Licha ya ukweli kwamba nyenzo zilizoundwa ghushi zinazidi kutumika katika tasnia na maisha ya kila siku, bado haiwezekani kukataa matumizi ya metali. Wana mchanganyiko wa kipekee wa mali, na aloi hukuruhusu kuongeza uwezo wao. Uzalishaji na utumiaji wa metali uko katika maeneo gani?
Tabia ya kundi la vipengele
Vyuma hueleweka kama seti ya kemikali isokaboni yenye sifa bainifu. Kwa kawaida hujumuisha yafuatayo:
- ubadilishaji joto wa juu;
- ductility, urahisi wa uchakataji;
- kiwango cha juu myeyuko;
- mwelekeo mzuri wa umeme;
- tabia ya "chuma" mng'aro;
- jukumu la wakala wa kupunguza katika miitikio;
- wiani mkubwa.
Kwa kweli, sio vipengele vyote vya kikundi hiki vina sifa hizi zote, kwa mfano, zebaki ni kioevu kwenye joto la kawaida, galliamu huyeyuka kutokana na joto la mikono ya binadamu, na bismuth haiwezi kuitwa plastiki. Lakini kwa ujumla, vipengele hivi vyote vinaweza kufuatiliwa katika jumla ya metali.
Uainishaji wa ndani
Vyuma vimegawanywa kwa masharti katika kategoria kadhaa, ambayo kila moja inachanganya vipengee ambavyo vinakaribiana zaidi katika vigezo mbalimbali. Vikundi vifuatavyo vinatofautishwa:
- alkali - 6;
- ardhi yenye alkali - 4;
- mpito - 38;
- mwanga - 7;
- semimetali - 7;
- lanthanides - 14+1;
- actinides - 14+1;
Kati ya vikundi kuna mbili zaidi: berili na magnesiamu. Kwa hivyo, kwa sasa, kati ya vipengele vyote vilivyogunduliwa, wanasayansi 94 wanahusisha metali.
Kwa kuongeza, inafaa kutaja kuwa kuna uainishaji mwingine. Kulingana na wao, metali za kifahari, metali za kikundi cha platinamu, baada ya mpito, kinzani, metali za feri na zisizo na feri, n.k huzingatiwa tofauti. Njia hii ina maana kwa madhumuni fulani tu, kwa hivyo ni rahisi zaidi kutumia uainishaji unaokubalika kwa ujumla..
Historia ya Mapato
Ubinadamu katika ukuaji wake wote umehusishwa kwa karibu na uchakataji na utumiaji wa metali. Mbali na kuwa vipengele vya kawaida, vinaweza kufanywa kwa bidhaa mbalimbali tu kwa msaada wa usindikaji wa mitambo. Kwa kuwa hapakuwa na ujuzi katika kufanya kazi na ore, mara ya kwanza ilikuwa tu kuhusu matumizi ya nuggets. Mara ya kwanza ilikuwa chuma laini, ambacho kilitoa jina lake kwa zama za shaba, ambazo zilibadilisha jiwe. Katika kipindi hiki, njia ya kughushi baridi ilitengenezwa. Kuyeyusha kumewezekana katika baadhi ya ustaarabu. Hatua kwa hatua, watu walijua kupata rangimetali kama dhahabu, fedha, bati.
Baadaye Enzi ya Shaba ilibadilisha enzi ya shaba. Ilidumu kama milenia 20 na ikawa hatua ya mabadiliko kwa wanadamu, kwani ilikuwa katika kipindi hiki kwamba iliwezekana kupata aloi. Kuna maendeleo ya taratibu ya madini, njia za kupata metali zinaboreshwa. Walakini, katika karne za 13-12. BC e. kinachojulikana kama kuanguka kwa shaba kulitokea, ambayo iliashiria mwanzo wa Enzi ya Chuma. Labda hii ilitokana na kupungua kwa akiba ya bati. Na risasi na zebaki, zilizogunduliwa wakati huo, hazingeweza kuwa badala ya shaba. Kwa hivyo watu walilazimika kukuza utengenezaji wa metali kutoka ore.
