metallurgia

Metallurgia (synonyymi metallurgia ) kuvaa kaikki sellaiset prosessit louhinta ja jalostus metallien ja muiden metallurgisesti hyödyllisiä elementtejä.

Sana metallurgia koostuu antiikin kreikkalaisesta μέταλλον metallonista kaivospaikalle ja mygosista toiminnan harrastajille. Näin ollen metallurgi työskentelee kaivosalueilla ja niiden sisällöllä. Latinalainen sana metallum on käsitteellisesti kapeampi, se tarkoittaa vain metallia .

tarina

Malmiesiintymät perustavat metallurgisia tehtaita

Kupari-, pronssi- ja rautatyökalut, joiden mukaan historialliset aikakaudet on nimetty, ovat alkuperältään tietämystä, joka on saatu sattumalta tai tarkoituksellisesti, alun perin vain puremasta (paljastuneet malmisuonet). Esimerkkinä on kuparikausi ja näkyvä kupriitti . Tinan sisältävien malmien ( kasiteriitti ) löytämisen jälkeen pronssikausi kehittyi kuparikaudelta , jota seurasi rautakausi . Kaikki aikakaudet ovat todisteita kohdennetusta metallurgisesta työstä. Tämän perusteella on vielä pitkä matka, ennen kuin ensimmäisen masuunin toiminta teki "hakatusta" valuraudasta saatavana määriä valuraudalle ja 1700 -luvulta lähtien teräksen tuotantoon. Teräskausi ja maa -metallikausi, jotka ilmenivät sen vieressä 1900 -luvulla, määräävät monien ihmisten elinolot nykyään.

Perinteisiä saksalaisia ​​talletuksia on pidetty hyödynnettyinä 1900 -luvun lopulta lähtien rajakustannusten laskennan mukaan - alkukustannukset ylittävät markkinoiden voiton. Tämä koskee sinkkimalmia, jossa on runsaasti Goslar Rammelsbergiä , Hessenin-Siegerlandin rautamalmia ja uraanikaivostoimintaa Saksin malmivuorilla, jossa uraanimalmia louhittiin vähemmän ympäristöystävällisesti vuoteen 1990 asti. Hopean louhinta Saksan ja Slovakian malmivuorilla , jota on harjoitettu vuosisatojen ajan, ei ole pidetty enää louhinnan arvoisena . Sama koskee muita eurooppalaisia ​​malmiesiintymiä, joista Itävallan Rauriser Valleyn "Tauern-kulta" on myös mainitsemisen arvoinen, koska sen kaivostoimintaa on helpotettu ja sitten estetty todistetuilla, pitkäaikaisilla lämpötilan muutoksilla.

Vuodesta 2010 lähtien ei vain noteeratun hopean hinnan jyrkkä nousu johtanut malmivuorien etsintään harkitsemalla uutta tietoa hopeamalmien ja muiden arvokkaiden mineraalivarojen kaivos soveltuvuudesta ja louhintatekniikasta. Haettiin kaivoslupaa, jonka myöntämisestä tuli tieto vuonna 2011.

Jatkuvasti kasvava maapallon väestö ja teollistuminen, erityisesti Aasiassa, ovat aiheuttaneet metallurgisten tuotteiden raaka -aineiden nopean kasvun 21. vuosisadan alusta lähtien, etenkin uuden teknisen kehityksen (kuljetus, viestintäelektroniikka) vuoksi. Siksi uusia talletuksia tutkitaan maailmanlaajuisesti Kiinan lisääntyessä. Tämän toiminnan aputiede, joka tunnetaan myös nimellä etsintä, on geologia, tarkemmin sanottuna myös geometallurgia. Raaka -aineiden hintojen kehittyminen kysynnän kasvun vuoksi merkitsee sitä, että jotkut edellä mainituista kaivosalueista, jos ne eivät ole kokonaan käytettyjä, aiheuttavat rajakustannusten muutoksen, jos kysyntä jatkuu tai jopa kasvaa, ja ne voidaan siten aktivoida uudelleen. Jopa aiemmin havaitsemattomia talletuksia, esimerkiksi Keski -Saksan Lusatiassa, harkitaan tulevaa hyödyntämistä varten. Erityisesti harjoitetaan aktiivisesti harvinaisten maametallien esiintymistä, jotka ovat erittäin tärkeitä tulevan teknisen kehityksen kannalta. Erzgebirgessä ei ainoastaan avata uusia kaivoksia fluorsparille ja bariitille , vaan viitataan myös vielä kehittymättömiin litium- , germanium- , indium- ja volframi- , molybdeeni- ja tantaali -polymetallikerrostumiin .

Metallurgia on kasvanut teknologiaksi vanhoista kokemuksista ja jatkuvasti uudistetusta tiedosta . Rauta- ja ei-rautametallurgia erotettiin jo 1800-luvulla. Uusinta paitsi takeita nämä kaksi pää- ja tieteenalojen oman tutkimuksen. Sitä tukevat muut tieteenalat, jotka liittyvät koko prosessiin raaka-aineista käyttövalmiisiin tavaroihin, mukaan lukien metallitiede , joka liittyy läheisesti materiaalitieteeseen , kemiaan ja uunien , koneiden ja laitosten suunnitteluun .

Aikataulu

Seuraava aikajana yrittää osoittaa metallurgian kehitystä neoliittisesta ajanjaksosta nykyajan alkuun . Kulttuurimuutoksille annetut ajat eivät aina ole samat Euroopassa, Aasiassa ja Afrikassa. Mesoliitin loppu (n. 5500 eKr.) Ja neoliittisen alku (8000, muiden tietojen mukaan 5500-2000 eKr.) Ovat päällekkäisiä. Kun keraamiset kulttuurit ovat jo havaittu (johto- ja nauhakeramiikka, kellokupit, hautatuotteet, jotka on täytetty metallikoruilla), uudemmat vuodet ulottuvat pitkälle noin vuoteen 5000 eaa. Varhaisen pronssikauden alku, joka tunnetaan myös nimellä kuparikausi, ja alkuvaiheessa kuparikausi, oli päivätty taaksepäin.

noin 8000 eaa Chr.	hidas siirtyminen neoliittiseen	vakiintunut siirtokunta vuodesta 7750 eaa Todistettu, maatalous, metallikorut, ensimmäinen tieto metallin louhinnasta ja käsittelystä
noin 4000 eaa Chr.	varhainen kuparikausi, myös kuparikivikausi	Metalliset peilit Knossosissa, kuparista valmistetut kirveet, hautaesineet kuparitikkaiden ja kultakorujen muodossa, ensimmäiset rautaesineet
alkaen 2700 eaa Chr.	Varhainen pronssikausi	Advance pronssi päässä Kaukasiassa osaksi Välimeren alueella (Kykladien kulttuuri) ja tulee Egyptiin , vuonna Euroopassa Nebran kiekko on tärkein löytö Early pronssikaudella
1700 - 800 v. Chr.	Pronssikausi	Pronssiset vaunut ja aseet, miekat, muistomerkit, korut (pronssiset rintaneulat), kolikot, työkalut ( luukut ), rakentaminen ( marmoriosien kiinnityskiinnikkeet)
1100 eaa Chr.		Maahanmuutto pohjoisesta tuo teknistä kehitystä - ei kiistatonta tyypin ja ajoituksen suhteen. Doristen ratsastussotureiden, joilla on jo rauta -aseet (1200 -luvulta jo heettiläisten kanssa), sanotaan voittaneen pronssimiekkoja ja -vaunuja vastaan.
alkaen 800 BC Chr.	Varhainen rautakausi	Hallstatt -kulttuuri , rautaesineiden levittäminen Keski -Euroopassa
alkaen 600 BC Chr.	Rautakauden alku Kiinassa
noin 500 eaa Chr.	Zenith Hellenic - Rooman antiikki
450 eaa Chr.	Nuorempi rautakausi, La Tène -kulttuuri	edistynyt raudan käyttö
Käännekohta		Roomalaiset sulattolaitokset on rakennettu Siegerlandin malmin läheisyyteen
200 jKr	Myöhäinen antiikki	Kankaat ( manufaktuurit ) esiintyvät käsityön rinnalla metallityössä
400 - 600 / . 700 jKr.	Germaanien muuttojen aika, myöhäisen antiikin loppu	Raudan käytön kehittäminen merovingilaisten ja viikinkien keskuudessa (aseet, tekniset laitteet), kolikoiden pronssi, pienet muotokuvat, helpotukset, muistomerkit
noin 1160	Böömi-Saksi- Malmivuorten asuttamisen alku	alun perin vain hopeaa sisältävien lyijymalmien louhinta hopean uuttamista varten ("ajotyö")
1300 jälkeen	1318 ensimmäinen dokumentti maininta Muldenhüttenistä lähellä Freibergiä / Erzgebirgeä "majan sijaintina"	Ensimmäiset "korkeaakseliset uunit " korvaavat edelliset " matalaakseliset uunit ", katso masuuni
1400 jälkeen	lisäämällä varhaista teollista raudan uuttamista ja jalostusta.
1500 jälkeen	Nykypäivään johtavan kehityksen alku.	jossa Georgius Agricola (XII Libri) apuvälineitä malmin louhinta ja jalostus asettua pelkkä ruumiillinen työ; Ensimmäiset Joachimsthalerit lyötiin Böömin hopeakaivoksesta vuonna 1519

Kuparikirvesestä pronssikauteen

Metallurgian kehityksen historia alkoi hieman yli 8000 vuotta sitten myöhäisellä mesoliittisella ajalla ja siirtymällä neoliittiseen aikaan (ks. Yllä oleva kronologinen taulukko). Vähässä -Aasiassa tehdyssä uudemmassa tutkimuksessa on jopa löydetty ensimmäiset metallurgiset menetelmät noin 12 000 vuotta vanhoilla siirtokunnilla. Ne vahvistavat näkemyksen, jonka mukaan varhainen metallurgia ratkaisi ratkaisevasti, kun paimentolaiset metsästäjät ja keräilijät muutettiin peltoviljelijöiksi ja uudisasukkaiksi "kiinteillä uuneilla" sen sijaan, että ne vaihtavat avoimia takkoja. Ehkä metallurgisten löytöjen alussa on mahdollisuus löytää, olipa se kiinteää (puhdasta) metallia, kuten vuoristovesien kiiltävää jokikultaa tai metallipitoista malmia ( punainen kuparimalmi ), joka herätti kiinnostusta värinsä vuoksi. On ajateltavissa, että tulipesässä luonnollinen tuhkan peite voi aiheuttaa hiiltä, ​​joka koostuu 80% hiilestä palaessaan. Jos tulipalo, joka on muuttunut liekittömäksi, eli ilmeisesti tylsäksi, palaa haihtuvien komponenttien polttamisen jälkeen tuloilman avulla (puhaltaa), saavutetaan 1000 ° C ja enemmän, kun puuhiili poltetaan. Punaisesta kuparimalmista kuparia erittyy sitten tina- sorasta, kupari-tina-rauta-rikkimalmista, kuparin ja tinan luonnollisesta seoksesta . Se olisi voinut herättää metallurgisia pohdintoja. Kuvalliset esitykset osoittavat puhallusaseiden käyttöä tässä tekniikassa. Ilmasta saatava happi hapettaa malmin rikkipitoisuuden, samoin kuin hiili, mikä haittaa raudan taontakäsittelyä, jos raudan pitoisuus ylittää kaksi prosenttia. Rikki muuttuu haihtuvaksi, koska sitä esiintyy kaasumaisessa muodossa, rikkidioksidia (SO ₂ ), hiilestä tulee hiilidioksidia (CO ₂ ), jolloin syntyy lisää reaktiolämpöä .

Ensimmäiset tarkoitukseen rakennetut sulatusuunit on tunnistettu jo varhaisella kuparikaudella (4500–3500 eaa.); 2000-luvun tutkimukset viittaavat siihen, että ne (kuparikirveet) olivat nykyisen Serbian alueella. Metallurgisen toiminnan tärkeimmät löydöt ovat vuodelta 3000 eaa. (Keraamiset) kellot dekantterilasit hautojen eri kulttuurien yhtenäisenä piirteenä ( kellokultakulttuuri ). Haudat sisältävät kellonmuotoisten dekantterilasien lisäksi erilaisia ​​hautatuotteita, mukaan lukien kuparista valmistetut kilvet ja tikarit sekä kultaa ja norsunluuta. Varhainen kuparikausi seurasi, mutta 3000-2500 eaa. EKr siirtyi jo varhaiselle pronssikaudelle. Hyvin pitkien ajanjaksojen aikana ja osittain päällekkäisissä kulttuureissa, mutta perustuen selvästi paikallisiin ja alueellisiin malmiesiintymiin ( Böömin malmivuoret), ajan myötä syntyi metallurgisen kehityksen keskuksia, jotka yhdistettiin kauppareiteillä ja laivaliikenteellä. Tämä tapahtui Keski -Euroopassa , Egeanmerellä ( alus Uluburunista ), Etelä -Espanjassa , Englannissa, Karpaattien alueella ja Balkanilla . Tämä ympyrä virtasi noin 3000 eaa. Varhaisen pronssikauden alussa Kaukasuksen ja Anatolian tietämys saavutti myös Kreikan ( varhaisen helladin alun ), Kreetan ja Egyptin ja löysi tiensä jo korostuneisiin korkeisiin kulttuureihin sekä taideteoksissa että jokapäiväisessä maailmassa . Muinaisen egyptiläisen metallin louhinnan esitykset XVIII. Dynastia (puolivälissä 15-luvulla eaa) oli noin haudassa on visiiri Rechmire . Kuvioiden mukaan tarvittava lämpötila saavutettiin jalkoihin kiinnitetyillä palkeilla. Sillä Välimeren alueella , kupari, kreikkalainen chalkos ( Chalkidike ), jota kutsutaan AES cyprium ( "malmia Kypros ") , jonka roomalaiset , muodosti perustan nyt kattava metallurgian kehitys, joka ei ainoastaan tehdä pieniä osia ja aseita kaupan artiklat Foinikialaisia, mutta tuotti myös suuria pronssia. Rodoksen kolossi oli silloinkin pidettiin yhtenä maailman ihmeitä. Käsittelyn kultaa säilyttäjänä arvoa on jo tunnustettu farao Menes päässä ensimmäisestä dynastian vanhan imperiumin, hänellä oli pieni kultaharkkoja leimataan eräänlainen takuu. Tieto kullan sulamisesta ja työstämisestä voidaan jäljittää vuoteen 3000 eaa. Ja ovat myös lähellä, koska kullan (1063 ° C) ja kuparin (1083 ° C) lähes samanlaiset sulamispisteet. Heinrich Schliemann löysi ajettavat ja valetut jokapäiväiset esineet ja kullasta ja hopeasta tehdyt korut (sulamispiste 960,5 ° C) sekä lukuisat puhtaasta kuparista valmistetut osat etsiessään Homerian Troya vuonna 1873 ja kutsuivat sitä virheellisesti. aarre Priam ”paljon nuorempi Kulttuuriin liittyvä.

Skyyttejä , ratsastuskeskus ihmisiä ilman kirjallisesti ja kolikoissa, sikäli ole vielä korkean kulttuurin , olivat jo hyvin taitava tekemään kulta korut, koska haudat Princes ( Kurgane ) osoittavat. Kelttien myös käytetty kultaa koruja ja arvomerkit . Keinona hallittavalle arvon säilyttämiselle kohteille kultaa käytettiin noin 600 eaa. BC iski osaksi kolikoita kuningas Kroisos of Lydia ( " kulta stater "). Siitä tuli myös maksuväline . Egyptiläiset Ptolemaiot louhivat kultaa kaivoksissa, jotka johtivat kulta malmiin esikristillisinä aikoina , roomalaiset käyttivät Espanjan hopeamalmiesiintymiä tuottaakseen kolikoita, patsaita, astioita ja muita todisteita vauraudesta.

Lähi -itä, Intia, Kiina, Kaakkois -Aasia, Japani

Vuonna Lähi-idässä on pronssit, esimerkiksi, että kuninkaan pää, mistä aikaan Akkad ( Mesopotamian ) noin 2300 eaa. EKr. Vaikka tieto oli saatavilla, myöhemmät imperiumit mieluummin kuvailivat hallitsijoitaan uudelleen kivessä tai alabasterissa . 2. ja 3. vuosituhannella eKr Metallit, joita voitiin valmistaa, rajoittuivat kultaan, hopeaan, kupariin, tinaan ja lyijyyn, vaikka muita metalleja löytyi esineistä, jotka oli seostettu päämetallien kanssa malmien sulamisen aikana. Pronssien tapauksessa valmistettiin ja jalostettiin kaksi seosta , arseenipronssia ja tinapronssia . Rauta oli alun perin kuparin sulamisen sivutuote, mutta sitä käytettiin sitten 1. vuosituhannella eaa. Yhä merkityksellisempi.

Osassa Intian niemimaata, 4. vuosituhannen lopulla eaa Käyttö kuparin ja pronssi voidaan osoittaa samaan aikaan kuin kehittämistä ”kaupunkien elämää” ( Indus viljelmät ). Kaakkois -Aasia on tuntenut kuparia ja pronssia noin vuodesta 3000 eaa. Chr.

Vuodesta Kiinassa tämä ilmenee vasta noin 1600 eaa. Raportoitu. Keksitään helposti työstettävät seokset (joiden sulamispisteet ovat alentuneet ), kuten kullanvärinen messinki . Vuosien 1700 - 1100 eKr vaikutus tällä alueella on dokumentoitu. Hallitseva Shang -dynastia . Pronssirumput ( Dong-Son-kulttuuri ), jotka ovat peräisin noin 1000 eaa., On peräisin niistä. Niitä on paljon eteläisissä maakunnissa. 7. vuosisadalta eKr Qinin ruhtinaille (kuninkaille) tehtiin pronssikello. Tämän seurauksena pronssia käytettiin aivan eri tarkoituksiin. 3. vuosisadalta eaa Suhteellisen lyhytaikaisen Qin-valtakunnan aikana löytyi talonrakennuksen palkkiverhous, kolikot ja tietysti aseet. Joka tapauksessa Qinin ruhtinaiden (kuninkaiden) valtakunnassa pronssia ei enää käytetä vain kultti -esineisiin, vaan eri tavoin.

Kulttuurisesti Japani on ennen kaikkea Kiinan ja siellä laajalti levinneiden Mongolian shamanististen ja shintolaisten kulttien vaikutuksen alaisena . Buddhalaisuus sai jalansijaa noin 500 jKr. Naran Daibutsun hahmon, joka on valettu matalasta tinapronssista, sanotaan painavan 380 tonnia. Pronssipeilit ajalta 3000–710 eaa ovat todisteita aikaisemmasta metallurgisesta toiminnasta. EKr., Mutta myös Yayoi -aika vuodesta 350 eaa. BC näkyy myös peileistä, kelloista ja aseista.

Kaiken kaikkiaan Aasian alue metallurgisella tietämyksellään ei jää jälkeen eurooppalaisesta, vaikka vasta vuodesta 600 eKr. Puhutaan alkavasta rautakaudesta. Silkkitien kaltaiset asuntovaunureitit ja ehkä vielä enemmän merikauppa edistävät yhä enemmän tiedon ja niistä syntyneiden tuotteiden vaihtoa. Tämä sisältää 200 eaa Euroopassa vielä tuntematon, kiiltävä valkoinen kupariseos, jota Kiinassa kutsutaan nimellä " Packfong ".

Varhaisesta pronssikaudesta varhaisen rautakauden alkuun

Koska kreikkalainen sana chalkos (χαλκὀς), joka ei tee eroa kuparin ja pronssin välillä , varhaista pronssikautta kutsutaan myös myöhäiseksi kuparikaudeksi. Tieto, joka on saatu kokemuksesta kupariesineiden ominaisuuksien kohdennetusta parantamisesta lisäämällä tinaa ja sinkkiä seokseen, vahvistettiin suhteellisen nopeasti nykypäivän standardien mukaisesti. Messinki kuparisinkkiseoksena on joko kiinalaista tai persialaista - intialaista alkuperää.

Figuratiiviset löydökset osoittavat lyijyn lähes samanaikaisen kehityksen . Laajalle levinnyt lyijyn kiilto haettiin alun perin vain hopeakantajaksi , ja sen uuttamisen aikana syntynyttä lyijyä pidettiin jätteenä. Sen alhainen sulamispiste, vain 327 ° C, kun se on tunnistettu, rohkaisi pohtimaan, mikä johti monenlaisiin käyttötarkoituksiin. Hyvin varhaiset kuviolliset esineet tunnetaan ( Hallstattin löydöt ), joita seuraavat päivittäiset käyttöesineet - (roomalaiset ajat astioilla, putkilla, levyillä). Lyijynvalusta saavutti myöhään kukkivat muistomerkkejä barokin aikana , jolloin toksisuus johtaa höyryjen aikana esiintyvien sulamisen huomiotta hyvin pitkän aikaa.

Toinen ”historiallinen” metalli on nikkeli . Osana kupari-sinkkiseoksia (messinki) se löydettiin ensimmäisen kerran noin 200 eaa. Kiinassa. Nikkeliä sisältävä nikkelihopea on edelleen ruokailuvälineiden metallien peruslaji .

Raamatulliset perinteet

Raamatullisia perinteitä on vaikea luokitella ajan suhteen, mutta ne ulottuvat hyvin muinaisiin kirjoituksiin.

"Hän istuu ja sulaa ja puhdistaa hopean; hän puhdistaa ja puhdistaa Leevin lapset kuin kulta ja hopea. " Malakia 3, jae 3 ( Vanha testamentti )

Sulatus, jalostus (sulan puhdistaminen vieraista aineista) ja ajotyöt (tyhjentämiseksi) ovat teknisesti oikein Vanhan testamentin Raamatun eri paikoissa . Varhaiset metallurgit ja heidän pyrometallurgiset tekniikkansa on kuvattu julkaisuissa Tubal-Cain ( Genesis 4.22  EU ) ja Malachi . Ne eroavat vain vähän nykypäivän perusasioista. Valmistettiin kullasta, hopeasta ja pronssista valmistettuja koruja ja astioita. Rauta ei ollut tuntematon, mutta havaintojen mukaan sitä käytettiin edelleen hyvin harvoin, joten sitä käytettiin jopa koruna.

Vuonna Jeremian 6, jakeet 27-30, metallurgi tulee tuomari apostates jota hän kuvailee "hylätty hopea" vertailemalla riittämättömästi jahtasi hopea. On toinen kirja Genesis , 32: 1-4, se tallennetaan, että "Golden Calf" päässä eingeschmolzenem korut ulottuu Herra torjumisen Israelin sanottu ollut valettu.

Pitkä matka rautakauteen

Asteittainen siirtyminen pronssi jonka rauta alkoi jo Lähi pronssikaudella (Keski-Euroopassa 1200 eKr), The louhinta josta tuli mahdolliseksi - vaikka tämän päivän vaatimuksia on vielä melko yksinkertaisella tavalla - sen jälkeen kun yksi oli oppinut tarvittavat perustiedot periaatteita. Ja pelkistävää tuotanto rautaa rautamalmin huomattavasti korkeampia lämpötiloja kuin tarvitaan uuttamalla kupari- tai pronssia. Käytettävissä olevan polttoaineen ja pelkistävän hiilen vuoksi tämä edellytti sulatusuunien erityistä rakennetta ilmansyötön suhteen tarvittavien lämpötilojen saavuttamiseksi. Rauta saatiin vain sintratussa (ei sulassa) muodossa, ns. Lohkoina , koska raudan sulamislämpötilaa 1538 ° C ei saavutettu käytettävissä olevilla uuneilla. Lisäksi valuraudan käsittelytekniikoita, joita ei voitaisi muodostaa taontatekniikalla, ei vieläkään ollut. On lisäksi vähähiilisen rauta, kilpa uunin prosessi tuottaa myös teräksen ja valuraudan vaihtelevissa suhteissa. Vaikka keltit tunnistivat teräksen ominaisuuksistaan ​​ja jalostivat sitä, valurautaa ei voitu käyttää. Myöhemmin opitut tekniikat, kuten hiilihapotus , kovettaminen ja karkaisu, pystyivät parantamaan rauta-hiiliseosten ja siten teräksen ominaisuuksia , jotka vähitellen korvasivat kuparin ja pronssin.

Tämä tuli näkyviin noin 700 eaa. EKr. Kehitti täysin Hallstatt -kulttuurin , jota kutsutaan varhaiseksi rautakaudeksi. Kelteillä, slaavilaisilla , italialaisilla ja illlyrialaisilla oli tasavertainen osuus tässä. Noin 450 eaa. Latène -aika seurasi toista vaihetta , rautakauden aikakautta, joka kesti vuosisadan vaihteeseen ja sen jälkeen. Aseet, työkalut ja välineet valmistettiin teräksestä ja raudasta.

Nykypäivän näkökulmasta siirtyminen pronssikaudelta rautakaudelle on hidasta edistystä, koska lukuun ottamatta aikaa noin 5000 eaa. Vanhat yksilölliset löydöt Egyptistä alkoivat vasta vuonna 1600 eaa. Chr. ( Hyksos ) toistuvat rauta -aseilla taistelevien ratsastuskansojen hyökkäykset myötävaikuttivat raudan leviämiseen. Tässä yhteydessä on mielenkiintoista käyttää indoeurooppalaista sanaa brazen , eli erittäin kestävää (vertaa Aera ). Alppien pohjoispuolella sen ymmärrettiin tarkoittavan rautaa, italialaisille ja iberialaisille se oli pronssia.

Rauta aseille tuli 660 eaa. Aasiasta Pohjois -Afrikkaan suuntautuvilla kauppareiteillä se löydettiin kuitenkin yllättäen Etelä -Afrikasta vasta 700 vuotta myöhemmin (100 jKr). Keski-Amerikan sivilisaatioiden antoi todisteita käytöstä raudan vain kerran noin 500 jKr.

Hallitsevan aseman merkitys metallurgisen kehityksen kannalta

Metallurgisen kehityksen esitys kulttuurikaudella, joka ei suinkaan äkillisesti, mutta usein seurasi toisiaan pitkillä siirtymäkausilla, on historiallisten hallintokausien peitossa. Muinainen maailma on tehnyt pysyvän vaikutuksen . Se alkaa noin 2500 eaa. Se nähdään ja rinnastetaan varhaiseen pronssikauteen. Vaikutus tuli selvemmäksi, kun dorilainen muuttoliike, jonka alkuperä ja vaikutukset kiisteltiin , alkoi noin 1100 eaa. Sen aikana pohjoisesta tulevat rauta-aseilla varustetut soturit voitti vastustajia, jotka taistelivat edelleen pronssimiekkoilla ja kaksipyöräisillä vaunuilla . Mutta ne eivät vain tuoneet edistystä tällä alalla (Balkanin tai "Karpaattien tekniikka"). Siihen asti vallinnut kreetalais- minolainen vaikutus, mukaan lukien Mykenen ja Tirynsin kaltaiset paikat , korvattiin lopulta monien paikallisten ja alueellisten sotien jälkeen Helleenien muinaisuudella ( Magna Graecia ), joka ulottui laajoille Välimeren osille (temppelirakennus pronssisulkeet ja dorilaiset, joonilaiset ja korinttilaiset pääkaupungit ).

Kulta ja hopea löytyivät kiinteinä metalleina, erityisesti helposti saatavilla olevana jokikulla, tai hopeaa (kulta-saippuoita) sisältävinä talletuksina ja näkyvästi hopearikkaista malmisuonista. Arvokkaana hyödykkeenä kulta ja hopea eivät olleet vain kauppatavaraa, vaan myös sotilaallisten kampanjoiden saalis. Alueellinen ja alueiden välinen vaihto, haluttu tai pakotettu, myötävaikutti Mykenestä ja Troijan varhaisilta kerroksilta käsin saatujen käsityötaitojen parantamiseen koriste- ja kultiesineiden tuotannossa . Vuodesta 700 eKr. Olivat erittäin tärkeitä. Ensimmäinen kulta- tai hopearaha. Poikkeuksena Sparta johti noin 660 eaa. Chr. Rauta palkkimuodossa "kotimaisena valuuttana".

Helleenien määrittämä muinaisuus saavutti huippunsa noin 500 eaa. Sen jälkeen se oli päivätty noin 1000 eaa. Etruskien nousun alku ja 700 eKr Määriteltäväksi Rooma . Se pysyi sellaisena lähes vuosituhannen ajan, jonka aikana pidettiin vielä pitkään jaloa, jos ylempi luokka oli "kreikkalainen".

