Понятие, классификация и экспертиза рассеянных металлов

В данную товарную позицию  включается титан во всех формах: в  частности, в виде губки, слитков, порошка, анодов, прутков, листов и плит, отходов  и лома, а также изделий, кроме  изделий, поименованных в других группах Номенклатуры (в основном в разделе XVI или XVII), таких как  роторы вертолетов, лопатки турбин и двигателей, насосы или вентили.

Классификация карбида титана аналогична классификации карбида  вольфрама.

8109 Цирконий и изделия  из него, включая отходы и лом:

Цирконий получают из силикатной руды, циркона, восстановлением оксида, хлорида и т.д. или электролизом. Он представляет собой металл серебристо-серого цвета, ковкий и вязкий.

Используется в лампах фотовспышек, для производства газопоглотителей или абсорбентов при изготовлении радиоламп и др. Ферроцирконий (группа 72) применяется при производстве стали; металл также легируют никелем  и др.

Цирконий, чистый или легированный оловом ("циркаллой"), используется также в производстве оболочек для  радиоактивного топлива и для  металлоконструкций на атомных станциях. Цирконий-плутониевые сплавы и цирконий-урановые сплавы используются в качестве ядерного топлива. Для ядерных целей цирконий должен быть очищен от следов гафния.

8110 Сурьма и изделия  из нее, включая отходы и  лом:

Сурьму получают в основном из сульфидной руды, содержащей стибнит:

1) обогащением и ликвацией  для получения так называемой "сырой сурьмы", которая является  фактически сырым сульфидом, включаемым  в товарную позицию 2617;

2) плавлением для получения  сурьмы с примесями, известной  как неочищенная сурьма;

3) последующим плавлением  для получения после очистки  металла высокой чистоты, определяемого  как рафинированная сурьма.

Сурьма представляет собой  глянцевый белый металл с голубым  оттенком, хрупкий и легко превращающийся в порошок.

В чистом виде сурьма имеет  небольшую область применения. Однако в сплавах, особенно со свинцом и  оловом, она придает твердость  и используется для получения  сплавов для подшипников, сплавов  для изготовления типографского  шрифта и других литейных сплавов, сплавов  олово-свинец, британского металла (сплава олова, меди, сурьмы, иногда цинка) и др. (см. группы 78 и 80, где эти  сплавы обычно рассматриваются в  связи с преобладанием в них  свинца или олова).

8112 Бериллий, хром, германий, ванадий, галлий, гафний, индий, ниобий (колумбий), рений, таллий и изделия  из них, включая отходы и  лом:

А. Бериллий

Бериллий получают почти  исключительно из берилла, представляющего  собой двойной силикат бериллия и алюминия, который рассматривается  в товарной позиции 2617, за исключением  случаев, когда он существует в форме  драгоценного камня (например, изумруда) (группа 71).

Основными коммерческими  методами выделения металла являются:

1. Высокотемпературный электролиз  смеси оксидфторида бериллия (производится  из руды) и фторида бария или  других фторидов. Графитовый тигель  используется как анод, и металл  собирается на железном катоде, охлаждаемом водой.

2. Восстановление фторида  бериллия магнием.

Бериллий представляет собой  металл серо-стального цвета, очень  легкий и твердый, но чрезвычайно  хрупкий. Катать или вытягивать его  можно только в специальных условиях.

Чистый бериллий используется в производстве окон в рентгеновских  трубках; в качестве компонентов  ядерных реакторов; в аэрокосмической  индустрии; в военном производстве; в качестве мишени для циклотрона; в качестве электродов неоновых ламп и т.д.; как раскислитель в металлургии.

Его применяют также для  получения различных сплавов, например, стали (пружинная сталь и др.); сплава на медной основе (например, сплав, известный как бериллиевая бронза, используемая для производства пружин, деталей часов всех видов, инструмента  и др.) и сплавов на основе никеля. Эти сплавы включаются, однако, в  группу 72, 74 или 75 соответственно, поскольку  содержание в них бериллия очень  невелико.

В данную товарную позицию  включается бериллий во всех его видах, например, необработанный металл (блоки, гранулы, кубики и др.), продукты (прутки, проволока, листы и др.) и изделия. Однако товары в виде специфических  идентифицируемых изделий, таких как  части машин, инструмента и др., не включаются в данную товарную позицию (см., в частности, группы 85 и 90).

