Металургія кольорових металів основної групи

В статті розглядаються виробничо-технологічні аспекти розвитку металургії кольорових металів основної групи, а також сировинна база галузі, принципи розміщення та функціонування промислових підприємств.

Ключові слова: кольорова металургія, гірські породи, мінерали, фактори впливу, кольорові метали основної групи.

Кольорова металургія є важливою галуззю промисловості, вона включає видобуток, обробку й металургійний переділ рудної сировини та металічного брухту; виплавку кольорових металів і сплавів; їхній прокат; випуск конструкційних матеріалів; розробку родовищ коштовного каміння та його переробку.

В ході навчального процесу, при галузевій, функціональній чи територіальній інтерпретації зазначених видів діяльності,завжди виникає потреба глибокогорозуміння саме виробничо-технологічних аспектівїхнього функціонування.Для цього, власне, й передбачена самостійна чи індивідуальна робота студента зі значною кількістю годин упродовж навчального семестру.

Відтак, здобувачу знань доводиться звертатися до низки додаткових джерел інформації аби сповна освоїти навчальний матеріал. З метою оперативнішого та продуктивнішого опрацювання поточних питань, що стосуються розвитку металургії кольорових металів основної групи, ми й пропонуємо дану публікацію – так само, як це відбувалося і при освоєнні попередніх галузевих тем [2, 3].

У теперішній час дана сфера діяльності суттєво поступається у загальносвітовому вимірі своїй «попередниці» (тобто чорній металургії)за вартістю та обсягами кінцевої продукції: вважається, що річні сумарні цінові й вагові параметри чорних металів значно переважають аналогічні показники металів кольорових, відповідно, у 4 та 15 разів. Однак, така ситуація не відображає справжнього значення кольорової металургіїв економіці багатьох країн світу, адже відомо, що провідні напрямки науково-технічної революціїв значній мірі залежать саме від цієї галузі.

За фізичними властивостями кольорові метали умовно поділяють на відповідні групи та підгрупи (табл. 1).

Таблиця 1

Розподіл кольорових металів*

ГРУПИ І ПІДГРУПИ	ТИПОВІ ПОЄДНАННЯ
ОСНОВНІ	ВАЖКІ ЛЕГКІ МАЛІ	Мідь, свинець, цинк, олово, нікель
Алюміній, магній, титан, натрій, калій
Вісмут, кадмій, сурма, миш’як, кобальт, ртуть
ЛЕГУЮЧІ	Вольфрам, молібден, тантал, ніобій, ванадій
БЛАГОРОДНІ	Золото, срібло, платина з платиноїдами
РІДКІСНІ ТА РОЗСІЯНІ	Цирконій, галій, індій, талій, германій, селен

*Складено за джерелом: Хрущев А.Ф., 1990.

 

Зараз у структурі кольорової металургії домінують ті підгалузі, які здійснюють виплавку основних важких металів, а також алюмінію (на них припадає більше половини вартості усієї продукції галузі).

Розміщення підприємств кольорової металургії визначається, насамперед, сировинним фактором, оскільки вміст металів у рудній масі характеризується дуже низькими частками (типові руди, які використовуються в металургії міді, свинцю, цинку, нікелю й олова, містять лише кілька відсотків потрібного металічного компоненту).

Встановлено, наприклад, що для отримання 1 т цинку необхідно мати 20-50 т руди, а для 1 т міді – 100-150 т руди. У зв’язку з цим із надр землі доводиться вилучати величезні обсяги гірських порід, які ще більше зростають за умов розробки руд рідкісних і розсіяних металів (їхнє «представництво» у природній сировині фіксується в межах 0,01-0,1%).

Дещо покращує ситуацію той факт, що використовувані руди є багатокомпонентними (поліметалічними), а тому, за умов їхньої комплексної переробки, можна отримувати низку найрізноманітніших супутніх металів. Це робить рентабельним використання навіть дуже бідних руд.