Rooman aikoina pronssin merkitys ulottui kuviollisten esitysten (patsaiden) ja kultti -esineiden ulkopuolelle. Se pysyi välttämättömänä rakennusteollisuudessa marmoriosien (valetut tai taotut pronssikiinnikkeet) liittämiseen, lisäksi kattoihin ja autojen rakentamiseen. Rautaa oli edelleen vaikea valmistaa, koska sen sulamispiste oli erittäin korkea, 1535 ° C verrattuna kupariin, mutta myös kultaan ja hopeaan. Sen käyttö rajoittui työkaluihin ja ennen kaikkea aseisiin Merovingin aikakauteen saakka . Damaskoksen teräs oli tuolloin kuuluisa, ja sen tuotanto johtui pyrkimyksestä muuttaa epähomogeeninen kilpa -rauta homogeeniseksi materiaaliksi, jolla on ennustettavia ominaisuuksia usein taittamalla ja palohitsaamalla. Tämä taontaprosessi, jota kutsutaan jalostamiseksi, kun se käyttää vain perusmateriaalia, oli aina tarpeen varhaisten rautatuotteiden puhdistamiseen ja homogenoimiseen. Vasta varhaisella keskiajalla (viikinkiajan alussa) tällaisia ​​seoksia (lisäaineita tai erilaisia ​​hiili-, fosfori-, arseeni- jne. Pitoisuuksia) voitiin erityisesti valmistaa ja käsitellä kuvion damastiksi (ns. Matoväriseksi) terät). Tämä tuli näkyviin etsaamalla metallipinta.

Nimi Damaskoksen teräs on alun perin peräisin kauppametropolista Damaskoksesta, joka oli tuolloin niin sanotun sulatetun tai kiteytyvän damaskin (Wootz) kauppakeskus, joka valmistettiin noin 300 eaa. Tuli Intiasta ja Persiasta. Kaikilla niin kutsutuilla Damaskoksen teräksillä on samat ominaisuudet kuin alkuperäismetalleilla, eli ne ovat karkaistuja ja karkaistuja tällä tavalla, eivätkä ne osoita erinomaista suorituskykyä verrattuna hyvin jalostettuun yksiteräkseen, kuten se myöhemmin tuotiin asemarkkinoille. frankeille ja sitä käytettiin laajalti. Siksi näiden korkealaatuisten terästen ulkonäkö merkitsi aluksi laskua ja lopulta varhaisen Damaskoksen terästuotannon loppumista.

Vuonna myöhäisantiikin , aika oli pääasiassa germaaninen barbaari valloitusten välillä 4.-6.-luvulla. EKr. Roomassa muuttui, kun keisari Konstantinus, kristitty valtakunta. Ei vielä täysin irrotettu pronssikulttuurista (muistomerkit), Länsi -Rooman valtakunta tuhoutui vuonna 476, kun taas Itä -Rooman valtakunta pystyi puolustamaan itseään.

Tieto pronssivalusta säilyi uskonnollisella alueella, siellä ( kellovalua vuodesta 750, kirkonovet, jotka on valmistettu metallimetallista Hildesheimissa vuonna 1015 ) ja vallan symbolina ( Brunswickin leijona vuodesta 1166). Ruudin keksiminen toi uusia haasteita. "Kappaleen perustajien" sanotaan valanneen ensimmäiset tykit malmista - eli pronssista - vuonna 1372. Rakennettiin valumajoja ja jälleen kirkko ja hallitsijat tilasivat hautoja ja muistomerkkejä. Pronssin lisäksi Nürnbergin Sebaldus -haudalla oli messinkiä (1519). Vuodesta 1800 lähtien raudasta valmistettu valurauta tuli "hyväksyttäväksi" (hautalaatat), ja 1800 -luvulla nousi esiin uuden ajan suuria pronssia, jotka vahvistivat hallitsijat ja valtion (Baijeri Münchenissä 1850).

Keskiaikaisesta masuunista puhallettavaan ja sähköteräkseen

Eurooppa oli pitkään jäljessä Kiinasta ja Egyptistä metallien, ei pelkästään raudan, teollisen louhinnan ja jalostuksen suhteen. Egyptin kaivausten aikana löydetyt, todennäköisesti 5000 vuotta vanhat ja edelleen hyvin säilyneet rautaesineet eivät salli luotettavien johtopäätösten tekemistä tuona ajan raudan uuttotyypistä. Loppujen lopuksi vanhat ja uudemmat viiteteokset (Meyer, Brockhaus) osoittavat, että jo 1200 eaa. Filistealaiset (laakso asukkaat toisin kuin vuori asunnon Israel ) on saanut tiedon rautaa uuttamalla.

Pronssia voitiin edelleen valmistaa savesta valmistetussa matalaakselisessa uunissa , jossa oli luonnollinen veto, mutta raudan louhinta ja käsittely oli helpompaa tehokkaiden palkeiden avulla , vaikka tällä alueella olisi itsevetäviä uuneja. Vain riittävällä määrällä ilmakehän happea on mahdollista nostaa lämpötila 1100 ° C: sta, joka riittää pronssille, yli 1200 ° C: een, joka tarvitaan raudan uuttamiseen. Varhaisella rautakaudella ns. Lohkoja - muotoilemattomia paakkuja / sienirautaa, joka oli valmistettu väärentettävästä raudasta (koska se oli vähähiilistä) - uutettiin rautapitoisten malmien, kuten hematiitin / punaisen rautamalmin ja hiilen seoksesta. ilmansyöttö edelleen hyvin yksinkertaisilla palkeilla (kilparaikastus) kilpa -uuneissa ( kilpa -tulipalo ), joita käytetään aseisiin , panssaroihin ja työkaluihin. Tämä ensimmäinen askel rautakaudella tuotti jo merkittäviä määriä rautaa. Parannus keskiajalla johti niin sanottuihin susi- tai palauuniin , jotka ovat nykypäivän masuunien edeltäjiä . Ne toimitetaan neste raakaraudan pohjaan (tulipesän pohjan) , The "susi" yläpuolella antoi pois hiilen hehkutuksen aikana ja raikastavat ja tuli teräs tai muokattavaksi rautaa.

Vaikka nykyaikaiset tiedot ensimmäisistä korkeista akseliuuneista (masuuneista nykypäivän kielellä) raportoidaan jo 1400-luvulla ja varhaisesta teollisesta raudantuotannosta 15-luvulla, voidaan puhua vain rautakaudesta, joka on perustellusti ns. XVI vuosisadan loppupuolella. 1800 -luvulla oli ensimmäistä kertaa mahdollista saavuttaa yli 1400 ° C pysyvät lämpötilat vesivoimalla varustetuilla palkeilla. Tämä mahdollisti ensimmäistä käsitteellisesti todellinen masuuni , joka perustuu edelleen hiilellä peräisin hiilestä paaluja on vielä metsiä, voidaan asettaa liikkeelle, mikä voisi tuottaa raakarautaa huomattavia määriä. Keskiaikaiset asesepät - aikaisemman "kappaleenpyörän" sijasta - jalostivat sen " muottiin valettuina " aseiksi ja tykkipalloiksi , myöhemmin erilaisiksi "valettuiksi tavaroiksi", kuten Siegerlandin uunilevyvaluksi , joka perusti koko teollisuuden . Kun yksinkertaisia ​​akseliuuneja kehitetään edelleen pieniksi masuuneiksi, joita nyt kutsutaan kupoleiksi , suurempia määriä valurautaa voidaan myös sulattaa. Tämä teki mahdolliseksi rautarakenteen, joka toimitti valettuja segmenttejä koristeellisesta puutarhapaviljongista suurempiin esineisiin ( silta Severnin yli , Sayner Hütten valusali ), jotka sitten koottiin esivalmistetuiksi rakenteiksi. Valettujen ja valssattujen osien yhdistäminen johti suuriin rakennuksiin ( Frankfurtin rautatieaseman sali ) 1800 -luvun loppua kohti , kunnes tämä tekniikka korvattiin puhtaalla teräsrakenteella.

Tämän kehityksen rinnalla valurauta on täydentänyt itseään 1800 -luvun ensimmäisestä kolmanneksesta lähtien, koska mekaaniset insinöörit ja rautatiet tarvitsevat rautaa.

Georgius Agricola (1494–1555), mineraalitutkija , geologi ja malmin louhinnan ja sulatuksen kannalta olennaisen teoksen De re metallica libri XII (Kaksitoista kaivos- ja metallurgiakirjaa) kirjoittaja, antoi yksityiskohtaisia ​​kuvauksia ja kaiverruksia teknisistä laitteista ja prosesseista, kuten ajotaide ”,” vesitaide ”, tunnelien rakentaminen, sulatusuunien rakentaminen tai paahto- ja ajotyöt, eivät vain voimassa olevat säännöt” nykyaikaiselle ”metallurgialle omalla ajallaan. "Vesitaiteen" säilyneet tilat, jotka ovat välttämättömiä kaivostoiminnalle ja sulatukselle, julistettiin maailmanperintökohteeksi vuonna 2010 Ylä -Harzin vesikatoksena.

Masuuni ei enää toiminut hiilellä vaan koksilla, ja se otettiin käyttöön Englannissa vuonna 1781, ja sen jälkeen Sleesian Gleiwitz vuonna 1796 . Vuonna 1837 kuumat uunikaasut tehtiin ensimmäistä kertaa käyttökelpoisiksi ( Faber-du-Faur- menetelmä). Koska varhainen rauta, jonka hiilipitoisuus oli jopa 10%, ei ollut väärentämätön eikä hitsattava , kehitettiin erilaisia ​​" raikastamismenetelmiä " eli hiilen poistoa.

"Tuulen raikastaminen" on tulossa

Historiallisesta lähestymistavasta "uuni tuore" alkaen työvoimavaltaisesta " lätäkköuunista " oli ratkaisu vuoteen 1855 mennessä, jonka Henry Bessemer keksi "Tuoreen tuulen", jossa paineilma alhaalta happaman ( silikaattivuoratun ) massan läpi, suuri päärynän muotoinen astia ( Bessemer ) puhallettiin. Prosessissa hiili - ja sen mukana myös muut epätoivotut, hapettavat raakaraudan lisäaineet, kuten pii (joka tuottaa prosessilämpöä) - hapetettiin, itse asiassa poltettiin siinä määrin, että tällä tavalla käsitellystä raudasta tuli muokattavissa.

Vuoden 1867 maailmannäyttelyssä Siemens-Martin-uuni ("SM-uuni") herätti paljon huomiota.

Vuonna 1878 Sidney Thomas ja Percy Gilchrist parantaa Bessemer prosessia lisäämällä emäksinen vuoraus, että ”päärynä”, joka vähensi myös fosforipitoisuus. Tällä menetelmällä ruskeat rautamalmit, joilla on alhainen rautapitoisuus (30-55% Fe ), johon kuuluvat myös erittäin hienorakeinen louhittu Lorraine- minetti (vain 20-40% Fe) ja saksalainen nurmikon rautamalmi ( Salzgitter ) voivat jalostetaan valettuksi ja taotuksi teräkseksi. Kuona , joka vallitsee masuuniprosessiin suhteessa 2: 1, oli - maa - kuten fosforia sisältäviä " Thomas jauhot " ensimmäiseksi keinotekoinen lannoite varten maatalouden , joka jäi kuitenkin riippuvainen ja raudan, kunnes ammoniakki Haberin ja Boschin mukaan synteesistä tuli vaihtoehto 1900 -luvulla . Edellä mainittuja puhallusteräsprosesseja parannettiin edelleen LD-prosessilla (patentoitu joulukuussa 1950), joka tuo puhdasta happea teräksenvalmistukseen ja josta on tullut status quo hyvän masuunin historian jälkeen (joka sopivissa olosuhteissa kuitenkin säilytti teknisen perustansa) tekniikka oli.

Masuunin merkitys vähenee

Klassinen masuuni menetti ainutlaatuisen asemansa teräksentuotannon valurautatoimittajana ottamalla käyttöön Siemens-Martin-uunin, jossa on Martinin uusiopoltto. Se, lämpötilassa 1700 ° C, raakarauta muuttuu matalan hiiliteräs yhdessä romu , joka sisältää oksidien (talteenotto kuin ensimmäinen kierrätysprosessin). Sähköterästä prosessi menee askeleen pidemmälle Siemens-Martin prosessi. Rikkaasta malmista suoraan pelkistämällä tuotettu romu ja sienirauta (pelletit) muutetaan teräksiksi tai valurautaksi sähkökaariuunissa .

Toinen yksinkertaistus oli kaasun ( liuskekaasun ) käyttö rautaoksidien pelkistämiseksi sienirautaksi, jota voidaan käyttää suoraan teräksen tuotantoon.

Perinteinen maksimaaliseen suoritustehoon suunniteltu masuunilaitos riippuu edullisesta sijainnista, jotta se olisi taloudellinen, koska sillä on suuri syöttömateriaalien kysyntä. Masuunikäytössä nämä ovat paikallisia tai alueellisia malmi- tai kivihiiliesiintymiä, joita täydennetään infrastruktuurilla. Tärkeä saksalainen tehdas Duisburgissa, Euroopan suurimmassa sisävesisatamassa, arvioi sijainnin edut niin korkeiksi, että vuosikymmenien jälkeen uusi masuuni otettiin käyttöön vuonna 2008. Itämeren tehdas rakennettiin sen malmiesiintymien ( Steirischer Erzberg ) läheisyyteen Rein-Main-Tonava-pääreitille . Sisä- ja merisatamat, joissa on riittävästi kapasiteettia, mahdollistavat nykyään raaka -aineiden toimittamisen halvalla laivalla ja siten masuunin käyttämisen jopa malmipitoisissa paikoissa. Sähköterästehdas (miniterästehdas), jolle kulkuyhteys maalla tai vedellä riittää, tulee yhä enemmän paikalleen. Se voi joustavasti sopeutua raaka -aineromun käytettävissä oleviin määriin ja toisin kuin masuuni, työskentelee keskeytyksettä ja vähemmän ympäristön saastumista.

Vastatoimia yritettiin siirtää klassisen valurautatuotannon masuunissa, mukaan lukien kiinnitetyt terästehtaat, perusraaka-aineisiin, pääasiassa korkealaatuisen rautamalmin talletuksiin (Brasilia, Belo Horizonte ). Tällä tavalla saavutetun edun pitäisi suosia tuotteiden maailmanlaajuista kuljetusta. Toistaiseksi odotukset eivät kuitenkaan ole täyttyneet.

Kuparin paluu

1800 -luvun puolivälissä ja teollistumisen alkaessa Euroopassa alkoi eräänlainen uusi aikakausi kuparille ja kupariseoksille: pronssit eivät olleet enää etualalla. Kuparin paluu määritettiin nimenomaan uudella kuparipohjaisella seoksella, nimeltään "Gun Metal" tai "Cannon Bronze", ja se oli kupari-tina-sinkki-lyijyseos, joka täytti sotilaalliset vaatimukset, lähinnä aseille . Myöhemmin ja tähän päivään asti sitä kutsutaan konepronssiksi tai gunmetaliksi ja sitä käytetään erityisesti varusteisiin .

Yhtä tärkeä kuparin kulutuksen kannalta on historiallisen messingin uudelleen löytäminen erityisen monipuolisena valu- ja takorautaseoksena ( patruunakotelot , patruunat, peltilevyt , langat ja niistä valmistettu metalliverkko). Seulat, jotka on valmistettu hienoista messinkijohdoista kotiin ja kauppaan, kutsutaan Leonische Wareniksi . Nykyään nykyaikaiset elektroniikkalaitteet vaativat erittäin erikoistuneissa tehtaissa valmistettuja ” johdinsarjoja ” paitsi moottoriajoneuvoille ja suurille lentokoneille.

Telegrafian ja myöhemmin puhelimen käyttöönoton myötä siviili -ala tarvitsi erittäin johtavia kuparilankoja suurempien etäisyyksien siltaamiseen. Sama koskee ankkurikäämitystä sen jälkeen, kun Werner von Siemens löysi dynamo-sähköperiaatteen vuonna 1866 . Tämän mahdollistamien sähkömagneettien käytön ansiosta pienet, nopeat sähkökäyttöiset moottorit ( sähkömoottorit ) olivat käytettävissä työkoneissa 1800-luvun loppua kohti ja ne vaihtoivat vähitellen höyrykoneita ja käyttöhihnoja . Tätä seurasivat generaattorit sähkön tuottamiseksi voimalaitoksissa, ja jälleen tarvittiin kuparista valmistettuja ilmajohtoja , jotka olivat välttämättömiä suurjännitevirtojen siirtämiseksi .

Kupariputkia tarvitaan julkisiin ja yksittäisiin lämmitysjärjestelmiin ja vesihuoltoon ( liittimet ). Putkimaista jäähdytintä, joka on valmistettu kuparista ( jäähdytin ), käytetään autojen vesijäähdytteisissä polttomoottoreissa . Ammattilehdistön mukaan vuonna 2008 auto sisälsi noin 25 kg kuparia. Sähköautojen osalta samat lähteet laskevat ja vaativat 40 kg kuparia ajoneuvoa kohti.

In laivanrakennuksessa , korroosiota kestävä kupari, joka suojaa simpukan kasvua, käytetään vesirajan alapuolella ( fouling ), kun taas sen yläpuolella, messinki hallitsee laitteita, varusteet ja välineet. Todistettu säänkestävyyskyky loi lukuisia mahdollisia käyttökohteita rakentamisessa ja liikenteessä. Bakterisidinen ominaisuus messinki kahvat ja kahvat on osoittautunut hyödylliseksi julkisen liikenteen.

"Maametallit" tulevat

"Rautakauden", joka mukautui nykyajan vaatimuksiin (teräsrakenteet, Eiffel -torni ), lisäksi metallurgiassa on ilmestynyt jotain aivan uutta 1800 -luvun lopusta lähtien, "maa -metallikaudelta". Niitä määrittäviä elementtejä kutsutaan maametalleiksi, koska niitä ei esiinny metallipitoisina malmeina, vaan vain yhdisteissä, joita kemiallisen yksinkertaistamisen vuoksi kutsutaan maiksi . Yleensä tämä on hapettava muoto, jossa alumiini on tunnetuin kaikista jaksollisen elementtijärjestelmän ryhmän IIIa maametalleista , tämä on boksiitti .

Spodumene , litium-alumiinisilikaatti, joka on keskitetty vain erittäin kevyen metallin kehityksen myötä, löytyy myös Saksasta laajoista kerrostumista, jotka odottavat yksityiskohtaista tutkimusta.

Harvinaiset maametallit

Jaksotaulukko tuntee 14 harvinaista maametallia , joita kutsutaan lantanoideiksi . Otetaan lisää skandiumia , yttriumia ja lantaania , niin usein puhutaan 17 elementistä. Atomimassan mukainen alajako erottaa kevyemmät raskaammista elementeistä, jolloin raskaammat elementit, jotka ovat erityisen haluttuja uudelle tekniikalle ja sen alaisille sovellustekniikoille, ovat esiintymisen ja tuottavuuden kannalta huonompia kuin kevyemmät. Yksi uuden sähköisen viestinnän tuloksista on kaikkialla läsnä olevien tiedonvälitysmahdollisuuksien kehittäminen, joiden merkitys on kasvanut siinä määrin, mitä ei voitaisi odottaa 20 -luvun puolivälin paikkeilla. Tässä yhteydessä taloudellinen artikkeli otsikoi: "Suolasta tuli kultaa".

Harvinaiset maametallit sisältyvät mineraaleihin, joita esiintyy eri taajuuksilla ja joilla on pääasiassa hapettava silikaatti. Skandiumirikas mineraali on thortveitite, jota esiintyy Norjassa ja Madagaskarilla . Suurin osa esiintymisistä tunnetaan yttriumista, koska se sisältää lukuisia mineraaleja, mutta vain vähän lutetiumia. Lantaania esiintyy monasiittihiekassa (toissijaiset, rikastetut ceriumfosfaattikerrostumat) yhdessä muiden "kevyiden" harvinaisten maametallien kanssa. Näitä kerrostumia kutsutaan myös seriittimaiksi, koska niitä käytettiin yksinomaan ceriumin uuttamiseen pitkään.

Puhtaiden alkuaineiden esittämiseksi mineraalit käsitellään yleensä märkäkemiallisesti ja muutetaan kloridiksi, jotka kuivataan ja sitten sulatetaan virtausanalyysiin.

Ceriumia, joka on tämän ryhmän laajalti käytetty elementti, käytettiin teollisesti jo 1800 -luvulla sekä edelleen laajalle levinneen kaasuvalon vaippoihin että perustaksi Carl Auer von Welsbachin kehittämälle metalliseokselle kivenkärjen valmistukseen. muut. taskusytyttimille.

Seosta, jossa on 48–52% ceriumia, johon on lisätty muita lantanideja ja 0,5% rautaa lantaanin lisäksi , on käytetty 1900-luvulta lähtien nodulaariseen grafiittivalurautaan ja monien ei-rautametallien seoksiin sekoitusseerumina. " vaikuttaa käytettyyn rakerakenteeseen (katso sulakäsittely ).

Nykyaikaisen elektroniikan alalla litteät näytöt, energiaa säästävät lamput, akut, hybridimoottorit ja muut uudet tuotteet, suurin osa lantanoideista on haluttuja raaka-aineita.

"Harvinaiset maametallit" eivät suinkaan ole "harvinaisia" sanan kirjaimellisessa merkityksessä, mutta nykyään on totta, että vain 30% maailman varannoista, joiden arvioidaan olevan 100 miljoonaa tonnia, sijaitsee Kiinassa geologisista syistä (litofiilinen rikastuminen), mutta vuonna 2010 95 prosenttia 135 000 tonnin tuotannosta palveli maailman kulutusta. Uudemmat raportit asettavat aiemmat lausunnot perspektiiviin ja viittaavat talletuksiin, joita voidaan louhia kaikkialla maailmassa, jos niitä käsitellään kestävästi, mutta pääasiassa Grönlannissa, Vietnamissa, Kanadassa ja Yhdysvalloissa. Storkwitzin talletus sijaitsee Saksi-Anhaltissa. Niukkuuden kannustama etsintä johtaa yllättäviin tuloksiin: "Japani löytää vesistään harvinaisia ​​maametalleja", erittäin keskittynyt, mutta 5000 metrin syvyydessä, jota on vaikea hyödyntää.

Raportissa todetaan edelleen, että kierrätysaste on liian alhainen.

Heikosti sulavat elementit gallium , indium (F 156.4) ja tallium (tunnetaan rotamyrkkynä) eivät ole osa harvinaisia ​​maametalleja, mutta ne on usein nimetty yhdessä niiden kanssa, koska niiden käyttöalue johtuu modernista tekniikasta , joka saadaan elektrolyyttisesti luonnollisista yhdisteistään.

alumiini

Kaikki alkoi alumiinista . Friedrich Wöhler pienensi sitä ensin harmaana jauheena vuonna 1828, vaikka Hans Christian Ørsted löysi alumiinin elementiksi jo vuonna 1825 . Sulapallojen valmistus alumiinista onnistui vasta vuonna 1845. Vuonna 1854 Robert Wilhelm Bunsen ehdotti sulatetun suolan elektrolyysiä käyttökelpoisten määrien talteenottamiseksi . Henri Etienne Sainte-Claire Deville esitteli sen ensimmäisen kerran prosessissa vuonna 1855 ja kutsui sitä "savesta valmistetuksi hopeaksi" sen aikaisten tuotantokustannusten vuoksi. Vuonna 1886 Charles Martin Hall ja Paul Héroult haki samanaikaisesti patenttia , joka on alumiinin tuotannon perusta tähän päivään asti ja joka avasi tien hänelle hyödylliselle metallille. Kesti vielä kymmenen vuotta maailman ensimmäisen alumiinisulatto mennä toimintansa Neuhausen am Rheinfall, Sveitsi , joiden avulla voimakas turbiinien avulla vesivoima on Reinin Falls (rakennettu alumiini Industrie Aktiengesellschaft, AIAG lyhyitä, myöhemmin Alusuisse ). Vielä kymmenen vuotta myöhemmin AIAG otti käyttöön myös ensimmäisen saksalaisen alumiinisulaton ( Aluminium Rheinfelden ) Rheinfeldenissä (Baden) Ylä -Reinillä, joka sai energian hiljattain rakennetusta Rheinfeldenin vesivoimalasta .

Vuonna 2014 (Economics-lehden numeron 1/2015 ERZMETALL huomautuksen mukaan) vain viisi miljoonaa tonnia raaka-alumiinia tuotettiin yksin GCC: n viiden arabivaltaisen ensisijaisen sulattajan toimesta (energiarikas Venäjä jäi ilman RUSALia) vuonna 2014 tuotti vain 3,6 miljoonaa tonnia markkinajohtajuutta ja kokonaiskysyntä oli 59 miljoonaa tonnia vuonna 2015). Vuonna 2011 Saksa ilmoitti kuluttavansa 28 kg alumiinia asukasta kohti.

Kemiallisesti samanlainen skandium , jonka tiheys on 2,985 g · cm ^−3, on kevytmetalli, joka kiinnostui vasta avaruusteknologian aikakaudella. Boori on toinen ei-metalli, joka esiintyy vain hapettavien yhdisteiden muodossa. Metallurgiassa sitä käytetään terästen kovettamisessa, lisäaineena alumiiniseoksissa ja neutronijarruna ydinteknologiassa.

Maametallina alumiini voidaan ensisijaisesti luokitella elementteihin, jotka eivät kuulu samaan jaksollisen järjestelmän ryhmään, mutta ovat metallurgisesti vertailukelpoisia siltä osin kuin niitä ei koskaan esiinny luonnon malmiesiintymissä, vaan vain mineraaleina kemiallisina yhdisteitä, lähinnä klorideja , silikaatteja tai karbonaatteja .

Magnesium, titaani

Magnesium , joka kasvaa edelleen teollisessa merkityksessä pienen painonsa vuoksi , saadaan sekä kloridista ( Israel , Kuollutmeri , karniitti ylikuormitettuna suolana kaliumlouhinnassa) että paljon suuremmista määristä maailmanlaajuisesti magnesiitin pelkistämisestä .

Titanilla on poikkeuksellinen asema . Se esiintyy malmina rutiilin , anataasin , brookitin tai ilmeniitin muodossa . Suurin osa siitä saadaan ilmeniitti- ja rutiilihiekasta, joten se voidaan sijoittaa maametallien puolelle. Sen tiheys on vain 4,5 g · cm ^{−3, ja} se on edelleen yksi kevytmetalleista .

"Kevytmetallikausi" alkaa maametalleista ja niihin liittyvistä elementeistä. Joka tapauksessa sitä on pidettävä metallurgisena aikakautena ja se ottaa yhä enemmän paikkansa edelleen hallitsevan "rautakauden" rinnalla. Ennakoitavissa ajan, valon metallit ei korvaa rauta samalla tavoin kuin se syrjäytti pronssi ja tämä aikaisemmin kupari ja että puolestaan kivi ax ja käsi ax .

Metallurgian tila 2000 -luvun alussa

Raaka -aineiden louhinta

"Kiinteän" eli puhtaan metallin löytäminen on aina ollut poikkeus. Metallia etsitään malmista. Voit geotieteeseen liittyvä taloudellinen geologia käsittelee alkuperästä talletukset. Kaivostoiminnan ( etsinnän ja etsinnän ) soveltavat tieteet käsittelevät kaikkein "mahdollisimpien", eli hyvien malmien hyödyntämistä luovien talletuksien etsintää, etsintää ja kaivostoimintaa, jolloin tekniikka ja jatkokäsittely ovat vahvasti riippuvaisia ​​talletuksen metallipitoisuudesta. .

Se sijaitsee maan alla tunnelissa (historiallisia esimerkkejä: hopeakaivos Cerro Ricolla Bolivian Potosín kaupungissa vuoteen 1825 asti, nykyään siellä on vain kuparia, tinaa ja lyijyä). Itävallan historiallinen kultakaivos (" Rauriser Tauerngold") tunnetaan myös. Muita eurooppalaisia ​​esimerkkejä avolouhokselle löytyy Falunista Ruotsista (lyijy, sinkki, kupari), Erzbergistä (rauta) Itävallasta ja lähellä Mittersillistä ( volframi ).