Kipindi kilichofuata hakikuchukua muda mrefu - chini ya milenia moja, lakini kiliacha alama angavu kwenye historia. Licha ya ukweli kwamba chuma kilijulikana mapema zaidi, kilikuwa karibu kamwe kutumika kwa sababu ya mapungufu yake ikilinganishwa na shaba. Kwa kuongeza, hii ya mwisho ilikuwa rahisi zaidi kupata, wakati kuyeyusha madini kulikuwa na kazi kubwa zaidi. Ukweli ni kwamba chuma asilia ni nadra sana, kwa hivyo haishangazi kwamba kuachana na shaba kumekuwa polepole sana.
Maana ya ujuzi wa uchimbaji chuma
Sawa na jinsi babu wa binadamu alivyotengeneza kifaa kwa mara ya kwanza kwa kufunga jiwe lenye ncha kali kwenye fimbo, mpito wa nyenzo mpya uligeuka kuwa mzuri sana. Faida kuu za bidhaa za chuma ni kwamba walikuwa rahisi kutengeneza na kutengeneza. Jiwe halina plastiki na udhaifu, ilisilaha zozote kutoka humo zingeweza tu kufanywa upya, hazingeweza kutengenezwa.
Hivyo, ilikuwa ni mabadiliko ya utumiaji wa metali ambayo yalisababisha uboreshaji zaidi wa zana, kuibuka kwa vitu vipya vya nyumbani, mapambo, ambayo hapo awali haikuwezekana kutengeneza. Haya yote yalitoa msukumo kwa maendeleo ya kiteknolojia na kuweka msingi wa ukuzaji wa madini.
Mbinu za kisasa
Ikiwa katika nyakati za zamani watu walijua tu kupata metali kutoka ore, au wangeweza kuridhika na nuggets, basi kwa sasa kuna njia zingine. Wakawa shukrani iwezekanavyo kwa maendeleo ya kemia. Kwa hivyo, mielekeo miwili kuu ilionekana:
- Pyrometallurgy. Ilianza maendeleo yake mapema na inahusishwa na joto la juu linalohitajika kusindika nyenzo. Teknolojia ya kisasa katika eneo hili pia inaruhusu matumizi ya plasma.
- Hydrometallurgy. Mwelekeo huu unahusika katika uchimbaji wa vipengele kutoka kwa ores, taka, huzingatia, nk kwa kutumia maji na reagents za kemikali. Kwa mfano, mbinu inayohusisha utengenezaji wa metali kwa njia ya elektrolisisi ni ya kawaida sana, na njia ya kuziba mafuta pia ni maarufu sana.
Kuna teknolojia nyingine ya kuvutia. Kupata madini ya thamani ya usafi wa hali ya juu na kwa hasara ndogo ikawa shukrani inayowezekana kwake. Ni kuhusu uboreshaji. Utaratibu huu ni mojawapo ya aina za kusafisha, yaani, mgawanyiko wa taratibu wa uchafu. Kwa mfano, katika kesi ya dhahabu, kueneza kwa kuyeyuka na klorini hutumiwa, na platinamu inayeyuka.asidi ya madini ikifuatiwa na kutengwa na vitendanishi.
Kwa njia, kupata metali kwa njia ya elektrolisisi hutumiwa mara nyingi zaidi ikiwa kuyeyusha au kurejesha hakuwezi kufanikiwa kiuchumi. Hii ndio hasa hufanyika kwa alumini na sodiamu. Pia kuna teknolojia bunifu zaidi zinazowezesha kupata metali zisizo na feri hata kutoka kwa madini duni bila gharama kubwa, lakini tutazungumza kuhusu hili baadaye kidogo.