Ще один фактор, який визначає розміщення підприємств кольорової металургії, – це паливно-енергетичний. Його дія проявляється двояко: з одного боку він виділяється своєю паливною складовою, а з другого – енергетичною. Наприклад, виробництво 1т нікелю потребує 50-55 т умовного палива (паливний фактор), натомість для отримання 1т алюмінію потрібно 17-18 тис. кВт∙год. електроенергії, а для 1т магнію чи титану, відповідно, 18-20 та 20-60 тис. кВт∙год.(енергетичний фактор).

Переходячи до аналізу основних кольорових металів, зупинимось, насамперед, на тих, які звуться«важкими»(мідь, свинець, цинк, олово, нікель).Таку назву вони отримали тому, що характеризуються значною щільністю та вагою.

Металургія міді є найстарішою та найбільш поширеною підгалуззю; в своєму розвитку вона тяжіє до родовищ сировини, оскільки вміст міді у руді чи концентраті є відносно невисоким і може складати, відповідно, 1,5-2,0% та 25-30%, що свідчить про їхню погану транспортабельність (до того ж виплавка чорнової міді технологічно нескладна і не потребує значних обсягів палива або енергії).

Основою мідеплавильного циклу виступає сировинна база, яка представлена карбонатом міді (малахітом, Cu₂[CO₃][OH]₂), мідним колчеданом (халькопіритом,CuFeS₂), сульфідом міді (халькозином,Cu₂S), мідно-залізистими сульфідами (борнітами,Cu₅FeS₄), а також різновидами поліметалічних руд, як-то мідно-нікелеві, мідно-молібденові та інші.

Переробну ланку даного циклу представляють обробні, плавильні та прокатні підприємства. Збагачена мідна руда у виді мідного концентрату поступає на металургійний переділ і рафінування металу, тобто отримання саме чистої міді. Затим відбувається виплавка сплавів (мідно-нікелевих, а також латуні та бронзи), прокат металу та випуск дроту, кабелю, пластин, листів, металовиробів.

На мідеплавильних комбінатах має місце комбінування виробництва, коли пірометалургійний процес супроводжується уловлюванням сірчистих газів й отриманням сірчаної кислоти (остання в поєднанні з привізним апатитовим концентратом стає основою виробництва фосфорних добрив).

За наявності дешевої електроенергії досить поширеним для галузі стає гідрометалургійний спосіб виробництва металу, тобто шляхом електролізу: відомо, що на 1 т електролітичної міді затрачається 3,5-5 тис. кВт год. електроенергії.

У наш час понад 60% усіх поставок міді та мідного концентрату на світовий ринок забезпечують такі країни як Чилі, Перу, Замбія і Заїр, а з розвинених країн лише США, Японія та Канада виділяються значними потужностями з виплавки цього металу.

За прогнозами фахівців у перспективі попит на мідь зростатиме, оскільки вона залишається незамінною для низки галузей народного господарства – електротехнічної, авіаційної, автомобільної, будівельної тощо; її використовують для виробництва силових кабелів, телефонних і телеграфних дротів, генераторів, комутаторів, електродвигунів.

В Україні найбільші виробництва міді і мідних сплавів, а також мідного прокату, представлені в Артемівську Донецької області.

Металургія свинцю та цинку має спільне те, що використовує, загалом, одну і ту ж первинну сировину (поліметалічні руди), а тому ці підгалузі часто об’єднують в інтегральну укрупнену свинцево-цинкову галузь, яка розвивається за домінуючого впливу сировинного фактора.

У родовищах поліметалічних руд вищезгадані метали «поєднуються» між собою у різних співвідношеннях, як-то 2,5%:5,5% або 4,0%:7,0% (у більшості руд вміст свинцю нижчий, ніж цинку).

Багато спільного простежується й у виробничо-технологічних стадіях зі збагачення висхідної сировини та отримання свинцевих і цинкових концентратів, які мають досить високий вміст металічних компонентів, а тому є достатньо транспортабельними.

Поряд із зазначеними спільностями існують і певні відмінності, а саме: виплавка цинку є енергоємною, а тому залежить ще й від паливно-енергетичного фактора, що зумовлює розосередженість і відірваність металургійного переділу цих металів.