Avoimien malmiesiintymien (nimeltään "paljastumat") lisäksi tärkeitä talletuksia ovat paitsi malmi, myös geologisesti niin kutsutut "hiekat" ja " saippuat " , joita löytyy kaikkialta maailmasta . Ne erotetaan niiden syntymistavan mukaan. Useimmat metallurgisesti merkittäviä ovat jäännösten jääneet jälkeen rapautumista ympäröivän kallion (esim magnetiitti tai magneettiset rautamalmi) ja tulva , huuhtoutui vedestä menee alas laaksoon (esim löydettiin erittäin runsaasti kultaa American River in Kaliforniassa vuonna 1848 ) ja geologisesti vertailukelpoisia Malesiasta ja Indonesiasta peräisin olevia tinaa sisältäviä, meren rannikkosaippuoita , joiden osuus maailman tuotannosta on 30%, sekä ceriumia sisältävää mononsiittihiekkaa Länsi-Australiasta ja titaanipitoista ilmeniittihiekkaa (musta) hiekka). Kuten " tähteen kiviä " ja "hiekka" lähipiiriin, nikkeli ovat laterite -Erze, joita löytyy vain alemman geologiset syistä päiväntasaajan leveysasteilla.

Keski-Afrikan tantaali- ja niobiumpitoisia malmeja, jotka tunnetaan nimellä coltan (columbite-tantalite) (esiintyy myös kelluvissa saippuoissa), hyödynnetään välineissä ja laitteissa ( piireissä ) , erityisesti saadun tantaalin korroosionkestävyyden vuoksi . Korkea kovuus tekee tantaalista , niobista ja siihen liittyvästä vanadiinista (jaksollisen järjestelmän vanadiiniryhmä) halutuimpia mukana olevia metalleja ruostumattomissa teräksissä .

Jälkiklassikko, koska ne on sidottu prosesseihin, jotka kehitettiin vasta nykyaikana , voidaan edelleen yhdistää tähän metallurgiaan:

• elektrolyyttinen uutto alkalimetallien louhinnasta niiden kloridien ja kaivos uraanin malmin kuin mineraali, joka sisältää uraania, joka on myös nähden ;
• huipputeknologian mukaista magnesiumin tuotantoa magnesiitin hajoamisesta (Australia) välivaiheen magnesiumkloridin kautta , jota voidaan edelleen saada vähemmässä määrin sen osuudesta merivedessä;
• bauksiitin , punertavan sedimenttikiven , kaivostoiminta , joka - muunnettuna puhtaasta savesta - on alumiinin tuotannon perusmateriaali;
• Tuleva tehtävä, jolla on suuria metallurgisia etuja, on mangaanisolujen syvänmeren louhinta , jossa on jopa 27% mangaania ja muita metalleja, mukaan lukien enintään 1% nikkeliä. Tämä koskee vielä enemmän mineraalien, raakaöljyn ja maakaasun talletuksia, joiden epäillään olevan pohjoisnavan alla 4000 metrin syvyydessä vuodesta 2007 lähtien .
• Metallurgian kierrätyksen kasvava merkitys, joka on asettanut tehtäväkseen käyttää ensisijaisesti teollisia metalleja, mutta myös niukkoja, metallurgisesti tärkeitä elementtejä kestävällä tavalla.

Metallien luokittelu niiden metallurgisen merkityksen mukaan

Yleinen luokitus perustuu maapallon kuoren alkuaineiden prosenttiosuuteen eli ottamatta huomioon nikkeli-rauta-maadoitusydintä. Tämä luokitus ei kuitenkaan kerro mitään metallurgisesta merkityksestä. Berylliumin osuus on vain 0,006%, mutta magnesiumia, jota on runsaasti 1,95%, ei kuitenkaan voida sulattaa ja valua ilman sen lisäämistä hapettumisen estäjäksi.

Käytännössä sillä on taipumus pysyä erossa päämetallien - eli metallien, joita käytetään laajasti seosten pohjana - ja toissijaisten metallien välillä. Alumiinista on tullut päämetalli; se tunnustettiin sellaiseksi vasta 1900 -luvulla, koska se ei piissä tapahdu luonnossa metallina. Savimineraalin bauksiitti (aiemmin usein nimitystä "alumiini malmi") on käsitelty osaksi alumiinioksidia ja on elektrolyyttisesti uutettu alumiinia lopulta lähtien 19th century . Päämetalleihin kuuluvat myös metallurgisesti ja kemiallisesti tärkeät alkali- ja maa -alkalimetallit natrium , kalium , kalsium ja magnesium. Koska niitä ei koskaan esiinny metallisina, vaan vain ei-metallisten yhdisteiden muodossa, kuten suoloina, karbonaateina ja silikaateina, ne luokiteltiin maametalleille aikaisemmassa vaiheessa (kohta ”Maametallit” ) myös likimääräisen vertailtavuuden vuoksi uuttoprosessista. Harvinaisten maametallien vaativat erityisen osan (katso siellä).

"Maametalleihin" kuuluu myös pii, jolla on useita toimintoja. Se on pääasiassa puolimetalli, joka esiintyy luonnossa vain kvartsiittina tai kvartsihiekana (SiO ₂ ), josta se voidaan uuttaa "karbotermisesti" vain sähkökemiallisessa pelkistysprosessissa sähkökaariuunissa, jossa on hiilielektrodeja . Kun rautaromu lisätään samaan aikaan , ferropiin (FeSi), jota käytetään muun muassa teräksen rauhoittamiseen jalostuksen jälkeen , syntyy " in situ " (prosessissa ). Kuten alumiinilla ja mangaanilla, piillä on hapettumista estävä vaikutus.

Alumiini-piiseosten tapauksessa pii määrittää seostettujen metalliseosten sekä valettujen seosten ominaisuudet . Ylimääräinen sula hoitoon (refinement tai refinement) estää epäedullisia ensisijainen karkea erottaminen piin, kun sulaa hitaasti jähmettyä, on se hiekka valu , kuten moottorin osat (esim. Kampikammiot , sylinterinkannet ), mutta myös raskas muottiin valu .

Hyvin erikoistuneiden kupariseosten (silikonipronssin) tapauksessa se on metalliseoskumppani ja puolijohdetekniikassa se on saavuttanut oman asemansa. Se on valmistettu monimutkaisessa " puhtaan metallurgian" prosessissa (toisin sanoen metallin puhtaus on 99,999%, ns. "Viisi-yhdeksän metallia"), ja se on perusta siruille, jotka ovat välttämättömiä tietotekniikassa. Saksan osuus maailman tuotannosta on huomattava (esimerkiksi siru tuotanto vuonna Dresden ). Piitä käytetään myös puolijohteena aurinkokennojen valmistuksessa .

Toinen mahdollisuus luokitus erottaa raskaat metallit pois kevytmetallit . Raskaiden metallien tiheys on suurempi kuin 5. Yläosassa on osmiumia , jonka tiheys on 22,45 g · cm ^-3 , ja sitä seuraa paljon paremmin tunnettu platina , jota käytetään myös koruissa, tiheydellä 21,45 g · cm ^-3 . Kupari (8,93 g cm ^-3 ), rauta (7,86 g cm ^-3 ) ja sinkki (7,14 g cm ^-3 ) seuraavat kaukaa. Kevyistä metalleista litium 0,54 g · cm ^{−3 on} kevyin, sen jälkeen magnesium 1,74 g · cm ⁻³ ja alumiini 2,70 g · cm ^−3, titaani , jonka tiheys on 4,5 g · cm ^−3, on edelleen kevytmetalleille.

On myös laajalti jaettu ”epämetallimetalleihin” ja ”seoskumppaneihin”, joka sisältää lukuisia elementtejä, jotka lisätään usein vain pieninä määrinä ja ovat kuitenkin tärkeitä. Kuparia, rautaa, lyijyä, tinaa, sinkkiä ja nikkeliä pidetään perusmetalleina - niiden kehityshistorian vuoksi. Kuitenkin niiden taloudellisen ja metallurgisen merkityksen kannalta alumiini, magnesium ja titaani on nyt rinnastettu historiallisiin perusmetalleihin.

Johdannossa jo mainittu ero pitää rautaa ja sen metallurgiaa, jotka ovat määrällisesti tärkeämpiä. Ei-rautametallit seuraavat kaukaa .

Nykyisissä luokituksissa erotetaan myös ”irtotavarametallit”, kuten rauta, kupari, sinkki jne., Ja erityiset harvinaiset maametallit ja alaryhmänä teknologiametallit. Erikoismetalleihin kuuluvat kulta-, hopea- ja platinametallit, mutta myös harvinaiset maametallit, tulenkestävät metallit ja (ns.) "Tekniikkametallit, indium, germanium, gallium, renium, seleeni ja telluuri". Niitä kaikkia yhdistää se, että niitä lisätään "irtotavarametalleihin" vain pieninä määrinä ja lisääntyy kiinnostus kierrätykseen.

Päämetallit

Päämetallina kuparia uutetaan joko "kuivalla reitillä" rikkaammille malmeille tai "märkäreitillä" köyhemmille malmeille. Puhtaaseen kupariin johtava prosessi on monivaiheinen. Se alkaa malmin paahtamisella, jota seuraa raakaöljyn sulatus lisätoiminnoilla, joko akseliuunissa ("saksalainen tapa") tai liekkiuunissa ("englantilainen tapa"). Tuote on nyt mustaa kuparia, jonka kuparipitoisuus on yli 85%. Sen jatkojalostus tapahtuu nykyään vain harvoin liekkiuunissa. Pikemminkin on tavallista puhdistaa elektrolyyttisesti mustia kuparilevyjä . Puhdas kupari, joka syntyy, on vetyä sisältävä katodikupari, joka tunnetaan myös läpipainopakkauksena. Se on erittäin puhdasta ja hapetonta "johtavaa kuparia" (puhdasta kuparia, jolla on määritelty sähkönjohtavuus) sähköteollisuudelle .

Suurin osa saatavilla olevasta puhdistetusta kuparista on - enimmäkseen seostettu - vaivaus- tai valumateriaaliksi. Peltilevyiksi rullattuna puhdas kupari on erityisen havaittavissa rakentamisessa. Erittäin vakaa sään vaikutuksia vastaan, kuparilevyjä käytetään yhä enemmän kattoihin ja sadevesikouruihin . Ajan mittaan kehittyvä patina (vihreä väri) arvostettiin aiemmin. Väärin nimellä myrkyllinen verdigris , se on todella valmistettu myrkyttömästä kuparisulfaatista ja karbonaatista .

Vaikka kaikki seokset, joissa on pääkomponenttina kuparia kutsutaan kuparilejeeringit , on selviä eroja ulkonäöltään ja mekaanisten ominaisuuksien välillä pronssia ja erityinen pronssia (vertaa beryllium pronssi ) ja messinkiä (alfa tai beeta messinki 63-58% sinkkiä). Yksi esimerkki on ” nikkelihopea ”, joka on väriltään täysin erilainen kuin punertava kuparisävy , joka tunnettiin aiemmin myös valkoisena kuparina ja vielä viime aikoina termillä ”Packfong”, joka on peräisin sen alkuperämaasta Kiinasta.

Puhdasta kuparia on enemmän kuin "pääseosta" lisäaineiden ei-rautametallurgisissa prosesseissa. Valuraudassa kupari on seosaine, jolla on positiivisia ominaisuuksia.

Tina on olluttärkein metalli kuparin mukana pronssikaudesta lähtien . Puhdasta tinaa ei käsitellä kovin hyvin, koska se on liian pehmeää. Lisätietoja on kohdassa "Tina".

Sen esiintymistiheyden ja alhaisen sulamispisteen vuoksi lyijy (lyijysulfidi) putoaa ennen kuparia noin 6000 eaa. EKr., Metallurgisesti käyttökelpoisena (katso myös kirjallisuudesta: 5000 vuotta metallivalua ) Historiallisesti ( roomalaiset ajat ) se näyttää olevan laajalti käytetty, helppokäyttöinen päämetalli. 1900 -luvulta lähtien sitä ei ole käytetty myöhään, koska se on enää käytetty sen myrkyllisyyden vuoksi juomavettä kuljettaviin järjestelmiin (lyijyputket). Lyijyn uskotaan olevan yksi Rooman valtakunnan kaatumisen syistä samasta syystä. Lyijyoksidin (" valkoinen lyijy ", punainen lyijy ) perusteella tehdyt maalit ja lasten lelut, joiden päällä tai joissa se on, ovat myös myrkyllisiä .

Nykyaikaisen painotekniikan ansiosta lyijy- antimoni- seokset kirjasintyyppimetalleina ovat muuttuneet suurelta osin merkityksettömiksi. Lyijy on toistaiseksi edelleen välttämätöntä akuille ja lyijyä sisältävien kantavien metallien osana. Täällä se on erityisesti lyijypronssia, kupari-lyijy-tinalejeerinkiä, jossa on jopa 26% lyijyä ja jota käytetään erittäin kuormitettuihin liukulaakereihin automoottoreissa.

Taotut messinkiseokset lyijy on lisäaine, joka edistää koneistusta (enintään 3%). Jopa 7% se on seos, kumppani kupari-tina-sinkki valuseoksia ( kone pronssi ).

Rautasta tulee valurautaa tai terästä pelkästään sen mukana tulevien elementtien (rautakumppaneiden) kautta, jotka ovat teräksen tuotannossa välttämättömiä , mutta ovat edelleen pieniä metalleja. Kovaan teräkseen lisätään mangaania , joka on 50%paistettua rautaa. Ferromangaani on mangaanikantaja, jossa on 75–85% mangaania. Kromia , nikkeliä, molybdeeniä , vanadiinia , kobolttia (katso myös teollisuudessa käytettävät metallit ), titaania , puolimetallipiiä (lisätty ferrosiliksi / FeSi: ksi) ja epämetallien hiiltä , fosforia ja rikkiä käytetään myös teräksen valmistuksessa, kuten valussa rautaa .

Sinkki on puhdasta sinkkiä, joka on seostettu 0,5% kuparilla galvanoitaessa terästä ja jota käytetään suuria määriä suojana korroosiolta . Rakennuksessa käytetään sinkkilevyjä ja -nauhoja, jotka on valmistettu erittäin "vähän seostetusta puhtaasta sinkistä tai titaanisinkistä" ja 0,1% kuparia tai titaania . Lisäksi sinkki on perusmetalli hienoille sinkkivalulejeeringille, joissa on kupari- ja alumiinikomponentteja. Sinkki on tärkeä kumppani kupariseoksissa (katso edellä), erityisesti messingissä yli kahden vuosituhannen ajan.

Alumiinia on saatavana standardoiduna primaarialumiinina (puhtaus 99,5–99,9%), puhtaana alumiinina, jonka puhtausaste on 99,99%(”neljän tunnin metalli”) ja jopa puhtaana metallina (> 99,9999%). Sen todellinen merkitys takorauta- ja valettuina materiaaleina määräytyy lukuisten seosta muodostavien mukana tulevien elementtien, mukaan lukien epäjaloa metallikuparia, perusteella. Vuonna 1909, Alfred Wilmsin kehitetty patentoitu duralumiini (tuotenimi DURAL), ensimmäinen kovettuva metalliseos, joka koostuu alumiinista, kuparista ja magnesiumista ( AlCu 4Mg1). Tämä seos käytetään pääasiassa ilma-aluksen rakentamiseen, aluksi Junkers / Dessau . Aladár PACZ 1920 hallinnoi rakenne -influencing "tarkentaminen" on eutektista alumiini-pii - binary metalliseos (laillisesti suojattu "Alpax" ja " Silumiini ") avulla, lisäämällä vähemmän kuin 150 ppm natriumia. Alueella 7-13% piitä, tästä tuleeseostenryhmä, jota nykyääneniten käsitellään valukappaleina . Hieman myöhemmin alumiini-magnesiumseokset seuraavat(laillisesti suojattu meriveden kestävällä hydronaliumilla ja titaanilisäaineella varustetussa variantissa "erityisen meriveden kestävää"). AlMgSi -seosta, jossa on 0,5% piitä ja magnesiumia,voidaan käyttää monin tavoin valssaus- ja vaivausmateriaalina. Sen lisäksi on seoksia, joissa on kuparia, titaania, sinkkiä, mangaania, rautaa, nikkeliä, kromia ja muita alkuaineita, jolloin seoksilta vaadittavat yhä tarkemmat ominaisuudet määrittävät mukana tulevien elementtien tyypin ja määrän. Jos niitä ei ole saatavana valmiina seoksina, ne voidaan lisätä puhtaan alumiinin perussulaan "seosaineena" tai "alumiinipohjaisena pääseoksena".

Mukana olevat metallit

Termin "mukana olevat metallit" (synonyymi: "seoskumppanit") lisäksi on kattavampi termi "mukana olevat elementit". Näitä käytetään säännöllisesti seosten valmistukseen. Näiden mukana tulevien elementtien osuus alkaa prosentin kymmenyksistä ja pienenee ja nousee kaksinumeroiseen prosenttiosuuteen. Esimerkkejä: AlCuTi, jossa on 0,15-0,30% titaania; AlSi 12, jossa on 10,5-13,5% piitä. Materiaalikehitys tuntee nyt vain muutamia elementtejä, esimerkiksi radioaktiivisia , jotka eivät sovellu mahdollisesti kehitettyjen seosten ominaisuuksien mahdolliseen parantamiseen. Erityisesti alalla "harvinaisten maametallien" ovat lisäksi jo kauan tienneet cerium (ks ceriumille sekametallihydroaltasiitteja ) ja siihen liittyvä häntä lantaani (kreikka: "näkymättömän") muut seikat, kuten neodyymi (vahvalle kestomagneetit) tai praseodymium (liitoksissaan värillisille lasille, joissa on UV -absorptio).

Esimerkkejä muista tärkeistä mukana elementit ovat ei-metallisia fosfori in eutektinen AISi mäntä seokset , tai berylliumia , kevytmetallista, jonka tiheys on 1,84 g · cm ^-3 , joka on myrkyllinen muodossa sen höyryjä. Berylliumia käytetään kovettuviin pronssiin ( berylliumpronssi ), kipinöimättömiin työkaluihin kaivosteollisuudessa, hapetuksen lisäaineena johtavalle kuparille (tässä viiden prosentin pääseoksella) ja ppm- alueella (myös annosteltuna pääseoksella) alumiiniseoksissa laadun parantamiseksi ja sulan hapettumisen vähentämiseksi, mikä on välttämätöntä magnesiumseosten sulatuksessa ja valamisessa. Berylliumin vuotuinen tuotanto maailmassa - sanalasimme on johdettu harvinaisesta, läpinäkyvästä kiteisestä beryylimuodosta - on 364 tonnia.

Metallurgiset perusprosessit

Tämän ensimmäisen prosessivaiheen jälkeen osassa ”Raaka-aineiden louhinta” kuvatut elementit esiintymisen ja louhinnan osalta käyvät läpi toisen prosessivaiheen, prosessin, ennen kuin niistä tulee puhtaita tai seostettuja käyttökelpoisia metalleja ja puolimetalleja sulatuksen avulla .

Ensimmäinen avioero tai havainto on edelleen osoitettu kaivosalueelle , joka voi olla tunneleita ja avolouhinta. Seuraava käsittelyvaihe katsotaan jo "metallurgiseksi" työksi. Tarvittavat toimenpiteet ovat yhtä monipuolisia kuin itse raaka -aineet, ja kuiva- ja märkäprosessit erotetaan perusperiaatteella . Tunnelissa louhittu "kasa" edellyttää arvokkaan, malmipitoisen, erottamista arvottomasta, malmikypsästä "kuurosta" materiaalista, jota kutsutaan "jengiksi". Erottamista varten kivi murskataan edelleen jauhamalla, jota seuraa seulonta, seulonta ja tarvittaessa magneettinen erotus . Kaivettaessa avolouhoksessa eripaksuinen ylikuormitus on yleensä poistettava etukäteen.

Valmistettujen aineiden jatkokäsittely suoritetaan käyttäen alla kuvattuja perustekniikoita.

Pyrometallurgia

Pyrometallurgia on malmien tai jo uutetun metallin jatkokäsittely lämpötilassa, olipa se sitten hapettava eli lämmitetty hapella ( paahtaminen ) tai pelkistäminen hapettomassa uunin ilmakehässä. Palon jalostus (ei -toivottujen elementtien hapettuminen ja kuonaus) ja erottaminen , mikä tarkoittaa sulan erottamista käyttämällä sulamateriaalin tiheyseroja (esimerkki: sen liukoisuusrajan ylittäminen kupariin, lyijy erottuu kupariseoksesta, sulautuu pohjaan sulatusastiasta). Tilanne on samanlainen tislauksessa, jossa aineiden eri höyrynpaineet tietyissä lämpötiloissa erotetaan jakeiksi (esimerkiksi sinkkiuute paahdetusta sinkkimalmista muhveliuuneissa ).

Viimeisin tekniikka on kaksivaiheinen prosessi epäpuhtauksien, kuten arseenin, antimonin ja hiilen, poistamiseksi kuparista ja kultakonsentraateista paahtamalla.

Hydrometallurgia

Hydrometallurgia tarkoittaa alun perin malmien valmistusta sulatettavaksi kylmällä tai lämpimällä erotusprosessilla (kylmä tai kuuma uuttaminen) käyttäen vettä. Historiallinen vaahdotus , jota on kehitetty edelleen pesualtaan ja uinnin erottamiseen, mahdollistaa rikastamisen entisestään kaivosprosessissa. Uuttamisella ja kiehumisella on samat tarkoitukset. Uuttaminen happojen , emästen , orgaanisten liuosten ja bakteerien avulla on myös osa hydrometallurgiaa. Jos bakteereja on mukana, puhutaan bioliuotuksesta . Kemiallisia saostusprosesseja tai elektrolyysiä käytetään myös erottamaan alle yhden prosentin pitoisuutena olevat elementit huonoista malmeista, kuten jalometalleista. Näissä tapauksissa hydrometallurgiaa kutsutaan ”märkäreittiä käyttäväksi elektrometallurgiaksi”.

Sähkömetallurgia

Sähkömetallurgiaan kuuluu sähkö- ja karboterminen (katso piin tuotanto ) sekä elektrolyyttiset prosessitekniikat. Nykyaikaista teräksentuotantoa, joka korvaa masuunin induktiouunilla, joka on täynnä oksideja sisältävää romua, voidaan kuvata myös sähkömetallurgiseksi prosessiksi ( sähköteräs )

Avulla fuusioituneen-suolaa elektrolyysin , alumiini vapautuu katodin peräisin alumiinioksidista - kryoliitti seos ( Hall - Héroult prosessi). Seoksessa käytetään hiilipannu, joka toimii myös katodina , ja virransyöttöisiä anodeja , jotka syötetään ylhäältä . Nykyään yleisesti käytetty Bayer -prosessi erottaa alumiinia jatkuvassa metallin poistoprosessissa ja alumiinioksidiseoksen lisäämisessä, kuten kutsutaan erityisissä alumiinioksiditehtaissa valmistettua ja kuivattua bauksiittia. Käytettyjen anodien jatkuva vaihto on osa tuotannon jatkuvuutta alumiinioksidin ja kryoliittiseoksen elektrolyysissä. Söderbergin anoditekniikka , joka on ollut standardi useiden vuosikymmenten ajan, korvataan yhä enemmän Pechiney -prosessilla , jota on parannettu merkittävästi energiankulutuksen, anodin ylläpidon ja tuoton suhteen . olemassa olevat vanhat järjestelmät suljetaan tai muunnetaan.

Kaikki alkalimetalleja voidaan saatu niiden suolaliuokset mukaisesti periaatteen fuusioituneen-suolaa elektrolyysin kloridi seosta (koska tarvittava reaktiolämpötila on aina alennetaan seokset) .

Jo vuonna 1852 Bunsen ehdotti elektrolyysiä sekoitettuna fluorspariin yhä tärkeämmäksi maa -alkalimetallimagnesiumiksi . Nykyään se esitetään periaatteessa edelleen samalla tavalla, joko suoraan luonnollisesta magnesiumkloridista ( bischofite ) tai sen jälkeen, kun se on erotettu magnesiumkloridia ( karnalliittia ) sisältävistä sekoitussuoloista , tai meriveden magnesiumkloridipitoisuudesta (jopa 0,4%). Teknisesti tärkeämpää on jo mainittu magnesiitti MgCO _{3: n} tai katkeran sparran muuntaminen (suuret saostumat muun muassa Australiassa) kemiallisessa prosessissa ensin magnesiumkloridiksi . Myöhempi elektrolyysi, joka Bunsenin keksintöjen jälkeen on käytännössä muistuttanut alumiinin valmistusprosessia (edelläkävijä tällä alalla: G. Pistor , 1920), johtaa puhtaaseen magnesiumiin. Ensimmäinen volyymin sukupolvi tapahtui IG Farbenindustrien Elektron-Griesheimin tehtaalla (suojattu tavaramerkki "Elektronmetall")

Elektrolyyttisesti saadusta magnesiumista on tullut sähkömetallurgian tuote, joka ei ole teollisesti merkitykseltään huonompi kuin alumiini jatkuvasti kasvavien käyttöalueiden vuoksi. Se asetettiin varhain mm. vaikuttaa mikrorakennetta valuraudan, kevyissä lentokoneenrakennuksessa ( Zeppelin ), siviili- ja sotilas pyrotekniikka (raketit, soihdut, tikku pommeja). Toinen maailmansota merkitsi magnesiumille ja sen seoksille kehitystä, koska se oli tuonnista riippumaton materiaali. 21. vuosisadalla sen käyttö täyttää kasvavan suuntauksen kohti kevyitä rakenteita, erityisesti ajoneuvoissa, eikä pelkästään sen poistomenetelmiä laajenneta vaan myös sen käyttöä. Useimmiten nämä ovat painevaluprosessilla valmistettuja osia, joissakin tapauksissa " hybridivalua ".

Jauhemetallurgia

Vaikka termiä jauhemetallurgia käytetään laajalti erikoiskirjallisuudessa ja käytännössä, se ei ole itsenäinen metallurgia, vaan - mahdollisesti räjähtävä - tekniikka, jolla sulatetut metallit ja seokset sumutetaan joko nestemäisessä muodossa jauheeksi tai muunnetaan kiinteästä tilasta jauheeksi hienoja rakeita. In jauhe myllyt , suurin osa hyödyllisiä metallien - alumiinista sinkki - voi olla maa jauheeksi raekoko 0,1-500  um . Koska räjähdysvaara kosketuksiin ilman hapen kanssa peräisin kaikista metallijauheita, joilla on eri vaarapotentiaali, inertointimenetelmän tai flegmatointia on suoritettu. Stabilisaattorit, jotka vaihtelevat vahasta ftalaatteihin , vähentävät räjähdysherkkyyttä. Magnesiumjauhe on erikoistapaus sen erittäin pyroforisen käyttäytymisen vuoksi. Sitä ei voida saada jauhamalla, vaan vain "hankaamalla" lohkon metallia.

Metallijauheet, joita tässä tapauksessa kutsutaan epäorgaanisiksi pigmentteiksi , ovat tärkeitä autojen metallimaalien osana. Täysin erilainen käyttöalue on puristus teräsmuoteissa erittäin korkeassa paineessa (2000  bar ja enemmän). Tällä tavalla puristetuista puhtaista metallijauheista, usein metalliseosten kaltaisista seoksista, voidaan valmistaa metallipuristettuja osia (MIM-prosessi, SLM-prosessi). Valettujen osien ominaisuudet saavutetaan kuumalla isostaattisella puristuksella, jota edeltää jauheen kuumentaminen pehmenemisrajaan asti.

Toinen lähestymistapa on sellaisten osien valmistuksessa, joita on vaikea heittää tai jotka ovat monimutkaisia ​​valmistaa kiinteästä materiaalista 3D -tulostusprosessin avulla. Tämä tekniikka, joka on ollut tiedossa jo vuosia, on edennyt niin pitkälle, että teknisesti vaativaa käyttöä varten valmistetut metallisarjan osat rakennetaan (ruiskutetaan) kerroksittain 3D -tulostimiin tietokoneen määrittämään muotoon asti.

Kun muotti ja malli tulee jauhe Liekkiruiskutusmenetelmä käytetään. Metallijauhe pehmentyy liekillä tai plasmalla ( plasmasuihkutus ). Etuna on työkalujen - muotit - lyhytaikainen tuotanto kone- ja työkalurakentamisen pilottihankkeisiin ( autoteollisuus ).

Toissijainen metallurgia

Termiä toissijainen metallurgia käytettiin alun perin vain terästehtaissa, mutta sitä käytetään myös valuraudan rikinpoistoprosessissa. Se ei kuitenkaan tarkoita erillistä metallurgiaa, vaan erilaisia, vaihtoehtoisesti tai peräkkäin soveltuvia teräs sulaa rikinpoistoa, hapettumista tai "rauhoittavia" toimenpiteitä, jotka toimivat "kauhametallurgiana" teräksen laadun parantamiseksi. Alumiinigranulaatin , kalsiumsilidin ja useiden muiden sähkömetallurgisesti saatujen tuotteiden lisääminen on yleistä. Näiden kemiallisiin reaktioihin perustuvien tekniikoiden lisäksi on myös sellaisia, joilla on puhtaasti fysikaalinen tai fysikaalis-kemiallinen vaikutus. Tämä sisältää tyhjiön levittämisen sulaan (tuloksena kaasunpoistovaikutus). CLU prosessi , joka tunnetaan paremmin nimellä ”Uddeholm prosessi”, esittelee inerttejä tai reaktiivisia kaasuja sulaan teräkseen suuttimien läpi alareunassa valusangon.

