét indítóakkumulátorainál , mint ólom felvételek , mint az ólom öntött ötvözet és ólom-bronz csapágy . Az ólomnak évtizedek óta rendkívüli jelentősége van a gamma -sugárzás elleni védelemben . Radioaktív anyagok kezelésekor elengedhetetlen az ólomfedél (a radiológus vezetőköténye ).

A kovácsolt sárgaréz ötvözetekben az ólom (legfeljebb 3%) biztosítja a jó megmunkálási tulajdonságokat . Az ólom kívánatos ötvözet társként rézötvözetekben, bár sűrűsége miatt hajlamos elkülönülni .

A használt ólom ( akkumulátorok ) feldolgozását speciális olvasztókban végzik, többek között azért, mert az elemekben lévő problémás kénsavmaradványokon kívül az olvadáspont (gőznyomás) fölött felszálló ólomgőz nagyon mérgező (lásd az újrahasznosító kohászatot) ).

Az iparban használt fémek

lítium

A könnyűfém lítium sűrűsége mindössze 0,534 g · cm ^-3 . A 27. helyen áll az elem frekvencialistáján. A becsült világkínálat 2,2 millió tonna. Lítium nyerhető lítiumércekből olvadt só elektrolízissel ( például amblygonitból , amelynek lítium-oxid-tartalma legfeljebb 9%, és amelyet érc-koncentrátumként dolgoznak fel). Spodumene használják elsősorban a termelés lítium-karbonát , más aknásítható ércek petalit és lepidolit . A lítiumot erősen sós víz ( Holt -tenger ) elpárologtatásával is nyerik . A tengervízből (0,17 ppm Li tartalom) történő kivonást eddig gazdaságtalannak ítélték.

A 21. század elején még nem dőlt el, hogy előadása szerint a fémes lítiumot lítium-karbonáton keresztül futtatott eljárással fogják-e használni, lehetőleg különösen könnyű és korrózióálló alkatrészek előállításához. alumíniumon vagy magnéziumon alapuló ötvözetek, vagy mindkettő ötvözete, beleértve önmagát, a szuperkönnyű ötvözetek nemesfémévé válik, vagy nagy teljesítményű akkumulátorokban ( lítium-ion akkumulátorok ) használják. A mobiltelefonok akkumulátoraként szerzett tapasztalatok szerint ezeket tekintik a következő lehetséges megoldásnak az elektromos hajtású közúti járművek számára. Az ebből eredő erősen növekvő kereslet kielégíthető azzal, amit világszerte, így Európában is (Nori -Alpok) fejlesztettek és fejlesztenek. Másrészt kevésbé kedvező, hogy az elektromobilitás előmozdítására irányuló erőfeszítéseket a kobalt iránti megnövekedett kereslet kíséri, amelynek regionálisan korlátozott kitermelése azonban továbbra is érzékeny a kínálati szűk keresztmetszetekre. A nukleáris technológiában a lítium használatát elengedhetetlennek tartották a fúziós reaktor kifejlesztésében, mivel hozzájárul a "hidrogénbomba" kifejlesztéséhez.

A lítium vagy vegyületei számos más felhasználása között az adalékanyag legfeljebb 5% lítium -fluorid egyike az alumínium olvasztott sóelektrolízisében , a lítiumréz alkalmazása nehézfémek deoxidálószereként ( olvadékkezelés ), lítium -klorid és lítium -fluorid segíti a könnyűfémek hegesztését és forrasztását , sztearátjaik formájában kenőanyagokban , citrátként , karbonátként és szulfátként a farmakológiában.

Ami egyrészt a lítium és vegyületei felhasználási körét, másrészt annak korlátlan elérhetőségét illeti, egyre fontosabbá válik az újrahasznosítás, különösen az elemekből és akkumulátorokból.

berillium

A berillium (sűrűsége 1,85 g cm ^-3 ) az egyik könnyűfém. Főleg berilből , alumínium berillium -szilikátból nyerik . Bár mérgezőnek minősül (májkárosító, berillium -betegség ), sokféleképpen használják. Magnéziumöntvény esetén 0,001% -os hozzáadása az ötvözethez vagy a formázóhomokhoz csökkenti az oxidáció kockázatát; berilliumrézként 5% berilliummal a nagy vezetőképességű réz dezoxidálására szolgál. A szikramentes szerszámok réz-berillium ötvözetből készülhetnek, legfeljebb 3% berilliummal és 0,5% kobaltbal, ami a szénbányászat fontos tulajdonsága.

A jelenlegi kutatások szerint a berillium nagy potenciállal rendelkezik a fúziós reaktorok kívánt nukleáris fúziójához, mivel egyszerre képes előállítani az üzemanyag -tríciumot, és alkalmas a 100 millió fokos hőmérsékletnek kitett plazmaedény burkolatára is.

ón-

Az ón (sűrűsége 7,29 g · cm ⁻³ ), latinul „stannum”, oxidáló ércekből (ón kő, kaszeritit) nyerik, amelyeket redukáló módon olvasztanak. A porcelán feltalálásáig ón alapú étkezési és ivóedények ("edények ón") készültek. A közelmúlt fejlesztése a " Britanniametall ", egy Sn90Sb8Cu ötvözet, amelyet dekoratív tárgyakká (tányérok, csészék) dolgoznak fel. Egy különleges terület ón figurák készült eutectically megszilárduló ötvözet Sn63Pb37, amelyek előállítása során adták le évszázadok ( ón öntödei ). A kifejezés alufólia a vékonyra hengerelt ón fóliák nyúlik vissza közvetlenül a latin „stannum” az ónt és a köznyelvben is használatos fém fólia. Alkalmazási formáik, amelyek már régóta jól ismertek, többek között a kupakok és a karácsonyfát díszítő talmi .

Manapság az ón feldolgozása főként az öntési folyamatban történik; az ehhez használt ötvözetek hasonlóak az ón alapú fémek hordozásához. A DIN 1703 szerint ezek szabványos ötvözetek, körülbelül 80% ónnal, valamint antimon, réz és ólom hozzáadásával; elavult kifejezés a „fehér fém”, ma „óntartó fémek” vették át a helyüket. Az ón az összes ónbronz névadó ötvöző eleme , valamint a szükséges fémötvözetekhez szükséges fegyverfém összetevője . Az ólommal és a kikeményedő antimonnal ötvözött „ forró típusnak ” találta a ma történelmi történelmi, ma már író fémeket .

A vaslemezeket , amelyeket egy milliméter töredékeire kinyújtottak és az egyik oldalon ónoztak, ónlemeznek nevezzük . A fő alkalmazási terület a tartós konzervdobozok. A világ egyik legjobb német gyártója a 2007/2008 -as évre vonatkozóan 1,5 millió t éves termelésről számol be.

Az ón az összes lágyforrasztó anyag fő összetevője, olvadáspontja <450 ° C.

titán

A Titán viszonylag alacsony, 4,5 g · cm ^-3 sűrűsége és így csak az acél súlyának fele, de ugyanolyan jó szilárdsági értékei miatt nem mágneses, tengervízálló és korrózióálló is, különösen a hadseregben század fele A szektort egyre inkább használják: ötvözet társaként speciális acélokban, szerkezetstabilizáló adalékként öntöttvas minőségben, fontos adalékként a nagy szilárdságú, tengervízálló alumíniumötvözetekhez a hajóépítésben.

A titánötvözetek fejlesztése 1940 körül kezdődik, ami előfeltétele a repülőgépipar sugárhajtóműveinek gyártásához. Különösen a titán -alumínium -anyagok, amelyek niobiumot, bórt és molibdént tartalmaznak, alkalmasak a sajtó szerint a repülőgépek turbináinak üzemi hőmérsékletére.

Az orvosi technológiában a titánt mesterséges ízületekhez ( endoprotézisek , implantátumok ) használják.

A beruházási öntési folyamatban ( elveszett viaszos eljárás ) titánötvözetekből nemcsak apró és legkisebb pontosságú alkatrészek készülnek. A szabadalmaztatott eljárás lehetővé teszi nagyobb alkatrészek gyártását is, ahogyan azt a motorsport megköveteli. A modellgyártás a lézeres szinterezési technológia gyors prototípus-készítésével gyorsan történik, és lehetővé teszi a rövid távú változtatásokat is.

Az AlTi, AlTiC és AlTiB mesterötvözeteket a kovácsolt alumínium és az öntött ötvözetek szerkezetének befolyásolására használják (szemcsefinomítás).

Új titánlerakódásokat fejlesztenek, várhatóan évente több mint 100 000 tonnára emelkedő keresletet, és titánt gyártanak kobalt és nikkel mellett.

kobalt

A kobalt , ezüstös fém (sűrűsége 8,9 g · cm ⁻³ ) a 15. század óta ismert. A kobaltércek célzott kitermelése akkor kezdődött, amikor a 16. század vége felé véletlenül újra felfedezték azt, amit az ókori egyiptomiak már ismertek: hogy a kobalt kékre színezi az üvegfolyókat. A vasipar számára a kobalt a kiváló minőségű acélok adalékanyaga. A kobalt új jelentőségre tesz szert, mivel elektródanyagaként alkalmas a lítium-ion akkumulátorok gyártására . A világ termelésének becslése szerint 2007 -ben 60 000 t, ennek kétharmada Kongóból ( Katanga ) és Zambiaból származik . A mélytengeri mangáncsomók nagyon nagy tartalékot kínálnak , körülbelül 1%kobalttartalommal.

Tűzálló fémek

molibdén

A térfogatfogyasztást tekintve ez az elem az úgynevezett "tűzálló fémek" tetején áll. Ebbe a csoportba tartozik a volfrám, a vanádium, a niobium és a tantál is. Az elnevezés ezen elemek magas olvadáspontjának köszönhető, és ez az egyik oka annak, hogy először a 20. század közepe táján tudták előállítani a szükséges tisztaságban, olyan modern olvasztási technikákkal, mint a vákuumolvasztási eljárás, amely előfeltétele annak, hogy az acélfinomításon túl számukra szánt különleges felhasználások.

A világ termelésének több mint 50% -a közel 200 000 t. a. (2008) molibdén (sűrűsége 10,2) növekvő fogyasztási arányokkal használják acélfinomítóként és öntöttvasként. Az elektromos iparnak szüksége van rá a katalizátorokhoz, és a pigmentgyártók is használják. Széles körben nyerik szulfidos molibdén csillogásból.

A vanádiumot, a volfrámot, a tantált és a niobiumot olyan oxid ércekből nyerik, mint a vanadinit, a wolframit, a tantalit, a niobit (a fő helyszínek szerint a kevert ércet más néven tantalittal, mint kolumbittal) a mikroelektronika iránti folyamatosan növekvő kereslet érdekében. A világ niobiumigényének 90% -a Brazíliából származik.

A molibdén extrakció mellékterméke a ritka nemesfém- rénium (sűrűsége 21,04 g · cm ⁻³ ).

volfrám

A tűzálló fém volfrámot (sűrűsége 19,3 g · cm ⁻³ ) a scheelit és a wolframit ércek bányászatából nyerik. Ez egy ötvözőelem szerszámacélokhoz, például sodrófúrókhoz. Amikor a rendkívül magas, 3387 ° C olvadáspontú, volfrám finom porrá történő feldolgozása sikerült, akkor az ozmiumot vagy a tantált helyettesítheti szálak anyagául. Így a klasszikus izzók viszonylag tartósak és olcsóak voltak.

Ezenkívül a halogénlámpák és a hatékonyabb és hosszabb élettartamú izzók fénycső és kompakt fénycsövek ( energiatakarékos lámpák ) még nem volfrámszálasak - ez utóbbi a spirál szükséges csak az előmelegítés megkezdése előtt. Csak a fénykibocsátó diódák nélkül. A röntgencsövekben a volfrámot a katód (izzószál) melegítésére használják, de elsősorban anódanyagként.