Окрім цього, свинець і цинк не завжди «супроводжують» один одного у рудних родовищах, вони порізно представлені як мінерали галеніту (сульфід свинцю, РbS), сфалериту (цинкова обманка або сірчистий цинк,ZnS), цинковий шпат (вуглекислий цинк із домішками кальцію, магнію та заліза, Zn[CO₃]).

Наступна відмінна риса проявляється в способах отримання кінцевої продукції: якщо цинк виробляють переважно шляхом електролізу, то свинець навпаки – в процесі виплавки (випалювання) руд.

Електролітичний (або гідрометалургійний) спосіб є не тільки екологічно досконалішим, але й економічно продуктивнішим, оскільки забезпечує вилучення низки супутніх компонентів – кадмію, талію, індію, срібла тощо.

Загалом, свинцево-цинковій металургії притаманне комбінування виробництва, яке розвивається на основі утилізації відходів (сірчистих газів і шламів). Така форма організації виробничо-технологічних процесів сприяє наближенню відповідних видів діяльності хімічної промисловості та промисловості будівельних матеріалів.

Свинець широко використовується в автомобілебудуванні (йде на виготовлення автомобільних акумуляторів), електротехніці (застосовуються для виробництва кабелю), нафтохімії (тетраетил свинцю додається як антидетонаційна добавка до бензину), промисловості будівельних матеріалів (для отримання свинцевого скла, керамічної глазурі, кришталю).

Окрім цього, свинець незамінний у виробництві друкарських шрифтів, фольги, барвників, контейнерів для зберігання радіоактивних матеріалів, боєприпасів. Сплави цього металу з міддю, сурмою, оловом і цинком використовуються при виробництві бронзи, латуні, бабітів. Значна частка відпрацьованих виробів підлягає повторному використанню, а тому частину промислових потреб можна задовольнити за рахунок переробки металобрухту.

В свою чергу цинк застосовують для нанесення гальванічного покриття на вироби (тобто цинкування залізних листів, труб, дротів, металевих сіток, з’єднувальних деталей). Він потрібен при виробництві акумуляторів, спеціальних фарб (цинкових білил); сполуки цинку також затребувані у виробництві пігментів і люмінофорів – засобів так званого «холодного свічення», а також латуні та інших сплавів.

Провідне місце у світі за виплавкою свинцю та цинку посідають такі країни як Канада, Австралія, Китай, США Мексика, Швеція, Ірландія (на них припадає близько 50% світового виробництва цих металів). В Україні металургія цинку розвивається в Костянтинівці (Донецька область) на основі привізної сировини та дешевої місцевої електроенергії.

Металургія олова розвивається за територіально розосередженими виробничо-технологічними стадіями, коли обробка руд і виготовлення концентрату зосереджується в районах видобутку, а виплавка металу – в місцях споживання. Це обумовлено тим, що видобуток сировини ведеться переважно з невеликих родовищ, а продукти її збагачення – олов’яні концентрати – мають високу транспортабельність.

Основу сировинної бази галузі складають такі мінерали як каситерит або олов’яний камінь (двоокис олова, SnO₂) та станіт (сульфід міді, заліза й олова, Cu₂FeSnS₄).

Родовища олова бувають корінні й розсипні, а це означає що вони можуть проявлятися, наприклад, у кварцових жилах або в алювіальних розсипах. У корінних родовищах мінімальний вміст мінералу не опускається нижче позначки 0,13 %, натомість, 1 м³ алювіальної породи вміщує в середньому 100-400 г потрібної речовини.

Олово відоме як сріблясто-білий метал, дуже м’який і ковкий, хімічно стійкий до води, кисню й органічних кислот. Його особливістю є й те, що за температури нижчій, ніж 13,2⁰С, воно втрачає блиск і набуває темних відтінків сірого кольору.

