Глава 1. Народнохозяйственное значение цветных металлов

Разделение металлов на черные и цветные является услов­ным. Обычно к черным металлам относят железо, марганец и хром, а остальные металлы — к цветным. Термин "цветные металлы" не следует понимать буквально. Фактически существуют лишь два цветных металла: розовая медь и жел­тое золото, в отношении же остальных металлов можно гово­рить не об их цвете, а об их различных оттенках, чаще всего серебристо-серого или красноватого тонов.

Также условно цветные металлы можно разделить на четы­ре группы:

1) тяжелые металлы — медь, никель, свинец, цинк, оло­во;

2) легкие металлы — алюминий, магний, кальций, калий, натрий, барий, бериллий, литий;

3) благородные металлы — золото, серебро, платина и ее природные спутники (родий, иридий, палладий, осмий);

4) редкие металлы; к этой группе относятся: тугоплав­кие металлы— молибден, вольфрам, ванадий, титан, ниобий, тантал и цирконий; легкие — стронций, скандий, рубидий и цезий; радиоактивные — уран, радий, торий, актиний и про­тактиний; рассеянные и редкоземельные — германий, галлий, гафний, индий, лантан, таллий, церий и рений.

Промышленное значение цветных металлов очень велико и особенно возросло с развитием новой техники, в том числе связанной с реактивной и атомной энергетикой, освоением космического пространства и расцветом радиоэлектроники. Наиболее массовыми металлами являются медь, цинк, свинец, олово, никель, алюминий, магний и титан.

В последние годы все более важное значение начинают приобретать металлы, отнесенные к группе редких. Развитие современной авиации с широким использованием реактивных двигателей потребовало все большего применения не только никеля и хрома, но и молибдена и вольфрама. Расширяется область применения радиоактивных металлов, открывающих огромные энергетические ресурсы атомного распада и позво­ляющих получать новые элементы.

Сильно возросла роль многих металлов и металлоидов, в том числе полупроводниковых материалов (бора, германия, селена, теллура, кремния), в развитии приборостроения, радиоэлектроники, радиолокации и вычислительной техники.

В связи с развитием квантовой техники и других отрас­лей промышленности большое значение начинают приобретать металлы, переходящие при температуре 0,5-8 К в сверхпро­водящее состояние. К ним относятся алюминий, галлий, ва­надий, титан, олово и др.

Выпуск цветных металлов, в том числе высокой чистоты, возрастает из года в год. Совершенствуются прежние и со­здаются новые способы их производства.

Методы производства цветных металлов очень разнообраз­ны. Многие металлы получают пирометаллургическим способом с проведением избирательной восстановительной или окисли­тельной плавки, часто в качестве источника тепла и хими­ческого реагента используют серу, содержащуюся в рудах. Ряд металлов с успехом получают так называемым гидро­металлургическим способом с переводом их в растворимые соединения и последующим выщелачиванием.

Часто оказывается наиболее приемлемым электролити­ческий процесс водных растворов или расплавленных сред.

Иногда применяют металлотермические процессы, исполь­зуя в качестве восстановителей производимых металлов дру­гие металлы с большим сродством к кислороду. Можно ука­зать еще на такие способы, как химико-термический, циани­рование и хлорид-возгонка.

Подробное изучение всех этих методов не является зада­чей настоящего курса. В нём будет рассмотрено получение лишь пяти металлов — меди, никеля, алюминия, магния и титана, что позволит коротко затронуть значительную часть перечисленных методов промышленного получения цветных металлов.

В цветной металлургии, как и в черной, большое значе­ние приобрела подготовка сырых материалов, в том числе дробление, обогащение, окускование и усреднение.

Основные способы такой подготовки были уже описаны в I части учебника и поэтому в дальнейшем они опускаются.

Глава 2. МЕТАЛЛУРГИЯ МЕДИ