A vegyületet volfrámkarbid , kémiailag WC, az egyik legnehezebb anyagok egy Mohs keménysége 9,5, és ezért használjuk, mint bevonatot vágószerszámok vagy közvetlenül, mint egy vágási anyagot a kemény fémek . A volfrám különleges terhelések hatására törékennyé válik (erőművekben). Ígéretes vizsgálatok folynak a beágyazott volfrámszálakkal történő megerősítéssel kapcsolatban.

szelén

A szelén a holdra vonatkozó görög "Selene" szóról kapta a nevét, szoros rokonságban a tellúriummal ("föld"), a VI. Az elemek periódusos rendszerének fő csoportja . A 2007 -es, 2000 t világméretű kitermelést - főleg a réz elektrolízisből származó anódiszapból - többek között színes üvegek gyártására használják, félvezetőként a xerográfiában, kenőanyagok és gyógyszerek összetevőjeként.

ezüst

2007-ben az ezüst 30% -át ezüstbányákban nyerik ki, a kereslet harmada az ólom- és cinkkivonás mellékterméke, 27% -a a rézfinomításban, további 10% -a pedig az aranykitermelésben.

A majdnem teljes démonetizálás után az ipari felhasználás dominál, amely a hő- és elektromos vezetőképességre épül, amely minden más fémnél jobb, és amely 2007 -re a teljes szükséglet 55% -a. 10,5 g · cm ^-3 sűrűségű és 960 ° C olvadáspontú ezüst nagyon sokoldalú. Miután a sárgarézhez hasonló „baktériumölő” hatását a 19. században felfedezték, az ezüstöt nem csak mindennapi tárgyakká dolgozzák fel; A fogantyúk, fogantyúk és a közterületeken gyakran érintett fém alkatrészek ezüst bevonata ezüst fogyasztóvá válik. Ugyanezen okból használják sebészeti műszerekhez, valamint élelmiszeripari készülékekhez. Az ezüst fogyasztók megtalálhatók az elektronikában és az elektrotechnikában is (ezüsthuzal). Az ezüst-cink akkumulátorok fejlesztés alatt állnak, az energiasűrűségnek 40% -kal nagyobbnak kell lennie, mint a lítium-ion akkumulátoroké (lásd még az "Újrahasznosítás" részt).

Az üzleti és kereskedelmi sajtó beszámolói szerint az ékszerek és evőeszközök továbbra is az ezüstfogyasztás 25% -át teszik ki. Az ékszereket és az ezüst edényeket hagyományosan részben kézzel (ezüstműves), részben iparilag készítik (ezüstre szakosodott öntödék).

A fotótechnológia használata 15%-ra csökkent. Az ezüst készlet 5% -át emlékérmékbe és érmekbe verik.

Akár 0,25% ezüst a kovácsolt rézötvözetek ötvözete, amely "ezüst bronz" néven ismert. A réz vagy mangán alapú ezüstforrasztó ötvözetek akár 87% ezüstöt is tartalmazhatnak. Ezüst hozzáadásával nagy szilárdságú alumíniumötvözeteket is gyártanak.

A pénzverés történetében az ezüstnek hosszú ideig fontos szerepe volt (lásd ezüst pénznem ). Az érmepolc tulajdonosai , ma kizárólag az államok és nemzeti bankjaik , csak különleges alkalmakkor veretik az ezüstérméket, és szívesen használják az emelkedő ezüstárakat az érmék ezüsttartalmának csökkentésére.

uránium

Az urán mérgező, radioaktív (sugárzó) nehézfém , nagyon nagy, 19,1 g · cm ^-3 sűrűséggel ,amely az aktinidek csoportjába tartozik. Martin Klaproth fedezte fela 18. század vége felé,és pitchblende -nek hívják, azóta is bányászják. A német uránérc lelőhelyeket 1990-ig jelentős mértékben kiaknázták (Schlema-Alberoda).

1898 -ban AH Becquerel megfigyelte a szurokfény sugárzását, de nem ismerte fel annak káros hatásait az emberi szövetekre. Pierre és Marie Curie ezután elszigetelték a benne található erősen sugárzó elemeket , a polóniumot és a rádiumot . Nem e két elem kis aránya uránban teszi radioaktív alfa -kibocsátóvá , hanem a 234, 235 és 238 izotópok tartalma .

Minden radioaktív elem, különösen az 1945 után felfedezett transzurán elemek, mint például a fermium, a berkelium, az einsteinium, amelyek atomszáma 93 -tól kezdődően többé -kevésbé instabil. Néhány aktinid másodpercek alatt szétesik, mások csak évmilliók után, a mérce az úgynevezett felezési idő . Az urán-238 esetében 4,5 milliárd év, a 235-ös izotóp esetében 704 millió év, a "fegyveres minőségű plutónium" esetében pedig csak 24000 év. Ennek az atomi bomlásnak az utolsó szakasza , amely lehetővé teszi az elemek korának meghatározását is, mindig az ólom.

2007 -ben világszerte az éves urántermelés 40 000 t, a fogyasztás 60 000 t. A rést a katonai okokból felhalmozott állományok felszámolása zárja be. Az uránérc globális kínálatával kapcsolatos nézetek ellentmondásosak, a készletek 10% -a Nyugat -Ausztráliában van, de még fejlesztésre várnak. A tenyésztőreaktor technológiájának köszönhetően a világ készletei fenntarthatóbb felhasználásra kerülhetnek.

Az extrahált uránérc további feldolgozása a kémiai-kohászati ​​elveken alapul, a kimosódás , kicsapás és szűrés sárga sütemény köztitermékkel . A kapott fémes urán továbbra is radioaktív, és további kezelés nélkül csak korlátozott mértékben használható fel. Az izolált rádiumot (az izotópokat is) korábban a sugárgyógyászatban használták.

A kimerült (azaz nem hasadó formában) uránt nagyon eltérő módon használják fel. A fegyveriparban keménysége miatt páncéllemezekhez, valamint páncéltörő lőszerekhez használják. Sugárvédelmi anyagként, acél adalékanyagként és a légiiparban is megtalálható.

Másrészt azt mondják, hogy az urán akkor dúsul, ha a 235 izotóp arányát a természetes 0,711% -ról legalább 3,5% -ra növelték egy összetett eljárásban (centrifuga technológia). Ez teszi az alapanyagot előállító nukleáris energia az atomerőmű . Ott plutóniumot állítanak elő melléktermékként, újrafeldolgozható tüzelőanyag-elemekké vagy nukleáris robbanószerkezetek gyártásához.

Tiszta fémek

Fémek sorozata, amelyeket a legmagasabb tisztaságú,> 99,9999% -os és rendkívül vékony rétegekben használnak összetett félvezetőként az elektronikában és az energiatermelésben (pl. Napelemeknél ). Alumínium-, gallium- és indiumvegyületekből állnak (3. főcsoport) nitrogénnel, foszforral, arzénnel és antimonnal (a periódusos rendszer 5. fő csoportja). A germánium, amelyre Kína fedezi a kereslet 75% -át, szükséges az üvegszálas kábelekhez.

Technológiai fémek

Ezt a kifejezést egyre gyakrabban használják az úgynevezett "csúcstechnológia" (high-tech) területén használt elemekre, amennyiben a "ritkaföldfémek" a priori. Azonban más osztályozásokhoz is használják, például „nemesfémek”, „különleges fémek”, sőt „ipari fémek” és „iparilag használt fémek” is, feltéve, hogy az ott hozzárendelhető elemeket a high-tech területen használják .

Értékes fémek

Az arany kitermelése, Kr.e. 600 óta. Először veretett fizetési eszközként használták ( gold stater ), és a történelemben először említik a mitikus Sába királynő nyereséges bányái számára . Németországban a folyami arany (Rheingold) felfedezésével kezdte. A 12. századi korabeli jelentés szerint a mai napig használt aranymosási technikával kimosták a folyóból.

A rézhez hasonlóan az ezüst az egyik legrégebbi fém, amelyet az emberek használnak. A nyers ezüsttől kezdve bevételszerzés történt , az ezüst fizetőeszköz lett. Az ezüst sztaterek ie 600 óta léteznek. Ismert származó Macedónia , Kína felvetette a leadott ezüst tael a szabványnak.

A 14. században az ezüstérc bányászata és olvasztása a Szászérc -hegységben, a Muldenhüttenben, valamint az iparilag működtetett ezüstbányászat az osztrák Tirolban, Schwaz központjával , ahol a 15. században évente 30 tonna ezüstöt nyernek ki. Században gazdasági szempontból fontosak voltak Európa számára . Ezeknek a helyeknek kedvezett a bőséges faellátás üzemanyagként és vízellátásként a fújtató működtetéséhez. Az európai ezüstbányászat csak akkor lett kevésbé fontos, amikor a 16. században, a közép -amerikai kultúrák leigázása után számtalan hajórakomány arany és ezüst érkezett Európába. 1494 és 1850 között mintegy 4700 tonna arany állítólag csak a spanyol birtokokból származik. Az importált ezüst mennyisége olyan nagy volt, hogy lehetővé tette a bevételszerzést. A szuverén pénzverők ezüst tallért (köztük Mária Terézia tallért ) verettek ezüst pénznemként . A papírpénz kiadása, hogy megkönnyítse a nagyobb pénzösszegek kezelését, csak azért volt lehetséges, mert azt bármikor fel lehetett váltani aranyra ( aranyvaluta ) vagy ezüstre. Mindenekelőtt a valuta aranyfedezete garantálta az állam különleges szilárdságát. Ez idő alatt a nemzetállami érmék ipari műveletekként jelentek meg.

Az első világháború idején és az azt követő években a hadviselés miatt túl eladósodott nagy gazdaságoknak egymás után le kellett mondaniuk valutájuk aranystandardjáról - vagyis a garanciáról, hogy a papírpénzt aranyra lehet váltani bármikor. Csak az USA vállalta újra a második világháború után, hogy papír dollárt bármikor aranyra cserél, de 1971 -ben újra le kellett mondania erről a garanciáról. Az olyan különleges kérdéseken kívül , mint a Krugerrand , nem volt több aranyérme forgalomban . Néhány országban (Svájcot is beleértve) még mindig forgalomban voltak az ezüstpénzek ; de ezeket jóval a 20. század vége előtt visszavonták. A papírpénz és a nikkelből vagy rézből készült érmék vették át az arany és ezüst helyét, a gazdasági axióma ( Gresham törvénye ) szerint: "A rossz pénz kiszorítja a forgalomban lévő jó pénzt."

Ezzel szemben a kormányok és a magánbefektetők felhalmozásának igénye nemcsak megmaradt, hanem nőtt is. Ezenkívül egyre nagyobb igény mutatkozik a nemesfémek iránt, bizonyos esetekben teljesen új ipari gyártásra. Mindkettő biztosítja az aranybányák működését és az acélművek további feldolgozását. 2007 -re a világ aranytermelése körülbelül 2500 t. Ennek kétharmadát ékszerként dolgozzák fel, amelyet a klasszikus félkész termékek gyártási módszereivel (öntvényöntés és hengerlés) gyártanak. Csak tíz százalék megy a pénzverő fémek speciális verésére, amelyhez először a nyersdarabokat lyukasztják ki a megfelelő vastagságúra hengerelt aranylemezekből, majd bélyegzővel bélyegzik, és nagy nyomás alatt meghalnak. Néhány száz tonna az elektromos iparba, az üvegbevonatba és a fogtechnikába kerül.

Összehasonlításképpen: az 1999 -es statisztikák 17 300 t világméretű ezüsttermelésre hivatkoznak. Az elektronikai ipar egyre nagyobb mennyiségeket dolgoz fel.

A nemesfémek, amelyeket a 21. században egyre inkább használnak kohászati ​​szempontból az elektronikus kommunikációban ("mobiltelefonok", PC), nem csak a platina , amely a 19. század óta ismert, és az aranynál magasabb értékű, mint ékszerfém. természetesen a műszaki fejlődés annak katalitikus tulajdonságait., de ezzel együtt az egész „csoport a platina fémek”, amely magában foglalja az ozmium , amely fontossá vált az izzólámpa szálak , valamint a ródium, ruténium és irídium . A közelmúltban az üzleti sajtóban megjelent hírek szerint (beleértve a Frankfurter Allgemeine Zeitungot is ) a szibériai Jenisej régióban minden platinafémben bőséges lerakódás található , amelyben tektonikai okokból - tehát a jelentések - szinte minden ígéretes nyersanyag (beleértve a földgázt és nyersolaj), úgymond "kötegelt" találhatók. 2007 -ben ugyanezek a források mondják ezt először az északi sarkvidéken. 4000 m mélységben a kiaknázás problémája nem kisebb, mint a régóta ismert víz alatti mangáncsomóké.