Низькі від’ємні температури викликають особливу «хворобу» олова – так звану «олов’яну чуму», яка перетворює даний метал у звичайний порошок. Саме це спричинило у 1912 році фатальну загибель експедиції Р.Скотта поблизу Південного полюса нашої планети, коли були втрачені усі запаси палива у металічних ємкостях з олов’яним припоєм.

«Вакциною» проти такої «хвороби» у наш час слугує домішка вісмуту до олова, а завдяки свинцевій добавцівиникає дуже легкоплавкий сплав, який може плавитись у гарячій воді при температурі 96⁰С.

Нешкідливість солей олова для здоров’я людини, його здатність розкачуватись у тонкі листи або фольгу завтовшки в 0,0005 мм, зумовлюють широке використання цього металу для потреб харчової промисловості.

Майже половина усього вироблюваного олова йде на отримання білої (лудженої) жерсті – тобто сталі, покритої тонкою олов’яною плівкою. Цей матеріал ідеально підходить для зберігання продовольчих продуктів, а тому його використовують у виробництві консервних банок.

Решта олов’яної сировини йде на виробництво фольги, припаю, бронзи та спеціальних сплавів з низьким коефіцієнтом тертя, це так звані бабіти, які незамінні у підшипникових виробах (їхня назва походить від прізвища американського винахідника І. Бабіта).

Сплав олова з цирконієм йде на отримання трубок для завантаження уранового палива в атомному реакторі, а з титаном – на виготовлення деталей в літакобудуванні й ракетній техніці. З хлорного олова роблять димові шашки.

Щороку в світі виробляється близько 500 тис. т цього металу, найбільшими виробниками постають країни Південно-Східної Азії, зокрема Китай, Індонезія, Малайзія, Таїланд.

Металургія нікелю безпосередньо залежить від сировинного фактора виробництва, що зумовлено низьким вмістом металічних компонентів у висхідних сульфідних і окислених рудах, а також у проміжних продуктах їхньої обробки, тобто концентратах.

Первинні руди, що є основою для розвитку галузі, мають чіткі ознаки комплексного (поліметалічного) складу, як-то мідно-нікелеві, нікелево-кобальтові, мідно-нікелево-цинкові тощо. А тому металургійний переділ завершується випуском низки відповідних металів, включно із супутніми продуктами, на кшталт сірчаної кислоти, мінеральної вати, соди.

Зовнішньо нікель є сріблясто-білим металом, за оброблюваними властивостями – пластичним, твердим і ковким, він добре полірується, хімічно мало активний, стійкий до кислот, лугів, більшості неорганічних солей. Його використовують для отримання нікелевої сталі (з останньої виготовляють інструменти, верстати, броньовані листи або плити, нержавіючий посуд тощо).

Сплави нікелю з іншими металами отримали назву «суперсплави», оскільки вони мають унікальні та неповторні властивості, які успішно зарекомендували себе в процесі експлуатації турбін, турбокомпресорів, авіаційних і корабельних деталей тощо.

У світі значна частка цього металу (понад 15 %) витрачається як гальванічне покриття для сталі, латуні, міді та цинку. Нікелювання виробів подовжує час їхньої служби, надає їм ознак корозостійкості, робить вироби міцнішими.

Половина світового видобутку нікелю припадає на Канаду та Росію, поряд з ними у лідируючій групі перебувають також Австралія, Індонезія, Нова Каледонія, Південно-Африканська республіка, Китай, Куба й Україна (Побузьке родовище у Кіровоградській області).

У підгрупі «легких» кольорових металів представленіалюміній, магній, титан, натрій, калій. Вони є досить затребуваними у найрізноманітніших галузях з виробництва засобів виробництва та предметів споживання.

Алюміній відомий як сріблясто-білий легкий метал з високою тепло- й електропровідністю, пластичністю, механічною стійкістю, антикорозійністю.

Сировиною для отримання алюмінію є боксити (багатокомпонентна за складом рудна сировина), а також алуніти (KAl₃[SO₄]₂(OH)₆) та нефеліни (це комплексні руди, які включають, відповідно, сульфати калію і натрію та соду і поташ, KNa₃[AlSiO₄]₄).