Б. Хром

Хром выделяют в основном из хромита (хромистая железная руда), который преобразовывают в сесквиоксид  и затем восстанавливают до металлического хрома.

В неполированном виде хром представляет собой металл серо-стального  цвета, а в полированном виде он белый  и блестящий. Он очень твердый  и имеет высокие антикоррозионные свойства, но не очень ковкий и пластичный.

Чистый хром используется как покрытие для различных изделий  из других металлов (электролитическое  хромирование). Наиболее частое его  применение (обычно в виде феррохрома, см. группу 72) - это получение коррозионностойкой стали. Большая часть сплавов  металла (например, с никелем или  кобальтом), однако, не включается в  данную товарную позицию в соответствии с примечанием 5 к разделу XV.

Ряд сплавов на основе хрома  используется в производстве реактивных двигателей, в защитных трубках электронагревательных  элементов и др.

В. Германий

Германий выделяют из отходов  производства цинка, из руды, содержащей германит (медно-германиевый сульфид), и из пылей газоочистки.

Это серовато-белый металл со специфическими электронно-ионными  свойствами, позволяющими использовать германий в производстве электронных  элементов (например, диодов, транзисторов, ламп). Его используют также в  сплавах олова, алюминия и золота.

Г. Ванадий

Ванадий обычно выделяют из руд, содержащих минералы патронит или  карнотит, главным образом путем  восстановления оксида или из остатков обогащения железных, радиевых или  урановых руд. В качестве чистого  металла применение его ограничено. Обычно получают феррованадий (группа 72) или медно-ванадиевые лигатуры (группа 74); они используются для легирования  стали, а также сплавов меди, алюминия и др.

Д. Галлий

Галлий получают в качестве побочного продукта при выделении  алюминия, цинка, меди и германия или  из пылей газоочистки.

Это мягкий, серовато-белый  металл с температурой плавления  около 30 0C и с высокой температурой испарения. Он остается жидкостью в  пределах большого диапазона температур и поэтому используется как заменитель ртути в термометрах и в  газоразрядных дуговых лампах. Его  также используют в качестве сплава в стоматологии и для серебрения специальных зеркал.

Е. Гафний

Гафний выделяют из тех  же руд, что и цирконий (циркон и  др.). Он имеет свойства, чрезвычайно  схожие со свойствами циркония.

В связи с его высоким  коэффициентом поглощения медленных  нейтронов гафний используется, в  частности, для стержней контроля и  управления в ядерных реакторах.

Ж. Индий

Индий выделяют из отходов  производства цинка. Это мягкий серебристый  металл, обладающий высокими антикоррозионными  свойствами.

Поэтому он используется самостоятельно или с цинком и другими для  покрытий различных металлов. Он используется также как легирующий элемент  в сплавах висмута, свинца или  олова (хирургические сплавы), меди или свинца (подшипниковые сплавы) и золота (ювелирное производство, стоматологические сплавы и др.).

З. Ниобий (колумбий)

Ниобий получают из руд, содержащих ниобит (колумбит) и танталит, которые  подвергают обработке для получения  фторида калия ниобия. Далее металл выделяют электролизом или иными  методами.

Он серебристо-серый и  используется в производстве газопоглотителей (для удаления последних следов газа в производстве радиоламп).

Ниобий и его ферросплав (группа 72) используются также в производстве сталей и других сплавов.

И. Рений

Рений получают как побочный продукт при выделении молибдена, меди и др. В настоящее время  он мало используется, однако можно  предполагать его применение в будущем  в гальваностегии и в качестве катализатора.

К. Таллий

Таллий выделяют из отходов  обработки пиритов и других руд. Это мягкий, серовато-белый металл, напоминающий свинец.

Он используется как легирующий элемент в сплавах свинца (для  повышения его температуры плавления  и увеличения прочности, коррозионной стойкости и др.), а также серебра (для предотвращения потускнения).