Ezt azonban 2007 óta a platinagyártás hiánya ellensúlyozza, ami az ékszerek és a katalizátorok területén tapasztalható növekvő keresletnek tulajdonítható. A katalizátorokként is használt, a platinafémek csoportjába tartozó ródium ezért egyre nagyobb keresletnek örvend. A rokon termék, a palládium egyre nagyobb érdeklődést mutat a platina helyettesítőjeként, amely az orosz nikkelbányák mellékterméke, ékszerként és érmefémként kevéssé értékelik, de ideális katalizátorok számára.

Az aranybányákat ma már érdemesnek tartják a kiaknázásra, még akkor is, ha csak néhány gramm aranyat tartalmaznak tonnányi kitermelt anyagban. A bányászatban (fenékmélység 900–4000 m) Dél -Afrika időnként eléri a 20 g aranyat / tonna. Gyakori, környezetre káros feldolgozási módszer továbbra is az aranytartalmú érc cianidos kioldódása . 2007 -ben még mindig a „Vörös -hegy” ( Roșia Montană ) kerületben üzemel , amely a román / erdélyi Alba Iulia városától északra található, és a rómaiak már használták, függetlenül az ebből eredő környezeti veszélytől . A következő 20 évben évente legalább egymillió unciát kell kitermelni (2007 -től ).

A chilei Andokban (Pascua Lama) kb. 550 t betétet kell újonnan fejleszteni.

Az ezüstérceket, feltéve, hogy ezüsttartalmuk meghaladja az 50%-ot, a feldolgozás után nedves egyesítésnek vetik alá, de elektrolitikusan is kezelik - amennyiben összehasonlíthatóak a sok tekintetben rokon rézsel. A szegényebb ércek esetében, ahol az ezüst gyakran melléktermék, a szokásos pörkölési , kimosási , klórozási és elválasztási módszereket alkalmazzák . A klasszikus eljárások az ezüst elválasztására a kísérő ólomtól a "parkesiánusok" és a "patinsoniak", a folyamat során kapott "Reichschaum" -ot a vezetési munka követi. Az évi 20 000 t alatti világtermelés mellett az ezüst és az arany jelentős százalékban szintén a réz finomításából származik ( lásd ott ).

A finomítók sokoldalúak a nemesfémek újrahasznosításában. A piaci követelményeknek megfelelően nemesfémeket tartalmazó, szilárd vagy folyékony anyagokat különítenek el egyes összetevőikbe. A nemesfémből készült galvanizált aranybevonatok, mivel a dekorációs tárgyak korszerűsítéséhez szükségesek, de sokkal gyakrabban az elektronikus eszközök érintkezőihez, nemesfémiszaphoz vezetnek, amelyet érdemes felújítani. A platina visszanyerése és az arany elválasztása a kísérő ezüsttől gazdasági szempontból fontos. Az elválasztási folyamatban előállított tiszta fémeket vagy maguk a vállalatok dolgozzák fel közbenső és végtermékké, az ékszerláncoktól az aranyforrasztóig, vagy értékesítik speciális fogyasztóknak. A bankok finom (24 karátos ) aranyrudakat vásárolnak, és értékraktárként kínálják őket. Az ötvözött rudakat és félkész termékeket (láncok, drótok, szalagok, lepedők) az ékszeripar megköveteli, 14 karátos aranyként 585 ‰ aranytartalommal forgalmazzák.

Egy jól ismert német nemesfém-vállalat a nemesfém-ágazatban a „termékértékesítés” erőteljes, 4,1 milliárd eurós növekedését és külön meghatározott, 9,3 milliárd eurós nemesfém-értékesítést említ.

Az újrafeldolgozással elért különböző nemesfémek értéke minden esetben viseli az anyaghasznosítás költségeit.

Alkímia, kitérő

Az alkímia , szintén alkímia, vagy (mivel az arabból származik) az alkímia, Kr. U. Mivel a fontos kohászati ​​technikák ekkor már jól kidolgozottak voltak, az alkímiát a kohászat melléktermékének kell tekinteni, nem pedig a kohászat megalapozójának. A négy elem elmélet az Empedoklész (tűz, víz, föld, levegő), valamint az arisztotelészi elmélet hylemorphism , esetleges átalakításának kérdése eltávolítása révén a nemtelen tulajdonságok eredményezett a keresést a „ bölcsek köve ”, akinek birtoklása az átalakulás tudatlan Az aranyfémeknek biztosítaniuk kell. Az arany fontos volt a késő középkor uralkodói számára és az új korszak elején, mert megtölthette a hatalom bővítését szolgáló háborús kasszát. A történetileg legismertebb melléktermék alkímiai törekvések nem új fém, de 1708-ban az ismét feltalálják a fehér kemény porcelán , ismert, hogy a kínai, mivel 700 AD, a JF Böttger , az asszisztens, hogy EW von Tschiernhaus aki eredetileg részt aranyszínű készítő . Már a 16. században Paracelsus (1493–1541), a 17. században R. Boyle (1627–1692) és a 18. században AL de Lavoisier (1743–1794) átvette az alkímiát a tudományos kémiába , ettől kezdve egyre nagyobb jelentőséget kap a a kohászat fejlődésének története.

Újrahasznosító kohászat

A „fémkohó” és a „ (rem) olvasztóüzem ” eredetileg nagyon egyértelműen különböztek egymástól, ma azonban ez gyakran homályos a nyelvhasználatban, és ezt a műszaki fejlődés is alátámasztja.

Egyértelműség

A vasat, a rézt, a cinket és más ipari fémeket először egy fémgyárban mutatják be, míg a korábban használt fémet felújítják vagy átdolgozzák az újraolvasztási munkálatok során (újraolvasztási munkák). Egyrészt ez a különbség - más területekről származó példák terminológiája alapján - a fémkohót „elsődleges kohóművé” alakítja, amely „elsődleges termelést” működtet. Termékei „elsődleges fémek”, és ennek megfelelően „elsődleges ötvözetek” is.

Az olvasztó kohó viszont „másodlagos olvasztóvá” válik, amely fémhulladék és törmelék felhasználásával „másodlagos termelést” működtet. "Másodlagos fémet" és ebből "másodlagos ötvözeteket" is gyárt. Ez azt jelenti, hogy megfelel az erőforrások megőrzésének követelményeinek. Ez nem egy nemrég felfedezett eljárás, mert a törmeléket mindig újraolvasztották. A fémciklusba való visszatérést ma széles körben újrahasznosításnak nevezik . Ha az újrafelhasznált fém jobb tulajdonságokkal rendelkezik, mint a feldolgozandó régi anyagok, akkor az „újrahasznosítás” kifejezést is használják; ennek ellenkezője a „downcycling”, azaz csökkentés, amely nem zárható ki a műanyagok újrahasznosítása során.

A fémhulladék újrafelhasználása nem problémamentes, mert nagy mennyiségű fémes elem ötvözéséről vagy szennyeződéséről van szó, amelyet csak nagy erőfeszítéssel távolítanak el. Az így előállított nyersfémek (itt acél) tulajdonságai tehát eltérnek az elsődleges fémek tulajdonságaitól. Ez vonatkozik a fizikai kritériumokra ( hajlékonyság , alakíthatóság, szívósság stb.), Valamint a kémiai kritériumokra , amelyek korrózióállóságban fejezhetők ki .

A feladat és annak gazdasági és technikai korlátai

A „fenntarthatóság” és a „meghosszabbított életciklus” az időhöz kapcsolódó kifejezések az értékes nyersanyagok gazdaságos felhasználására. Ebből a célból az anyagfelhasználást és az életciklust is magában foglaló, optimalizált terméktervezés egyenrangú az anyaghasznosítással.

Egy évszázada a gazdasági újrahasznosító kohászat kezdete az úgynevezett kollektív hulladék, azaz kohászati ​​szempontból az nem homogén anyagok válogatása. Ami a törmelék szétválogatásával kezdődött a megszerzett ismeretekkel, azt most az „érzékelőalapú válogatás” tökéletesíti. Nem szabad azonban figyelmen kívül hagyni, hogy a végtermékbe kerülő összes fémes nyersanyag csak élettartamuk lejártát követően kerül újrahasznosításra, amelyet a modern technológiák eredményeként szintén egyre hosszabbítanak meg. Csak az alumínium példáján látható, ez azt jelenti, hogy jelenleg csak a kereslet alig egynegyede fedezhető újrahasznosítással, és ez az arány a közeljövőben romlani fog.

réz

Két háború és a növekvő technikai fejlődés, valamint a népességnövekedés sok országban és az ebből adódó elsődleges fémhiány nem csak a másodlagos termelést tolta előre mennyiségileg, hanem minőségileg egyenértékűvé tette az elsődlegessel. Ez nem csak az alumínium, hanem a réz esetében is nyilvánvaló, amely a hulladék típusától és a réztartalomtól függetlenül korlátlanul újrahasznosítható. Az „energiafordulat” és az új vonalhálózatok igénye, valamint a felgyorsult elektromobilitás tovább növeli az elsődleges és újrahasznosított réz iránti igényt. Az európai újrahasznosítási arány 2012 -ben megközelítette a 45%-ot, ill. 2,25 millió tonna

Egy „észak -német rézkohóból” egy európai műcsoport jött létre, amely mindkét részleget működteti, és amelyek felelősségi területei összekapcsolódnak. Ahol nincs tiszta rézhulladék -szétválasztás és egyszerű újraolvasztás, azaz közvetlen újrahasznosítás, amelyre 2011 -ben 350 000 t éves kapacitást határoznak meg a kiterjesztések után, 2017 -ben lépéseket kell tenni az ércfeldolgozásra és az új technikai módszerekre orientált lehetőségekkel. Már nem normális, hogy a törmelék kísérő elemeit oxigénellátással "fújja" a tiszta réz visszanyerése, azaz oxidálása céljából. annak érdekében, hogy a keletkező oxidok redukálódjanak, ha azokat gazdaságilag értékesnek tekintik, hogy ismét tiszta fémekké váljanak, amelyeket azután ugyanúgy fel lehet használni, mint az elsődleges fémet. Ezt a folyamatot most gazdaságilag javítani kell annak érdekében, hogy kielégítse a rézkísérők iránti növekvő keresletet is (lásd :).

Az elektrolitikus rézfinomítás olyan anódiszapot is termel, amely még mindig tartalmaz rézt, ezüstöt és aranyat, valamint szelént és tellúrt, amelyet „nemesfém -visszanyerésnek” neveznek. Mivel ezek az iszapok melléktermékek, feldolgozásuk vagy az elsődleges folyamathoz, vagy az újrahasznosításhoz rendelhető.

alumínium

Az alumínium újrahasznosítását optimalizáló célzott kutatás fontossága abból adódik, hogy 2008 -ban a Német Alumíniumipari Általános Szövetség (GDA) szerint a Németországban előállított 1,3 millió tonna alumíniumból mindössze 43% elsődleges alumínium és 750 900 t újrahasznosított alumíniumra, mindkettő korántsem tükrözi a belföldi termelést, de jelentős import támogatja őket. Ezt a fejleményt a megújuló energiaforrásokról szóló törvény (EEG) részeként emelkedő villamosenergia -árak indították el , amely az elsődleges termelést fokozatosan leállítja a termelésből, különösen Németországban. Egy német vállalat, amely elsődleges fémet is gyárt és újrahasznosít, valamint további feldolgozásban is tevékenykedik, összesen 500 000 tonnát nevez meg a 2011/12 -es pénzügyi évben.

Más alumíniumgyártók, különösen az elsődleges termelésben tevékenykedő nemzetközi csoportok is évek óta párhuzamosan működtetik az elsődleges és másodlagos termelést, és ezért bizonyos szintű költségtérítést keresnek. Ez azt jelenti, hogy nemcsak nyers alumíniumot nyernek ki elektrolízisből , hanem „másodlagos ötvözeteket” is előállítanak saját visszatérő anyagukból, valamint a szelektált hulladékokból és törmelékből, és fokozatosan kiépítik saját újrahasznosító kunyhóik hálózatát.