Повний виробничо-технологічний цикл з отримання алюмінію включає наступні взаємопов’язані стадії: видобуток і обробка сировини; виробництво глинозему (тобто кріоліт-глиноземного розплаву – Al₂O₃); виплавка власне алюмінію.

Рідко буває так, що зазначені стадії розвиваються разом або ж територіально сусідують. Частіше навпаки – вони значно розосереджені чи віддалені одна від одної, оскільки підпадають під вплив різних факторів виробництва: для отримання глинозему необхідно багато висхідної сировини (підприємства тяжіють до рудних родовищ), а для виплавка металічного алюмінію – значної кількості дешевої електроенергії (наближені до електроенергетичних потужностей).

Подані положення чітко підкріплюються такими прикладами: з 2,5 т низько кременистих або з 3,5 т високо кременистих бокситів можна отримати 1т Al₂O₃ (поряд з цим, в якості допоміжної сировини, використовується вапняк – у розрахунку 1,3 т на 1 т отримуваного глинозему).

В свою чергу, 1 т Al₂O₃ здатна забезпечити виробництво 0,5 т власне алюмінію (виплавка такої кількості металу супроводжується витратами відповідної кількості електроенергії – 8,5-9,0 тис. кВт год.).

Ось чому головними виробниками цього сріблясто-білого металу є держави з великим електроенергетичним потенціалом, зокрема США (продукують 1/3 світового алюмінію), Росія, Японія, Канада, Німеччина, Велика Британія, які в більшості своїй імпортують сировину з країн-постачальників.

В металургії алюмінію чітко проявляється така форма суспільної організації виробництва як комбінування, у зв’язку з цим варто нагадати про інші види сировини (окрім бокситів), що використовуються для отримання глинозему.

Комплексна переробка 6-8 т алунітів забезпечує вихід 1 т Al₂O_3, а разом з цим і 0,5 т сульфатів (калію або натрію) та 0,8 сірчаної кислоти. В свою чергу, 4-6 т висхідних нефелінів – попутно з 1 т глинозему – «видають» 1т соди або поташу і близько 7 т цементу (результат утилізації шламів).

Як в першому, так і в другому випадку перебіг виробничо-технологічних процесів супроводжується використанням значної кількості вапняку – від 9 до 12 т, а тому цей допоміжний продукт виступає фактором виробництва глинозему за умов використання в якості висхідної сировини алунітів і нефелінів.

Алюміній сплавляється з усіма металами, крім свинцю. Найважливішим промисловим сплавом є дюралюміній, до складу якого входить мідь (3,4-4,0 %), марганець (0,5 %), магній (0,5 %) та кремнезем. Відомо, що близько 500 тис. найрізноманітніших виробів своєю появою зобов’язані саме алюмінію та його сплавам.

В Україні виробництво алюмінію представлене в Запоріжжі (проявляється дія електроенергетичного фактора), сюди надходить глинозем з Миколаївського глиноземного заводу (дане підприємство функціонує під впливом сировинного фактора, оскільки воно орієнтується на привізні боксити з Гвінеї).

Магній – легкий сріблясто-білий метал, отримуваний головно з доломітів (CaMg(CO₃)₂ або MgCO₃·CaCO₃), карналітів (KMgCl₃·6H₂O), бішофітів (MgCl₂·6Н₂О) і каїнітів (KCl·MgSO₄·3H₂O KCl·MgSO₄·3H₂O). Він стійкий до їдких лугів, плавикової кислоти, гасу і бензину, різних мінеральних масел, а тому його використовують для отримання антикорозійних надлегких матеріалів.

Магній має властивість яскраво горіти, що дуже важливо для отримання піротехнічної продукції, бомб і боєприпасів, запалювальних снарядів і освітлювальних ракет.

Сплави цього металу з літієм і цирконієм є антикорозійні, а з магнієм – надлегкі. Ці якості належно оцінені в приладо-, літако- та машинобудуванні, де використовуються відповідні вузли та комплектуючі деталі до кінцевої продукції і готових виробів.