Kaiken kaikkiaan ne ovat erityisiä sulatusmuotoja , koska ne ovat yleisesti verrattavissa muihin metalleihin (esimerkiksi alumiinin primaarituotannossa).

Lisäksi termiä toissijainen metallurgia käyttävät yhä enemmän ei-rautametallien sulattajat, jotka sen jälkeen, kun malmin louhinta-alueet on käytetty lähellä tuotantopaikkaa, metallin alkutuotannon sijasta raaka-aineiden käsittelyn kestävyyden vaatimusten mukaisesti , kun ne hyödynnetään romusta ja jätteestä, kuten käsitellään lietettä ja pölyä, eli perustetaan toissijainen kierros.

Ydinmetallurgia

Ydinvoima metallurgian käsittelee radioaktiivisia aineita, joiden tunnetuin tänään uraani on. Se uutetaan uraania sisältävä mineraali pitchblende hydrometallurgisten menetelmien käyttöön . Kauan laiminlyöty verrattuna radiumiin , jota käytettiin lääketieteellisiin tarkoituksiin jo 1900 -luvun alussa ( ydinlääketiede ), mutta se sai nykyisen merkityksensä vasta toisen maailmansodan aikana. Yhdysvalloissa ” Hanford Works ”, joka rakennettiin pelkästään tätä tarkoitusta varten, harjoitti laajaa ydinmetallurgiaa tuottaakseen riittävästi plutoniumia atomipommin rakentamiseen . Nykyään siviili-ydinmetallurgia on suunnattu paitsi ydinvoimalaitosten polttoaine-elementtien uuttamiseen, myös jäljellä olevien jäännösten käsittelyyn ja niin kutsuttuun "turvalliseen hävittämiseen" (ks. Myös " Uraani "). Tärkeä toissijainen ydinalan metallurgian ovat radionuklidit lääkinnällisiin tarkoituksiin, kuten teknetium -99m ja jodi 131 (esim skintigrafiaan ), on tuotettu vain muutamia ydinreaktoria maailmanlaajuisesti .

Sulatus- ja käsittelytekniikka

Metallurgia ja metallurgia ovat edelleen synonyymeja, ja malmien louhinta ja käsittely nähdään "sulatusta" edeltävänä prosessina.

Tekniikan ja tieteen kehityksen mahdollistama erilainen suuntausrakenne pitää metallurgiaa ylivoimaisena tieteenä, joka välitetään metallurgiana , joka hyödyntää louhinta- ja jalostustekniikkaa, joka puolestaan käyttää kemiaa . Kapeammin ymmärretystä metallurgiasta - termistä, joka perustuu pääasiassa lämpöprosesseihin - kehitys johtaa jo kuvatussa järjestyksessä esikäsitellyistä syöttömateriaaleista käyttökelpoisiin metalleihin ja seoksiin, puolivalmiisiin ja valmiisiin tuotteisiin. Malmeja käsittelevän sulattajan työnkulku riippumatta siitä, onko rautaa vai ei-rautametalleja louhittava, koostuu yleensä seuraavista vaiheista:

1. Panoksen lataaminen (sulatettavan materiaalin kokoaminen), myös ulostulon haluttujen ominaisuuksien kannalta
2. Kertaluonteinen (epäjatkuva, sidottu uunipistorasiaan) tai jatkuva (jatkuva) lataus, ts. Uunin lataus, yhtäjaksoinen metallinpoisto (esimerkit: masuuni, jonka päivittäinen tuotanto on enintään 5000 tonnia rautaa tai sulatus- virtaus elektrolyysi, joka syöttää jatkuvasti raakaa alumiinia )
3. Käytön vähentäminen jälleen joko erissä ja eräominaisuuksilla (ks. Alla ) tai talteenotetun metallin jatkuvalla lataamisella ja keräämisellä sekoittimeen, joka tasapainottaa vain erän luonteen (katso ibid. ).
4. Sulakäsittely hapettavan tai pelkistävän jalostuksen avulla (ks. Toissijainen metallurgia ), mukaan lukien seos- tai seoskorjaukset
5. Valamisen : yksinkertainen harkon valu tai jatkojalostukseen (esimerkki: terästehtaiden , joka käsittelee raakaraudan joko yksinkertaisiksi valuteräksestä tai jatkuvasti valettu muodoissa alavirran liikkuvan , piirustus ja puristin ).

"Teolliset metallit"

"Teollisia metalleja" käytetään, kun metalli on perustanut oman teollisuudensa sen tärkeyden vuoksi . Tämä koskee ainakin rautaa, kuparia, nikkeliä, lyijyä, sinkkiä ja alumiinia. Termi "teollisesti käytetyt metallit" on laajempi ja sisältää kaikki metallurgiassa käytetyt elementit riippumatta siitä, esiintyvätkö ne itsenäisesti eli seostamattomina vai seoskomponentteina.

rauta-

Käyttämällä rautaa esimerkkinä "sulatus" -alue on erityisen näkyvä. Rautamalmin sulatus perustuu rauta-hiili-kaavioon , johon rautatekniikka tieteenä perustuu ja kehitti sitten tekniikoitaan.

Klassinen ruukki tuottaa vain rautaa masuunissa. Masuunin on maksu make- ladattu seos mainittu malmi osa on aikaisemmin valmistettu. Paahtaminen hapettaa sulfidit . Tähän liittyvä lämmitys poistaa muita haihtuvia ainesosia, kuten liian korkean vesipitoisuuden, kuten Lorrainen minetissä (minette tarkoittaa "pientä malmia", koska rautapitoisuus on suhteellisen alhainen, noin 20-40%). Masuunin kanavan, oksidisen, hydratoitu oksidi tai karbonaatti malmien ( magnetiitti , hematiitti , limonite ( Salzgitter ), sideriitti (Itävalta), ja myös pyriittiä (rikkikiisun) polttaa-off on rikkihapon tuotanto) valmistetaan lisäämällä aggregaatteja ( Möller ) joesta - ja kuonaa muodostavaa kalkkikiveä ( flux ) ja koksia lisätään. Vuonna historiallinen masuunit, puuhiiltä läheisyydessä tuotettuja sijasta käytettiin koksia .

Salakuuntelu (vastuuvapaus sulan harkkoraudan) tapahtuu jatkuvassa käytössä, toisin sanoen uunin koskaan jäähtyy; Niin kauan kuin sen vuori sallii, sitä syötetään jatkuvasti "kihti", uunin yläpää ja kautta, ja sitä lyödään pohjan pohjassa. Kiertämisellä on ns. "Eräominaisuudet", joissa erällä tarkoitetaan esimerkiksi laivalastia brasilialaista rautamalmia, jonka ominaisuudet määräytyvät louhintapaikan mukaan. Luokitus tiettyyn rautavaluraudan laatuun määräytyy näiden perusteella. Sekä hematiittirautaa, jossa on enemmän kuin 0,1% fosforia, tai valimorautaa, jossa on enintään 0,9% fosforia, voitaisiin taputtaa. Sen erän lisäksi, johon se kuuluu, napautuksen ominaisuudet määräytyvät jähmettymistyypin mukaan. Hidas jäähdytys ( harkon valu ) johtaa harmaaseen valurautaan , joka on erotettu grafiittisaostuksen tyypin mukaan (lamelli-, vermikulaarinen, pallomainen). Nopeassa jähmettymisessä muodostuu valkoista valurautaa, joka sisältää mangaania; siirtymämuoto on pilkullinen valurauta. Valurautaa, jota ei ole tarkoitettu käytettäväksi valuraudana, päästetään masuunista sekoittimeen, jota käytetään tasaamiseen, ja siirretään sieltä terästehtaalle. Ensimmäistä kertaa nestemäistä metallia kuljetettiin suuremmalla etäisyydellä kohti 1900 -luvun puoliväliä vakiomittarilla 200 t ja enemmän, ja sillä oli samaan aikaan sekoitus " torpedo -kauha ". Termiä "erä" voidaan käyttää myös tässä, nimittäin astian, pannun tai uunin lataaminen vastaavan kapasiteetin määräämällä määrällä. Jatkokäsittelyn aikana, jota tässä tapauksessa kutsutaan epäjatkuvaksi, kullekin erälle voidaan määrittää sille ominaiset eräominaisuudet. ”Erä työ” on erityisen tärkeää kierrätystä enimmäkseen hyvin sekoitettu romu.

Jopa 21. vuosisadalla valuraudan tuotanto on edelleen "ruukin" tarkoitus. Masuunin alkutuotanto on kuitenkin menettänyt ainutlaatuisen asemansa raudan tuotannossa sen jälkeen, kun keksittiin uusiutuvaa polttoa tuottava Siemens-Martin-uuni ja erityisesti sähköuunin käyttöönoton jälkeen. Suorassa pelkistysprosessissa vähähiilinen sienirauta voidaan valmistaa pelletoidusta rautamalmista klassisessa akseliuunissa tai nykyaikaisessa leijukerrosreaktorissa. Tämä sulatetaan sitten sähkökaariuunissa. Prosessi vähentää hiilidioksidipäästöjä. Siitä huolimatta "linkitetyt rautatehtaat" - tunnetaan myös nimellä "rautatehdas", Itä -Euroopassa (1936 Magnitogorsk ), jota kutsutaan yhdistelmäksi - ovat edelleen johtava rauta-, valurauta- ja terästuotanto.

Valurautaiset materiaalit saadaan korkean hiilen raakaraudasta. Se syötetään pois masuuni osaksi vuode harkot ja jäähdytettiin ja kuljetettava harkot ovat sulatetaan jälleen , että kupu-uunissa on valimo tai sähköuunissa ja jalostetaan valuosien. Siihen lisätään pääsääntöisesti määriteltyä romua, omaa valimojen paluuta ja seoslisäaineita, jotta saadaan määriteltyjä valurautatyyppejä (katso myös edellä). Korkea lujuus tarjoaa, mukaan E. Bain nimetty bainiittinen pallografiittivaluraudasta . Koska se on Austempered -pallografiittivalurauta tai lyhenne sanoista ADI, se mahdollistaa "kevyen rautarakenteen"; tämä on ollut vastaus valetun alumiinin nopeaseen lisääntymiseen automoottoreissa vuosisadan alusta lähtien. Äskettäin kehitetty valurautamateriaali, jossa on alumiiniseoskomponentti, mahdollistaa sen käytön jopa korkeissa käyttölämpötiloissa toimivissa automoottoreissa, kuten turboahtimissa.

Muotoiltava valurauta on erityinen rautavalun muoto, joka esiintyy "valkoisena" vähähiilisenä tai mustana korkean hiilen tempervalurautana. Sen mekaaniset ominaisuudet, jotka ovat parempia kuin harmaalla valuraudalla , saadaan hehkuttamalla karkaistua hiiltä käärityt valetut osat säädettävissä, kaasulämmitteisissä karkaisusuuneissa. Viipymäaika tietyissä hapetusolosuhteissa riippuu osasta. Se alkaa hallitulla tavalla 900 ° C: ssa ja laskee 750 ° C: seen karkaisuajan loppuun mennessä. Esimerkkejä tempervaluraudasta ovat liittimet , avaimet tai hammaspyörät .

Muovautuvaan valurautaan liittyvä erityinen muoto on jäähdytetty valurauta (valkoinen valurauta, matala grafiitti), joka on taloudellisesti tärkeä valssausvaluna (mm. Kylmä- ja kuumavalssatehtaille ).

Valurautaa, joka "sulatettiin ensin", ei voida vielä käyttää teräksen tuotantoon. Teräksen on oltava hitsattavaa tai taotonta, ja siksi sen hiilipitoisuus on vähäisempi . Siksi sitä " puhdistetaan ", eli sitä käsitellään paineilman tai hapen avulla hapettavalla tavalla, kunnes ei -toivottu hiili on palanut ja sen osuus on alle kaksi prosenttia. Raikastamiseen oli useita prosesseja: Teollistumisen alussa puddling -prosessi , jossa muovinen valurauta jauhettiin käsin tankoilla , ja myöhemmin tuotanto upokkaassa . 1800 -luvun puolivälissä Bessemerin päärynän tuoreus ja Thomas -prosessi - muuntimen puhallettu teräsprosessi - johtivat tuottavuuden äärimmäiseen kasvuun. Siemens-Martin-prosessi leviää 1800-luvun lopulla, ja lopulta sähköprosessi (sähkökaari tai induktiouuni) teollistetaan 1900-luvun alussa, ennen kuin LD-prosessi (hapenraikastus) leviää vuosisadalla . Hiiltä hapettavan (palavan) raikastamisen jälkeen poistetaan jo rautaan sitoutunut happi (deoksidaatio, "rauhoittava") lisäämällä helposti hapettavia elementtejä. Yleisiä ovat alumiini tai pii , tämä ferropi (FeSi), joka saadaan karbotermisen piin tuotannon aikana (katso edellä). Hapettuminen ja hapetus ovat termodynamiikan ja reaktiokinetiikan määräämiä mittauksia, joissa kemia ja metallurgia - ei pelkästään raudan - ovat vuorovaikutuksessa.

Siemens-VAI on tuonut erityisen 150 tonnin sähkökaariuunin, joka vähentää kuonaa ja säästää energiaa suoraan käyttövalmiuteen.

Heti kun käsitelty terässula on laskeutunut, sitä voidaan säätää tulevaa käyttöä varten lisäämällä seosaineita. Lajike on huomattava, koska erotetaan alkuperä ( Thomasstahl , Siemens-Martin-teräs , sähköteräs ) sekä käyttö ja ominaisuudet, esimerkiksi korkea- ja heikosti seostettu teräs, seostettu kylmä- tai kuumatyöteräs , ruostumaton teräs (NIROSTA yli 12% kromia), magneettinen, pehmeä magneettinen ja "ei-magneettinen" teräs ja muut (täydellinen luettelo, esimerkiksi "valimon sanaston" teräksen alla).

Suurin osa teräksistä, siis myös "irtotavarana", syötetään valssaamolle . Liikkuvan laatat tuotettu sisään suuria muotteja käytetään olla alkaen materiaali liikkuvan , jolloin ei ole onteloita (onteloita aiheuttama kiinteytys kutistuminen ) teki suunnatun ja hidastaa jähmettymistä avulla mahdollista eksoterminen (lämpöä säteilevien) vuori muottien. Nykyään jatkuva valuprosessi on suurelta osin korvannut tämän tekniikan.

Jatkuva valimo on käsittely-yksikkö on liitetty terästehtaiden, jossa muuntaminen nestemäisestä kiinteään teräs tapahtuu. Voidaan erottaa useita muuntotyyppejä, "jatkuva" (säikeiden erottaminen "lentävällä sahalla") tai epäjatkuva (järjestelmän määrittämän suurimman säikeenpituuden vuoksi), edelleen pystysuora, vaakasuora tai kaareva säikeen valu ja lopuksi "yksikertaisten" tai "monihaaraisten" sijoitusten välillä. Eri tuotteet valmistetaan kiinteinä valukappaleina - myös profiilina - tai onttoina valukappaleina (putkina). Jatkokäsittely tapahtuu joko esilämmityksen jälkeen (lämmin käsittely) tai jäähdytyksen jälkeen (pelottava, kylmäkäsittely). Ne altistettiin myös luonnollisia tai keinotekoisia vanheneminen (muutos sekoitettu kiderakenteen ). Erityisen korkealaatuisia valssatuotteita voidaan saavuttaa kuumentamalla, jota seuraa karkaisun sammuttaminen ja sen jälkeinen " karkaisu ", ts. Valssausprosessin uudelleenlämmitys.

Taloudellisesti tärkeitä terästuotteita ovat rakenteelliset teräkset ( T-, kaksois-T, myös I-palkit , lujitusteräs ) sekä kiskot , langat , jotka valmistetaan valssausprosessissa tai, jos halkaisija on pieni, langassa piirustuskauppa. Teräslevyt, sileät tai profiloidut ( aaltopahvi ), ovat monipuolinen valssatuote. Tinattu toiselta puolelta, rullattu kuuma nauha kutsutaan tinalevyksi . Vuonna 2007 tästä 1,5 miljoonaa tonnia käytettiin tölkkituotantoon. On olemassa lukuisia teräksiä, joilla on erityisominaisuuksia, kuten ruostumattomia teräksiä , ruostumatonta terästä , kovia teräksiä (panssarilevyjä) sotilas- ja siviilitarkoituksiin.

Erikoisteräkset (mukaan lukien venttiiliteräs , muotoiltu teräs ), jotka - jatkuvasta valuraudasta alkaen - muutetaan teräsvalimossa valettuiksi osiksi, käsitellään niiden jähmettymisen jälkeen - kuten muutkin valut - toimittamalla lämpöä osien rentouttamiseksi ja parantamiseksi rakenne (jännityksenpoistohehkutus, liuoshehkutus). Muita seosaineita ( kromi , nikkeli , molybdeeni , koboltti ) voidaan lisätä tällaisiin terässulatteisiin pääseoksina ennen valua. Friedrich Krupp tunnisti lujuutta lisäävien lisäaineiden ( Krupp-teräs ) vaikutuksen jo vuonna 1811 ja aloitti valuteräksen tuotannon Saksassa tämän perusteella ( aseet on siis valmistettu valuteräksestä vuodesta 1859).

Alumiini, magnesium

Metallurgisesta näkökulmasta raudan ja alumiinin käsittelytekniikka ei eroa liikaa. Kysyntä suosii toista tai toista. Usein se määräytyy vain sen mukaan, missä määrin "raskas" rauta on mahdollista korvata "kevyemmillä" materiaaleilla, kuten alumiinilla, magnesiumilla tai litiumilla. (katso myös rauta ). Alumiinin etumatka lupaa alumiinivaahdon edelleen kehittäminen, joka on myös käsitelty sandwich -tekniikalla - kevyelle rakenteelle ja lämmöneristykselle.

Toisin liitettyyn ruukille, alumiini työt saa sen raaka- alumiinioksidia peräisin spatiaalisesti ja taloudellisesti erillistä esikäsittely-, "alumiinioksidi tehdas", joka on erikoistunut muuntaa bauksiitin osaksi kalsinoitua alumiinioksidia. Sieltä saatua alumiinioksidia käytetään kryoliitin seoksessa satojen sulatetun suolan elektrolyysikennoissa, ja jokainen kenno syöttää jatkuvasti sulaa raaka-alumiinia, joka poistetaan säännöllisesti. Osa tuotannosta jalostetaan puhtaaseen ja erittäin puhtaaseen alumiiniin. Puhdas ja erittäin puhdas alumiini on foliontuotannon lähtökohta. Toinen osa tulee valettuja seoksia, joihin on lisätty magnesiumia, piitä, kuparia ja muita elementtejä. Suurin osa elektrolyysistä tulevasta metallista käytetään kuitenkin nestemäisessä tilassa seostettuna. Tätä varten tarvittava käsittely suoritetaan yleensä valimolla ( valettu ), joka on kiinnitetty ensisijaiseen sulattoon, johon valssaus- ja puristuslaite on kiinnitetty. Valimossa raaka nestemäinen alumiini syötetään sekoittimeen ja valettu seoskoostumus säädetään lisäämällä pääseoksia tai romua ja ei -toivotut epäpuhtaudet poistetaan. Sula tuodaan sekoittimista valusuuneihin. Ennen valuprosessin alkamista sula yleensä kulkee SNIF -laatikon läpi huuhtelemaan viimeiset, enimmäkseen hapettavat epäpuhtaudet ja kaasunpoiston käyttämällä muodostuvaa kaasua, joka sisältää pienen määrän klooria; lisäksi valukanavassa, joka johtaa jatkuvaan valumuottiin ja jakelujärjestelmä, viljan ohut lanka alumiinia on digitaalisesti ohjatun titaanisisältö tai alumiini-titaani- boori metalliseos mukana.

Valmiit takorautaseokset valutetaan valssattuihin tai pyöreisiin tankoihin | pultit. Valu tapahtuu joko jatkuvassa pystysuorassa jatkuvassa valuprosessissa, jolloin muotista nouseva ja vedellä jäähdytetty säie leikataan lentävällä sahalla määritettyjen mittojen mukaan. Valssatut aihiot valmistetaan enimmäkseen yksittäisinä kappaleina epäjatkuvalla pystysuoralla jatkuvalla valulla. Ne saavuttavat jopa 40 tonnin painon.

Valupöydän ja siihen upotettujen kaulusmuotojen annetut mitat huomioon ottaen samanaikaisesti valettujen pyöreiden tankojen määrä kasvaa niiden halkaisijan pienentyessä (jopa 16 tai useampia säikeitä, jotka tunnettiin jo nimellä "pyykkipaalut") ). Yleinen nimi on ” puolivalmis tuote ”, jolloin erotetaan valssatut materiaalit, suulakepuristus- ja putkipuristimet sekä kylmä tai lämmin jatkokäsittely, kuten taonta ja veto. Lämpökäsittely suoritetaan erityisissä uuneissa sellaisten eri tuotteiden, kuten ohutlevyn , kalvojen, profiilien ja lankojen , perustana (tästä enemmän uunitekniikkaa käsittelevässä osassa ) , joille kysyntä kasvaa nopeasti, koska "Energian siirtyminen" edellyttää siirtoverkkojen laajentamista. Alumiinilevyjen lisääntynyt käyttö autoteollisuudessa saa myös tunnetut toimittajat laajentamaan kapasiteettiaan.

Valumenetelmä, joka on kehitetty erityisesti levyille ja kalvoille ja joka vähentää valssauskertojen määrää, on nauhavalu, jossa nestemäinen metalli kaadetaan säädettävään rakoon kahden vastakkain pyörivän, jäähdytetyn rullan välillä. Nykyaikaiset langanvalmistusprosessit liittyvät teknisesti nauhavaluun.

Kaikki metallurgisesti alumiiniin mainittu tölkki on vieläkin kevyempi ja siksi sekä ilma- että avaruusmatkoille sekä yleensä kevyessä magnesiumissa siirretään. Puhdasta magnesiumia, joka on pääasiassa saatu vedettömän karnalliitin tai magnesiumkloridin sulatetusta suolaelektrolyysistä , joka on nykyään pääasiassa terminen pidgeon-prosessi, voidaan pitkään seostaa ja alumiinin tavoin edelleen käsitellä valettuina tai taottuina materiaaleina . Koska sula magnesium hapettuu erittäin nopeasti ilmassa (magneettinen tuli), se sulatetaan inertin suojakaasun alla ja lisätään berylliumia yli 10  ppm . Jo mainittujen käyttöalueiden lisäksi magnesiumia löytyy raudanvalimoista rikinpoistoaineena pallografiittivaluraudan valmistuksessa . Seosaineena se johtaa itsekovettuviin taottuihin alumiiniseoksiin (katso duralumiini ).

Se on määrittänyt ominaisuuksia toisen maailmansodan jälkeen osana merivettä kestäviä alumiini-magnesiumseoksia, joihin on lisätty titaania . (Hydronalium, tyyppi SS-Sonderseewasser ).

Vuoden 1950 jälkeen tällaisia ​​seoksia käytetään yhä enemmän anodoitavaan valurautaan (elintarviketeollisuuden koneet, varusteet), joissa käytetään sekä hiekkaa että painovoimaa. Suuresti automatisoidussa painevalutekniikassa käsitellään pääasiassa magnesiumia sisältäviä alumiini-piiseoksia, mutta myös magnesiumseoksia, joiden mukana on alumiinia ja sinkkiä (tuolloin kuuluisa VW Beetle sisälsi yli 20 painoisia magnesiumvalettuja osia kg, mukaan lukien vaihteiston kotelo). Magnesiumin käyttö, joka on lisääntynyt jo vuosia painon säästämiseksi, on jo mainittu. Hybridiprosessi "kerrostetun muotin täyttöön" magnesiumittomista ja magnesiumia sisältävistä seoksista, joka perustuu lämpö- ja mekaanisiin rasituksiin on kiinnitettävä jälleen huomiota tiettyihin automoottorin alueisiin.

Kevyessä rakennustekniikassa, erityisesti autojen rakentamisessa, ei vain litteitä osia (moottorikotelot, tavaratilan luukut) vaan myös valutekniikkaa vaativampia osia (autoovet, ikkunanpuitteet) valmistetaan yhä enemmän painevalulla käsitellä asiaa. Seinämän paksuus 4 mm - erittäin ohut 1,8 mm voidaan valmistaa.

Teräslevyjen liittäminen alumiiniin ja / tai magnesiumiin on myös mahdollista ilman ongelmia käyttämällä painevalutekniikkaa.

Magnesium on edelleen tärkeä osa kaikista tuotteista siviili- ja sotilas pyrotekniikkaa .

kupari-

Riippuen malmista, johon se perustuu, kuparia uutetaan pyro- tai hydrometallurgisilla menetelmillä. Ns. Kuparisulfidi ja kuparioksidi muuttuvat kupariksi, halkaisemalla rikkidioksidia, ja rauta, tärkein mukana oleva elementti, kuonataan. Akseliuunitekniikkaa on pitkään kutsuttu "saksalaiseksi tapaksi". "Englantilainen tapa" on samanlainen, mutta tapahtuu liekkiuunissa . Prosessin myöhemmässä vaiheessa tapahtuu " tiivistyskiillotus "; Aiemmin puunrunkoja käytettiin sulan sekoittamiseen; nykyään maakaasua puhalletaan sulaan. Tämä muodostaa niin kutsutun "anodikuparin", joka valetaan anodilevyihin, jotka altistetaan jauhavalle elektrolyysille. Rikkihapon kuparisulfidiliuoksen anodilevyt on kytketty katodina sarjaan ruostumattomasta teräksestä valmistettuja levyjä (tai vanhemmassa elektrolyysissä puhtaita kuparilevyjä). Jännite valitaan siten, että kupari menee liuokseen ja laskeutuu uudelleen katodeille, kun taas vähemmän jalometalleja jää liuokseen ja jalometallit (hopea, kulta, platina, palladium, rodium jne.) Laskeutuvat ns. Anodilietteenä elektrolyysikennon pohjassa . Mainitut jalometallit uutetaan anodilietteestä. Jalostuselektrolyysi tuottaa elektrolyyttistä kuparia , joka on ollut sähkötekniikassa välttämätön 1800 -luvulta lähtien sähkönjohtavuutensa vuoksi .

Oksidimalmeja ja huono sulfidisen malmit, toisaalta, suoritetaan uutto elektrolyysin. Tätä tarkoitusta varten hapettavat malmit liuotetaan rikkihapolla; sulfidimalmeille on käytettävä monimutkaisempaa paineliuotusprosessia. Kuparia sisältävä liuos rikastetaan liuotinuutolla ennen elektrolyysiä . Tuote on erittäin puhdas, mutta vetyä sisältävä katodikupari, jonka kuparipitoisuus on 99,90% (elektrolyysiperiaate: vety ja metallit uivat virran mukana ).

Kuparisulat, jotka jauhetaan hienoksi liekkiuunissa tai elektrolyyttisesti, kaadetaan puhtaasta kuparista valmistetuiksi lohkoiksi (sikoja) tai muotoiksi ( jatkuva valu ). Seostetaan etukäteen, sitten tiettyjen ominaisuuksien, erityisesti takorautaseosten, aikaansaamiseksi.

Puhdistetun kuparin jatkokäsittely, kuten rauta ja alumiini, mukautuu markkinoiden laatu- ja määrävaatimuksiin, joille kupari on monien teknisesti tärkeiden seosten perusta. Jotkut ovat olleet tiedossa muinaisista ajoista lähtien (katso kohta 1). Seoskupari ei ole vain vaaka- tai pystysuoraan muotoillun valun lähtöaine. Sekä heikosti seostettu että kromikupari, jossa on 0,4–1,2% kromia, se on myös teknisesti tärkeä valu (kromikupari jatkuvavalumuotteihin ja muihin valukappaleisiin, joihin kohdistuu suuria lämpökuormituksia), samoin kuin pronssit, joissa on 12% tinaa, standardoitu DIN EN 1982 mukaan.