Az elsődleges fém és az újrahasznosított fém felhasználása közötti kapcsolat egyelőre még tovább fog változni, mivel még a közepes méretű alumíniumöntödék sem forgalmazzák tovább termelési hulladékaikat (főleg megmunkáló forgácsokat), hanem maguk újraolvasztják. A forgácsolvasztó kemencék innovatív keverőkkel és oldalsó csatornás szivattyúkkal még ezen a skálán is gazdaságos házon belüli újrahasznosítást tesznek lehetővé.

A másodlagos ötvözetek minősége ma összehasonlítható az elsődleges ötvözetekkel. A kitermelés energiaigénye, amelyet huszadra csökkent, olyan tényező, amelyet nemcsak gazdasági, hanem ökológiai szempontból is figyelembe vesznek világszerte. Ez vonatkozik az újrahasznosítás a folyamathoz kapcsolódó visszatérő anyag, de a kollektív törmelék, hulladék és fémtartalmú salakot is olvadt le a forgódobos kemencében, azzal a kiegészítéssel, 50% só keveréke alkálifém-kloridok, és a folypát , amelyek fluxusként szolgál, és másodlagos fémré regenerálódik. Ami az alacsony fémtartalmú, oxidtartalmú sósalakokat illeti, a hulladéklerakásuk ökológiailag ellentmondásos és gazdaságilag nem kielégítő volt. A technika állása szinte maradékmentes, teljes körű újrahasznosítási folyamat, amelynek fontossága abból adódik, hogy minden tonna másodlagos alumínium 500 kg sósalakot is termel. Az Agor AG , a világ legnagyobb sósalak -feldolgozója , 450 000 tonnával évente, a sósalak világméretű éves felhalmozódásáról számol be 4,5 millió tonnára.

A korábbi remelterek ma már nemcsak másodlagos ötvözeteket hozhatnak piacra, hanem hengerelt öntvényeket is önthetnek egyetlen típusú kovácsolt ötvözet hulladékból, olyan minőségben, mint az elsődleges termelés. A vásárolt, elsődleges tiszta alumíniumból még olyan ötvözeteket is gyártanak, amelyek "elsődleges ötvözeteknek" nevezhetők. A német és az osztrák újraolvasztó cégeket különösen az alakítható AlMgSi öntvény ötvözete jellemzi.

Az italdobozok kulcsszerepet játszanak az alumínium újrahasznosításában világszerte. Az USA -ban a kiosztott kannák lényegesen több mint fele 2009 -ben érkezett vissza; 57,4% -ról vagy körülbelül 750 000 t alumíniumról számoltak be. Minden további visszatérített százalék körülbelül 15 000 t további felolvasztott alumíniumnak felel meg, és az új fémekhez szükséges energiafogyasztásnak csak 5% -a. A doboz visszatérési aránya most 98%. 2014 júniusában megkezdődött a kizárólag dobozhulladékból készült gördülő öntvények gyártása egy speciálisan erre a célra épített üzemben Közép -Németországban. A meglévő hengerműben feldolgozott éves 400 000 tonnás kapacitással a cél az, hogy a világ legnagyobb alumínium -újrahasznosító központjává váljon.

A dobozhulladék feldolgozását magában foglaló feladat az összetett és szervesen szennyezett hulladék feldolgozása. Az exoterm, hőtermelő folyamatok felé történő fejlődés az endoterm, hőfogyasztó folyamatok helyett jelentősen javítaná az energiamérleget.

stóla

Az acélgyártásban a törmeléket ma elsősorban elektromos ívkemencékben hasznosítják újra . Az újrahasznosított acél részesedése a teljes nyersacél -termelésben 2011 -ben 45%. A Siemens folyamata az elektromos áramfogyasztás és a szén -dioxid -kibocsátás csökkentését ígéri az automatikusan szabályozott habsalak képződése és alkalmazása révén.

Az elektromos kemence porának újrahasznosítása jó harminc éve különleges feladat. A Wälz forgókemence -eljárást, amelyet régóta az optimálisnak tartanak, össze kell hasonlítani a forgókemencével.

Az acélgyártásban előállított salak mindig gazdasági megfontolásoknak volt kitéve pusztán az előállított mennyiség miatt, ezáltal különbséget kell tenni a fémetelen salak felhasználása és a demetalizációs módszerek között. A fémtartalmú salak száraz feldolgozását részesítik előnyben. Az összes fém alkatrész leválasztása után megmaradt frakciókat széles körben használják az építőanyag -iparban.

Cink, ólom és más újrahasznosítható fémek

A nyers cinket kinyerik az oxidív ívkemence porából, a hidrometallurgiai feldolgozásból származó végső iszapból, valamint mindenféle cinket tartalmazó másodlagos anyagból, például horganyzott hulladékból. A cinkhulladék a cink fő összetevőjével cinkötvözetből újra feldolgozható. Ha horganyzott vashulladékot állítanak elő, annak cinkbevonata hevítéssel felszabadul a cink párolgási hőmérsékletére (907 ° C). Az elpárolgott cinket nyers cinkként kicsapják hűtéssel, mint a cink extrakció száraz módjában. A cinkgőz oxigénfúvással is cink -oxiddá válhat, és ez a festékek ( festékek ) alapjaként szolgálhat , mint „cinkszürke” és „cinkfehér” , vagy az elektrolízis során cink -szulfáttá alakítható. finom cinkként.

Az "Ausmelt-Technology" nemcsak a cink visszanyerését teszi lehetővé azokból a maradványokból és hulladékokból, amelyek korábban alig voltak újrahasznosíthatók, elpárologtatva, majd a fémeket a gőzből kondenzálva.

A világ növekvő motorizációjával egy időben növekvő iparág az ólom-sav akkumulátorok újrafeldolgozása, amelyeket az autók indítóakkumulátoraként használnak, hogy egyszerre szállítsanak és tároljanak energiát. A "régi elemeket" ezért nagy mennyiségben gyártják, és az ország nemzetközi jogszabályai miatt, valamint számos, az embereket és a környezetet védő követelménynek megfelelően újrahasznosítási eljárásnak kell alávetni. Előzetes kezeléssel kezdődik, amellyel a régi elemek megszabadulnak a kéntartalmú maradványoktól és lerakódásoktól, például az ólomiszaptól, amely szintén újrahasznosítható.

Az olvasztott és finomított régi akkumulátorok másodlagos ólommá válnak, amely mennyiségben már meghaladja az elsődleges termelést. A kiváló minőségű polipropilén házak aprítva vannak. Az előállított forgácsot - további PP -adalékanyagokkal - főként az autóiparhoz küldik, amely műanyag alkatrészek gyártásához használja fel őket. Az újrafeldolgozási folyamat során, amikor a kéntartalmú régi elemek felhalmozódása növekszik, a nátrium-szulfát, amely a kéntelenítés során nátriumsók felhasználásával keletkezik, és egyre nehezebb forgalmazni, akadálynak bizonyul. Egy modern módszer ammóniumsókat használ, és a finomítás kimeneti szakaszaként műtrágyaként ( műtrágya ) keresett ammónium -szulfátot.

A régi elemek és a nem újratölthető elemek felhalmozásával egy időben a cinktartalom visszanyerése egyre fontosabbá válik. A régi elemek felújítására már bevezetett DK kohó -eljárás most lehetővé teszi a cink cink -koncentrátum formájában történő elkülönítését minden típusú régi elemtől, kipufogógázainak utókezelése révén.

Minőségi szempontból az elemekből származó régi ólmot először másodlagos vagy ipari ólommá alakítják , amelyet szegregációs technológia vagy elektrolízis segítségével finomítanak és újra ötvöznek. A bázikus ólom -karbonát és ólom -tetraoxid (mérgező) színeit fekete ólommal ( PbO ) lehet előállítani . A technika jelenlegi állása lehetővé teszi az ilyen elemek minden alkatrészének és tartalmának majdnem száz százalékos újrahasznosítását.

Ólom és a cink is találhatók, mint oxidok a gördülő salak acélmű, hogy felszívja a füstgáz por . Az ólomtartalom klórozó eltávolításának lehetőségét vizsgálják az oxidokból.

Ha a lítium-ion akkumulátor a közúti járművek hajtóműveként legyőzi jelenlegi hátrányát, hogy nem elegendő teljesítmény a hosszú távú utazásokhoz, akkor teljesen más újrahasznosítási feladat merül fel, nevezetesen a lítium visszanyerése a lítiumtartalmú akkumulátor salakjából.

Az úgynevezett "elektronikus törmelék" feldolgozása, amely nemcsak személyi számítógépeket rögzít, hanem hordozható telefonokat, elektromos működtetésű és vezérelhető háztartási készülékeket, rádió- és csőtelevíziókészülékeket, valamint tartalmuk miatt eszköz-elemeket is, összetettebb, mint az hagyományos járműakkumulátorok feldolgozása és folyamatos kutatás tárgya Lítium , nikkel , kadmium , nemesfémek és ritkaföldfémek. A rendszertől függően ezeknek az akkumulátoroknak a fémes tartalma 35-85%lehet. A szak- és üzleti sajtóban közzétett információk szerint azért támogatják az ezüst-cink akkumulátorok fejlesztését, mert a lítium-ion akkumulátorokkal ellentétben komplettek és viszonylag könnyen újrahasznosíthatók.

A jelenlegi kutatások tárgya továbbá a tűzálló fémekből származó értékes törmelékek oxidáló sóolvadékok, különösen a volfrámkarbid visszatéréséből származó feldolgozása, amelyet eddig csak egyedi referenciával fejlesztettek ki. Az első 500 t éves molibdén -oxid kapacitású hidrometallurgiai üzem 2012 -ben kezdte meg működését a molibdén -oxid és egyes oxidáló elemek kinyerésére használt katalizátorokból, például petrolkémiai eljárásokból.

Az elektronikus hulladékhoz rendelhető és a képcsöveket kiszorító lapos képernyők fokozatos fejlesztése egy speciális kutatási területet indít el, amely az indium ón -oxid formájában történő hasznosításával foglalkozik.

Ez vonatkozik a folyamatosan finomított, gyakorlati tanulmányokra is, amelyek a „színesfém-potenciálról a hulladékégető művek fenékhamuiban” vonatkoznak, és amelyek 1990 óta folynak;

A ritkaföldfémek esetében a kínálatot egyre jobban meghaladó kereslet a korábban alacsony újrahasznosítási arány növelését igényli. Egy kutatási szerződés még azt a célt is kitűzte maga elé, hogy visszanyerje a technológiai vizet a fém- és bányászati ​​iparból.

Kemence technológia

A kemencetechnológia kezdetben minden kohászati ​​feladat teljesítését szolgálja, amely a fémes nyersanyagok olvasztása során a termikus folyamatok keretében felmerül. Kezdődik a fém kitermelésével az ércekből. A szulfidos érceket, például a piritet ( piriteket ) oxidálószerekkel kezelik (pörkölés). Az oxidos ércek, például hematit vannak megolvasztjuk a csökkentésével , és dezoxidélás őket. Ezt megfelelő kiegészítők és a (léghiányos) láng- vagy kemencevezetés csökkentésével lehet elérni. Ezt követi a kivont fémek további feldolgozása. Kezdődik a keverőben szakaszosan gyártott tételek szabványosításával. Ezt követi a finomítás és ötvözés, az öntés (tartó- vagy öntőkemence) és a hőkezelés, amely az öntés utókezelése, amelyet az ötvözettől és az öntvény típusától függően el kell végezni. Ez utóbbit tolókemencék , temperáló kemencék (blokk előmelegítés ), lágyító kemencék (feszültségmentesítő lágyítás , mesterséges öregedés, öntött acél ausztenitálása ) és temperáló kemencék (dekarbonizáló öntvénykeményítés lágyítószénben ) segítségével végzik .

Történelmileg ez a fejlődés csak a nyitott kandallóval kezdődött, amely lehetővé teszi a folyékony fémek távozását az érc és az üzemanyag keverékéből. Ezt követi a zárt kandalló természetes huzattal vagy magasabb hőmérséklettel, amely fújtatóval vagy fúvócsővel biztosítja a levegőellátást (szintén képi ábrázolások az ókori egyiptomi időkből). Már Kr.e. 1500 körül Az egyiptomi Théba városból számolnak be nagy, kétütemű (fújó - szívó) bőrharangokról, amelyek emberi erővel működnek, mint a fémolvasztás segítői.