Kuhusu aloi
Nyingi za metali zilizojulikana zamani hazikutosheleza mahitaji fulani. Kutu, ugumu wa kutosha, brittleness, brittleness, fragility - kila kipengele katika fomu yake safi ina vikwazo vyake. Kwa hiyo, ikawa muhimu kupata nyenzo mpya zinazochanganya faida za wale wanaojulikana, yaani, kutafuta njia za kupata aloi za chuma. Leo kuna njia kuu mbili:
- Inatuma. Kuyeyuka kwa vipengele vilivyochanganywa ni kilichopozwa na kioo. Ilikuwa ni njia hii iliyowezesha kupata sampuli za kwanza za aloi: shaba na shaba.
- Kubonyeza. Mchanganyiko wa poda huwekwa kwenye shinikizo la juu na kisha kuingizwa.
Maboresho zaidi
Katika miongo ya hivi majuzi, jambo linalotia matumaini zaidi ni utengenezaji wa metali kwa kutumia teknolojia ya kibayoteknolojia, hasa kwa usaidizi wa bakteria. Tayari imewezekana kutoa shaba, nikeli, zinki, dhahabu, na urani kutoka kwa malighafi ya sulfidi. Wanasayansi wanatumai kuunganisha vijidudu na michakato kama vile leaching, oxidation, sorption na mvua. Kwa kuongeza, ni muhimu sanatatizo la kutibu maji machafu ya kina, kwa hili, pia, wanajaribu kutafuta suluhisho ambalo linahusisha ushiriki wa bakteria.
Maombi
Bila metali na aloi, maisha katika umbo ambalo sasa yanajulikana kwa wanadamu yasingewezekana. Majengo ya juu, ndege, vyombo, vioo, vifaa vya umeme, magari na mengi zaidi yapo tu kutokana na mabadiliko ya mbali ya watu kutoka jiwe hadi shaba, shaba na chuma.
Kwa sababu ya uwekaji wake wa kipekee wa umeme na mafuta, metali hutumika katika nyaya na nyaya kwa madhumuni mbalimbali. Dhahabu hutumiwa kufanya mawasiliano yasiyo ya vioksidishaji. Kutokana na nguvu na ugumu wao, metali hutumiwa sana katika ujenzi na kwa aina mbalimbali za miundo. Sehemu nyingine ya maombi ni muhimu. Kwa ajili ya utengenezaji wa kazi, kwa mfano, sehemu ya kukata, aloi ngumu na aina maalum za chuma hutumiwa mara nyingi. Hatimaye, metali nzuri huthaminiwa sana kama nyenzo ya kujitia. Kwa hivyo kuna programu nyingi.
Inavutia kuhusu vyuma na aloi
Matumizi ya vipengele hivi yameenea sana na yana historia ndefu hivi kwamba haishangazi kwamba hali mbalimbali za udadisi hutokea. Wao na ukweli kadhaa wa kuvutia unapaswa kuletwa mwisho:
- Kabla ya matumizi yake kuenea, alumini ilithaminiwa sana. Cutlery, ambayo Napoleon III alitumia wakati wa kupokea wageni, ilifanywa kutoka kwa nyenzo hii na ilikuwa mada yafahari ya mfalme.
- Jina platinamu kwa Kihispania linamaanisha "fedha". Kipengele kilipokea jina lisilopendeza kutokana na kiwango cha juu cha kuyeyuka na, kwa hivyo, kutowezekana kukitumia kwa muda mrefu.
- Katika umbo lake safi, dhahabu ni laini na inakunwa kwa urahisi kwa ukucha. Ndiyo maana huchanganywa na fedha au shaba kutengeneza vito.
- Kuna aloi zilizo na sifa ya kupendeza ya thermoelasticity, yaani, athari ya kumbukumbu ya umbo. Zinapoharibika na kisha kupashwa joto, hurudi katika hali yao ya asili.