Титан – сріблясто-білий метал з малою густиною івисокою міцністю, за звичайних умов стійкий до кисню та води, йогохімічна активність швидко зростає при підвищенні температури.

Для промислового видобування титану використовують головно руди з високим вмістом ільменіту (FeTiO₃), рутилу (TiO₂), анатазу (поліморфної модифікації TiO₂) та ліпариту(TiO₃). Виплавка металу здійснюється в дугових електричних печах.

Титан – дуже твердий метал: він у 12 разів твердіший за алюміній та в 4 рази за залізо й мідь. Що вище межа текучості металу, то краще деталі з нього протидіють експлуатаційним навантаженням, довше вони зберігають свої форми та розміри.

Окрім цього варто сказатитакожі про такі його цінні параметри як чудова холодостійкість, хороша зварюваність,високаміцність, корозійна стійкість, технологічність при обробці тиском, парамагнітні властивості.Завдяки прогресу у сфері літако- та ракетобудування виробництво титану та його сплавів інтенсивно розвивається.

Натрій – лужний сріблясто-білий м'який метал, хімічно дуже активний, на повітрі швидко окислюється. Він належить до найпоширеніших елементів (на нього припадає 2,64% маси земної кори).

З огляду на високу хімічну активністьнатрій зустрічається тільки у вигляді різних сполук, окремі з них – як хлорид натрію та сульфат натрію – утворюють потужні родовища.

Найбільші поклади NaCl (хлориднатрію або кам’яна сіль) знаходяться на Уралі, Донбасі, а також в західному Казахстані. Натомість, значні запаси Na₂SO₄·10H₂O (сульфат натрію або мірабіліт) нагромаджені у східній частині Каспійського моря (затока Кара-Богаз-Гол).

Металічний натрій отримують шляхом електролізу, його використовують при синтезі багатьох органічних речовин, для отримання деяких сплавів, а також у металургії для одержання низки металів із їхніх сполук, наприклад титану.

Калій – це сріблясто-білий метал, м’який (легко ріжеться звичайним ножем), хімічно дуже активний, на повітрі легко окислюється.Він належить до групи лужних металів, є сильним відновником.

На калій припадає 2,6% маси земної кори. З огляду на високу хімічну активність у вільному стані його ніде не можливо виявити, зустрічається тільки у вигляді різних сполук (окремі з них – як хлорид калію – утворюють потужні родовища).

Найбільші у світі запаси солей калію зустрічаються у вигляді мінералів сильвіну (KCl), сильвініту (KCl·NaCl), карналіту (KCl MgCl₂·6H₂O) і каїніту (KCl·MgSO₄·3H₂O), вони знаходяться поблизу м. Солікамська (Росія), м. Солігорська (Білорусія),м. Калуша (Україна).

Металічний калій отримують шляхом електролізу, він служить каталізатором при одержанні деяких видів синтетичного каучуку, а його сполуки використовують умедицині, ядерній техніці,сільському господарстві, а також для виготовлення скла, вибухових речовин, тощо.

Серед інших кольорових металів, найбільше затребуваних у сучасному виробництві, необхідно згадати про так звані «малі», тобто вісмут, кадмій, сурму, миш’як, кобальт, ртуть.

Вісмут – сріблясто-рожевий метал, що зустрічається в мінералах самородного вісмуту, вісмутину, вісмутової вохри. Він міститься також у рудах міді, молібдену, срібла, нікелю і кобальту й свинцю.

Завдяки низькій температурі плавлення (271⁰С) його використовують у виробництві легкоплавких сплавів, а також додають до чавуну та нержавіючих сталей.

Вісмут служить як каталізатор у хімічних процесах, засіб для оздоблення керамічних виробів у виді глазурі та емалі, теплоносій у ядерних реакторах, незамінний метал у термоелектричних приладах, важливий складник у склі, що захищає від радіоактивного випромінювання тощо.