Folytatódik a történelem előtti, alacsony tengelyű kemencével , amely egyre jobb fúvószéllel táplálja a magas tengelyű kemencét ( kohó ), egyre növekvő keretátmérővel (a Salzgitter Flachstahl GmbH 60 m magas B kemencéje esetén 11 m. ), és az ebből származó, akár tízezer tonnás töltésmennyiségeket tovább fejlesztették. A gazdasági hatékonyság határait ma már elértnek tekintik, és a technológia egyre inkább a Siemens-Martin kemencékhez és az elektromos kemencékhez fordul , különösen azért, mert ezek nemcsak nyersvasból, hanem törmelékből is acél előállítását kínálják. Egyszerre regenerálja őket (lásd még a kohászat újrahasznosítását ), és a törmelék rozsda -összetevőiből származó oxigént használja fel „frissítésre”, azaz a szén elégetésére (a rozsda, mivel a Fe ₂ O ₃ oxigént tartalmaz, és így helyettesíti a fúvólevegőt) ). Az elektromos ívkemencének tervezett alacsony tengelyű elektromos kemence elektromos nyersvasat szállít az érc pelletből, és a szenet redukáló adalékként a közvetlen redukciós folyamatban. Az elektromos ívkemence akkor is bevált, amikor az acélhulladékot habosított salak alatt nyersacélba újrahasznosították.

A kupolakemence (a latin kupolából , kupolából származik ) a magas tengelyű kemencéből származik, mint öntőakna -kemence öntöttvas ( szürkeöntvény ) előállításához. Az üzemanyaggal fűtött forró robbantású kupola mellékes, mivel „kis nagytengelyes kemenceként” képes kielégíteni a vasöntödék igényeit a feldolgozandó öntöttvas típusok közötti gyors váltáshoz. A mellékelt ORC rendszer ( Organic Rankine Cycle ) segítségével többek között a kemencéből származó nagy energiájú kipufogógázok. villamos energiát termelni.

Valamennyi említett rendszer-legyen az kandalló, alacsony tengelyű vagy magas tengelyű kemence-közös abban, hogy az olvasztóanyag, a salakképző szer ( mészkő ) és az üzemanyag közvetlen érintkezésben van. Egy további fejlesztés olyan kemencékhez vezet, amelyekben forró láng, amelyet oxidálásra vagy redukcióra lehet állítani ( lángkemence ), ecsetek az üzemanyagmentes olvadó anyag fölé, vagy egyáltalán nem lángolnak, de csak forró égési gázok hatnak rá. Más rendszerek a kemence mennyezetéből sugárzott hőt használják (az ebbe beépített fűtőellenállásokon keresztül is ) az olvadt anyag melegítésére ("mennyezeti sugárzó fűtés"). Ebben az esetben a kemencetér egy zárt, rögzített kád ( kályhakemence ) vagy forgatható henger, amelyet alakja miatt dobkemencének is neveznek, elülső be- és kirakónyílással. Rövidített formában rövid dobkemenceként is használják. A fejlesztési lépés, amelyet nagyon korán hajtottak végre, az volt, hogy a forró égési gázokat egy rekuperátoron ( hőcserélőn ) keresztül vezetik, amely előmelegíti a ventilátor levegőjét , ahelyett, hogy kint lenne a szabadba ; Ilyenek például a Cowper -called szél fűtőberendezések nagyolvasztókba és a Siemens-Martin kemence regeneratív tüzelési rendszer Martin. Az égési levegő hulladékhő felhasználásával történő előmelegítését, amelyet először ott vezettek be műszaki léptékben, már régóta a technika állásának tekintik. A kipufogógáz elégetése, mint kiegészítő hőforrás, valamint az olvasztótartály optimalizált, hőtartó szigetelése további lépések a kemence hatékonyságának javítása felé. A kemencegyártó 20-30% -os teljesítménynövekedést jelez ugyanazon felhasznált energia mellett.

A "kemencetechnológia" ábrázolása megkülönbözteti az üzemanyaggal fűtött kemencéket (fa, szén / koksz, olaj, gáz) és az elektromos fűtésű kemencéket, például a hővezető elemekkel ellátott ellenállásos kemencéket , az indukciós kemencéket csatornákkal és anélkül, hálózatokkal ( NF) vagy közepes frekvenciájú (MF) működtetésű, vagy elektromos ívkemencék (közvetlen vagy közvetett fűtés) grafit elektródával. A különböző rendszerek kapacitása a gyártási feladathoz igazodik.

A környezetvédelmi követelmények az elektromos fűtésű kemencéket részesítik előnyben. A modern elektromos kemencékben az olvadékot vagy csak a kemence egy bizonyos területén - a "csatornában" - induktív módon melegítik, vagy maga az olvadék másodlagos tekerccsé válik, amelyet egy külső, széles körben elterjedt alacsony frekvencia ( LF) primer áramkör. Az ilyen típusú indukciós kemencék olvasztó, tároló vagy tartó kemencékként használhatók. Az egyenárammal működő kemencét most az acélgyártás legkorszerűbb állásának tekintik . A szilícium-karbidból készült hővezető ötvözetek és hővezetők , beleértve a molibdén-diszulfidot , az elektromos fűtés harmadik változatának kifejlesztése előnyben részesítette a kisméretű és közepes méretű ellenállással fűtött tégelyes kemencék, valamint az olvasztásra és tartásra szolgáló nagy kapacitású kemencék fejlődését. az alumínium meleg, különösen az egyenruha és a „tiszta” bemeneti termékek újrahasznosításakor.

Az üzemanyaggal fűtött kályhák esetében ugyanezen okok miatt továbbfejlesztették az égőtechnológiát, nevezetesen a jobb üzemanyag-felhasználást és a kipufogógáz mennyiségének csökkentését. A nitrogén háromnegyedéből álló levegő helyett, amely az eljárás során haszontalan, az égőt vagy kizárólag oxigénnel táplálják, vagy ezt is az égőbe táplálják a kemence teljesítményének javítása érdekében.

Kisebb mennyiségű fém esetén (750 kg-ig) az öntvények gyártásában továbbra is széles körben használják a tüzelőanyaggal vagy ellenállással fűtött tégelyes kemencét . A kemence belsejében lévő fűtőelemek, kerámia burkolattal védett (fűtő) tekercsek, amelyeket a kemence falai közé helyeznek és körülveszik a tégelyt, biztosítják az olvasztáshoz és a melegen tartáshoz szükséges hőt.

Az ilyen tégelykemencékben kizárólag kézzel készített "hesseni" tégelyeket használtak olvasztóedényekként nagyon sokáig. A tégely anyaga Großalmer vagy kvarc homokkal kevert agyag volt. Ez biztosította a tűzállóságot, de a tégely nagyon durva belseje hátrányos volt az okozott fémlerakódások miatt. Kiváló minőségű Hauzenberg-grafit hozzáadásával tovább javult a tűzállóság, a tégely belseje kisimult, és a történelmi „Passau-tégely”, amely mindig grafitot tartalmazott, helyére csak Großalmer-t vagy grafittal kevert agyagot használtak. A 20. század közepe táján az izosztatikusan préselt szilícium -karbid tömegek még tartósabbnak bizonyultak, és megmentették a forgóasztalon a „fröccsenés” elnevezésű korábbi kézi munkát is.

Amikor a magnézium megolvad, van egy sajátossága: A vassal végzett oxidatív reakció miatt méretre vannak méretezve , azaz szilikát belső festéssel, feltéve, hogy vas -tégelyt engednek be.

Különlegesség az agyagból készült retorták, amelyekben cinket nyernek.

A technika mai állását a nagyobb színesfémöntödék biztosítják. A napi két-három számjegyű tonna szükséges fémmennyiségeket az öntő- vagy kanálkályhák előtti házon belüli olvasztó vagy újraolvasztó egység folyékony fémként készen tartja, és igény szerint szállítja a kézzel vagy automatikusan működtetett merőkanálhoz és tartó kemencéhez. szállító edény segítségével. Ilyen módon történő betöltéskor nem feltétlenül kell tégelykemencéknek lenniük, hanem tégelymentes rendszereket is használnak. Ha egy vállalat a felmerülő mennyiségek tekintetében a központi olvasztómű mellett dönt, választhat egy (forgó) dobos kemencét, egy alacsony tengelyű kemencét olvasztóhíddal és egy kellően nagy tartályt vagy egy indukciós kemencét, a folyékony fémek keresletfüggő órabér-kapacitása (3 t például az általános méretű alumíniumöntödék esetében).

Ami a kemencéket illeti, az ötvözetgyártók alig tesznek különbséget az elsődleges termelők között, mint azok, akik maguk nyernek elektrolitikusan nyers alumíniumot, és a másodlagos termelők, amelyeket újraolvasztó kohóknak vagy üzemeknek neveznek (lásd még fent). Mindkettő keverőket használ a tételkülönbségek kompenzálására (akár 30 t kapacitásig), amelyek lehetővé teszik a szükséges finomítást és ötvözést. A folyékony fémet ezután vagy csatlakoztatott öntödébe (öntvényházba) vagy olvadt állapotban továbbítják, ezáltal energiát takarítanak meg, és így elkerülik a légszennyező anyagok szükségtelen kibocsátását, speciális járművekkel az öntőöntvényekhez. További egyszerűsítést eredményez, ha a szállítókanálot a mellékelt öntödében közvetlenül öntő- vagy merőkanálként használják, és kiürítik azt egy teljes kanálra. A működéshez nagyrészt nincs szükség külön olvasztóműre, amelynek mindig be kell tartania a környezetvédelmi előírásokat, az energiamegtakarítás környezeti értelemben meglehetősen jelentős, mivel a köztes megszilárdulás után szükséges újraolvasztás nem szükséges. További költségmegtakarítás származik abból a tényből, hogy egy kizárólag folyékony fémeket feldolgozó vállalatnak már nem kell megfelelnie az olvasztócégekre vonatkozó követelményeknek.

Egy különlegesség jellemzi az újrafeldolgozásra szánt olvasztórendszereket: válogatás és feldolgozás után, például mágneses szeparátorok segítségével , a különböző forrásokból származó, akár csupasz, de gyakran olajosan szennyezett, vagy lakkozott törmeléket kell felolvasztani, hogy megőrizze érték. A technika állásának korábbi állása szerint az olvasztóanyagot egy olvasztóhídon vezetik át az olvasztókemence előtt, amelyen minden magasabb olvadáspont, főleg vasrészek maradnak, és eltávolíthatók, mielőtt az olvadék szennyeződne, például vas tartalma. A legújabb eljárások többkamrás kemencéket biztosítanak, amelyek a hulladék összes szerves alapú, energiát tartalmazó tapadását füstölgő gázokká alakítják, amelyek égése hozzájárul az olvadáshoz szükséges folyamathőhöz.

Az olvadékokat, beleértve az újrahasznosított anyagból készült olvadékokat is, a meglévő kemencetechnológia figyelembevételével, az elsődleges gyártás során összehasonlítható kezelésnek kell alávetni, figyelembe véve a meglévő kemencetechnológiát, amelynek során gyakran csak az ötvözést lehet korlátozni a korrekciókra ötvöző elemek, amelyeket érdemes megőrizni (lásd még " Újrahasznosító kohászat ").

A kohászat, mint ipar jelentősége

Mivel a fémeket mindig további feldolgozás céljából nyerik ki, még akkor is, ha ideiglenesen voltak és vannak , mint a nemesfémek, de a réz és az ón is , a kohászat gazdasági jelentősége folyamatosan növekszik. Ennek oka az új feladatok, például az elektronika területén, valamint a kohászati ​​termékek iránti kereslet, amely összefügg a népesség növekedésével és az iskolai végzettséggel.

Egyes számok táblázatos formában egy adott évre vonatkoznak, és a kohászatot fontos gazdasági komplexumként mutatják be. Ezenkívül néhány területre vonatkozóan vannak számadatok, amelyek a legutóbb bejelentett státuszhoz kapcsolódnak. Van egy aktuális sajtóközlemény is, amely szerint a színesfémipar Németországban 8 millió tonnát állított elő és dolgozott fel 2014-ben.