 

Раздел 2. Товароведная характеристика металлохозяйственных изделий

 

2.1 Металлохозяйственные  изделия. Применение

 

Рассмотрим наиболее важные в промышленном отношении редкие и рассеянные металлы. Бериллий применяется  в сплавах с медью, алюминием  и магнием. Эти сплавы обладают большой (применение рассеянных металлов) прочностью, химической устойчивостью и легкостью. Твердость железа от прибавления  бериллия увеличивается в 6 раз. Сплавы бериллия применяются в технике. Главный минерал бериллия — берилл (силикат алюминия и бериллия). Встречается  он главным образом в пегматитовых и кварцевых жилах. Ванадий идет для производства особо вязких и  прочных сталей и входит важной составной  частью в сплав с алюминием. Эти  стали и сплав используются в  автомобильной и авиационной  промышленности. Соединения ванадия  употребляются в производстве различных  красок, в фотографии и медицине. Ванадий добывают из минералов —  ванадинита, тюямунита и др.—  или попутно извлекают из руд  других металлов (титаномагнетитов, бурых  железняков, бокситов). Висмут применяется  при изготовлении легкоплавких сплавов, которые нужны в типографском деле, в производстве предохранительных  пробок к паровым котлам, автоматическим огнетушителям и т. д. Кроме того, висмутовые соли используются в медицине, при изготовлении фотобумаги, красок и стекол с высоким показателем  преломления. Галлий используется для  изготовления высокотемпературных  кварцевых термометров, заменяя  в них ртуть, для специальных  оптических зеркал, а также в медицине. Германий, индий, селен, теллур и некоторые  другие используются в полупроводниках, для изготовления стекол с очень  высоким показателем преломления, в радиотехнике как элементы с  очень высоким сопротивле-нием и  в медицине. Литий дает легкие и  вместе с тем твердые сплавы с  алюминием, магнием и другими  металлами. Литий используется в  технике и медицине. Важнейшим  минералом лития является сподумен (алюмосиликат лития). Встречается он в пегматитовых жилах. Молибден и  вольфрам отличаются значительной твердостью, ковкостью, высокой химической стойкостью и тугоплавкостью. Температура плавления  молибдена 2600°, а вольфрама 3400°, т. е. выше, чем у всех других металлов. Значительная часть молибдена и вольфрама применяется в качестве добавок при выплавке специальных сортов стали, используемых для изготовления различных видов быстрорежущих инструментов, котлов высокого давления, наиболее ответственных частей автомобилей и др. Молибден и вольфрам применяются также для электротехнических приборов, радио и рентгена. Практически весь молибден получают из молибденита (соединения молибдена с серой). Главными минералами, из которых извлекается вольфрам, являются вольфрамит (соединение вольфрама с железом, марганцем и кислородом) и шеелит (соединение вольфрама с кальцием и кислородом). Эти минералы обычно встречаются в кварцевых жилах и в рудных зонах, расположенных на границе осадочных пород и гранитов. Ниобий и тантал применяются в производстве особо прочных сортов стали, используемых в технике. Особую роль играет тантал в электровакуумной технике. Рений широко используется в электротехнике и в химической промышленности, в частности как катализатор (ускоритель процессов). Рубидий, цезий и селен благодаря своим особым фотоэлектрическим свойствам необходимы в производстве фотоэлементов. Титан обладает высокой температурой плавления (1725°) и температурой кипения (более 3000°), в нем сочетается легкость с большой прочностью (равной прочности стали). Титан очень стоек к воздействию кислот и щелочей, не поддается ржавлению. Поэтому металлический титан теперь широко применяют в реактивных самолетах и в других областях новейшей техники. Двуокись титана используется для изготовления высококачественных белил, лаков, эмалей, водонепроницаемых материалов. Титан идет в качестве добавки для получения сверхпрочных сталей. Главное сырье для титановой промышленности — минералы рутил, ильменит и титаномагнетит. Большинство наиболее важных месторождений титана связано с глубинными магматическими породами (габбро и др.) и с россыпями, образовавшимися за счет их разрушения. В Российском Союзе месторождения титана есть на Урале, Кольском п-ове, Украине, в Казахстане, Сибири, Карелии. Относительно недавно используется в промышленности цирконий. Окись циркония принадлежит к наиболее огнеупорным окисям. Ее употребляют для изготовления тиглей, химически устойчивых кирпичей и высокотемпературных цементов. В виде металла цирконий применяется для дающих вспышку порошков, радиоламп, электродов и сплавов. Из циркониевых сталей делают хорошую броню, а с никелем эти стали применяются для производства быстрорежущих инструментов. В последнее время цирконий стал употребляться для изготовления ядерных реакторов. Цирконий извлекают из минералов циркона (соединение циркония с кремнием и кислородом) и бадделеита (соединение циркония с кислородом). Оба минерала встречаются в гранитах и нефелиновых сиенитах, а также и в пегматитовых жилах этих пород. Основная масса циркона добывается теперь из россыпных месторождений. К радиоактивным металлам относятся торий, уран и радий. В земной коре их немного. Из радиоактивных металлов особенно важен уран. Будучи исключительно активным элементом, уран никогда не встречается в самородном виде, а только в соединениях с другими элементами. В 1898 г. супругам Кюри удалось выделить из урановых соединений новый элемент — радий. Содержание радия в урановой руде ничтожно мало, и для получения 1 грамма радия надо переработать свыше 2 тыс. тонн урановой руды. Поэтому цена его была колоссальной: 1 грамм бромистой соли радия стоил до 200 тыс. руб. золотом. Радий применяется пока главным образом для научных исследований и в медицине. Урановые руды — важнейший источник колоссальных запасов внутриядерной энергии. При расщеплении 1 тонны урана выделяется столько же энергии, как при сжигании 100 тыс. тонн угля. Сейчас ученые напряженно работают, чтобы овладеть этой могучей силой в мирных целях.