Kellopronssi, jonka koostumus on 80% kuparia, 20% tinaa, on yksi tunnetuimmista kupariseoksista. Koska ensimmäiset kirkonkellot valettiin 6-8 -luvuilla, se on valettu perinteisellä tekniikalla, tuskin muuttuneena (erittäin realistinen kuvaus Friedrich Schiller " Kellon laulu "). Tämän pronssin koostumus - joka havaittiin empiirisesti tuolloin - on lähellä optimaalista repäisylujuutta ja 18%: n tinapitoisuus.

Tekniikka käsittelyn puolivalmiita tuotteita, joita on käytetty kuparia, messinkiä ja alumiinia, koska 20-luvulla ja nyt myös teräksen on viirojen valmistuksen käyttämällä asianmukaista prosessia ja valu pyörän prosessi on johdettu siitä .

1800-luvulla taloudellisesti tärkeiksi tulleisiin kupariseoksiin kuuluvat gunmetal , kupari-tina-sinkki-lyijyseos (joka on pronssia lähempänä messinkiä) ja joukko erikoispronssia, kuten alumiinipronssia . Se sisältää 10% alumiinia, ja se on arvokas materiaali suurten laivapotkureiden (yksikköpaino 30 t tai enemmän) valamiseen, koska se on kavitaatiokestävä, mutta vaikea sulaa ja valettu alumiinin hapettumisen vuoksi .

Metallurgisesta näkökulmasta katsottuna kuparisinkiseokset, joista yhdessä käytetään nimitystä messinki , ovat olleet yhtä merkittäviä kuin lukuisat tarkoitukseen rakennetut pronssiseokset teollisen aikakauden alusta lähtien . Useimpien sinkkiä sisältävien kupariseosten keltaisen värin vuoksi monet messingit eivät useinkaan näy sellaisina. Esimerkki tässä on gunmetal tai punainen messinki (italia: "ottone rosso").

Koska sulamispiste on alle 1000 ° C, messinkiä voidaan käyttää monin eri tavoin. 63% kuparia, loput sinkkiä, käytetään erityisesti valukappaleissa (liittimet, varusteet). Kun 58% kuparia, enintään 3% lyijyä ja loput sinkkiä, siitä tulee puolivalmis tuote (pelti, profiilit). Sinkkipitoisuuden pienentäminen 36-28%: iin suosii vetoprosessointia kaikkien kalibrointien patruunoiksi tai luodinkoteloiksi, minkä vuoksi näitä seoksia kutsutaan patruunoiksi tai patruunoiksi .

Messingin tarve tyydytetään vain erityistapauksissa primääriseoksilla (katso kierrätysmetallurgia ); suurin osa näistä on messinkisirua (romumetallia), joka on kunnostettu messinkisulatossa ( messinkitehdas ), johon tuodaan uutta tuotantoa ei-leikkaus ja koneistus lisätään. Sulaminen tapahtuu pääasiassa kanavainduktiouunissa.

Kupari-nikkeli-seokset, joissa on jopa 30% nikkeliä, kestävät hyvin merivettä ( laivanrakennus ). Kun sinkkiä on lisätty jopa 25% kuparikomponenttiseoksiin, joissa on nikkeliä, lyijyä ja tinaa, messingistä tulee valkoista kuparia tai nikkelihopeaa (CuNiZn). Ne tunnetaan laajalti ruokailuvälineiden seoksina, mukaan lukien alpakka ja argentiina (katso Packfong ).

Lämmitysjohtoseoksina konstantti ja nikkelilinja , kupari-nikkeliseos, johon on lisätty mangaania, ovat korroosionkestäviä raaka- aineita lämmitysvastuksille .

sinkki

"Teollisuusmetallina" sinkin merkitys aliarvioidaan usein. Maailman tuotanto vuonna 2014 oli vähintään 13,5 miljoonaa tonnia. Jos vuonna 2010 mainitut sinkin sekundäärituotannon määrät olivat 4 miljoonaa tonnia, mukaan lukien Kierrätysprosessit, mukaan lukien raudan tislaus ja suodatinpöly, muodostavat yhteensä yli 17 miljoonaa tonnia (luvut ks. Erzmetall , 3/2016).

Sinkki louhitaan hapetusmalmina ( sinkkispari , kalamiini ) tai lyijyksi liittyvänä sulfidimalmina ( sinkkiseos ). Karbonaatti -kalamiini poltetaan, sinkkiseoksen rikkipitoisuus paahdetaan ja sitä käytetään rikkihapon valmistukseen . Molemmilla tavoilla saatu sinkkioksidi pelkistetään kuivalla tavalla yhdessä kivihiilen kanssa tulenkestävissä retorteissa (kutsutaan myös muffleiksi) ja raakasinkkiä saadaan 1100–1300 ° C: ssa tislausprosessissa . Märkäprosessia käytettäessä sinkkioksidi muutetaan ensimmäisessä vaiheessa sinkkisulfaatiksi lisäämällä rikkihappoa. Seuraavassa elektrolyysiprosessissa elektrolyyttinen sinkki kerrostetaan katodeille 99,99% puhtaana hienona sinkkinä. Laadun suhteen erotetaan raakasinkki, standardoitu metallurginen sinkki ja standardoitu hieno sinkki.

Sinkkiä käytetään monilla aloilla. Se määrittää metalliseoksen luonteen messingissä ja on metalliseoksen kumppani aseissa ja monissa alumiini- ja magnesiumseoksissa.

Sinkitys rauta- tai teräsosia, kuten B. Nauhat ja profiilit. Vyöjen osalta lähinnä Sendzimirin mukaan jatkuvassa prosessissa . Sinkitys tapahtuu upottamalla ja ohjaamalla galvanoitavat yksittäiset osat - tässä tapauksessa ripustimen avulla - tai valssatut nauhat kylpyammeen muotoisen sinkkikylvyn läpi, jolloin muodostuu kaksinkertainen suojakerros. Puhdas sinkkipinnoite asetetaan ensisijaisesti muodostetulle rauta-sinkkiyhdisteelle. Molemmat yhdessä tarjoavat edellyttäen, että pinnoitteessa ei ole avoimia rajapintoja, kestävää suojaa kosteuden aiheuttamalta korroosiolta, eli ruosteelta tai ruostumiselta.

Hieno sinkkiseokset, joiden alumiinipitoisuus on enimmäkseen 4%, käsitellään monenlaisiin tarkoituksiin, erityisesti painevalussa, jossa "resurssitehokas valutekniikka" korvaa yhä enemmän alumiinista valettuja osia. Maailman tuotanto oli 2 miljoonaa tonnia vuonna 2014, josta 70 000 tonnia eli 4% tuli Saksasta.

Hieno sinkki jalostetaan myös puolivalmiiksi tuotteiksi.

Sinkinvalkoinen , alun perin ei-toivottu sivutuote messinkiseosten valmistuksessa ja jalostuksessa, saadaan nykyään raaka-sinkistä käyttämällä erilaisia ​​prosesseja tai yli 70% kulutuksesta, jonka arvioidaan olevan> 250 000 tonnia vuodessa sinkkiä sisältävien aineiden kierrätyksessä Tuotteet. Sitä ei käytetä vain perinteisesti pigmentteihin ja keramiikkatuotteisiin, vaan myös kumiin, lasiin, lääkkeisiin ja elektroniikkaan, jos sitä ei palauteta hienon sinkin tuotantosykliin.

Sinkkipinnoitteiden korroosionkestävyys raudalla ja siten sen suojaus ruostetta vastaan ​​johtaa jatkuvaan suureen kysyntään sinkityslaitoksilta. Erotetaan toisistaan ​​elektrolyyttinen galvanointi (lyhyempi säilyvyysaika) ja kuumasinkitys , jossa galvanoitavat osat johdetaan sulasta hienosta sinkistä valmistetun upotushauteen läpi.

nikkeli

Nickel on perustanut oman teollisuuden (esimerkiksi venäläinen Norilsk Nikel ). Huolimatta sen historiallisesta käytöstä, joka on osoitettu Kiinalle jo ennen vuosisadan vaihteen alkua, sen merkitys kasvoi vasta 1800 -luvulla.

Nikkelin talteenottoa varten palvelee pääasiassa soraa, joten sulfidiset malmit paahdetaan ensimmäisessä vaiheessa ja sulatetaan jälkikaiuniuunissa ("matta"). Vapautettuna kuparista ja raudasta siitä tulee "hieno kivi", ja tämä on joko elektrolyyttisesti puhdistettua ( puhdasta nikkeliä ) tai käyttämällä kuun prosessia ( karbonyylinikkeli ) puhtaan nikkelin valmistamiseksi.

Nikkeliä käytetään korkealaatuisissa nikkelipohjaisissa valettuissa seoksissa , mutta pääasiassa ominaisuutta määrittävänä seosaineena (esim. Kromi-nikkeliteräksissä) ja pronssien osana (se jakaa roolinsa seoksen kumppanina täällä tinan kanssa).

Nikkeliä löytyy myös messingistä ja lujista alumiiniseoksista. Valettujen osien pinnoitteena se suojaa korroosiolta (nikkelipinnoitus) ja viimeisenä mutta ei vähäisimpänä, se määrittää kolikoiden , ruokailuvälineiden ja kodinkoneiden "hopeanvärisen", noin 25%: n osuudella . Nikkeli ei ole myrkyllistä, mutta sen aerosolit voivat olla vaarallisia. Jatkuva ihokosketus, esimerkiksi silmälasikehysten tai korujen kanssa (molemmat on valmistettu painevaluprosessilla), voi johtaa nikkeli- ihottumaan ( nikkelikuonaan ).

johtaa

Vain 327 ° C: n sulamispiste , lyijy on helppo käsitellä ja sitä voidaan helposti valmistaa metallimuodossa lyijykiilosta (PbS) hapettamalla ja sen jälkeen pelkistämällä . Puhtaana lyijynä se käsitellään pääasiassa pehmeänä, joustavana materiaalina, joka on valssattu ohutlevyksi (lyijypäällyste kaapeleille, kattotiivisteet). Lyijyputkena , kovetetun antimoniseoksen kanssa , se on sallittu vain viemäriputkille. Käytettiin sitä paljon akkujohtimena käynnistysakkuille , lyijylaukauksina , lyijypaineena ja lyijy-pronssilaakerina . Lyijy on ollut vuosikymmenien ajan erittäin tärkeä suoja gammasäteilyä vastaan . Radioaktiivista materiaalia käsiteltäessä lyijykansi ( radiologin lyijyesiliina ) on välttämätön.

In muokatut messinki seokset, lyijy (enintään 3%) takaa hyvät työstöominaisuudet . Lyijy on toivottavaa metalliseoksen kumppanina kupariseoksissa, vaikka se pyrkii erottumaan tiheytensä vuoksi .

Käytetyn lyijyn ( akkujen ) käsittely suoritetaan erikoissulattoissa muun muassa siksi, että paristojen ongelmallisten rikkihappojäämien lisäksi sulamispisteen (höyrynpaineen) yläpuolelle asettuneet lyijyhöyryt ovat erittäin myrkyllisiä (katso kierrätysmetallurgia) ).

Teollisuudessa käytetyt metallit

litium

Kevytmetallikappaleen litium tiheys on vain 0,534 g · cm ^-3 . Se on elementin taajuusluettelossa 27. sijalla. Arvioitu maailman tarjonta on 2,2 miljoonaa tonnia. Litiumia voidaan saada litiummalmeista sulatetun suolan elektrolyysin avulla ( esim . Amblygoniitista , jonka litiumoksidipitoisuus on enintään 9%ja joka käsitellään malmirikasteena). Spodumenea käytetään erityisesti litiumkarbonaatin valmistukseen , muita louhittavia malmeja ovat petaliitti ja lepidoliitti . Litiumia saadaan myös haihduttamalla erittäin suolavettä ( Kuollutmeri ). Uuttamista merivedestä (pitoisuus 0,17 ppm Li) on toistaiseksi pidetty epätaloudellisena.

21. vuosisadan alussa ei ole vielä päätetty, käytetäänkö hänen esityksensä mukaan metallista litiumia litiumkarbonaatin kautta suoritettavan prosessin avulla, mieluiten komponentina erityisen kevyen ja korroosionkestävän tuotannon aikaansaamiseksi. alumiiniin tai magnesiumiin tai molempien seokseen perustuvista seoksista, mukaan lukien itsestään, tulee superkevyiden seosten perusmetalli tai sitä käytetään korkean suorituskyvyn paristoissa ( litiumioniakut ). Matkapuhelinten akun kokemuksen mukaan niitä pidetään seuraavana mahdollisena ratkaisuna sähkökäyttöisille maantieajoneuvoille. Tästä johtuva voimakkaasti kasvava kysyntä voidaan tyydyttää siihen, mitä tiedetään maailmanlaajuisesti kehitetyistä ja kehitettävistä talletuksista, myös Euroopassa (Norjan Alpeilla). Toisaalta on epäedullisempaa, että sähköisen liikkuvuuden edistämiseen tähtääviin toimiin liittyy koboltin kysynnän lisääntyminen , mutta alueellisesti rajallinen louhinta on kuitenkin edelleen altis tarjonnan pullonkauloille. Ydinteknologiassa litiumin käyttöä on pidetty välttämättömänä fuusioreaktorin kehittämisessä, koska se on edistänyt "vetypommin" kehittämistä.

Litiumin tai sen yhdisteiden monien muiden käyttötapojen joukossa lisäaine on yksi enintään 5% litiumfluoridista alumiinin sulatetussa suolaelektrolyysissä, litiumkuparin käyttö hapetusaineena raskasmetalleille ( sulatus ), litiumkloridia ja litiumfluoridia kevyiden metallien hitsaukseen ja juottamiseen , myös stearaattien muodossa voiteluaineissa ja sitraateina , karbonaateina ja sulfaateina farmakologiassa.

Mitä tulee litiumin ja sen yhdisteiden käyttötarkoituksiin ja sen rajoittamattomaan saatavuuteen, kierrätys, erityisesti paristoista ja akuista, on tulossa yhä tärkeämmäksi.

beryllium

Beryllium (tiheys 1,85 g cm ⁻³ ) on yksi kevytmetalleista. Sitä saadaan pääasiassa beryylistä , alumiiniberylliumsilikaatista. Vaikka se on luokiteltu myrkylliseksi (maksavaurio, beryllium -tauti ), sitä käytetään monin tavoin. Magnesiumvalun tapauksessa 0,001%: n lisäys seokseen tai muovaushiekkaan vähentää hapettumisriskiä; berylliumkuparina ja 5% berylliumina sitä käytetään erittäin johtavan kuparin hapetukseen. Kipinättömät työkalut voidaan valmistaa kupariberylliumiseoksesta, jossa on enintään 3% berylliumia ja 0,5% kobolttia, mikä on tärkeä ominaisuus hiilikaivoksessa.

Nykyisten tutkimusten mukaan berylliumilla on suuria mahdollisuuksia haluttuun ydinfuusioon fuusioreaktoreissa, koska se voi tuottaa polttoaineen tritiumia ja soveltuu myös 100 miljoonan asteen lämpötilaan altistetun plasma -astian verhoamiseen.

tina

Tina (tiheys 7,29 g · cm ⁻³ ), latinaksi "tina", saadaan hapettavista malmeista (tinakivi, kasiteriitti), jotka sulatetaan pelkistävällä tavalla. Posliinin keksimiseen asti valmistettiin tinapohjaisia ​​ruokailu- ja juoma-astioita ("astiateltta"). Viimeaikainen kehitys on " Britanniametall ", Sn90Sb8Cu -seos, joka käsitellään koriste -esineiksi (lautaset, kupit). Erityisenä ovat tina luvut valmistettu eutectically jähmettymisen metalliseos Sn63Pb37, joiden tuotanto on kulkenut vuosisatoja ( tinaa valimo ). Termi folio varten harvaan laittoi tina kalvot menee suoraan takaisin Latinalaisen "tina" tinaa ja on arkikielessä käytetään metallikalvot. Niiden käyttömuotoja, jotka ovat olleet jo pitkään tunnettuja, ovat pullon korkit ja joulukuusi koristava hopealanka .

Nykyään tinaa käsitellään pääasiassa painevaluprosessissa; tähän käytetyt seokset ovat samanlaisia ​​kuin tinapohjaiset metallit. DIN 1703: n mukaan nämä ovat standardiseoksia, joissa on noin 80% tinaa ja lisätty antimonia, kuparia ja lyijyä; vanhentunut termi on ”valkoinen metalli”, nykyään ”tinaa kantavat metallit” ovat tulleet tilalle. Tina on kaikkien tinapronssien nimeävä seostuselementti ja myös vaaditun metalliseoksen ominaisuuksien edellyttämä pistoolimetallin komponentti . Seostettu lyijyllä ja kovetettavalla antimoneilla havaitsi sen olevan " kuuma tyyppi " nyt historiallisessa nyt kirjoittavassa metallissa .

Valurautaa , joka on rullattu millimetrin murto -osiin ja tinattu toiselta puolelta, kutsutaan tinalevyksi . Pääasiallinen käyttöalue ovat pysyvien säilykkeiden tölkit. Yksi maailman johtavista saksalaisista tuottajista raportoi vuosittain 2007/2008 1,5 miljoonan tonnin vuosituotannosta.

Tina on myös kaikkien pehmeiden juotosten pääkomponentti, jonka sulamispiste on <450 ° C.

titaani

Titanin suhteellisen alhainen tiheys on 4,5 g · cm ^-3 ja siten vain puolet teräksen painosta, mutta yhtä hyvät lujuusarvot, myös ei -magneettinen, meriveden kestävä ja korroosionkestävä, erityisesti armeijassa 1900-luvun puolivälissä alaa käytettiin yhä enemmän: seosteräksen kumppanina erikoisteräksissä, rakennetta vakauttavana lisäaineena valurautalaatuissa, tärkeänä lisäaineena lujiin, merivettä kestäviin alumiiniseoksiin laivanrakennuksessa.

Titaaniseosten kehitys alkaa noin vuonna 1940, mikä on edellytys ilmailuteollisuuden suihkumoottoreiden rakentamiselle. Erityisesti titaanialuminidimateriaalit, joihin on lisätty niobia, booria ja molybdeeniä, soveltuvat erikoislehdistön mukaan lentokoneiden turbiinien käyttölämpötiloihin.

Lääketieteellisessä tekniikassa titaania käytetään keinotekoisiin niveliin ( endoproteesit , implantit ).

Investointivaluprosessissa ( menetetty vahaprosessi ) titaaniseoksista valmistetaan pienistä pienimpiin tarkkuusosia. Patentoitu prosessi mahdollistaa myös suurempien osien valmistamisen moottoriurheilun edellyttämällä tavalla. Mallituotanto nopean prototyyppien avulla laser-sintraustekniikassa tapahtuu nopeasti ja mahdollistaa myös lyhytaikaiset muutokset.

AlTi-, AlTiC- ja AlTiB -pääseoksia käytetään vaikuttamaan taotun alumiinin ja valettujen seosten rakenteeseen (viljan jalostus).

Uusia titaaniesiintymiä kehitetään ennakoiden kysyntää, joka kasvaa yli 100 000 tonniin vuosittain, ja titaania valmistetaan yhdessä koboltin ja nikkelin kanssa.

koboltti

Koboltti , hopeanvärinen metalli (tiheys 8,9 g · cm ⁻³ ) on tunnettu 1500 -luvulta lähtien. Kobolttimalmien kohdennettu kaivostoiminta alkoi, kun 1500 -luvun loppua kohden sattumalta löydettiin uudelleen se, mitä muinaiset egyptiläiset jo tiesivät: että koboltti värittää lasijoet sinisiksi. Rautateollisuudelle koboltti on lisäaine korkealaatuisille teräksille. Koboltti on saada uusia tärkeitä, koska sen soveltuvuutta elektrodimateriaalina valmistuksessa litium-ioni- akkuja . Maailmantuotannon arvioidaan olevan 60 000 tonnia vuonna 2007, josta kaksi kolmasosaa tulee Kongosta ( Katanga ) ja Sambiasta . Syvänmeren mangaanisolmut tarjoavat erittäin suuren varannon , jonka kobolttipitoisuus on noin 1%.

Tulenkestävät metallit

molybdeeni

Tilavuuden kulutuksen kannalta tämä elementti on ns. "Tulenkestävien metallien" kärjessä. Tähän ryhmään kuuluvat myös volframi, vanadiini, niobium ja tantaali. Nimi johtuu näiden elementtien korkeasta sulamispisteestä, mikä on yksi syy siihen, miksi ne pystyttiin ensin tuottamaan tarvittavassa puhtaudessa noin 1900 -luvun puolivälissä käyttäen nykyaikaisia ​​sulatustekniikoita, kuten tyhjösulatusprosessia, mikä on edellytys niille tarkoitetut erityiskäytöt teräksen jalostamisen lisäksi.

Yli 50% maailman lähes 200 000 tonnin tuotannosta. a. (2008) molybdeeniä (tiheys 10,2) käytetään kasvavilla kulutusasteilla teräksen jalostajana ja valuraudalla. Sähköteollisuus tarvitsee sitä katalysaattoreille, ja myös pigmenttivalmistajat käyttävät sitä. Sitä saadaan laajalti sulfidisesta molybdeenistä.

Vanadiinia, volframia, tantaalia ja niobiumia saadaan hapettavista malmeista, kuten vanadiniitti, wolframiitti, tantaliitti, niobiitti (jota kutsutaan myös sekoitetuksi malmiksi, jossa on tantaliitti kolumbiitina pääpaikkojen mukaan), jotta mikroelektroniikan kysyntä kasvaa jatkuvasti. 90% maailman niobiumin kysynnästä tulee Brasiliasta.

A-tuote molybdeenin ekstraktio on harvinainen jalometalli renium (tiheys 21,04 g · cm ^-3 ).

volframi

Tulenkestävän metalli volframi (tiheys 19,3 g · cm ^-3 ) saadaan louhinta scheeliitin ja wolframite malmit. Se on seosaine työkaluteräksille, kuten kierreporakoneille. Kun volframin jauhemetallurgiakäsittely sen erittäin korkealla sulamispisteellä (3387 ° C) hienoksi lankaksi onnistui, se pystyi korvaamaan osmiumin tai tantaalin filamenttien materiaalina. Tämä teki klassisista hehkulampuista suhteellisen kestäviä ja halpoja ostaa.

Myös halogeenilamput ja tehokkaammat ja pitkäikäisemmät loisteputki- ja pienloistelamput ( energiansäästölamppu ) eivät ole vielä volframilankaa - jälkimmäinen on spiraali, joka vaatii vain ennen esilämmityksen aloittamista. Vain valodiodit voivat olla ilman. In röntgenputket , volframi käytetään lämmittämään katodin (hehkulanka), mutta ennen kaikkea anodina materiaalia.

Yhdiste volframikarbidin , kemiallisesti WC, on yksi vaikeimmista materiaalien kanssa Mohsin kovuus 9,5, ja siksi sitä käytetään päällysteenä leikkurit tai suoraan kuin leikkaus materiaali on kovat metallit . Volframi haurastuu erityiskuormituksissa (voimalaitoksissa). Lupaavia tutkimuksia vahvistamisesta upotetuilla volframikuiduilla on käynnissä.

seleeni

Seleeni, joka on nimetty kreikan kielen sanan "Selene" mukaan kuuta varten, liittyy läheisesti telluriumiin ("maa"), kuuluu VI: hen. Elementtien jaksollisen järjestelmän pääryhmä . Maailman 2000 tonnin uuttoa vuonna 2007 - pääasiassa kuparielektrolyysin anodilietteestä - käytetään muun muassa värillisten lasien valmistukseen, puolijohteina kserografiassa, voiteluaineiden ja lääkkeiden osana.

hopea

Vuonna 2007 hopeasta louhittiin 30% hopeakaivoksista, kolmannes kysynnästä on lyijyn ja sinkin louhinnan sivutuotteita, 27% kuparin jalostusta ja vielä 10% kullan louhintaa.

Lähes täydellisen demonetisoinnin jälkeen sen teollinen käyttö on vallitsevaa, mikä perustuu lämmön- ja sähkönjohtokykyyn, joka on muita metalleja parempi ja joka vuonna 2007 on 55 prosenttia kokonaistarpeesta. Hopean tiheys on 10,5 g · cm ⁻³ ja sulamispiste 960 ° C, joten se on erittäin monipuolinen. Sen jälkeen, kun sen ”bakterisidinen” vaikutus, joka oli samanlainen kuin messinki, löydettiin 1800 -luvulla, hopeaa ei käsitellä vain jokapäiväisiksi esineiksi; Kahvojen, kahvojen ja muiden julkisissa tiloissa usein kosketettavien metalliosien hopeapinnoitteesta on tulossa hopeakuluttaja. Samasta syystä sitä käytetään kirurgisissa instrumenteissa sekä elintarviketeollisuuden laitteissa. Hopeakuluttajia löytyy myös elektroniikasta ja sähkötekniikasta (hopealanka). Hopea-sinkkiparistoja kehitetään, energiatiheyden tulisi olla 40% suurempi kuin litiumioniakkuilla (katso myös "Kierrätys").

Yritys- ja ammattilehdistön raporttien mukaan korut ja ruokailuvälineet vievät edelleen 25% hopean kulutuksesta. Korut ja hopeiset astiat valmistetaan perinteisesti osittain käsin (hopeaseppä), osittain teollisesti (hopeaan erikoistuneet valimot).

Valotekniikan käyttö on vähentynyt 15 prosenttiin. 5% hopeavarastosta lyödään juhlarahoiksi ja mitaleiksi.

Jopa 0,25% hopeaa on seostettu komponentti takorautalejeeringistä, joka tunnetaan nimellä "hopeapronssi". Kupariin tai mangaaniin perustuvat juotosmetalliseokset voivat sisältää jopa 87% hopeaa. Erittäin lujia alumiiniseoksia valmistetaan myös lisäämällä hopeaa.

Kolikoiden historiassa hopealla oli tärkeä rooli pitkään (ks. Hopeavaluutta ). Kolikkohyllyn omistajat , nykyään yksinomaan osavaltiot ja niiden kansalliset pankit , lyövät hopearahoja vain erityistapauksissa ja käyttävät mielellään hopean hinnan nousua mahdollisuutena vähentää kolikoiden hopeapitoisuutta.

uraani

Uraani on myrkyllinen, radioaktiivinen (säteilevä) raskasmetalli , jonka tiheys on erittäin suuri, 19,1 g · cm ^{−3 ja} joka kuuluu aktinidiryhmään . Martin Klaproth löysi1700 -luvun lopullaja kutsuttiin pitchblendeksi , ja sitä on louhittu siitä lähtien. Saksalaisia ​​uraanimalmin talletuksia hyödynnettiin huomattavassa määrin vuoteen 1990 asti (Schlema-Alberoda).

Vuonna 1898 AH Becquerel havaitsi sädelevyn, mutta ei tunnistanut sen vahingollisia vaikutuksia ihokudokseen. Pierre ja Marie Curie eristivät sitten voimakkaasti säteilevät elementit , poloniumin ja radiumin . Näiden kahden alkuaineen pienet osuudet uraanissa eivät tee siitä radioaktiivista alfa -säteilijää , vaan isotooppien 234, 235 ja 238 sisältö .

Kaikki radioaktiiviset elementit, erityisesti vuoden 1945 jälkeen löydetyt transuraaniset alkuaineet, kuten fermium, berkelium, einsteinium, joiden atomiluku on vuodesta 93 lähtien, ovat enemmän tai vähemmän epävakaita. Jotkut aktinidit hajoavat sekunneissa, toiset vasta miljoonien vuosien kuluttua, mittapuuna on ns. Puoliintumisaika . Uraani-238: lle annetaan 4,5 miljardia vuotta, isotoopille 235 se on 704 miljoonaa vuotta ja "aselaatuiselle" plutoniumille "vain" 24000 vuotta ". Tämän atomin hajoamisen viimeinen vaihe , joka mahdollistaa myös elementtien iän määrittämisen, on aina lyijy.

Maailman vuotuinen uraanituotanto vuodelle 2007 on 40 000 tonnia ja kulutus 60 000 tonnia. Kuilu suljetaan sotilaallisista syistä kerättyjen varastojen hajoamisesta. Näkemykset uraanimalmin maailmanlaajuisesta tarjonnasta ovat kiistanalaisia, 10% varannoista uskotaan olevan Länsi -Australiassa, mutta niitä ei ole vielä kehitetty. Kiitos teknologian hyötöreaktori , varastoja voitaisiin hyödyntää kestävämpää käyttöä.

Uutetun uraanimalmin jatkokäsittely perustuu kemiallis-metallurgisiin periaatteisiin, jotka ovat liuotus , saostus ja suodatus keltakakun välituotteen kanssa . Saatu metalliuraani on edelleen radioaktiivinen ja sitä voidaan käyttää vain rajoitetusti ilman lisäkäsittelyä. Eristettyä radiumia (myös isotooppeja) käytettiin aikaisemmin säteilylääketieteessä.