Кадмій – це сріблясто-білий м’який метал з синюватим відливом, який можна легко різати (до того ж гнучкий, тягучий, легкоплавкий і токсичний). Він часто зустрічається у цинкових рудах, утворює рідкісні мінерали, зокрема, гринокіт (CdS), отавіт (CdCO₃), кадмоселіт (CdSe), монтепоніт (CdO).

Отримують кадмій як побічний продукт при виробництві свинцю, цинку, міді.Основні сфери застосування його застосування такі:

- кадміювання чорних металів (антикорозійне покриття);

- комплектування нікелево-кадмієвих електричних акумуляторів і батарей;

- створення багатьох сплавів, як легкоплавких,так і тугоплавких (зносостійких);

-виготовлення стержнів-сповільнювачівдо атомних реакторів;

- збираннянапівпровідникових пристроїв тощо.

Досить довго кадмій використовувався для отримання барвників (пігментів), а також стабілізаторів пластичних мас (наприклад, поліхлорвінілу), однак тепер – з огляду на токсичність – таке його використання скорочується.

Сурма – дуже крихкий сріблясто-білий блискучий метал, що проявляється як мінерал антимоніт (сульфід сурми, Sb₂S₃). Він наділений низкою унікальних властивостей, а саме: легко перетирається в порошок, за звичайної температури не окислюється на повітрі, при нагріванні згорає, утворюючи оксид у вигляді білого диму.

Майже половина отримуваної сурми йде на виплавку сурм’яно-свинцевих та інших сплавів, які необхідні для виготовлення мисливських куль, автомобільних акумуляторів, спеціальних труб для хімічної промисловості, оболонки дроту.

Даний метал потрібен у виробництві напівпровідників, керамічних виробів, друкарських сплавів, скла й антипіренів (спеціальних речовин, які знижують горючість деревини, тканин та інших матеріалів).

Сполуками сурми воронують сталь, а в текстильній промисловості на їхній основі виготовляють вогнетривкі намети, брезенти, маскувальні халати, жаростійкі комбінезони.

Миш’як – це дещо застаріла назва на пів металу нарівні з аналогічними (мишак, аршеник, аршинник),вона, як вважають, походить від слова «миша» у зв’язку із застосування препарату для винищування мишей та інших гризунів. По-сучасному хімічний елемент з атомним номером 33 називають арсеном (As), що в перекладі з грецької означає сильний, потужний.

Нині відомо понад 120 мінералів, що містять As, наприклад, реальгар, аурипігмент, арсенопірит. Поширені такі способийого одержання як сублімація природного арсену, термічне розкладання арсенового колчедану, відновленняарсеновмісного ангідриду.

Отримання металевого арсену найчастіше відбувається шляхом нагрівання арсенопіриту в муфельних печах без доступу повітря. При цьому власне й вивільняється As, пари якого конденсуються у печі на спеціальних залізних трубках і перетворюютьсязатим у тверді сірі кристалики. В подальшому,при їхньому нагріванні, відбувається контакт з повітрям й отримується таким чином As₂O₃.

Тепер арсен застосовується в процесі виплавки деяких сплавів, потрібних для виготовлення напівпровідникових технічних приладів. Окрім цього на його основі виробляють інсектициди для боротьби з шкідниками сільськогосподарського виробництва, має місце також і використання в медичній галузі.

Кобальт – важкий тугоплавкий метал сріблястого кольору з рожевим відтінком, входить до складу таких мінералів як кобальтин (CoAsS), шмальтин (CoNi₄[As_4-n]₃), еритрин (Co₃[AsO₄]₂х8H₂O), лінеїт (Co₃S₄). Він використовується для одержання сплавів надвисокої міцності, потужних постійних магнітів, авіаційних газотурбінних двигунів, деталей до атомних реакторів, а також емалі, чорнил, фарб.

Сплави кобальту з нікелем, вольфрамом, молібденом, вуглецем і кремнієм є надтвердими, вони не піддаються стиранню, а тому використовуються у металообробних галузях промисловості як победіти й стеліти у свердлах, фрезерах, бурових інструментах тощо.