A kohászat gazdasági jelentősége a kiválasztott adatokban a termelt mennyiségek alapján

fém	A világ éves termelése 2006 (millió t)	Megjegyzések	DIW előrejelzés 2015 -re [elavult] (millió t)
Acél (frissített információk)	2012 -re: 1548	Európai acélgyártás 2012: 169,4 millió t.	1366 t.
réz	15 -én	Fogyasztás 1,7 millió BRD	> 22
cink-	7	Fogyasztás 2000 BRD 724 000 t, saját termeléssel 367 000 t
vezet	6-7	BRD 2000 395 000 t, ebből 100 000 t akkumulátor -újrahasznosításból
ón-	0,25
nikkel	1.3	SUCDEN (Egyesült Királyság)
uránium	0,03
platina	6,35 millió uncia
alumínium	> 20	41 millió t (esetleg primer alumínium + újrahasznosítás) eszerint	33
magnézium	0.7

Ha a kohászatot gazdasági tényezőként kezelik, akkor annak nyersanyag -felhasználásában történő felhasználása az első, különösen azért, mert az ércek helyszíni feldolgozásának és a feldolgozás legalább elsődleges szakaszainak (acélművek) kialakításának tendenciája növekszik, és munkahelyeket teremt a ország.

A végfelhasználáshoz közeli műveletek során sok fémgyártó és fémmegmunkáló folyamat egyre inkább az automatizálásra és a robotok használatára irányul . Ez azt jelenti, hogy a teljes alkalmazotti létszám nem növekszik a termelés növekedésével egy időben, inkább stagnál és kismértékben csökken. A munka termelékenysége növekszik ezáltal a fajlagos munkaerőköltségek csökken. Az ezzel lehetővé tett béremelés nemcsak a kedvezményezettek vásárlóerejét növeli, hanem az állam is megkapja részesedését a megnövekedett adóbevételek révén.

Néhány szám megpróbálja benyomást kelteni a kohászati ​​ágazat termelési teljesítményéről:

stóla

Az akkor még 25 uniós ország nyersacélgyártását 2006 -ra adták meg 198 millió tonnával, ami a világ 1242 millió tonnás termelésének 15,9% -a. A 25 százalékos EU-n belüli német részesedés 23,6%volt, ezzel 46,7 millió tonnával a 6. a világ acéltermelő országai között. Az akkori legnagyobb német gyártó a ThyssenKrupp volt 17 millió tonnával, beleértve a veszteséges helyet Brazíliában, ahol 2010 végén elindították a nyers acéllemezek második kohóját, amelyet értékesítés után most USA -ban, Alabamában (USA), de Duisburgban is feldolgozzák. Hosszabb távon az európai növekedés csak évi egy százalék. A német acélipar véleménye szerint az erősebb növekedés nemcsak a termelést gátolja Kínában, amelynek a hengerelt acél globális túltermelésének kétharmadát tulajdonítják (FAZ -jelentés, 2016. november 8.).

Kína acélgyártását 2012 -ben adták meg 716,5 millió tonnával, ami a világ termelésének 46,3% -át teszi ki. Ebből az EU részesedése kissé lecsökken, 169,4 millió tonnára (10,9%). Ugyanez vonatkozik Németországra is, 3,7%-os részesedéssel.

A korábbi információk szerint 2007 -ben 31,07 millió t nyersvasat állítottak elő Németországban, hozzáadva a törmelék felhasználását, ami 48,55 millió t nyersacélt eredményezett. Ebből 45,5 millió t folyamatosan öntöttek forróhengerlésre lapos és hosszú acélokká, köztük 14,6 millió t rozsdamentes acélt. A 2008/2009 -es gazdasági válság jelentős visszaesést hozott. 2011 -re a német acélipar 44,3 millió tonnára nőtt a nyersacélgyártásról, ami a 7. helyet jelentette a világ acélgyártásában (Japán 107,6 millió tonnával a második helyen végzett). 2015 -re 42,5 millió tonna nyersacél -termelés várható, a 2011 -hez viszonyított csökkenés a kapacitás csökkenésének köszönhető. A mérsékelt emelkedő tendencia 2016 folyamán okot ad a stabilizáció reményére (FAZ, 2016. szeptember 14. /). Ezt két tényező is alátámasztja. Kína csökkenti túltermelését, és a nagy szilárdságú könnyűacélok fejlesztése növeli a fogyasztást. (FAZ sajtójelentés, 2016. szeptember 21., V6. O. „Acél nagy teljesítményű üzemmódban”).

öntvény

A világ öntvénytermelése (csak öntvények) 2016 -ra vonatkozik minden részlegében, 104.379 millió tonnával. A német öntödék 5,168 millió t termelésről számoltak be a 2016 -ban rögzített műveletekből, és így a 4. helyet foglalják el a világranglistán a termelési mennyiségek alapján. Kína továbbra is az élen jár 47,2 millió tonnával, amely 7,95 millió t fémöntvényt tartalmaz, ez a mennyiség lényegesen meghaladja a teljes német öntvénytermelést.

alumínium

Az alumíniumból és magnéziumból készült öntvények esetében, amelyek továbbra is nélkülözhetetlenek különösen az autóipar számára, a globális termelés 18 195 millió tonna 2016 -ra. Németország részesedése körülbelül 1114 millió t.

Németország saját alumíniumgyártása 2011 -ben 1,067 millió t nyers alumíniumot tett ki. Németország alumínium iránti kereslete, amely messze meghaladja ezeket a mennyiségeket - 2,44 millió t félkész terméket gyártottak csak 2011 -ben, és további 993,9 ezer t öntött alumíniumot 2014 -re - fedezi az import és a magas újrahasznosítási arány.

Egy sajtóközlemény szerint (HYDRO a FAZ -ban, 2016. augusztus 22 -én) Németország most az összes italosdoboz 99% -át újrahasznosítja.

A 2014 -es pénzügyi évben továbbra is világszerte jelentenek többletkapacitást. Dél -Amerikát számos kunyhóbezárás érinti (ALUMAR, ALBRAS). Ennek oka az alumíniumgyártás bővülése, amelyet az orosz (RUSAL), a kínai (CHALCO) és az Arab Emírségek (DUBAL, ALBA) állami vállalatok működtettek az elmúlt évtizedben. 2014/15 -ben egyedül Kína adta a világ nyers alumíniumtermelésének 60% -át. Ennek fényében bezárják azokat a kisebb üzemeket szerte a világon, amelyek szintén az elavult Söderberg technológiával működnek. A modern rendszerek lényegesen kevesebb áramot fogyasztanak. További zárásokról is beszámolnak 2016 -ra (beleértve az ALCOA -t is, a FAZ 2016. január 9 -i cikke szerint, 23. o.). A tartósan többletkapacitást és a Kínából érkező árnyomasztó exportot indokolják.

Különösen a színesfémek esetében a felelős szövetségek óva intenek „az erőltetett klímapolitika gazdasági következményeitől és a fémipar értékláncának megszakadásától az elsődleges és másodlagos nyersanyagok hiánya miatt”. A világ termelése továbbra is emelkedő tendenciát mutat. A londoni fémtőzsde (LME) kijelenti, hogy a világ bauxitkészletei jóval a 21. századra is kiterjednek. Az alumínium -oxid előállítására vonatkozó globális kapacitásokról szóló jelentés, amely nem azonos a tényleges termeléssel, 2007 és 2008 között összesen 95 millió tonna.

Ritkaföldfémek elérhetősége

A fokozatosan növekvő kereslet a „ritkaföldfémek” iránt, amelyeket helyesebben „ritkaföldfémeknek” neveznek, 2007 óta jelentősen és egyre inkább gazdasági tényezővé tette őket. A periódusos rendszerben a lantanidok rég elhanyagolt csoportját alkotják . 2000 óta egyre inkább nélkülözhetetlenek a modern kommunikációs technológia, a világítás és az elektromobilitás szempontjából. Egyes elemek, például a lantán és az europium esetében az erős kereslet már a piaci árak megsokszorozódásához vezetett. A fogyasztóipar különösen aggasztja Kína helyzetét, amelyet továbbra is szinte monopóliumnak tartanak. A helyzetet némileg enyhítik az ausztrál hatóságok nyilatkozatai, amelyek a kontinens nagy betéteire vonatkoznak, és legalább azt ígérik, hogy Japánt ellátják szükségleteivel. A világpiaci keresletet 2014 -ben Ausztrália 190 000 tonnára becsüli, és 20 000 tonnával alulmúlja, bár Kína 114 000 tonnát, Ausztrália pedig csak a Mount Weld bánya fejlesztésével 22 000 tonnát hoz a piacra. Kanada évente akár 5000 tonnát is ki szeretne nyerni.

Rézgazdaság

A rézágazatban Németország legnagyobb rézkohóza 2005/2006-ban, 3200 alkalmazottal 551 000 t katódrézből, 423 000 t rézhuzalból, 450 000 t félkész termékből és további 67 000 t kapcsolt vállalatok számára állított elő. A tárgyévben 985 t ezüstöt és 35 t aranyat vontak ki a kohó melléktermékeiként , amely a biztonságos energiaellátástól ( finomítás ) függ.

Ennek szembe kell néznie azzal a ténnyel, hogy Mongóliában, ahol Németország területének négyszeresénél 2,5 millió lakosa van, egyetlen bánya, amely nem messze van Ulánbátortól, éves kapacitása 440 000 t réz és 320 000 uncia arany lehet.

Szinopszis

2006 végén a német színesfémipar 632 társulási társaságban több mint 110 000 munkavállalóról számolt be, ami 44 milliárd euró összforgalmat ért el. Több mint két billió euró német bruttó hazai termék mellett az említett számok tiszteletre méltók, de a kohászat (fémipar) gazdasági jelentőségének alulbecsléséhez vezethetnek. Néhány Ausztriából származó adat reálisnak tűnik: Ha összefoglaljuk a fémkitermelés és -gyártás, a gépipar , az autóipar és a fémtermékek gyártásának termelési értékeit , az osztrák fémipar az ország anyagi javak termelésének 42% -át tette ki 2006. Hasonló érték vonatkozhat Németországra is. Ezenkívül a 2014-es évre vonatkozó adat, amely a német színesfémipar számára 8 millió tonna előállított és feldolgozott mennyiséget jelez.

Támogató tudományok és technikák

A modern kohászat elképzelhetetlen lenne kémia nélkül , szemben a történelmi kezdetekkel, amelyekben gyakran használták a „ próba és hiba ” módszert . A kohászat nemcsak a kémikusok, például de Lavoisier , Wöhler vagy Berzelius elkötelezettségének köszönhetően tudott tudománygá fejlődni. Az analitikai kémia a 19. század eleje óta egyre pontosabb módszerekkel segített nekik . A laboratóriumok továbbra is munkaigényes és időigényes nedves elemzéssel (oldás, elektrolizálás vagy kicsapás, szűrés, szárítás, mérés) dolgoztak, míg a 20. század közepe táján ezt felváltotta a spektrometria , a lángfotometria és a folyamatgáz-kromatográfia . olyan analitikai módszerek, amelyek a gyakorlott kohászatot lehetővé teszik a bemenő anyag és a kibocsátás gyors értékelésére. Az elemzés eredményei, valamint a fémek és ötvözeteik, mint kovácsolt és öntött anyagok tulajdonságai, amelyeket a kohászat fizikailag meghatároz, a további segédtudományok kiindulópontjává válnak, amelyek közül kiemelendő az anyagtudomány és a lerakódástudomány .

A spektrometria különösen támogatja a másodlagos kohászatot. A folyékony fém minta összetétele néhány másodpercen belül megjelenik 25 elemnél. Az úgynevezett zavaró elemek, mint például a bizmut a sárgaréz , foszfor a vas- vagy antimon- ben alumínium vannak kimutatható, még az alacsony ppm tartományban. A színesfémhulladék kézi eszközökkel (szikra emissziós spektrométer ) szkennelhető és előválogatható.

Ami a kohászati ​​kutatások jelentőségét illeti, különösen az eredmények gyakorlati megvalósítását illetően, a vaskohászat sok tekintetben élen jár, mind az elsődleges termelés és az újrahasznosítás, mind pedig az igen innovatív öntödeipar tekintetében . Az öntödei kutatás, mint független, tudományos tevékenység minden öntöde számára előnyös.

