В металлургии цветными металлами называются металлы или сплавы , не содержащие железа ( аллотропы феррита железа ) в заметных количествах.
Цветные металлы, как правило, более дорогие, чем черные металлы, используются из-за желаемых свойств, таких как малый вес (например , алюминий ), более высокая проводимость (например , медь ), [1] немагнитные свойства или устойчивость к коррозии (например , цинк ). [2] Некоторые цветные металлы также используются в черной металлургии . Например, боксит используется в качестве флюса для доменных печей , а другие, такие как вольфрамит , пиролюзит и хромит , используются при изготовлении ферросплавов. [3]
Важные цветные металлы включают алюминий, медь, свинец , олово , титан и цинк, а также сплавы, такие как латунь . Драгоценные металлы , такие как золото , серебро и платина , а также экзотические или редкие металлы, такие как ртуть , вольфрам , бериллий , висмут , церий , кадмий , ниобий , индий , галлий , германий , литий , селен ,тантал , теллур , ванадий и цирконий также являются цветными. [4] Обычно их получают из минералов, таких как сульфиды , карбонаты и силикаты . [5] Цветные металлы обычно очищают электролизом . [6]
Из-за широкого использования лом цветных металлов обычно перерабатывается . Вторичные материалы в ломе жизненно важны для металлургической промышленности, поскольку они часто нужны для производства новых металлов. [7] Некоторые предприятия по переработке переплавляют и переплавляют цветные металлы; окалина собирается и хранится на месте, а пары металлов фильтруются и собираются. [8] Лом цветных металлов получают из промышленного лома, выбросов твердых частиц и устаревших технологий (например, медных кабелей ). [9]
Цветные металлы были первыми металлами, которые люди использовали для металлургии. Золото, серебро и медь существовали в своей естественной кристаллической , но металлической форме. Эти металлы, хотя и редкие, можно было найти в количествах, достаточных для привлечения внимания людей. Менее восприимчивые к кислороду, чем большинство других металлов, их можно найти даже в выветренных обнажениях. Медь была первым кованым металлом; он был достаточно мягок, чтобы из него можно было делать различные предметы холодной ковкой , и его можно было расплавить в тигле . Золото, серебро и медь заменили некоторые функции других ресурсов, таких как дерево и камень, благодаря их способности принимать различные формы для различных целей. [10]Из-за своей редкости к этим золотым, серебряным и медным артефактам относились как к предметам роскоши, и с ними обращались очень бережно. [11] Использование меди также ознаменовало переход от каменного века к медному . Бронзовый век , сменивший медный век, снова ознаменовался изобретением бронзы , сплава меди с цветным металлом оловом . [10]
Цветные металлы используются в жилых, коммерческих и промышленных целях. Выбор материала для механического или структурного применения требует некоторых важных соображений, в том числе того, насколько легко материал может быть преобразован в готовую деталь и как его свойства могут быть преднамеренно или непреднамеренно изменены в процессе. В зависимости от конечного использования металлы могут быть просто отлиты в готовую деталь или отлиты в промежуточную форму, такую как слиток , а затем обработаны или кованы путем прокатки, ковки ., экструдирование или другой процесс деформации. Хотя одни и те же операции используются с черными, а также с цветными металлами и сплавами, реакция цветных металлов на эти процессы формования часто бывает более жесткой. Следовательно, свойства могут значительно различаться между литыми и деформируемыми формами одного и того же металла или сплава. [12]