Радіоактивні ізотопи цього металу (зокрема, ⁶⁰Со) входять до складу дефектоскопічних засобів (виявляють дефекти у металічних виробах), шихтових матеріалів металургійних печей (забезпечують контроль за металічними розплавами), медично-лікувальних приладів (сприяють лікуванню злоякісних пухлин). Додавання радіоактивного кобальту в стержень громовідводу дає змогу притягувати і вловлювати блискавки у радіусі до 200 м.

Ртуть – єдиний метал і мінерал, який за кімнатних температур перебуває у рідинному стані, а твердне при t=–38,9⁰С; зустрічається як самородна ртуть, міститься також у кіноварі (сульфіді ртуті, HgS) та поліморфному різновиді метацинабариту (β-HgS).

Ртуть здатна розчиняти й утворювати сплави (амальгами) із золотом, сріблом, оловом, свинцем і вісмутом, а також випромінювати у пароподібному стані ультрафіолетове проміння. Це досить важка речовина, її густина складає 13,5 г/см³_, (літрова пляшка рідини важить 13,5 кг).

Вона дуже летка, при випаровуванні насичує повітря отруйними парами, які в разі потрапляння в організм людини здатні спричинити його тяжке отруєння. Робота з цим мінералом вимагає суворого дотримання техніки безпеки.

Третина даного металу йде на виготовлення різноманітних радіо- й електротехнічних приладів (випрямлячів, переривників, ртутно-кварцевих ламп і ламп денного освітлення, термометрів, барометрів, манометрів тощо), а решта застосовуються для виробництва спеціальних фарб (хімічна промисловість), засобів протравлювання насіння (сільське господарство), лікувальних мазей або амальгам (медична галузь).

Деякі сполуки ртуті можуть вибухати, за що й отримали таку промовисту назву як «гримуча ртуть». На їхній основі виробляють специфічну вибухівку для потреб військової та гірничодобувної промисловості.

Розглянувши таким чином металургію кольорових металів основної групи, варто зазначити, що викладена інформація матиме, за нашим переконанням, важливе значення для самостійної та індивідуальної роботи студента не тільки з географічних дисциплін, але й суміжних, зокрема хімічних, екологічних, природоохоронних.

Разом з тим, в подальшому потребуватимеаналогічного свого вирішення всебічна інтерпретація кольорових металів з інших металічних груп, тобто легуючих, благородних, рідкісних і розсіяних, які власне й додають цілісності та завершеності даній галузі промисловості.

Список використаних джерел:

1. Губарев В.К. Географія України: Довідник школяра і студента // В.К. Губарев. – Донецьк: ТОВ ВКФ «БАО», 2005. – 416 с.

2. Рибак І.П. Економіко-географічний аналіз тенденцій і перспектив розвитку нетрадиційних електроенергетичних потужностей / І.П. Рибак // Вісник К-ПНУ ім. І.Огієнка: природничі науки. – Кам’янець-Подільський: К-ПНУ ім. І.Огієнка, 2008.– Вип. 1. – С. 204-210.

3. Рибак І.П. Аналіз розвитку чорної металургії у контексті шкільної географії: виробничо-технологічний аспект / І.П. Рибак // Наукові праці К-ПНУ: зб. наук. конф.– Кам’янець-Подільський, 2010.– Вип. 9. – Т.2. – С. 110-111.

4. Кучер Р.В. Энергохимические ресурсы земли // Р.В. Кучер. – К.: Наук. думка, 1998. –128 с.

5. Хрущев А.Ф. География промышленности СССР: Учебн. для геогр. спец. вузов // А.Ф. Хрущев. – Москва, 1990.– 223 с.

 

The article deals with the production and technological aspects of non-ferrousmetal basicgroup and source of raw materials industry, the principles of the placement and operation of industrial enterprises.

Key words: non-ferrousmetals, rocks, minerals, influence, non-ferrousmetal basicgroup.

Отримано 27.06.2014 р.

УДК 551.5