Köyhdytetty (eli hajoamattomassa muodossa) uraania käytetään hyvin eri tavalla. Vuonna aseteollisuuden , koska sen kovuus, sitä käytetään panssarilevyjen sekä panssarin lävistävän ammukset. Sitä löytyy myös säteilysuojamateriaalina, teräksen lisäaineena ja ilmailuteollisuudessa.

Toisaalta uraanin sanotaan rikastuneen, kun isotoopin 235 osuus on lisääntynyt luonnollisesta 0,711 prosentista vähintään 3,5 prosenttiin monimutkaisessa prosessissa (sentrifugitekniikka). Tämä tekee raaka-aine tuottaa ydinvoiman energian että ydinvoimalan . Plutoniumia tuotetaan siellä sivutuotteena, se voidaan käsitellä uudelleen polttoaine-elementeiksi tai käyttää ydinräjähteiden valmistukseen .

Puhtaat metallit

Laaja valikoima metalleja, joita käytetään puhtaimmin> 99,9999% ja erittäin ohuina kerroksina yhdistelmäpuolijohteina elektroniikassa ja sähköntuotannossa (esim. Aurinkokennoissa ). Ne koostuvat alumiini-, gallium- ja indiumyhdisteistä (3. pääryhmä), joissa on typpeä, fosforia, arseenia ja antimonia (jaksollisen taulukon 5. pääryhmä). Germanium, jonka Kiina kattaa 75% kysynnästä, on välttämätön lasikuitukaapeleille.

Tekniikka metallit

Tätä termiä käytetään yhä enemmän elementteihin, joita käytetään niin sanotun "korkean teknologian" (high-tech) alalla, sikäli kuin "harvinaiset maametallit" ovat a priori. Sitä käytetään kuitenkin myös muihin luokituksiin, kuten "jalometallit", "erikoismetallit" ja jopa "teollisuusmetallit" ja "teollisesti käytetyt metallit", edellyttäen että siellä määritettäviä elementtejä käytetään korkean teknologian alueella .

Arvometallit

Kullan louhinta vuodesta 600 eaa. Sitä käytettiin ensimmäisen kerran lyötyinä maksuvälineinä ( kulta ), ja se mainitaan ensimmäistä kertaa historiassa myyttisen Seban kuningattaren kannattavista kaivoksista . Saksassa hän aloitti jokikullan (Rheingold) löytämisen. Nykyaikaisen 12. vuosisadan raportin mukaan se pestiin joesta kullanpesutekniikalla , jota käytetään edelleen .

Kuparin tavoin hopea on yksi vanhimmista ihmisten käyttämistä metalleista. Alkaen sulattamattomasta hopeasta oli kaupallistamista , hopeasta tuli maksuväline. Hopeiset staterit ovat olleet olemassa vuodesta 600 eaa. Tunnetut peräisin Makedoniasta , Kiina nosti valettu hopean TaEL standardin.

1400 -luvulla hopeamalmin louhinta ja sulatus Muldenhüttenissa Saksin malmivuoressa sekä teollisesti toimiva hopeakaivostoiminta Itävallan Tirolissa ja sen keskus Schwazissa , missä 15 tonnia louhittiin vuosittain 30 tonnia hopeaa. Olivat 1500 -luvulla taloudellisesti tärkeitä Euroopalle . Näitä paikkoja suosii runsas puun tarjonta polttoaineena ja vesivoimana palkeiden käyttämiseen. Euroopan hopeakaivostoiminta muuttui vähäisemmäksi vasta, kun 1500 -luvulla, Keski -Amerikan kulttuurien alistamisen jälkeen, Eurooppaan saapui lukemattomia kulta- ja hopealaivoja. Vuosina 1494–1850 noin 4700 tonnia kultaa kerrotaan tulevan pelkästään Espanjan omaisuudesta. Tuodut hopeamäärät olivat niin suuria, että ne mahdollistivat kaupallistamisen. Suvereenit rahapajat lyövät hopeatalereita (mukaan lukien Maria Theresa thaler ) hopearahana . Paperiraha -asiakirja, joka helpottaa suurten rahasummien käsittelyä, oli mahdollista vain siksi, että se voidaan vaihtaa kultaan ( kultavaluutta ) tai hopeaan milloin tahansa . Ennen kaikkea kullan tuella valuutan takasi erityisesti vakaus valtion. Tänä aikana kansallisvaltion kolikot nousivat teollisiksi operaatioiksi.

Ensimmäisen maailmansodan aikana ja sitä seuraavina vuosina suurten talouksien, jotka olivat velkaantuneet sodankäynnin vuoksi, joutui luopumaan peräkkäin valuutan kultastandardista - eli takuusta, että paperirahat voitaisiin vaihtaa kultaan milloin vain. Vain Yhdysvallat sitoutui toisen maailmansodan jälkeen vaihtamaan paperidollarit kultaan milloin tahansa, mutta joutui luopumaan tästä takuusta uudelleen vuonna 1971. Krugerrandin kaltaisten erikoisnumeroiden lisäksi liikkeessä ei ollut enää kultakolikoita . Joissakin maissa (mukaan lukien Sveitsi) hopearahat olivat edelleen liikkeessä; mutta nämä poistettiin kauan ennen 1900 -luvun loppua. Paperiraha ja nikkelistä tai kuparista valmistetut kolikot tulivat kullan ja hopean tilalle taloudellisen aksiooman ( Greshamin laki ) mukaan: "Huono raha syrjäyttää hyvät rahat liikkeessä."

Sitä vastoin hallitusten ja yksityisten sijoittajien varastojen tarve ei ole vain pysynyt, vaan on lisääntynyt. Lisäksi jalometallien kysyntä kasvaa , joissakin tapauksissa täysin uusiin teollisiin tuotteisiin. Molemmat varmistavat kultakaivosten toiminnan ja terästehtaan jatkokäsittelyn. Vuonna 2007 maailman kullantuotannon oletetaan olevan noin 2500 tonnia. Kaksi kolmasosaa tästä jalostetaan koruksi, joka valmistetaan klassisen puolivalmisteen valmistusmenetelmillä (harkon valu ja valssaus). Vain kymmenen prosenttia menee kolikoiden metallien erityiseen lyöntiin, jonka aihiot ensin lävistetään sopivan paksuiseksi valssatuista kultalevyistä ja leimataan sitten leimoilla ja kuolee korkeassa paineessa. Muutama sata tonnia menee sähköteollisuuteen, lasipinnoitteisiin ja hammasteknologiaan.

Vertailun vuoksi vuoden 1999 tilastojen mukaan maailman hopeatuotanto on 17 300 tonnia. Elektroniikkateollisuus käsittelee yhä suurempia määriä.

Jalometalleja, joita käytetään yhä enemmän metallurgisesti 21. vuosisadalla sähköisessä viestinnässä ("matkapuhelimet", PC), ei ole pelkästään platina , joka on tunnettu 1800 -luvulta lähtien ja jonka arvo on korkeampi kuin kulta korumetallina. tekninen kehitys katalyyttisten ominaisuuksiensa vuoksi, mutta sen myötä koko ”platinametalliryhmä”, joka sisältää myös hehkulamppujen kannalta tärkeän osmiumin sekä rodiumin, ruteniumin ja iridiumin . Yrityslehdistön (mukaan lukien Frankfurter Allgemeine Zeitung ) tuoreiden raporttien mukaan Siperian Jenisein alueella on runsaasti kaikkia platinametalleja , joissa tektonisista syistä - siis raporttien mukaan - lähes kaikki lupaavat raaka -aineet (mukaan lukien maakaasu ja raakaöljy) ovat niin sanotusti "niputettuja". Vuonna 2007 samat lähteet sanovat tämän ensimmäistä kertaa pohjoisella napa -alueella. 4000 metrin syvyydessä hyödyntämisongelma ei ole pienempi kuin kauan tunnettujen vedenalaisten mangaanisolmujen ongelma.

Tätä on kuitenkin kompensoinut platinan tuotantovaje vuodesta 2007 lähtien, mikä johtuu korujen ja katalysaattorien kysynnän kasvusta. Rodium , jota käytetään myös katalysaattoreina ja kuuluu platinametallien ryhmään , on siksi yhä kysyntäisempi. Aiheeseen liittyvä tuote Palladium kiinnostaa yhä enemmän platinan korvikkeena, venäläisten nikkelikaivosten sivutuotteena, jota ei juurikaan arvosteta koruna ja kolikkometallina, mutta joka sopii ihanteellisesti katalyytteihin.

Kultakaivoksia pidetään nyt hyödyntämisen arvoisina, vaikka ne sisältävät vain muutaman gramman kultaa tonnia louhittua materiaalia. Kaivostoiminnassa (pohjan syvyys 900 - 4000 m) Etelä -Afrikka saavuttaa toisinaan jopa 20 g kultaa / tonni. Yleinen, ympäristölle haitallinen käsittelymenetelmä on edelleen kultaa sisältävän malmin syanidiliuotus . Vuonna 2007 sitä käytetään edelleen Punaisen vuoren ( Roșia Montană ) alueella, joka sijaitsee Romanian / Transilvanian Alba Iulian kaupungin pohjoispuolella ja oli jo roomalaisten käytössä siitä aiheutuvasta ympäristöriskistä riippumatta . Seuraavien 20 vuoden aikana vähintään miljoona unssia on otettava vuosittain (vuodesta 2007).

Chilen Andeille (Pascua Lama) rakennetaan noin 550 tonnin talletus.

Hopeamalmit, jos niiden hopeapitoisuus on yli 50%, altistetaan märälle sulautumisprosessille käsittelyn jälkeen , mutta niitä käsitellään myös elektrolyyttisesti - sikäli kuin ne ovat verrattavissa kupariin, joka liittyy monessa suhteessa. Köyhempien malmien tapauksessa, joissa hopea on usein sivutuote, käytetään tavanomaisia paahtamis- , liuotus- , klooraus- ja erotusmenetelmiä . Klassisia prosesseja hopean erottamisesta kumppanistaan ​​ovat "parkesilaiset" ja "patinsonit", prosessissa saatu "Reichschaum" seuraa ajotyötä. Maailmantuotannon ollessa alle 20 000 tonnia vuodessa hopeaa ja kultaa, joiden osuus on merkittävä, syntyy myös kuparin jalostamisesta ( katso siellä ).

Jalostamot ovat monipuolisia jalometallien kierrätyksessä. Markkinoiden vaatimusten mukaisesti ne erottavat jalometalleja sisältäviä materiaaleja, joko kiinteitä tai nestemäisiä, yksittäisiin komponentteihinsa. Galvanoidut kultapinnoitteet, jotka on valmistettu jalometallista, koska niitä tarvitaan koriste -esineiden päivittämiseen, mutta paljon useammin elektronisten laitteiden koskettimiin, johtavat jalometallilietteen korjaamiseen. Platinan talteenotto ja kullan erottaminen mukana olevasta hopeasta ovat taloudellisesti tärkeitä. Erotusprosessissa tuotetut puhtaat metallit joko jalostetaan itse yritysten välituotteiksi ja lopputuotteiksi koruketjuista kultajuotteisiin tai ne myydään erikoiskuluttajille. Pankit ostavat hienoja kultaharkkoja (24 karaattia ) ja tarjoavat niitä arvona. Seostetut tangot ja puolivalmisteet (ketjut, vaijerit, nauhat, arkit) vaaditaan koruteollisuudessa, jaettuna 14 karaatin kultakulmana, jonka kultapitoisuus on 585 ‰.

Eräs tunnettu saksalainen jalometallialan yritys mainitsee ”tuotemyynnin” voimakkaan kasvun 4,1 miljardilla eurolla ja erikseen määritellyn jalometallimyynnin 9,3 miljardilla eurolla.

Kierrätyksellä saavutettu eri jalometallien arvo kantaa materiaalin talteenoton kustannukset kaikissa tapauksissa.

Alkemia, poikkeama

Alkemia , myös alkemia, tai (koska se on peräisin arabiasta) alkemia alkoi noin vuonna 200 jKr kreikankielisissä maissa, kun alkoi vakava huoli kemiallisten aineiden luonteesta. Koska tärkeät metallurgiset tekniikat olivat jo tuolloin hyvin kehittyneitä, alkemiaa on pidettävä metallurgian sivutuotteena, ei metallurgian perustajana. Nelielementtinen teoria on Empedokles (tulipalo, vesi, maa, ilma), sekä Aristoteleen teoria hylemorphism mahdollinen muutos aineen poistamalla halpamaista ominaisuuksia, johti etsittäessä " viisasten kivi ", jonka hallussapito muutos on tietämätön Kullan metallien on varmistettava. Kulta oli tärkeä myöhään keskiajan hallitsijoille ja uuden aikakauden alussa, koska se pystyi täyttämään valtakunnan laajentamiseen tähtäävän sotakassan. Historiallisesti tunnetuin alkemian ponnistelujen sivutuote ei ollut uusi metalli, mutta vuonna 1708 kiinalaisille vuodesta 700 jKr : n tunteman valkoisen kovan posliinin keksiminen vuonna 1708 alun perin EW von Tschiernhausin avustajan JF Böttgerin toimesta kuten kulta valmistaja . Jo 1500 -luvulla Paracelsus (1493–1541), 1600 -luvulla R. Boyle (1627–1692) ja 1700 -luvulla AL de Lavoisier (1743–1794) siirtävät alkemian tieteelliseen kemiaan , ja siitä lähtien se on nousussa metallurgian kehityksen historia.

Kierrätysmetallurgia

"Metallisulatto" ja " (rem) sulattolaitos " eroavat alun perin hyvin selvästi toisistaan, mutta nykyään tämä on usein epäselvää kielenkäytössä ja sitä tukee tekninen kehitys.

Yksiselitteisyys

Rauta, kupari, sinkki ja muut teolliset metallit esitetään ensimmäistä kertaa metallitehtaassa, kun taas aiemmin käytetty metalli kunnostetaan tai jalostetaan uudelleen sulatustöissä (sulatustyöt). Toisaalta tämä ero - muilta alueilta peräisin olevien esimerkkien terminologian perusteella - muuttaa metallisulaton "alkutuotantoksi", joka harjoittaa "alkutuotantoa". Tuotteesi ovat "ensisijaista metallia" ja vastaavasti myös "ensisijaisia ​​seoksia".

Sulattavasta sulatosta puolestaan ​​tulee "toissijainen sulatto", joka harjoittaa "jälkituotantoa" käyttämällä metalliromua ja romua . Se tuottaa "toissijaista metallia" ja siitä myös "toissijaisia ​​seoksia". Tämä tarkoittaa, että se täyttää resurssien säästövaatimukset. Tämä ei ole äskettäin löydetty menettely, koska romu on aina sulatettu uudelleen. Paluuta metallikiertoon kutsutaan nykyään laajalti kierrätykseksi . Jos uudelleenkäytetyllä metallilla on parempia ominaisuuksia kuin vanhoilla käsiteltävillä materiaaleilla, käytetään myös termiä "kierrätys"; tämän vastakohta olisi "kierrätys", toisin sanoen vähennys, jota ei voida sulkea pois muovia kierrätettäessä.

Metalliromun uudelleenkäyttö ei ole ongelmatonta, koska se tulee seostamaan tai saastuttamaan suuria määriä metallielementtejä romusta, joka poistetaan uudelleen vain suurella vaivalla. Näin tuotettujen raaka -metallien (tässä teräksen) ominaisuudet ovat siis erilaiset kuin primaarimetallin. Tämä koskee fysikaalisia kriteerejä ( taipuisuutta , muovattavuutta, sitkeyttä jne.) Sekä kemiallisia kriteerejä , jotka voidaan ilmaista korroosionkestävyydessä .

Tehtävä ja sen taloudelliset ja tekniset rajat

"Kestävyys" ja "pidennetty elinkaari" ovat muita ajallisia ilmauksia arvokkaiden raaka-aineiden taloudellisesta käytöstä. Tätä tarkoitusta varten optimoitu tuotesuunnittelu, joka sisältää materiaalin kulutuksen ja elinkaaren, on materiaalin hyödyntämisen tasalla.

Taloudellisen kierrätysmetallurgian alku on vuosisadan ajan ollut ns. Kollektiiviromun lajittelu, ts. Metallurgisesta näkökulmasta materiaalit, jotka eivät ole homogeenisia. Se, mikä alkoi romun lajittelulla hankitun tiedon avulla, on nyt parannettu ”anturipohjaisella lajittelulla”. Ei pidä kuitenkaan unohtaa, että kaikki lopputuotteisiin menevät metalliset raaka -aineet luovutetaan kierrätykseen vasta niiden käyttöiän päätyttyä, mikä myös lisääntyy yhä enemmän nykyaikaisen tekniikan ansiosta. Vain alumiiniesimerkillä esitetty tämä tarkoittaa, että tällä hetkellä vain vajaa neljännes kysynnästä voidaan kattaa kierrätyksellä ja tämä suhde huononee lähitulevaisuudessa.

kupari-

Kaksi sotaa ja lisääntyvä tekninen kehitys sekä väestönkasvu monissa maissa ja siitä johtuva primaarimetallin niukkuus eivät ole vain työntäneet sekundäärituotantoa määrällisesti, vaan pikemminkin muuttaneet sen laadullisesti ensisijaiseksi. Tämä näkyy erityisesti alumiinin lisäksi myös kuparissa, jota voidaan kierrättää loputtomasti jätetyypistä ja kuparipitoisuudesta riippumatta. "Energian käänne" ja siihen liittyvä uusien linjaverkkojen tarve sekä nopeutettu sähköinen liikkuvuus lisää entisestään primäärisen ja kierrätetyn kuparin tarvetta. Euroopassa kierrätysaste vuonna 2012 oli lähellä 45%. 2,25 miljoonaa tonnia

"Pohjois -Saksan kuparisulatosta" on syntynyt eurooppalainen teosryhmä, joka toimii molemmilla osastoilla ja jonka vastuualueet liittyvät toisiinsa. Jos kupariromun puhdasta erottamista ja yksinkertaista sulattamista, eli suoraa kierrätystä, jonka vuotuinen kapasiteetti on 350 000 tonnia vuonna 2011 laajennusten jälkeen, ei toteuteta vuonna 2017, vaiheet toteutetaan vuonna 2017 malmin käsittelyyn ja uusiin teknisiin menetelmiin perustuvilla vaihtoehdoilla. Ei ole enää normaalia "puhaltaa" romun mukana tulevia elementtejä syöttämällä happea puhtaan kuparin talteenottamiseksi eli hapettamiseksi. jotta syntyvät oksidit, jos niitä pidetään taloudellisesti arvokkaina, muuttuisivat puhtaiksi metalleiksi, joita voidaan sitten käyttää samalla tavalla kuin primaarimetallia. Tätä prosessia on nyt parannettava taloudellisesti, jotta se voi tyydyttää myös kuparikumppaneiden kasvavan kysynnän (katso :).

Elektrolyyttinen kuparinjalostus tuottaa myös anodilietettä, joka sisältää edelleen kuparia, hopeaa ja kultaa sekä seleeniä ja telluuria, joka tunnetaan nimellä "jalometallien talteenotto". Koska nämä lietteet ovat sivutuotteita, niiden käsittely voidaan joko määrittää ensisijaiseksi prosessiksi tai kierrättää.

alumiini

Kohdennetun tutkimuksen merkitys alumiinin kierrätyksen optimoimiseksi johtuu siitä, että Saksan alumiiniteollisuuden liiton (GDA) mukaan vuonna 2008 Saksassa tuotetusta 1,3 miljoonasta tonnista vain 43 prosenttia primäärialumiinia ja 750 900 tonnia kierrätettyä alumiinia, jotka molemmat eivät mitenkään heijasta kotimaista tuotantoa, mutta tuetaan merkittävällä tuonnilla. Tämä kehitys sai alkunsa sähkön hintojen noususta osana uusiutuvia energialähteitä koskevaa lakia (EEG), joka muuttaa alkutuotannon asteittain tuotantoon, erityisesti Saksassa. Saksalainen yritys, joka sekä valmistaa että kierrättää perusmetallia ja toimii myös jatkojalostuksessa, nimittää yhteensä 500 000 tonnia varainhoitovuonna 2011/12.

Myös muut alumiininvalmistajat, erityisesti alkutuotannossa toimivat kansainväliset konsernit, ovat harjoittaneet alkutuotantoa ja sivutuotantoa rinnakkain jo vuosia ja etsivät siten tiettyä kustannuskorvausta. Tämä tarkoittaa sitä, että ne eivät ainoastaan ​​poista raaka -alumiinia elektrolyysistä , vaan myös tuottavat "toissiseoksia" omasta palautusmateriaalistaan ​​ja lajitellusta jätteestä ja romusta ja rakentavat vähitellen omaa kierrätysmökkien verkostoa.

Primaarimetallin ja kierrätetyn metallin käytön suhde muuttuu toistaiseksi vielä pidemmälle, koska edes keskikokoiset alumiinivalimot eivät enää laita tuotantojätettä (pääasiassa koneistushaketta) markkinoille, vaan sulattavat sen itse. Hakkeen sulatusuunit, joissa on innovatiiviset sekoittimet ja sivukanavapumput, mahdollistavat taloudellisen kierrätyksen talossa jopa tässä mittakaavassa.

Toissijaisten seosten laatu on nykyään verrattavissa ensisijaisiin. Uuttamisen energiantarve, joka on vähennetty kahdeskymmenesosaan, on tekijä, jota ei oteta huomioon vain taloudellisesti vaan myös ekologisesti ympäri maailmaa. Tämä koskee kierrätyksen prosessiin liittyvien tuotto materiaali, mutta kollektiivinen romu, jätteiden ja metallia sisältävä kuona voidaan myös sulattaa alas pyörivän rummun uuniin, johon on lisätty 50% suolan seos alkaliklorideja ja fluorisälpää , joka toimii virrana, joka on regeneroitu takaisin sekundaariseksi metalliksi. Tuloksena olevien matalametallisten, oksidipitoisten suolakuonojen osalta niiden kaatopaikat olivat ekologisesti kiistanalaisia ​​ja myös taloudellisesti epätyydyttäviä. Tekniikan taso on lähes jäämätön, täysi kierrätysprosessi, jonka merkitys johtuu siitä, että jokainen tonni sekundääristä alumiinia tuottaa myös 500 kg suolakuonaa. Agor AG , maailman suurin suolakuonaprosessori 450 000 tonnilla vuodessa, raportoi maailmanlaajuisen vuotuisen suolakuonan kertymisen 4,5 miljoonaan tonniin.

Entiset jälleenmyyjät voivat nyt tuoda markkinoille paitsi toissijaisia ​​seoksia, myös valua valupaloja yksittäistyyppisestä takorautajätteestä, jonka laatu on sama kuin alkutuotannossa. Ostetun, ensisijaisen puhtaan alumiinin avulla he valmistavat jopa seoksia, joita voidaan kutsua "ensisijaisiksi seoksiksi". Saksalaisille ja itävaltalaisille sulattamisyrityksille on erityisen ominaista taipuisan AlMgSi -valuseoksen kehittäminen.

Juomatölkit ovat avainasemassa alumiinin kierrätyksessä ympäri maailmaa. Vuonna Yhdysvalloissa , huomattavasti enemmän kuin puolet tölkkien annostellun palasi vuonna 2009, 57,4% eli noin 750000 tonnia alumiinia raportoidaan. Jokainen palautettu prosentti vastaa noin 15 000 tonnia ylimääräistä sulatettua alumiinia, ja vain 5% uuden metallin tarvitsemasta energiankulutuksesta. Tölkin palautusprosentti on nyt 98%. Kesäkuussa 2014 yksinomaan tölkkiromusta valmistettujen valssausharkkojen tuotanto aloitettiin erityisesti tätä tarkoitusta varten rakennetussa tehtaassa Keski -Saksassa. Tavoitteena on tulla maailman suurimmaksi alumiinin kierrätyskeskukseksi, ja sen vuotuinen kapasiteetti on 400 000 tonnia, jotka jalostetaan nykyisessä valssaamossa.

Tehtävä, joka sisältää tölkkiromun käsittelyn, on komposiitti- ja orgaanisesti saastuneen romun käsittely. Kehitys kohti eksotermisiä, lämpöä tuottavia prosesseja endotermisten, lämpöä kuluttavien prosessien sijaan parantaisi merkittävästi energiatasapainoa.

varastanut

Teräksentuotannossa romu kierrätetään pääasiassa sähkökaariuuneissa . Kierrätetyn teräksen osuus raakateräksen kokonaistuotannosta on 45% vuonna 2011. Siemensin prosessi lupaa vähentää sähkönkulutusta ja vähentää hiilidioksidipäästöjä muodostamalla ja käyttämällä automaattisesti ohjattua vaahtomuovikuonaa.

Sähköuunien pölyn kierrätys on ollut erityistehtävä jo kolmekymmentä vuotta. Wälzin pyörivää uuniprosessia, jota on pitkään pidetty saavutettavana optimaalisena, on verrattava pyörivään uuniin.

Terästuotannossa tuotettu kuona on aina ollut taloudellisten näkökohtien kohteena pelkästään tuotetun määrän vuoksi, jolloin on erotettava toisistaan ​​demetalisoidun kuonan käyttö ja demetallointimenetelmät. Metallipitoisen kuonan kuiva käsittely on etusijalla. Kaikki metallikomponenttien erottamisen jälkeen jäljellä olevat jakeet käytetään laajalti rakennusmateriaaliteollisuudessa.

Sinkkiä, lyijyä ja muita kierrätettäviä metalleja

Raakasinkki otetaan talteen hapettuneesta valokaariuunipölystä, hydrometallurgisen prosessin lopullisesta lietteestä sekä kaikenlaisista sinkkiä sisältävistä sekundäärimateriaaleista, kuten sinkitystä romusta. Sinkkijätteet, joiden pääkomponentti on sinkki, voidaan käsitellä uudelleen sinkkiseokseksi. Jos valmistetaan sinkittyä rautaromua, sen sinkkipinnoite vapautuu kuumentamalla yli sinkin haihtumislämpötilan (907 ° C). Haihdutettu sinkki saostuu raakasinkinä jäähdyttämällä, kuten sinkin uuton kuivalla tavalla. Sinkin höyry voi muuttua sinkkioksidiksi myös puhaltamalla happea, ja tämä voi joko toimia maalien ( maalien ) pohjana ”sinkkipunaisena” ja ”sinkkivalkoisena” tai se voidaan muuntaa sinkkisulfaatiksi elektrolyysiprosessissa se on hieno sinkki.

"Ausmelt-tekniikka" ei ainoastaan ​​salli sinkin talteenottoa tähteistä ja jätteistä, jotka olivat aiemmin tuskin kierrätettävissä, haihduttamalla ne ja tiivistämällä sitten metallit höyrystä.

Yksi teollisuuden haara, joka kasvaa samanaikaisesti maailman kasvavan moottoroinnin kanssa, on lyijyakkujen uudelleenkäsittely, joita käytetään autojen käynnistysakkuina energian toimittamiseen ja varastoimiseen samanaikaisesti. Siksi "vanhoja paristoja" valmistetaan suuria määriä, ja maan kansainvälisen lainsäädännön vuoksi ja lukuisten ihmisten ja ympäristön suojelua koskevien vaatimusten mukaisesti ne on kierrätettävä. Se alkaa esikäsittelyllä, jonka avulla vanhat paristot vapautetaan rikkipitoisista jäämistä ja saostumista, kuten lyijylietteestä, joka on myös kierrätettävää.

Sulatetuista ja jalostetuista vanhoista akuista tulee toissijaista lyijyä, joka määrällisesti ylittää jo alkutuotannon. Laadukkaat polypropeenikotelot murskataan. Tuotetut sirut - muiden PP -lisäaineiden kanssa - lähetetään pääasiassa autoteollisuudelle, joka käyttää niitä muoviosien valmistukseen. Kierrätysprosessissa, kun rikkiä sisältävien vanhojen paristojen kertyminen lisääntyy, esteenä osoittautuu natriumsulfaatti, joka syntyy rikinpoiston aikana natriumsuolojen avulla ja jota on yhä vaikeampi markkinoida. Nykyaikainen menetelmä käyttää ammoniumsuoloja ja jalostamisen lähtövaiheena lannoitteena ( lannoite ) etsittiin ammoniumsulfaattia.

Samaan aikaan kun vanhoja paristoja ja kertakäyttöisiä paristoja kertyy, sinkkipitoisuuden talteenotto on yhä tärkeämpää. DK -masuuniprosessi, joka on jo otettu käyttöön vanhojen paristojen kunnostusta varten, mahdollistaa nyt sinkkirikasteen muodossa olevan sinkin erottamisen kaikenlaisista vanhoista paristoista sen pakokaasujen jatkokäsittelyn avulla.