Az olvadék „ éppen időben ” biztosítása és az olvasztási folyamatok automatizálása, az öntési folyamatok „robotizálása” mind elképzelhetetlen az elektronika vezérlése nélkül , ezért ez a kohászat segédtudománya.

Különös tekintettel az öntödeiparra, a penészgyártás, az olvadékkezelés a nemkívánatos anyagok eltávolításával és a kívánt tulajdonságok hozzáadásával, valamint az öntőformában lévő olvadékok megszilárdulásának befolyásolása megérdemli a segédtudományi megnevezést. Egy másik példa az erodációs , marási és CNC -technikákat alkalmazó modellkészítési technika, amely lehetővé teszi, hogy közvetlenül a rajzról olyan modellekre lépjünk át , amelyeket porkohászat vagy már prototípusokhoz önthető öntőformák őrölnek vagy permeteznek. kis sorozatoknál különösen előnyös. Az így kevés időráfordítással megszerezhető tudás lerövidíti a rajzolástól a végleges állandó forma elkészítéséig és a nagyüzemi gyártás megkezdéséig terjedő időt.

Egy másik segédipar fejlesztette ki a színesfém ötvözetekből készült alkatrészeket a fröccsöntési eljárást alkalmazva, állandó öntőformákban: Szerszámacélokra van szükség , amelyek szilárdsági tulajdonságaikat tekintve optimalizáltak , és amelyek lehetővé teszik az öntött ötödik tartományban lévő öntéseket. A folyamat során az öntőformák nemcsak a szállított folyékony fém közvetlen hatásának vannak kitéve, hanem a megszilárdulási fázis alatt akár 500 ° C-os ciklusvezérelt hőmérsékletváltozást is tapasztalnak az alkatrész eltávolításáig. A speciálisan kifejlesztett "permanens penész egyszerű " olyan termékek, amelyeket modern, automatizált permetezéssel, finom bevonatként alkalmaznak, és megvédik a formákat. Összetételüktől függően befolyásolják a megszilárdulás menetét is. Minden tartós formázás alapelve, hogy a fekete bevonatok elvezetik a hőt, és ezáltal gyors megszilárdulást és finom kristályos szerkezetet okoznak. A fehér méret szigetelő hatást fejt ki, késlelteti a megszilárdulást, elősegíti a víz utántöltését, és nagyobb vízzárósághoz, de durvább kristályosodáshoz is vezet .

A befektetési öntőformák gyártása speciális technikát igényel . Az öntött modellek viaszból vagy műanyagból készülnek, és kerámia héjba vannak burkolva. Második lépésben a modellt kiolvasztják vagy kiégetik, majd a maradék, a modellnek megfelelő üreget öntik. Az alacsony olvadáspontú ( ón ) ötvözeteknél az állandó formákat hőálló klórozott gumival készítik, hogy formát kapjanak , és ezzel a módszerrel a sablon legapróbb részletei is reprodukálhatók.

Nagy előrelépés történt a homoköntéshez használt öntőformák gyártásában , amelyek ma a sorozatgyártáshoz, különösen a motorépítésben, csak teljesen automatikus rendszerekben zajlanak. A szintetikus gyantát használó Croning eljárás pacemaker volt 50 évvel ezelőtt az itt előállított formázóanyag -kötőanyagokhoz. Ma az öntödék továbbra is speciális szintetikus gyantákat használnak formák és magok kötőanyagaként, de egyre inkább előnyben részesítik a környezetbarátabb kötőrendszereket , például alapján vízüveg . Ez az öntödei ágazat kohászati ​​ágazatához is hozzá van rendelve.

A különféle vizsgálati módszerek a kohászat széles körében a leggyakrabban használt segédeszközök közé tartoznak - az analitika mellett. Eredetileg ezek tisztán mechanikus. Az egyik legrégebbi módszer itt a nyúlás teszt standardizált vizsgálati rudak úgynevezett könny rúd. A rovátkolt ütésállóságot és a Brinell keménységet is tesztelték.

A hőelemzés (TA) megmutatja a szerkezet állapotát és a szerkezetet befolyásoló elemek hatásait. Az alumínium-szilícium ötvözetek esetében ezek a nátrium , a stroncium , a foszfor és az antimon .

A nagy igénybevételnek kitett öntött alkatrészek egyre inkább roncsolhatatlanok elektronikus módszerek segítségével- a gyógyszeres technikák átvételével- mielőtt a vevőnek röntgensugarak segítségével, vagy kiterjesztésként számítógépes tomográfiával (CT), két- és háromdimenziós ellenőrzések. Ide tartozik az InlineCT (szkennelés) is. Az öntött alkatrészeket ultrahanggal és MRT -vel (mágneses rezonancia) is ellenőrzik . A "fázissoros technológiával", helyhez kötött vagy hordozható, lineáris ultrahangos hibaérzékelők például 100 000 t alumíniumból készült, 130 mm -től 310 mm -es átmérőjű tuskóig homogenitást tesztelhetnek, de öntvényeket is a hibák, például zárványok, pórusok, üregek, még a pontatlan hegesztések is. Az anyagvizsgálat és a "fémes alkatrészek sérüléselemzésének" különlegessége itt összefonódik.

E területek mindegyike magában foglalja a Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e. V. (DGM), amely egyetemi tanszékekkel - például a további ismeretekhez nélkülözhetetlen fémtudománnyal - és szakmai szövetségekkel [ Vasművesek Szövetsége, Öntödei Szakértők Szövetsége (VDG), Fémipari és Bányász Társaság (GDMB) és a Német Rézintézet (DKI)] Összehozza a kutatást, a képzést és a gyakorlatot.

Kohászat és környezetvédelem

Bár elképzelhetetlen modern elemzés nélkül , a környezetvédelmet és annak követelményeit különösen ki kell emelni, mert a környezettudatos 21. században mindkettő egyszerre a helyzet és a megoldás a problémára. A vállalatok sokáig elfogadták azt a tényt, hogy a kohászati ​​tevékenység bizonyos mértékig szennyező lehet, és a többség szó szerint és átvitt értelemben is „forrónak és piszkosnak” tartja.

Az elemzésnek ezért fontos további feladatokat kell teljesítenie azon kívül, amit kohászati ​​szempontból elvárnak tőle, mert csak ez teszi lehetővé a gyakorlatilag minden kohászati ​​folyamathoz kapcsolódó kibocsátások minőségi és mennyiségi meghatározását , egészen a nano- és a pico -tartományig. Így lehetőséget kínál, akár elsősorban folyamattechnikai fejlesztéseken keresztül, akár a továbbiakban, hogy megfeleljen a kipufogógáz -csökkentésre és a légszennyezés -szabályozásra vonatkozó követelményeknek egy új iparág, a légtechnika segítségével, amely csak a kibocsátás -szabályozást szolgálja .

Nemcsak a levegőt, hanem a kohászati ​​üzemek szennyvizét is olyan kezelésnek kell alávetni, amely minden káros anyagot eltávolít. Az elsődleges ólomolvasztóknak különös figyelmet kell fordítaniuk erre a szennyező ólom és a folyamathoz kapcsolódó szulfátok miatt.

Mindaddig, amíg nem áll rendelkezésre megfelelő, biztonságos energiaellátás a kohászat gazdasági fontosságához - életkörülményeink fontos, együttesen meghatározó alapjaként -, az energiaellátás csökken és emelkedik az ár a kereslettel és a különböző kohászati ​​szolgáltatásokkal ellentétben atomerőmű (atomerőmű) építését már nem ismerik el, csak a hagyományos hőenergiák hatékonyságának növelése marad ideiglenes megoldás. Ez a folyamatos fejlesztés során történik, azáltal, hogy növelik a felhasznált tüzelőanyagok felhasználási fokát, akár nagy fűtőművekben, akár egyénileg működtetett rendszerekben, és bizonyos esetekben még a kémiai reakciók által előállított folyamathőt is felhasználva (exoterm folyamatok sorrendje). Az ipar számára ez az égők folyamatorientált, automatizált vezérlését, a szolgáltatott fűtési energia maximális kihasználását ( regeneratív égés ) és nem utolsó sorban a hőveszteségek csökkentését a jobb szigetelés révén, valamint a hulladékhő felhasználását jelenti. nagy rendszerekből ( távfűtés ). Sok minden már megvalósult, vagy közelít a megvalósításhoz. A rozsdavörös kéményes füstgázok (NO _X vegyületek), mivel kémiai folyamatokban keletkezhetnek, a múlté.

A műanyagok („műanyag”) vagy műanyaggal bevont fém (alumíniumdobozok) újrahasznosításakor az összes szerves komponenst pirolitikus folyamatban lehet rögzíteni. Gázfázisukban vagy közvetlenül szállított energiahordozóként (tüzelőanyag) szolgálnak, vagy frakcionált desztillációval választják el őket újrahasználat céljából, és jellegüktől függően értékes nyersanyagként visszakerülnek a termelési ciklusokba .

Amennyiben az ilyen eljárások működési körülmények miatt (még) kizártak, ma két területet rögzítenek következetesen: a gáz- és poros kibocsátásokat. A gáz halmazállapotú anyagok legalább egy beállításon mennek keresztül, semlegesítik, többnyire lúgosítják a nedves súrolást ( Venturi -súroló vagy ehhez kapcsolódó rendszer, például a "gyűrűs réses súrolórendszer " kloridokat és foszfidokat tartalmazó kipufogógázokhoz alumíniumöntödékben), amelyek nem kicsaphatók egyszerű hűtéssel (lásd kohó ). A kicsapódott vagy kiszűrt maradványokat rendezett módon újrahasznosítják vagy ártalmatlanítják.

A kohászati port csak hidegen lehet szövetszűrőkben összegyűjteni, ami a gyakorlatban felfelé irányuló hűtőt igényel. A forró porokat (kupolakemencék portalanítása, elektromos ívpormentesítés) elektrosztatikus kicsapógépekkel szárazon összegyűjtik, vagy a kipufogólevegő -tisztító rendszerek nedves szétválasztásával felfelé kezelik, amelyek már nem elszigetelt esetek, 100 000 m³ / óra átviteli sebességgel. A szárított szűrletre törvényileg előírt újrafeldolgozási kötelezettség vonatkozik, amely azonban gyakran megtörténhet azon a helyen, ahol előfordul, csökkentve a kezdeti költségeket. Ilyen például a kupolakemencék kipufogógázaiból kiszűrt fémes por, amelyet injekcióval vissza lehet juttatni az olvadékba.

Nem kevésbé fontos a megfelelően feldolgozott, kohászati salak felhasználása, amelyet nagyrészt különleges kezeléssel demetalizáltak . Nem illik hulladéknak tekinteni őket olvadt fémek, valamint salak előállításakor . Mindegyikre a REACH rendelet vonatkozik . Összetételüktől függően azonban újra felhasználhatók olvadó kemencék oxidáció elleni védelmeként (burkolatként) vagy „töltőanyagként”, akár burkolatként („ vakolatként ”) az útépítésben. A pontos elemzés itt is előfeltétele az ilyen „hulladékok” helyes osztályozásának és használhatóságának eldöntéséhez.

A kohászat és a környezetvédelem egy másik területen találkozik. Jól ismert az NDK -ban az Uránbányászat által a Szovjetunió számára okozott környezeti károk (halom, iszaptó ) orvoslása . Az elhagyott földalatti alagutakat biztosítani kell, akár utántöltéssel, akár téglaépítéssel. Ha nem jelent semmilyen környezeti veszélyt, akkor a túlterhelt és salakos halmok is növényzettel telepíthetők, és tájformáló hatásúak. A nyílt öntött lignitbányászat , rekultiváció után Szénégető a széles körben elterjedt szabvány; Kelet-Németországban ez megtörtént 1990 óta. A rekultivációt - és ezzel egyidejűleg a vizek kálium -túlterheléséből adódó kimosódás elleni védelmet is - jelentős erőfeszítésekkel próbálják meg a kálium- és magnéziumtartalmú sók bányászatában, amelyek különösen Hessenben és Türingiában figyelhetők meg . Más helyeken a természet maga képes "begyógyítani" a sebeket. A vasérc -bányászatban egyes kizsákmányolt gödröket a 20. századig saját magukra hagytak, és csak a régóta újratelepített dombos, deformáló ping (bányabarlangok) tanúskodnak az egykori érctermelésről.