 

2.2 Основные виды отделки

 

С целью улучшения состояния  поверхности, получения точных конфигураций и размеров черновые заготовки подвергают дополнительной обработке. фрезеровальных, шлифовальных и полировальных станках, крацовка, дробеструйная обработка.

Крацовка заготовки –  обрабатывают вращающимися металлическими щётками для очистки от формовочной  смеси.

Галтовка – обработка  заготовок во вращающимся гранёном барабане, куда они загружаются вместе с абразивом. Винты, шурупы, шайбы, вилки, штопоры, ложки. Детали приобретают  зеркальный блеск.

Дробеструйная обработка  – заключается в воздействии  на поверхность заготовки стальной или чугунной дробью. Детали приобретают  ровную матовую поверхность повышенной твёрдости. Дефекты: нарушение формы  и размеров, заусенцы, забоины, вмятины, грубая шероховатость.

Химические методы - травление, применяемое для очистки поверхности  металла перед нанесением покрытий. Для изделий из сплавов алюминия – часто заключительная отделочная операция. Приобретают молочно-белую  матовость.

Дефекты: налёты, потёки, недотрав, перетрав.

Электрохимическая обработка  заключается в анодном растворении  поверхностного слоя металла заготовки. Наиболее интенсивно растворение протекает  на выступах. Поверхность детали приобретает  зеркальный блеск. Дефекты: пятна, полосы, матовость.

Защищающие от коррозии. Покрытия защищают от коррозии и улучшают внешний  вид товаров.

По составу различают  металлические, неметаллические и  комбинированные.

Металлические по способу  нанесения подразделяют на горячие, гальванические, металлизационные, термомеханические  и термодиффузионные.

При нанесения горячих  покрытий детали и изделия погружают  в расплавленный покровный металл. Отличаются хорошим сцеплением с  основным металлом и сплошностью. Применяют  при получении оцинкованной кровельной стали, стальной посуды, стиральных досок. Дефекты: трещины, шероховатость, крупинки, пузыри.

Гальванические покрытия получают в электрической ванне, куда погружают детали, которые являются катодом. Равномерны по толщине, повышенная твёрдость и хорошая отражательная  способность. Но они менее надёжно  соединены с металлом и имеют  более низкие защитные свойства.

Дефекты: непокрытые участки, отслаивание покрытия, его шероховатость, тёмные полосы и пятна, желтизна.

Неметаллические неорганические покрытия могут быть получены химическим преобразованием верхнего слоя основного  металла или наплавлением силикатного  стекла.

Оксидирование осуществляют химическим или электрохимическим  способом.