Laadullisesti, vanha johto akut on ensimmäinen muuttunut sekundaarinen tai teollisuuden johtoa , joka on puhdistettu ja uudelleen seostettu käyttäen erottelu tekniikkaa tai elektrolyysillä. (Myrkyllinen) värit perus- lyijykarbonaattia ja johtaa tetraoksidi voidaan saada kautta musta johdin ( PbO ) . Tekniikan taso mahdollistaa nyt lähes sataprosenttisen kierrätettävyyden kaikkien paristojen osista ja sisällöstä.

Lyijy ja sinkki ovat myös löydetty oksidien liikkuvan kuona terästehtaiden, jotka imevät savukaasujen pölyn . Tutkitaan mahdollisuutta lyijypitoisuuden poistamiseen klooreista oksideista.

Jos litiumioniakku maantieajoneuvojen käyttölaitteena voittaa nykyisen haittansa, joka on riittämätön teho pitkän matkan matkoille, syntyy täysin erilainen kierrätystehtävä, nimittäin litiumin talteenotto litiumia sisältävästä akun kuonasta.

Niin kutsutun "elektronisen romun" käsittely, joka ei ainoastaan ​​tallenna henkilökohtaisia ​​tietokoneita, vaan myös kannettavia puhelimia, sähkökäyttöisiä ja ohjattavia kodinkoneita, radio- ja putkitelevisio-vastaanottimia ja myös laitteiden akkuja sisällönsä vuoksi, on monimutkaisempi kuin tavanomaisten ajoneuvojen akkujen käsittely ja jatkuva tutkimus: litium , nikkeli , kadmium , jalometallit ja harvinaiset maametallit. Järjestelmästä riippuen näiden paristojen metallipitoisuus voi olla 35–85%. Asiantuntija- ja liikelehdissä julkaistujen tietojen mukaan hopea-sinkki-akkujen kehitystä edistetään, koska toisin kuin litiumioniakut, ne ovat täydellisiä ja suhteellisen helppoja kierrättää.

Tämänhetkisen tutkimuksen kohteena on myös tulenkestävien metallien arvokkaan romun käsittely hapetettavilla sulatteilla, erityisesti volframikarbidin palauttamisesta peräisin olevalla volframilla, jota on toistaiseksi kehitetty vain yksilöllisesti. Ensimmäinen hydrometallurginen laitos, jonka vuotuinen kapasiteetti on 500 t molybdeenioksidia, otettiin käyttöön vuonna 2012 molybdeenioksidin ja eräiden hapettavien alkuaineiden uuttamiseksi käytetyistä katalyyteistä, kuten petrokemian prosesseista.

Litteiden näyttöjen asteittainen kehittäminen, jotka voidaan liittää elektroniikkaromulle ja syrjäyttää kuvaputket, käynnistää erityisen tutkimusalueen, joka käsittelee indiumin talteenottoa indiumtinaoksidin muodossa.

Tämä koskee myös jatkuvasti tarkennettuja käytännön tutkimuksia "ei-rautametallien mahdollisuuksista jätteenpolttolaitosten pohjatuhkassa", jotka ovat jatkuneet vuodesta 1990;

Harvinaisten maametallien osalta kysyntä, joka ylittää yhä tarjonnan, edellyttää aiempaa alhaisempaa kierrätysastetta. Tutkimussopimuksessa on jopa asetettu tavoitteeksi prosessiveden talteenotto metalli- ja kaivosteollisuudesta.

Uunitekniikka

Uunitekniikka palvelee alun perin kaikkia metallurgisia tehtäviä, joita syntyy metallisten raaka -aineiden sulatuksessa lämpöprosessien yhteydessä. Se alkaa metallin uuttamisesta malmeista. Rikkimalmit, kuten pyriitti (pyriitit), käsitellään hapettavilla aineilla (paahtotyö). Oksidisiin malmit kuten hematiitti on sulanut vuoteen vähentämällä ja pelkistyy niitä. Tämä tehdään sopivilla lisäravinteilla ja vähentämällä (ilman vajaus) liekin tai uunin ohjausta. Tätä seuraa uutettujen metallien jatkokäsittely. Se alkaa sekoittimessa epäjatkuvasti tuotettujen erien standardoinnilla. Tätä seuraa jalostus ja seostaminen, valu (pito- tai valouuni) ja lämpökäsittely, joka on valun jälkikäsittely, joka on suoritettava seoksen ja valutyypin mukaan. Jälkimmäinen suoritetaan työntöuunien, karkaisusuunien (lohkojen esilämmitys ), hehkutusuunien (jännityksenpoistohehkutus , keinotekoinen vanhentaminen, valuteräksen austenitointi ) ja karkaisu -uunien (hehkutushiilen valukarkaisun dekarburointi) avulla.

Historiallisesti tämä kehitys alkoi vain avotulella, joka sallii nestemäisen metallin paeta malmin ja polttoaineen seoksesta. Tätä seuraa suljettu tulisija, jossa on luonnollinen vedos tai korkeampi lämpötila, joka tuo ilmaa palkeilla tai puhallusputkilla (myös kuvallisia esityksiä muinaisesta Egyptistä). Jo noin 1500 eaa Egyptiläisestä Theban kaupungista on kerrottu suurista kaksitahtisista (puhaltavista - imevistä) nahkapalkeista, joita käytettiin ihmisen voimalla metallin sulamisen apuna.

Se jatkuu esihistoriallisella matala-akselisella uunilla , joka puhaltaa tuulella yhä paremmin korkean akselin uuniin ( masuuni ), jonka rungon halkaisija kasvaa jatkuvasti (se on 11 m Salzgitter Flachstahl GmbH: n 60 m korkeassa uunissa B) ) ja siitä syntyneet jopa kymmenen tuhannen tonnin latausmäärät kehittyivät edelleen. Taloudellisen tehokkuuden rajat katsotaan nyt saavutetuksi ja tekniikka siirtyy yhä enemmän Siemens-Martin-uunien ja sähköuunien käyttöön, varsinkin kun ne tarjoavat mahdollisuuden valmistaa terästä paitsi valuraudasta myös romusta. Regeneroit ne samanaikaisesti (katso myös metallurgian kierrätys ) ja käytät romun ruosteen osien happea "raikastamiseen" eli hiilen polttamiseen (ruoste, koska Fe ₂ O ₃ sisältää happea ja korvaa siten puhallinilman ). Sähköinen matala- kuilu-uuni, on suunniteltu kuin valokaariuunissa , tarvikkeet sähköinen raakaraudan malmista pellettien ja hiili vähentävänä lisäaineena suoraan vähentämiseen. Sähkökaariuuni on myös osoittautunut toimivaksi kierrätettäessä teräsromua raakateräkseksi vaahdotetun kuonan alla.

Kupoliuuni (johdettu latinalaisesta kupolista, kupoli) on johdettu korkean akselin uunista valimoakselin uunina valuraudan ( harmaa valurauta ) valmistukseen. Polttoaineella lämmitetty kuumapuhalluskupoli edustaa sivutoimintaa, koska se ”pienenä korkea-akselisena uunina” voi tyydyttää rautavalimoiden tarpeet nopeasti vaihtaa käsiteltävien valurautojen välillä. Käyttämällä oheista ORC-järjestelmää ( Organic Rankine Cycle ) muun muassa uunin korkean energian pakokaasut. sähkön tuottamiseksi.

Kaikilla mainituilla järjestelmillä-onko tulisija, matala-akselinen tai korkea-akselinen uuni-on yhteistä, että sulamismateriaali, kuonan muodostava aine ( kalkkikivi ) ja polttoaine ovat suorassa kosketuksessa. Jatkokehitys johtaa uuneihin, joissa kuuma liekki, joka voidaan asettaa hapettumaan tai pelkistämään ( liekkiuuni ), harjaa polttoainettoman sulamismateriaalin päälle tai ei liekkiä lainkaan, mutta siihen vaikuttavat vain kuumat palamiskaasut. Muut järjestelmät käyttävät uunin katosta säteilevää lämpöä (myös tähän upotettujen lämmitysvastusten kautta ) sulatetun materiaalin lämmittämiseen ("katon säteilylämmitys"). Tässä tapauksessa uunikammio on suljettu, kiinteä amme ( ammeuuni ) tai pyörivä sylinteri, joka muodonsa vuoksi tunnetaan myös rumpuunina, jossa on etu- ja lastausaukko. Lyhennettynä sitä käytetään myös lyhyenä rumpusuunina. Kehitysvaihe, joka toteutettiin hyvin varhain, oli ohjata kuumat polttokaasut talteenottajan ( lämmönvaihtimen ) läpi, joka esilämmittää puhallinilman , sen sijaan, että se tulisi ulos . Esimerkkejä ovat Cowper -called tuulen lämmittimet masuuneihin ja Siemens-Martin uunin takaisinsyöttölaitetta laukaisujärjestelmään Martin. Polttoilman esilämmitystä hukkalämmöllä, joka otettiin ensimmäisen kerran käyttöön siellä teknisessä mittakaavassa, on pidetty pitkään tekniikan tasona. Pakokaasun polttaminen lisälämmönlähteenä ja sulatussäiliön optimoitu, lämpöä pidättävä eristys ovat lisäaskelia uunin tehokkuuden parantamiseksi. Uunivalmistaja ilmoittaa saavutettavan tuotannon kasvun 20–30% samalla energiankulutuksella.

"Uuniteknologian" esitys erottaa polttoaineella lämmitettävät uunit (puu, hiili / koksi, öljy, kaasu) ja sähkölämmitteiset uunit, kuten vastusuunit, joissa on lämpöä johtavat elementit, induktiouunit kanavilla ja ilman, verkko ( NF) tai keskitaajuus (MF) tai sähkökaariuunit (suora tai epäsuora lämmitys) grafiittielektrodilla. Eri järjestelmien kapasiteetti mukautetaan tuotantotehtävään.

Ympäristönsuojeluvaatimukset suosivat sähkölämmitteisiä uuneja. Nykyaikaisissa sähköuuneissa sula joko lämmitetään induktiivisesti vain tietyllä uunin alueella - "kanavalla" - tai sula itsessään muuttuu toisiokäämiksi, jota myös induktiivisesti lämmittää ulkoinen laajalle levinnyt matalataajuus ( LF) ensiöpiiri. Tämän tyyppisiä induktiouuneja voidaan käyttää sulatus-, varastointi- tai pitouuneina. Uunissa , joka toimii tasavirtaa , katsotaan nyt olevan uusimman tekniikan on terästuotannon . Piikarbidista , mukaan lukien molybdeenidisulfidista , valmistettujen lämmönjohtoseosten ja lämmönjohtimien kehittäminen sähkölämmityksen kolmanneksi vaihtoehdoksi on suosinut kehittymistä pienistä keskikokoisiin vastuslämmitteisiin upokkaisiin uuneihin suurikapasiteettisiksi sulatus- ja säilytysuuneiksi. alumiini lämmin, varsinkin kun kierrätetään yhtenäisiä ja "puhtaita" syöttötavaroita.

Polttoainelämmitteisten kiukaiden osalta polttotekniikkaa kehitettiin edelleen samoista syistä: polttoaineen parempi käyttö ja pakokaasumäärän vähentäminen. Sen sijaan, että ilma muodostuu kolmanneksesta typestä, mikä on prosessissa hyödytöntä, poltin syötetään joko yksinomaan hapella tai se syötetään myös polttimeen uunin suorituskyvyn parantamiseksi.

Pienempien metallimäärien (enintään 750 kg) osalta valukappaleissa käytetään edelleen laajalti polttoaineella lämmitettyjä tai vastuslämmitteisiä upokkaita, joissa on kannet. Uunin sisällä olevat lämmityselementit, keraamisella vaipalla suojatut (lämmitys) patterit, jotka työnnetään uunin seiniin ja ympäröivät upokkaita, tuottavat sulamiseen ja lämpimänä pitämiseen tarvittavan lämmön.

Tällaisissa upokasuuneissa, yksinomaan käsintehtyjä, "hessiläisiä" upokkaita käytettiin sulatusastioina hyvin pitkään. Upokasmateriaali koostui Großalmerista tai savesta sekoitettuna kvartsihiekkaan. Tämä varmisti palonkestävyyden, mutta upokkaan erittäin karkea sisäpuoli oli epäedullinen sen aiheuttamien metallikerrostumien vuoksi. Lisäämällä korkealaatuista Hauzenbergin grafiittia palonkestävyyttä parannettiin edelleen, upokkaan sisäpuoli tasoitettiin ja historiallinen "Passau-upokas", joka sisälsi aina grafiittia, korvattiin käyttämällä vain Großalmeria tai savi sekoitettuna grafiittiin. Noin 1900 -luvun puolivälissä isostaattisesti puristetut piikarbidimassat osoittautuivat vieläkin kestävämmiksi ja sääsivät myös edellisen manuaalisen työn levysoittimella nimeltä "roiskuminen".

Kun magnesium sulaa, on erityispiirre: Raudan oksidatiivisen reaktion vuoksi mitoitetaan , ts. Silikaattisisämaalaus edellyttäen, että rautatehdas hyväksytään.

Erikoisuutena ovat savesta valmistetut repliitit, joista uutetaan sinkkiä.

Tämän päivän huipputason tarjoavat suuret ei-rautametallivalimot. Kaksi tai kolme numeroa päivässä tarvitsemasi metallimäärät pidetään valmiina nestemäisenä metallina sisäisessä sulatus- tai sulatusyksikössä valu- tai kauhauunien yläpuolella ja toimitetaan tarvittaessa käsin tai automaattisesti toimivaan kauhaan ja pitouuniin. kuljetusastian avulla. Tällä tavalla ladattuna sen ei aina tarvitse olla upokkaita, vaan käytetään myös upokkaita sisältäviä järjestelmiä. Jos yritys päättää syntyvien määrien suhteen keskisulattolaitoksen hyväksi, se voi valita (pyörivän) rummun uunin, matalaakselisen uunin, jossa on sulatussilta ja riittävän suuren säiliön tai induktiouunin, jossa on nestemäisen metallin kysyntään perustuva tuntikapasiteetti (3 t on esimerkiksi yleiskokoisille alumiinivalimoille).

Mitä tulee uuneihin, seosten valmistajat tuskin erottavat toisistaan ​​alkutuottajia, koska ne itse hankkivat raaka -alumiinia elektrolyyttisesti, ja toissijaisia ​​tuottajia, joita kutsutaan sulattamissulattoiksi tai -laitoksiksi (ks. Myös edellä). Molemmat käyttävät sekoittimia eräerojen kompensoimiseksi (kapasiteetti jopa 30 t), mikä mahdollistaa tarvittavan puhdistamisen ja seostamisen. Nestemäinen metalli siirretään sitten joko liitettyyn valimoon (valettuun taloon) tai sulassa tilassa, mikä säästää energiaa ja välttää siten tarpeettomat ilmansaastepäästöt erikoisajoneuvoilla valimoille. Yksinkertaistaminen johtuu siitä, että kuljetuskauhaa käytetään suoraan toimitetussa valimossa kaatamis- tai kauhauunina ja vaihdetaan täysi kauha tyhjennyksen jälkeen. Erillistä sulattolaitosta, jonka on aina noudatettava ympäristönsuojelumääräyksiä, ei suurelta osin tarvita toiminnalle, energiansäästö on ympäristön kannalta varsin huomattavaa, koska välivaiheen jähmettymisen jälkeinen sulatus ei ole tarpeen. Kustannussäästöjä syntyy myös siitä, että yksinomaan nestemäistä metallia jalostavan yrityksen ei enää tarvitse noudattaa sulatusyrityksiin sovellettavia vaatimuksia.

Kierrätykseen tarkoitetuille sulatusjärjestelmille on ominaista erityispiirre: lajittelun ja käsittelyn jälkeen, esimerkiksi magneettierottimien avulla , eri lähteistä peräisin oleva, joko paljain, mutta usein öljyisesti saastunut tai lakattu romu on sulatettava sen säilymiseksi. arvo. Aiemman tekniikan tason mukaisesti sulamateriaali johdetaan sulatusuunin yläpuolella olevan sulatussillan yli, jolle kaikki korkeammat sulamispisteet, pääasiassa rautaosat, jäävät ja voidaan poistaa ennen kuin sula on saastunut, esimerkiksi rautapitoisuus. Viimeisimmät prosessit mahdollistavat monikammioiset uunit, jotka muuttavat kaikki romun orgaaniset, energiaa sisältävät tarttumukset palaviksi kaasuiksi, joiden palaminen lisää sulamiseen tarvittavaa prosessilämpöä.

Sulat, myös kierrätysmateriaalista valmistetut sulat, käsitellään uudelleen sulatettaessa, ottaen huomioon olemassa oleva uuniteknologia, joka on verrattavissa alkutuotannon prosessiin, jolloin vain seos voi usein rajoittua pelkkiin korjauksiin jo olemassa olevan metalliseokset, jotka kannattaa säilyttää (katso myös " Kierrätysmetallurgia ").

Metallurgian merkitys teollisuutena

Koska metallit uutetaan aina jatkojalostusta varten, vaikka ne olisivat ja ovat edelleen tilapäisesti, kuten jalometallit, mutta myös kupari ja tina , metallurgian taloudellinen merkitys kasvaa tasaisesti. Syitä ovat uudet tehtävät, kuten elektroniikka, sekä metallurgisten tuotteiden kysyntä, joka liittyy väestönkasvuun ja koulutustasoon.

Jotkin taulukkomuodossa esitetyt luvut viittaavat tiettyyn vuoteen ja osoittavat metallurgian tärkeänä taloudellisena kompleksina. Lisäksi joillakin aloilla on lukuja, jotka liittyvät viimeksi ilmoitettuun tilaan. Myös nykyinen lehdistötiedote kertoo, että Saksan värimetalliteollisuus tuotti ja jalosti 8 miljoonaa tonnia vuonna 2014.

Metallurgian taloudellinen merkitys valituissa tiedoissa tuotettujen määrien perusteella

metalli-	Maailman vuosituotanto 2006 (miljoonaa tonnia)	Huomautukset	DIW -ennuste 2015 [vanhentunut] (miljoonaa tonnia)
Teräs (päivitetyt tiedot)	2012: 1548	Euroopan terästuotanto 2012: 169,4 miljoonaa tonnia.	1366 t.
kupari-	15	Kulutus 1,7 miljoonaa tonnia BRD	> 22
sinkki	7	Kulutus BRD 2000 724 000 tonnia, 367 000 tonnia omaa sukupolvea
johtaa	6-7	BRD 2000 395 000 t, josta 100 000 t akun kierrätyksestä
tina	0,25
nikkeli	1.3	SUCDENiin (Iso -Britannia)
uraani	0,03
platina	6,35 miljoonaa unssia
alumiini	> 20	41 miljoonaa tonnia (mahdollisesti primäärialumiini + kierrätys) tämän mukaan	33
magnesium	0.7

Jos metallurgiaa käsitellään taloudellisena tekijänä, sen käyttö raaka -ainemaissa on etusijalla, varsinkin kun taipumus käsitellä malmeja paikan päällä ja myös perustaa vähintään jalostusvaiheet (terästehdas) lisääntyy ja luo työpaikkoja maa.

Loppukäytön lähellä olevissa toiminnoissa monet metallinvalmistus- ja metallinjalostusprosessit suuntautuvat yhä enemmän automaatioon ja robottien käyttöön . Tämä tarkoittaa sitä, että henkilöstön kokonaismäärä ei kasva samanaikaisesti tuotannon kasvun kanssa, vaan pysähtyy ja pyrkii pienentymään hieman. Työn tuottavuus kasvaa siten, yksikkötyökustannukset laskevat. Tämän mahdollistamat palkankorotukset eivät ainoastaan ​​lisää vastaanottajien ostovoimaa, vaan myös valtio saa osuutensa lisääntyneillä verotuloilla.

Muutamat luvut yrittävät antaa vaikutelman metallurgisen alan tuotannosta:

varastanut

Silloin vielä 25 EU -maan raakateräksen tuotanto annettiin vuodelle 2006 198 miljoonalla tonnilla, mikä oli 15,9% maailman 1242 miljoonan tonnin tuotannosta. Saksan osuus 25 jäsenvaltion EU: ssa oli 23,6%, ja se on kuudenneksi maailman teräksentuottajamaiden joukossa 46,7 miljoonalla tonnilla. Suurin saksalainen tuottaja oli tuolloin ThyssenKrupp 17 miljoonalla tonnilla, mukaan lukien tappiollinen sijainti Brasiliassa, jossa vuoden 2010 lopussa käynnistettiin toinen masuuni raakateräslevyille, joka myydään nyt jalostetaan Yhdysvaltain tehtailla Alabamassa (USA), mutta myös Duisburgissa. Euroopan kasvu kasvaa pitkällä aikavälillä vain prosentiksi vuodessa. Saksan terästeollisuuden mielestä voimakkaampi kasvu ei estä ainoastaan ​​tuotantoa Kiinassa, jolle on ominaista kaksi kolmasosaa valssatun teräksen maailmanlaajuisesta ylituotannosta (FAZ -raportti 8.11.2016).

Kiinan terästuotanto oli vuonna 2012 716,5 miljoonaa tonnia, mikä vastaa 46,3% maailman tuotannosta. EU: n osuus tästä on hieman alle 169,4 miljoonaa tonnia (10,9%). Sama koskee Saksaa, jonka osuus on 3,7 prosenttia.

Aiempien tietojen mukaan Saksassa valmistettiin vuonna 2007 31,07 miljoonaa tonnia rautaa, mikä lisäsi romun käytön, mikä johti 48,55 miljoonaan tonniin raakaterästä. Tästä 45,5 miljoonaa tonnia valettiin jatkuvasti kuumavalssaukseen tasaiseksi ja pitkäksi teräkseksi, mukaan lukien 14,6 miljoonaa tonnia ruostumatonta terästä. Vuosien 2008/2009 talouskriisi aiheutti merkittävän laskun. Vuonna 2011 Saksan terästeollisuus raportoi raakateräksen tuotannon kasvusta 44,3 miljoonaan tonniin, mikä merkitsi seitsemännen sijan maailman terästuotannossa (Japani sijoittui toiseksi 107,6 miljoonalla tonnilla). Raakateräksen tuotannon odotetaan olevan 42,5 miljoonaa tonnia vuonna 2015. Lasku vuoteen 2011 verrattuna johtuu kapasiteetin vähenemisestä. Kohtuullinen noususuunta vuoden 2016 aikana antaa aihetta toivoa vakautumista (FAZ 14.9.2016 /). Kaksi tekijää tukee tätä. Kiina haluaa vähentää ylituotantoaan ja lujien kevytterästen kehittäminen lisää kulutusta. (Lehdistötiedote FAZ, 21. syyskuuta 2016, s. V6 “Teräs korkean suorituskyvyn tilassa”).

muovaus

Maailman valettu tuotanto (vain valukappaleet) on ilmoitettu vuodelle 2016 kaikissa sen divisioonissa 104,379 miljoonalla tonnilla. Saksan valimot raportoivat 5,168 miljoonan tonnin tuotannosta vuoden 2016 kirjatuista toiminnoista ja sijoittuivat siten neljänneksi maailman tuotantomäärien perusteella. Kiina on edelläkävijä 47,2 miljoonalla tonnilla, johon sisältyy 7,95 miljoonaa tonnia metallivalua, mikä on huomattavasti enemmän kuin Saksan valettu kokonaistuotanto.

alumiini

Alumiinista ja magnesiumista valmistettujen valukappaleiden osalta, jotka ovat edelleen välttämättömiä erityisesti autoteollisuudelle, maailmanlaajuinen tuotanto on 18195 miljoonaa tonnia vuodelle 2016. Saksan osuus on noin 1114 miljoonaa tonnia.

Saksan oma alumiinituotanto vuonna 2011 oli 1,067 miljoonaa tonnia raaka -alumiinia. Saksan alumiinin kysyntä, joka ylittää nämä määrät huomattavasti - pelkästään vuonna 2011 valmistettiin 2,44 miljoonaa tonnia puolivalmisteita ja 993,9 tuhatta tonnia valualumiinia vuonna 2014 - katetaan tuonnilla ja korkealla kierrätysasteella.

Lehdistötiedotteen (HYDRO FAZ: ssa 22. elokuuta 2016) mukaan Saksa kierrättää nyt 99% kaikista juomatölkeistä.

Maailmanlaajuinen ylikapasiteetti raportoidaan edelleen varainhoitovuonna 2014. Etelä -Amerikka vaikuttaa useisiin mökkien sulkemisiin (ALUMAR, ALBRAS). Syynä tähän on Venäjän (RUSAL), Kiinan (CHALCO) ja Arabiemiirikuntien (DUBAL, ALBA) valtionyritysten viime vuosikymmenen aikana harjoittaman alumiinituotannon laajentaminen. Pelkästään Kiinan osuus maailman raaka -alumiinituotannosta oli 60% vuosina 2014/15. Tätä taustaa vasten pienemmät laitokset ympäri maailmaa, jotka myös toimivat edelleen vanhentuneen Söderberg -tekniikan kanssa, suljetaan. Nykyaikaiset järjestelmät kuluttavat huomattavasti vähemmän sähköä. Myös muita sulkemisia raportoidaan vuodelle 2016 (mukaan lukien ALCOA, FAZ: n artikkelin mukaan 9. tammikuuta 2016, s. 23). Syynä on jatkuva ylikapasiteetti ja hintoja alentava vienti Kiinasta.

Erityisesti ei-rautametallien osalta vastuulliset järjestöt varoittavat "pakotetun ilmastopolitiikan taloudellisista seurauksista ja metalliteollisuuden arvoketjun katkeamisesta primaaristen ja sekundaaristen raaka-aineiden puutteen vuoksi". Maailman tuotanto näyttää edelleen nousevan. Lontoon metallipörssissä (LME) todetaan, että maailman bauksiitin varannot ulottuu pitkälle 21-luvulla. Raportti alumiinioksidin tuotannon maailmanlaajuisista kapasiteeteista, joka ei ole sama kuin todellinen tuotanto, on yhteensä 95 miljoonaa tonnia kaudella 2007/2008.

Harvinaisten maametallien saatavuus

Vähitellen kasvava "harvinaisten maametallien", joita oikeammin kutsutaan "harvinaisten maametallien" kysyntä, on tehnyt niistä - huomattavasti enemmän ja enemmän vuodesta 2007 lähtien - taloudellisen tekijän avainasemassa. Jaksotaulukossa ne muodostavat pitkään laiminlyötyn lantanidiryhmän . Vuodesta 2000 lähtien ne ovat olleet yhä välttämättömiä nykyaikaisen viestintätekniikan, valaistuksen ja sähköisen liikkuvuuden kannalta. Joidenkin elementtien, kuten lantaanin ja europiumin , vahva kysyntä on jo johtanut markkinahintojen moninkertaistumiseen. Kuluttava teollisuus on erityisen huolestunut Kiinan asemasta, jota pidetään edelleen lähes monopolina. Tilannetta lieventävät jonkin verran Australian viranomaisten lausumat, jotka viittaavat mantereen suuriin talletuksiin ja lupaavat ainakin toimittaa Japanille sen tarpeet. Australia arvioi maailman kysynnän vuonna 2014 olevan 190 000 tonnia ja hinnan alittavuuden 20 000 tonnia, vaikka Kiina tuo markkinoille 114 000 tonnia ja Australia vain Mount Weldin kaivoksen kehittämisen myötä. Kanada haluaa myös saada jopa 5000 tonnia vuodessa.

Kuparitalous

Kuparialalla Saksan suurin kuparisulatto vuosina 2005/2006, 3200 työntekijää, tuotti 551 000 tonnia katodikuparia, 423 000 tonnia kuparilankaa, 450 000 tonnia puolivalmisteita ja 67 000 tonnia sidosyrityksille. Kertomusvuonna sulatuksen sivutuotteena saatiin 985 tonnia hopeaa ja 35 tonnia kultaa, mikä riippuu turvatusta energiansaannista ( jalostuksesta ).

Tätä on vastustettava tosiasian kanssa, että Mongoliassa, jossa on 2,5 miljoonaa asukasta neljä kertaa Saksan alueella, yhden kaivoksen lähellä Ulan Batoria voisi olla vuotuinen kapasiteetti 440 000 tonnia kuparia ja 320 000 unssia kultaa.