Ismert kohászok

Csak néhány történelmi előfutár után a kohászatot több jól ismert tudós döntően előrelépte, különösen az elmúlt 200 évben. Ez mindenekelőtt a következőket tartalmazza:

Történelmi

• Gaius Plinius Secundus (kb. 23–79): Naturalis historia
• Georgius Agricola (1494–1555): de re metallica

Vassal kapcsolatos

• Adolf Ledebur (1837-1906): "A kohászat kézikönyve"
• Wilhelm Borchers (1856–1925): „Elektrometallurgia”
• Eugen Piwowarsky (1891–1953): "A vas- és acélöntvény"; "Kiváló minőségű öntöttvas"
• Henry Bessemer (1813–1898): a fúvott acél eljárás feltalálója (Bessemer -körte, savanyú)
• Sidney Thomas (1850–1885), Percy Gilchrist (1851–1935): Thomas körte, alap
• Pierre-Émile Martin (1824–1915): Regeneratív fűtés (Siemens-Martin-Stahl)

Nemvasfémek

• Hans Christian Oersted (1777–1851), Friedrich Wöhler (1800–1882), Robert Bunsen (1811–1899), Henry Saint-Claire Deville (1818–1881): Alumínium ábrázolás
• Charles Martin Hall (1863–1914), Paul Héroult (1863–1914): Olvadt alumínium elektrolízis
• Alfred Wilm (1869–1937), Pácz Aladár (1882–1938): Alumíniumötvözetek fejlesztése
• Gustav Pistor : a Frankfurt-Griesheim-i Elektronwerk GmbH igazgatója, a magnézium-fém és ötvözetei ipari célú promótere és fejlesztője
• Wilhelm Borchers (1856–1925): Réz

Tanárok és kutatók

• Adolf Ledebur (1837–1906): Vasmű és öntödei ügyfél ( Ledeburit )
• Bernhard Osann (1862–1940): Kohászat („Vas- és acélöntöde tankönyve”)
• Alfred von Zeerleder (1890-1976): ("Könnyűfémek technológiája")
• Eugen Piwowarsky (1891–1953): Kohászat ("kiváló minőségű öntöttvas")
• Wilhelm Borchers (1856–1925): Elektrometallurgia
• Karl Karsten (1782-1853): Kohászat
• Eduard Maurer (1886–1969): kohászat, a „V2A” és a „V4A” acél feltalálója
• Joachim Krüger (* 1933): Színesfémkohászat

Konferenciák

Európai Kohászati ​​Konferencia (EMC)

Az Európai Kohászati ​​Konferencia (EMC) a legfontosabb kohászati ​​konferencia a színesfémek területén Németországban és Európában. Itt találkoztak a világ vezető kohászai kétévente, a 2001 -es kezdés óta Friedrichshafenben. A tapasztalatcsere mellett a környezetvédelemről, az erőforrás -hatékonyságról, valamint politikai és jogi kérdésekről is szó van. Az eseményt a GDMB Kohászok és Bányászok Társasága szervezi e. V igazítva.

Felhasznált irodalom

Lexikonok

• Meyers Konversations-Lexikon. 5. kiadás. Bibliográfiai Intézet, Lipcse / Bécs 1897.
• Josef Bersch (Hrsg.): Fémtechnikai lexikon. A. Hartlebens Verlag, Bécs 1899 (kézikönyv minden kohóipari kereskedőnek és művésznek).
• A Duden szerkesztőségének tudományos tanácsai (a szerk.): Günther Drosdowski és mások (szerk.): A nagy duden 10 kötetben. 7. kötet: Duden Etymology. A német nyelv származási szótára. Az 1963 -as kiadás újranyomata, szerk. írta: Paul Grebe, Bibliographisches Institut / Dudenredaktion, Mannheim 1974, ISBN 3-411-00907-1 (Konrad Duden "Az új felnémet nyelv etimológiájának" folytatásaként).
• Az új Brockhaus: Lexikon és szótár 5 kötetben és atlaszban. 5., teljesen átdolgozva. Kiadás. Brockhaus Verlag, Wiesbaden 1975, ISBN 3-7653-0025-X .
• Johannes Klein (szerk.): Herder-Lexikon: Geologie und Mineralogie. 5. kiadás. Herder Verlag, Freiburg im Breisgau 1980, ISBN 3-451-16452-3 (többrészes munka).
• Jürgen Falbe, Manfred Regitz (szerk.): Römpp-Chemie-Lexikon. 9., felnőtt és átdolgozni. Kiadás. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1995–1995, ISBN 3-13-102759-2 (többrészes munka, összesen 6 kötet).
• Ernst Brunhuber, Stephan Hasse: Öntödei Lexikon. 17., teljesen átdolgozva Kiadás. Schiele & Schön Verlag, Berlin 1997, ISBN 3-7949-0606-3 .
• Hermann gyerekek, Werner Hilgemann : dtv atlasz a világtörténelemből . A kezdetektől a jelenig. Orig.-Ausg., Dtv, München 2000, ISBN 3-423-03000-3 (a dtv-Atlas Weltgeschichte különkiadása, amelyet először a dtv adott ki két kötetben 1964-ben és 1966-ban).
• Ekkehard Aner: A világtörténelem nagy atlasza. 2. kiadás. A standard munka kibővített kiadása 1956-ból. Westermann Verlag, Braunschweig 2001, ISBN 3-07-509520-6 .
• Microsoft Encarta Encyclopedia Professional 2003 DVD -n . Elektronikus, multimédiás enciklopédia.

Szakirodalom

• Hermann Ost : A kémiai technológia tankönyve. 21. kiadás B. Rassow szerkesztésében, Jänecke Verlag, Lipcse 1939 („Kohászat” fejezet).
• Alfred von Zeerleder: A könnyűfémek technológiájáról. 2. kiadás. Az Akadémiai Gépmérnökök Egyesületének kiadója az ETH Zürichben, 1951.
• Hans Schmidt: Az öntödeipar közös képviseletben. 3., átdolgozva. és exp. Kiadás. Öntödei kiadó, Düsseldorf 1953.
• Hans Riedelbauch: szakaszos és kötegelt gyártás üzleti szempontból. In: ZfhF - Journal for Commercial Research. Westdeutscher Verlag, Köln et al., 1959. 9. szám, 532-553.
• Ernst Brunhuber: Olvadási és ötvözési technológia réz anyagokhoz. 2., átdolgozás. Kiadás. Schiele & Schön Verlag, Berlin 1968.
• Német Fémöntödék Általános Szövetsége (Szerk.): Öntvények rézből és rézötvözetekből, műszaki irányelvek. Düsseldorf / Berlin 1982, DNB 821020889 .
• Mervin T. Rowley (szerk.): Öntött rézötvözetekből. Schiele & Schön, Berlin 1986, ISBN 3-7949-0444-3 (angol eredeti cím: Casting réz bázisötvözetek ).
• DKI műhely. Deutsches Kupfer -Institut, Berlin (kiadványsorozat; konferenciakötetek - köztük 1993, 1995).
• AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Szervetlen kémia tankönyve . 102. kiadás. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 .
• Hans Joachim Müller: Könnyűfémek olvasztási és ötvözési gyakorlatának kézikönyve. Schiele & Schön, Berlin 1977, ISBN 3-7949-0247-5 .

Más források

• Német öntödei szakemberek szövetsége (szerk.): Öntödei naptár. Öntödei kiadó, Düsseldorf 1971 és az azt követő évek, ISSN  0340-8175 . (évente jelenik meg; 1999-től Giesserei-Jahrbuch címmel ).
• Kereskedelmi folyóiratok: Aluminium, Foundry, Erzmetall / World of Metallurgy, Giesserei-Rundschau.
• Sol & Luna. Degussa saját kiadása, 1973.
• G. Ludwig, G. Wermusch: Ezüst: egy nemesfém történetéből. Verlag die Wirtschaft, Berlin 1988, ISBN 3-349-00387-7 .
• Az ókor nyomában. H. Schliemann jelentései, Verlag der Nation, Berlin 1974, DNB 750161906 .
• Acélinformációs Központ, Düsseldorf (szerk.): Elbűvölő acél. 2007. 13. szám.
• Google Web Alerts a következőhöz: "Fémek világszerte történő gyártása". (szabálytalanul megjelenő jelentések)
• Hans-Gert Bachmann: Korai kohászat a Közel- és Közel-Keleten. Kémia korunkban, 17. év 1983., 4. szám, ISSN  0009-2851 , 120-128.

További irodalom

• AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Szervetlen kémia tankönyve . 102. kiadás. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 .
• Eugen Piwowarsky: Kiváló minőségű öntöttvas. Berlin 1951/1961, DNB 453788181 .
• Záró jelentés a fenntartható fémmegmunkálásról NMW. (Beszélgetések, ábrák, táblázatok Hamburg példaként).
• F. Oeters: Az acélgyártás kohása . Springer és mtsai., Berlin, 1989, ISBN 3-540-51040-0 .
• Heinz Wübbenhorst: 5000 év fémöntés. Öntödei kiadó, Düsseldorf 1984, ISBN 3-87260-060-5 .
• A színesfémek újrahasznosításának alapjai és jelenlegi fejleményei. GDMB kiadványsorozat, 115. szám, 2008., ISBN 978-3-940276-11-7 .
• Oettel, Heinrich, Schumann, Hermann: Metallográfia . 15. kiadás. Weinheim, ISBN 978-3-527-32257-2
• Rézanyagok újrahasznosítása. DKI prospektus, www.kupferinstitut.de.
• Acél - a vasérctől a high -tech termékig. DVD a www.stahl-info.de címen.
• Stefan Luidold, Helmut Antrekowitsch: Lítium - nyersanyag kitermelés, alkalmazás és újrahasznosítás. In: Erzmetall. 63., 2010. 2. szám, 68. o. (A GDMB Kohászati ​​Oktatási és Képzési Technikai Bizottságának 44. Kohászati ​​Szemináriumának alkalmából tartott előadás újranyomtatása.)
• Ezüst, egy nemesfém történetéből. lásd az „Egyéb források” részt.
• V. panel: A kohászat tankönyve. I. - III. Kötet, S. Hirzel, Lipcse.
• "A présöntés világa": Öt cikk a fröccsöntési technológiáról, Giesserei Rundschau, az osztrák Öntödei Egyesületek kereskedelmi folyóirata, 60. kötet, 2013. 07. 08.
• Wilhelm Weinholz: Műszaki-kémiai kézikönyv az ásványtest fémes tartalmának kutatásához, kiküszöböléséhez és bemutatásához, ami a művészetekben és a szakmákban gyakori. Helwing, Hannover 1830, digitalizált .

web Linkek

• Irodalom a kohászat kulcsszóról a Német Nemzeti Könyvtár katalógusában

Intézetek

• IME Aachen / Kohászati ​​folyamattechnológia és fém -újrahasznosítás.
• Kohászati ​​és Anyagtechnológiai Tanszék RWTH Aachen.
• IfG Öntödei Technológiai Intézet e. V.
• Montan Egyetem Leoben. Kohászati ​​Tanszék. A színesfém kohászat elnöke.
• Öntödei Tudomány elnöke. Montan Egyetem Leoben.
• Duisburgi Egyetem; Alkalmazott Anyagtechnológiai Intézet.
• Műszaki Egyetem Bergakademie Freiburg.
• Clausthal Műszaki Egyetem (Harz).
• Max Planck Vaskutató Intézet.

további linkek

• Montan Egyetem Leoben.
• Német Öntödei Szakértők Szövetsége VDG.
• GDMB Kohászok és Bányászok Társasága V.
• Német Vasmunkások Szövetsége VDEh.
• Információk acélról a metallográfusok számára.
• Fémipari szövetség.
• Az Alumíniumipar Általános Szövetsége.
• Német Réz Intézet (DKI), Düsseldorf.
• Német Anyagtudományi Társaság V.
• Ipari fémek nyersanyagárai.

Egyéni bizonyíték