Tiivistelmä

Vuoden 2006 lopussa Saksan värimetalliteollisuuden palveluksessa oli yli 110 000 työntekijää 632 yhdistyksessä, joiden liikevaihto oli 44 miljardia euroa. Kun Saksan bruttokansantuote on yli kaksi biljoonaa euroa, mainitut luvut ovat kunnioitettavia, mutta ne voivat johtaa metallurgian (metalliteollisuuden) taloudellisen merkityksen aliarviointiin. Jotkut Itävallasta saadut luvut vaikuttavat realistisilta: Jos metallin louhinnan ja valmistuksen, koneenrakennuksen , autoteollisuuden ja metallituotteiden valmistuksen tuotantoarvot lasketaan yhteen, Itävallan metalliteollisuus tuotti 42 prosenttia maan materiaalituotteiden tuotannosta 2006. Sama arvo voi koskea Saksaa. Lisäksi luku vuodelta 2014, joka osoittaa tuotetun ja jalostetun määrän 8 miljoonaa tonnia Saksan värimetalliteollisuudelle.

Tukevat tieteet ja tekniikat

Nykyaikainen metallurgia olisi mahdotonta kuvitella ilman kemiaa , toisin kuin historiallinen alku, jossa usein käytettiin ” kokeilu ja erehdys ” -menetelmää . Metallurgia pystyi kehittymään tieteeksi paitsi kemistien, kuten de Lavoisierin , Wöhlerin tai Berzeliusin , sitoutumisen ansiosta . Analyyttinen kemia ja sen yhä tarkemmat menetelmät 1800 -luvun alusta lähtien auttoivat heitä . Laboratoriot jatkoivat työlästä ja aikaa vievää märkäanalyysiä (liuottaminen, elektrolysointi tai saostaminen, suodatus, kuivaus, punnitus), kunnes noin 1900-luvun puolivälissä tämä korvattiin spektrometrialla , liekkifotometrialla ja prosessikaasukromatografialla , moderni analyyttiset menetelmät, joiden mukaan harjoitettu metallurgia mahdollistaa nopean arvioinnin sekä syöttömateriaalista että tuotoksesta. Tulokset analyysin yhdessä ominaisuuksia metallit ja niiden seokset kuten muokatut ja valetut materiaaleja, jotka ovat fyysisesti määritetään metallurgia, tulee lähtökohtana muita apuaineita tieteet, joista materiaaleista tieteen ja tallettaa tiede on korostettava.

Spektrometria tukee erityisesti sekundaarista metallurgiaa. Nestemäisen metallinäytteen koostumus näkyy muutamassa sekunnissa enintään 25 elementille. Ns häiritseviä elementtejä, kuten vismuttia on messinki , fosforia rautaa tai antimoni sisään alumiinista havaitaan, jopa pieni ppm -alueella. Ei-rautametalliromua voidaan skannata ja lajitella esilaitteilla kädessä pidettävillä laitteilla ( kipinäemisspektrometri ).

Mitä tulee metallurgisen tutkimuksen tärkeyteen, erityisesti tulosten toteuttamiseen käytännössä, rautametallurgia on monella tapaa edelläkävijä sekä alkutuotannossa ja kierrätyksessä että erittäin innovatiivisessa valimoalalla . Valimotutkimus itsenäisenä tieteellisenä toimintana hyödyttää kaikkia valimoita.

Sulan tarjoaminen " juuri oikeaan aikaan " ja siihen liittyvä sulatusprosessien automatisointi, valuprosessien "robotisointi" ovat kaikki mahdottomia ilman elektroniikan hallintaa , minkä vuoksi se on metallurgian aputiede.

Erityisesti valimoteollisuutta ajatellen muotin tuotanto, sulatus poistamalla ei -toivotut ja lisäämällä haluttuja ominaisuuksia ja vaikuttamalla valumuotin sulamien jähmettymiseen ansaitsevat aputieteen. Toinen esimerkki on mallinvalmistustekniikka , jossa käytetään syöpymis- , jyrsintä- ja CNC -tekniikoita, jotka mahdollistavat siirtymisen suoraan piirustuksesta malleihin , jotka jauhetaan tai ruiskutetaan kerroksittain jauhemetallurgialla tai muotteilla, jotka voidaan jo valettaa prototyyppejä varten. erityisen edullinen pienille sarjoille. Tieto, joka voidaan hankkia tällä tavalla pienellä ajan kulutuksella, lyhentää aikaa piirtämisestä lopullisen pysyvän muodon valmistamiseen ja laajamittaisen tuotannon aloittamiseen.

Toinen aputeollisuus on kehittänyt osia, jotka on valmistettu ei-rautametalliseoksista ja jotka käyttävät painevaluprosessia pysyvissä muoteissa: Tarvitaan lujuusominaisuuksiltaan optimoituja työkaluteräksiä , jotka mahdollistavat useita viiden merkkivalikoiman heittoja. Prosessin aikana muotit eivät vain altistu toimitetun nestemäisen metallin suoralle hyökkäykselle, vaan ne kokevat myös syklin ohjaaman lämpötilan muutoksen jopa 500 ° C: een jähmettymisvaiheen aikana, kunnes osa poistetaan. Erityisesti kehitetty "pysyvä muotti yksinkertainen " ovat tuotteita, jotka levitetään käyttämällä modernia, automatisoitua suihketta hienona kerroksena ja suojaavat muotteja. Koostumuksesta riippuen ne vaikuttavat myös jähmettymiseen. Jokaisen pysyvän muodon viimeistelyn perusperiaate on, että mustat pinnoitteet poistavat lämpöä ja aiheuttavat siten nopean kiinteytymisen ja hienoksi kiteisen rakenteen. Valkoinen mitoitus on eristävä vaikutus, hidastaa jähmettymistä, suosii veden jälkitäyttö ja johtaa suurempaan läpäisemättömyys, mutta myös karkeampaa kiteytymisen .

Investointivalujen muottien valmistus vaatii erityistä tekniikkaa . Valetut mallit on valmistettu vahasta tai muovista ja koteloitu keraamiseen kuoreen. Toisessa vaiheessa malli sulatetaan tai poltetaan ja sitten jäljellä oleva, mallia vastaava ontelo kaadetaan. Seoksille, joilla on alhainen sulamispiste ( tina ), pysyvät muotit valmistetaan lämpöä kestävällä klooratulla kumilla, joka antaa muodon , menetelmä, jolla mallin hienoimmat yksityiskohdat voidaan toistaa.

Hiekkavalumuottien valmistuksessa on saavutettu suuria edistysaskeleita , joita nykyään sarjatuotannossa, erityisesti moottorirakenteessa, käytetään vain täysin automaattisissa järjestelmissä. Synteettistä hartsia käyttävä Croning -prosessi oli sydämentahdistin 50 vuotta sitten tässä tarvittaville muovausmateriaalien sideaineille. Nykyään valimot käyttävät edelleen erityisiä synteettisiä hartseja muottien ja ytimien sideaineina, mutta suosivat yhä enemmän ympäristöystävällisempiä sideainejärjestelmiä, esimerkiksi perustuu vesilasiin . Tämä koskee myös valimoalan metallurgia -alaa.

Erilaiset testausmenetelmät ovat yleisimmin käytettyjä avustajia laajalla metallurgian alalla - analytiikan lisäksi. Alun perin nämä olivat puhtaasti mekaanisia.Yksi vanhimmista menetelmistä tässä on venymäkoe standardoiduilla testitangoilla, ns. Myös lovettu iskunkestävyys ja Brinellin kovuus testattiin.

Terminen analyysi (TA) on esitetty tila rakenne ja vaikutukset elementtejä, jotka vaikuttavat rakenteeseen . Alumiini-piiseosten tapauksessa nämä ovat natriumia , strontiumia , fosforia ja antimonia .

Erittäin rasittuneet valukappaleet ovat nyt yhä tuhoamattomampia elektronisten menetelmien avulla- ottamalla käyttöön lääketieteen tekniikoita- ennen toimitusta asiakkaalle röntgensäteillä tai, jatkona, tietokonetomografian (CT) avulla, ja kolmiulotteiset tarkastukset. Tämä sisältää myös InlineCT: n (skannaus), ja valetut osat tarkistetaan myös sonografialla ja MRT: llä (magneettikuvaus). Lineaariset ultraäänivianilmaisimet, joissa on "kiinteä tai kannettava", esimerkiksi "vaiheistettu matriisitekniikka", voivat testata 100 000 tonnin alumiinista valmistettuja pyöreitä aihioita, joiden halkaisija on 130 mm - 310 mm, mutta myös valukappaleita, kuten sulkeumia, huokosia, onteloita, jopa epätarkkoja hitsisaumoja. Materiaalitestaus ja "metallikomponenttien vaurioanalyysin" erikoisuus liittyvät toisiinsa.

Kaikki nämä alueet sisältävät Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e. V. (DGM), joka on yliopistojen laitosten - kuten lisätietämyksen kannalta välttämättömän metallitieteen - ja ammattijärjestöjen kanssa [Rautatyöntekijöiden liitto, Valimoasiantuntijoiden yhdistys (VDG), Metallityöläisten ja kaivostyöntekijöiden yhdistys (GDMB) ja Saksan kuparilaitos (DKI)] Yhdistää tutkimuksen, koulutuksen ja käytännön.

Metallurgia ja ympäristönsuojelu

Vaikka sitä ei voi kuvitella ilman nykyaikaista analytiikkaa , ympäristönsuojelua ja sen vaatimuksia on korostettava erityisesti, koska ympäristötietoisella 2000 -luvulla molemmat ovat asema ja ratkaisu samaan aikaan. Yritykset hyväksyivät pitkään sen tosiasian, että metallurginen toiminta voi olla saastuttavaa jossain määrin ja että suurin osa pitää sitä "kuumana ja likaisena" sekä kirjaimellisesti että kuviollisesti.

Analyysi oli sen vuoksi täytettävä tärkeitä lisätehtäviä pidemmälle metallurgisesti vaaditaan sitä, koska vain se mahdollistaa laadullinen ja määrällinen määrittäminen päästöjen liittyy lähes kaikkiin metallurgisiin prosesseihin alas nano ja pico alue. Se tarjoaa siten mahdollisuuden - ensisijaisesti prosessisuunnittelun parannusten kautta tai myöhemmässä vaiheessa - täyttää pakokaasujen vähentämistä ja ilmansaasteiden valvontaa koskevat vaatimukset uuden teollisuudenalan, ilmatekniikan, avulla, joka on omistettu vain päästöjen hallintaan .

Ilman lisäksi myös metallurgisten laitosten jätevedet on käsiteltävä siten, että ne poistavat kaikki haitalliset aineet. Ensisijaisten lyijysulattojen on kiinnitettävä erityistä huomiota tähän epäpuhtauksien lyijyn ja prosessiin liittyvien sulfaattien vuoksi.

Niin kauan kuin metallurgian taloudelliselle merkitykselle ei ole saatavilla riittäviä, varmoja energiansaantitarpeita - mikä on tärkeä, yhteisesti määräävä perusta elinolosuhteillemme - energian tarjonta vähenee ja hinnat nousevat kysynnän vastaisesti ja erilaiset metallurgiset palvelut ydinvoimalaitoksen (ydinvoimalaitoksen) rakentamista ei enää tunnusteta, vain tavanomaisten lämpöenergian tehokkuuden lisääminen on väliaikainen ratkaisu. Tämä tapahtuu jatkuvan kehityksen aikana lisäämällä käytettyjen polttoaineiden käyttöastetta, joko suurissa lämpölaitoksissa tai yksittäin toimivissa järjestelmissä, ja joissakin tapauksissa jopa käyttämällä kemiallisten reaktioiden tuottamaa prosessilämpöä (eksoterminen prosessisekvenssi). Teollisuudelle tämä tarkoittaa prosessisuuntautunutta, automaattista polttimien ohjausta, toimitetun lämpöenergian maksimaalista käyttöä ( uusiutuva polttaminen ) ja viimeisenä mutta ei vähäisimpänä lämpöhäviöiden vähentämistä parantamalla eristystä ja hukkalämmön käyttöä suurista järjestelmistä ( kaukolämpö ). Paljon on jo toteutunut tai lähestyy toteutumista. Ruosteenpunaiset savupiipun savukaasut (NO _X -yhdisteet), koska niitä voi syntyä kemiallisissa prosesseissa, ovat menneisyyttä.

Kun kierrätetään muovia ("muovia") tai muovipinnoitettua metallia (alumiinipurkit), kaikki orgaaniset komponentit voidaan tallentaa pyrolyysiprosessiin . Kaasuvaiheessaan ne toimivat joko suoraan toimittamana energiansiirtona (polttoaineena) tai ne erotetaan jakotislauksella uudelleenkäyttöä varten ja palautetaan niiden luonteesta riippuen arvokkaiksi raaka -aineiksi tuotantosykleihin.

Siltä osin kuin tällaiset menettelyt eivät ole (vielä) mahdollisia toimintaolosuhteiden vuoksi, nykyään kirjataan johdonmukaisesti kaksi aluetta: kaasumaiset ja pölyiset päästöt. Kaasumaiset aineet käyvät läpi ainakin yhden asetuksen, neutraloivat, enimmäkseen alkalisoivan märkäpesun ( Venturi -pesuri tai siihen liittyvä järjestelmä, esimerkiksi "rengasmainen rakoharjausjärjestelmä " kloridia ja fosfideja sisältäville pakokaasuille alumiinivalimoissa), jota ei voida saostaa yksinkertaisella jäähdytyksellä (katso sulatto ). Saostuneet tai suodatetut jäännökset kierrätetään tai hävitetään järjestyksessä.

Metallurgiset pölyt voidaan kerätä kylmäksi vain kangassuodattimiin , mikä käytännössä vaatii jäähdyttimen ylävirtaan. Kuumat pölyt (kupoliuunin pölynpoisto, sähkökaaren pölynpoisto) kerätään kuivina sähköstaattisilla suodattimilla tai käsitellään ylävirran märkäerotuksella poistoilman puhdistusjärjestelmissä, jotka eivät ole enää yksittäistapauksia ja joiden läpäisykyky on 100 000 m³ tunnissa. Kuivattuun suodokseen sovelletaan laissa säädettyä kierrätysvelvoitetta, joka kuitenkin voi tapahtua usein siinä vaiheessa, kun se tapahtuu, mikä vähentää alkuperäisiä kustannuksia. Yksi esimerkki on kupoliuunien pakokaasuista suodatetut metallipölyt, jotka voidaan palauttaa sulatteisiin ruiskuttamalla.

Vähintään yhtä tärkeää on käyttää asianmukaisesti käsiteltyä metallurgista kuonaa, joka on pääosin demetalisoitu erikoiskäsittelyn avulla . Ei ole asianmukaista laskea niitä jätetuotteiksi sulan metallin ja kuonan valmistuksessa . Kaikki ovat REACH -asetuksen alaisia . Koostumuksesta riippuen niitä voidaan kuitenkin käyttää uudelleen suojana hapettumiselta (peite) sulatusuuneissa tai "täyteaineina", jopa peitteinä (" laastarit ") tienrakennuksessa. Myös täsmällinen analyysi on edellytys tällaisen ”jätteen” oikealle luokittelulle ja sen käytettävyydelle päättämiselle.

Metallurgia ja ympäristönsuojelu kohtaavat toisella alalla. Neuvostoliiton uraanikaivostoiminnan (kasat, mutalammat ) DDR : ssä aiheuttamien ympäristövahinkojen korjaaminen tunnetaan hyvin. Hylätyt maanalaiset tunnelit on turvattava joko täyttämällä tai muuraamalla. Jos se ei aiheuta ympäristöriskejä, ylikuormitus- ja kuonakasat voidaan myös istuttaa vehreiksi ja niillä voi olla maisemaa muovaava vaikutus. Vuonna avoimin valettu ruskohiilen , uudelleenistutus jälkeen hiiltyykö on yleistä standardia, Itä-Saksassa se on tehty vuodesta 1990. Uudelleenviljelyä - ja samalla suojaa vesihöyryn ylikuormittumisen seurauksena tapahtuvalta huuhtoutumiselta - pyritään myös suurella vaivalla kalium- ja magnesiumia sisältävien suolojen louhinnan kasoihin, jotka ovat erityisen havaittavissa Hessenissä ja Thüringenissä . Muualla luonto kykenee "parantamaan" haavat itse. Rautamalmin louhinnassa jotkut hyödynnetyt kaivokset jätettiin omaan käyttöönsä 1900 -luvulle saakka, ja vain mäkiset epämuodostuneet pingit (kaivosluolot), jotka ovat kauan sitten uudelleen metsitetty, todistavat entisestä malmin louhinnasta.

Tunnettuja metallurgisteja

Vain muutamien historiallisten edelläkävijöiden jälkeen useat tunnetut tutkijat ovat edistyneet metallurgiassa ratkaisevasti etenkin viimeisten 200 vuoden aikana. Tämä sisältää ennen kaikkea:

Historiallinen

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

Rautaan liittyvää

• Adolf Ledebur (1837–1906): "Metallurgian käsikirja"
• Wilhelm Borchers (1856–1925): "Sähkömetallurgia"
• Eugen Piwowarsky (1891–1953): "Raudan ja teräksen valu"; "Laadukas valurauta"
• Henry Bessemer (1813–1898): puhalletun teräsprosessin keksijä (Bessemerin päärynä, hapan)
• Sidney Thomas (1850–1885), Percy Gilchrist (1851–1935): Thomas päärynä, perus
• Pierre-Émile Martin (1824–1915): Regeneratiivinen lämmitys (Siemens-Martin-Stahl)

Rautaa sisältämättömät metallit

• Hans Christian Oersted (1777–1851), Friedrich Wöhler (1800–1882), Robert Bunsen (1811–1899), Henry Saint-Claire Deville (1818–1881): Alumiiniesitys
• Charles Martin Hall (1863–1914), Paul Héroult (1863–1914): Sulatettu alumiinielektrolyysi
• Alfred Wilm (1869–1937), Aladár Pácz (1882–1938): Alumiiniseosten kehitys
• Gustav Pistor : Frankfurt-Griesheimin Elektronwerk GmbH: n johtaja, magnesiummetallin ja sen seosten teollisuuskäyttöön edistäjä ja kehittäjä
• Wilhelm Borchers (1856–1925): Kupari

Opettajia ja tutkijoita

• Adolf Ledebur (1837–1906): Ruukin ja valimon asiakas ( Ledeburit )
• Bernhard Osann (1862–1940): Metallurgia ("Raudan ja teräksen valimon oppikirja")
• Alfred von Zeerleder (1890–1976): ("Kevyiden metallien tekniikka")
• Eugen Piwowarsky (1891–1953): Metallurgia ("korkealaatuinen valurauta")
• Wilhelm Borchers (1856–1925): Sähkömetallurgia
• Karl Karsten (1782-1853): Metallurgia
• Eduard Maurer (1886–1969): Metallurgia, "V2A" ja "V4A" teräksen keksijä
• Joachim Krüger (* 1933): Ei-rautametallurgia

Konferenssit

Euroopan metallurginen konferenssi (EMC)

Euroopan Metallurgical konferenssi (EMC) on tärkein metallurgisen konferenssissa alalla värimetallien Saksassa ja Euroopassa. Siellä maailman johtavat metallurgit ovat tavanneet joka toinen vuosi Friedrichshafenin alusta 2001 lähtien. Kokemustenvaihdon lisäksi kyse on myös ympäristönsuojelusta, resurssitehokkuudesta sekä poliittisista ja oikeudellisista asioista. Tapahtuman järjestää GDMB Society of Metallurgists and Miners e. V tasattu.

Käytetty kirjallisuus

Leksikonit

• Meyers Konversations-Lexikon. 5. painos. Bibliografinen instituutti, Leipzig / Wien 1897.
• Josef Bersch (Hrsg.): Metallitekniikan sanakirja. A. Hartlebens Verlag, Wien 1899 (opas kaikille metallurgisen alan kauppiaille ja taiteilijoille).
• Dudenin toimituksellisen tieteelliset neuvot (toim.): Günther Drosdowski ja muut (toim.): The Great Duden, 10 osaa. Vuosikerta 7: Duden Etymology. Saksan kielen alkuperäsanakirja. Vuoden 1963 painoksen uusintapainos, toim. kirjoittanut: Paul Grebe, Bibliographisches Institut / Dudenredaktion, Mannheim 1974, ISBN 3-411-00907-1 (jatkoa Konrad Dudenin "Uuden yläsaksan kielen etymologialle").
• Uusi Brockhaus: sanakirja ja sanakirja 5 osassa ja atlas. 5., täysin uusittu. Painos. Brockhaus Verlag, Wiesbaden 1975, ISBN 3-7653-0025-X .
• Johannes Klein (muokkaa): Herder-Lexikon: Geologie und Mineralogie. 5. painos. Herder Verlag, Freiburg im Breisgau 1980, ISBN 3-451-16452-3 (moniosainen teos).
• Jürgen Falbe, Manfred Regitz (toim.): Römpp-Chemie-Lexikon. 9, aikuinen ja tehdä uudelleen. Painos. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1995–1995, ISBN 3-13-102759-2 (moniosainen teos, yhteensä 6 osaa).
• Ernst Brunhuber, Stephan Hasse: Valimoleksikka . 17., täysin uusittu Painos. Schiele & Schön Verlag, Berliini 1997, ISBN 3-7949-0606-3 .
• Hermannin lapset, Werner Hilgemann : maailmanhistorian dtv -atlas . Alusta nykypäivään. Alk. -Ausg., Dtv, München 2000, ISBN 3-423-03000-3 (dtv-Atlas Weltgeschichten erikoispainos, jonka dtv julkaisi ensimmäisen kerran kahdessa osassa vuosina 1964 ja 1966).
• Ekkehard Aner: Maailmanhistorian suuri atlas. 2. painos. Vakioteoksen laajennettu painos vuodelta 1956. Westermann Verlag, Braunschweig 2001, ISBN 3-07-509520-6 .
• Microsoft Encarta Encyclopedia Professional 2003 DVD: llä. Sähköinen, multimedian tietosanakirja.

Erikoiskirjallisuutta

• Hermann Ost : Kemian tekniikan oppikirja. 21. painos, toim. B. Rassow, Jänecke Verlag, Leipzig 1939 (luku ”Metallurgia”).
• Alfred von Zeerleder: Tietoja kevytmetallien tekniikasta. 2. painos. Akateemisten koneinsinöörien yhdistyksen kustantamo ETH Zürichissä, 1951.
• Hans Schmidt: Valimoteollisuus yhteisessä edustuksessa. 3., uusittu. ja exp. Painos. Valimo -kustantamo, Düsseldorf 1953.
• Hans Riedelbauch: erä- ja erätuotanto liiketoiminnan kannalta. Julkaisussa: ZfhF - Journal for Commercial Research. Westdeutscher Verlag, Köln et ai., Numero 9, 1959, s. 532-553.
• Ernst Brunhuber: Sulamis- ja seostamistekniikka kuparimateriaaleille. 2., muokata. Painos. Schiele & Schön Verlag, Berliini 1968.
• Saksan metallivalimoiden yleinen yhdistys (toim.): Valut kuparista ja kupariseoksista, tekniset ohjeet. Düsseldorf / Berliini 1982, DNB 821020889 .
• Mervin T.Rowley (toim.): Valettu kupariseoksista. Schiele & Schön, Berliini 1986, ISBN 3-7949-0444-3 (englanninkielinen alkuperäinen nimi: Casting kuparipohjaiset metalliseokset ).
• DKI -työpaja. Deutsches Kupfer -Institut, Berliini (julkaisusarja; konferenssijulkaisut - myös 1993, 1995).
• AF Holleman , E.Wiberg , N.Wiberg : Epäorgaanisen kemian oppikirja . 102 painos. Walter de Gruyter, Berliini 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 .
• Hans Joachim Müller: Käsikirja kevytmetallien sulatus- ja seostamiskäytännöistä. Schiele & Schön, Berliini 1977, ISBN 3-7949-0247-5 .

Muut lähteet

• Saksalaisten valimoasiantuntijoiden yhdistys (toim.): Valimokalenteri. Valimo-kustantamo, Düsseldorf 1971 ja sitä seuraavat vuodet, ISSN  0340-8175 . (ilmestyy vuosittain; vuodesta 1999 otsikolla Giesserei-Jahrbuch ).
• Kauppalehdet : Alumiini, Valimo, Erzmetall / World of Metallurgy, Giesserei-Rundschau.
• Sol & Luna. Degussa-itsejulkaisu, 1973.
• G. Ludwig, G. Wermusch: Hopea: jalometallin historiasta. Verlag die Wirtschaft, Berliini 1988, ISBN 3-349-00387-7 .
• Antiikin polulla. Schliemannin raportit, Verlag der Nation, Berlin 1974, DNB 750161906 .
• Terästietokeskus, Düsseldorf (toim.): Fascination steel. Numero 13, 2007.
• Google Web Alerts for: "Maailman metallien tuotanto". (epäsäännöllisesti ilmestyvät raportit)
• Hans-Gert Bachmann: Varhainen metallurgia Lähi- ja Lähi-idässä. Kemia meidän aikanamme, 17. vuosi 1983, nro 4, ISSN  0009-2851 , s. 120-128.

jatkokäsittelyä

• AF Holleman , E.Wiberg , N.Wiberg : Epäorgaanisen kemian oppikirja . 102 painos. Walter de Gruyter, Berliini 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 .
• Eugen Piwowarsky: Korkealaatuinen valurauta. Berliini 1951/1961, DNB 453788181 .
• Loppuraportti kestävästä metallityöstä NMW. (Keskustelut, kuvat, taulukot käyttäen Hampuria esimerkkinä).
• F. Oeters: Teräksentuotannon metallurgia. Springer et ai., Berliini 1989, ISBN 3-540-51040-0 .
• Heinz Wübbenhorst: 5000 vuotta metallivalua. Valimo-kustantamo, Düsseldorf 1984, ISBN 3-87260-060-5 .
• Ei-rautametallien kierrätyksen perusteet ja nykyinen kehitys. GDMB-julkaisusarja, numero 115, 2008, ISBN 978-3-940276-11-7 .
• Oettel, Heinrich, Schumann, Hermann: Metallografia . 15. painos. Weinheim, ISBN 978-3-527-32257-2
• Kuparimateriaalien kierrätys. DKI -esite, www.kupferinstitut.de.
• Teräs - rautamalmista korkean teknologian tuotteeseen. DVD osoitteesta www.stahl-info.de.
• Stefan Luidold, Helmut Antrekowitsch: Litium - raaka -aineiden louhinta, käyttö ja kierrätys. Julkaisussa: Erzmetall. 63, nro 2, 2010, s.68 (GDMB: n metallurgisen koulutuksen teknisen komitean 44. metallurgisen seminaarin yhteydessä pidetyn luennon uusintapainos.)
• Hopeaa jalometallin historiasta. katso kohta ”Muut lähteet”.
• V. paneeli: Metallurgian oppikirja. Osa I - III, S.Hirzel, Leipzig.
• "Maailma valu": ​​Viisi artikkelia nykyisestä painevalutekniikasta, Giesserei Rundschau, Itävallan valimoyhdistysten ammattilehti, osa 60, numero 7/8, 2013.
• Wilhelm Weinholz: Tekninen-kemiallinen käsikirja mineraalirungon metallipitoisuuden tutkimukseen, poistamiseen ja esittämiseen, mikä on yleistä taiteessa ja kaupassa. Helwing, Hannover 1830, digitalisoitu .

nettilinkit

• Kirjallisuus avainsanasta metallurgia Saksan kansalliskirjaston luettelossa

Instituutit

• IME Aachen / Metallurginen prosessitekniikka ja metallien kierrätys.
• Metallurgia- ja materiaalitekniikan laitos RWTH Aachen.
• IfG: n valimotekniikan instituutti e. V.
• Montanin yliopisto Leoben. Metallurgian laitos. Ei-rautametallurgian puheenjohtaja.
• Valimotieteen puheenjohtaja. Montanin yliopisto Leoben.
• Duisburgin yliopisto; Sovelletun materiaalitekniikan instituutti.
• Teknillinen yliopisto Bergakademie Freiburg.
• Clausthalin teknillinen yliopisto (Harz).
• Max Planckin rautatutkimuslaitos.

lisää linkkejä

• Montanin yliopisto Leoben.
• Saksan valimoasiantuntijoiden yhdistys VDG.
• GDMB Metallurgists and Miners Society V.
• Saksalaisten raudantekijöiden liitto VDEh.
• Tietoa metallografien teräksestä.
• Metallikauppaliitto.
• Alumiiniteollisuuden yleinen yhdistys.
• Saksan kupari -instituutti (DKI), Düsseldorf.
• Saksan materiaalitieteen yhdistys V.
• Raaka -aineiden hinnat teollisuusmetalleille.

Yksilöllisiä todisteita