冶金

分离金属金属从矿石、净化和工作成可用的形式,和了解金属的物理性质和他们合金冶金的方方面面。一般来说,术语冶金指商业而不是实验室实践。采掘冶金涉及金属开采和加工的各种方法。物理冶金学是关于金属的性能和力学行为。

金属可以提取之前,矿石必须净化,或穿衣服。这包括消除尽可能多的煤矸石。(煤矸石的术语是无用的材料,如沙子、泥土、和岩石)。过程通常是由岩石破碎型,然后通过它通过屏幕连接到单独的大颗粒。下一步取决于矿石的质量和类型的金属开采。

一些铁矿石是纯需要小调料。低质量的铁矿石进行磁选,矿石颗粒经过磁铁和收集周围,留下非磁性脉石。其他矿石浮选分离。在这个过程中矿物质在水中坚持泡沫泡沫的表面而煤矸石下沉。这是应用最广泛的分离过程。在重力分离过程中,重粒子在解决速度比水轻,密度较低的。

金属可以提取之前,细矿石颗粒必须结合成较大的颗粒。这是通过两个过程之一。在聚集,化学物质被添加到矿石粒子和粒子是干燥的。在烧结中,小颗粒分布稀疏传送带和加热形成更大的颗粒。

处理的下一步就是从矿石中提取金属。最古老和最广泛使用的方法是火法冶金学,热能的使用。金属硫化物矿石被加热,或烤,在空气中。这种硫化焙烧转换金属氧化物,而硫和气体排放掉。

现在矿石准备冶炼、分离杂质的过程从矿石中融化。对熔炼铁通量(如石灰石)和可口可乐(碳)被添加到铁矿石在高炉。(一个通量是一种物质,可以帮助去除杂质的矿石熔炼)。可口可乐是由燃烧的热量,而通量降低煤矸石的熔点。煤矸石和通量然后结合浮动炉的顶部,和铁水流动的基础。锌,铅,和其他金属也通过这种方法提取。为了使铁和钢生产更经济,冶金学家开发了其他分离方法,称为直接还原方法,需要更少的能量。

其他金属的冶炼。当铜因生产冰铜,熔融液体含有硫化物和其他杂质。这些杂质通过转换,或吹纯氧或纯铜冰铜使近100%。

的使用电处理的金属称为电冶金。电过程中起着重要作用等许多金属的冶炼和精炼铝、铜和镍。在一个过程叫做电解沉积,电流通过金属的矿石分离。电解精炼,另一个进程是一种经济的方法生产很纯金属。铜冰铜首先精制后转换,例如,它可能是通过电解精炼提纯进一步去除金、银、铅和其他剩余的杂质。

提取和净化的过程,金属溶解在溶液在常温下叫湿法冶金术。通常用于分离低品位矿石的金属(一个矿石,不含金属)。金、铜、锌、镍、铀可能都被这种方法提取。

浸出湿法冶金过程的第一步。矿石集中后,酸或强碱溶解矿。然后补充说,其他化学物质沉淀的金属,这样就可以将固体从溶液中提取。提取金属的另一种方法是通过电流通过解决方案;纯金属的形式在负电极。

有些金属可以被其他提取方法。黄金,例如,通常是分开的铁矿石这一过程被称为合并。黄金形成一个汞合金或合金汞。汞合金加热时,水银蒸发,留下的黄金。

物理冶金学的科学使有用的金属产品。金属部件可以以多种方式,根据形状、属性和成本所需的成品。

从矿石中提取金属后,必须工作,或塑造成某种形式用于工业。金属加工分为两种基本类型:冷加工,金属的形状后结晶,热加工,金属的工作而柔软。

合金、金属物质组成的金属和其他元素,通常是由融化的混合成分。有点容易混合液态固态但缓慢和困难。大多数合金是由融化的贱金属,然后添加合金化代理。例如,在钢铁、合金剂如碳会被添加到融化的贱金属(铁)。

最古老的方法工作金属热锻。有时热金属平面之间的打击,因为它是铁匠铁砧。更常见的,然而,它是挤压,或锤,通过一个封闭的、形状死生产管道和酒吧。

热轧是最常见的热加工技术。金属是被迫通过双旋转钢鼓产生长时间的表或金属条。

虽然钢铁通常是伪造的热,在最初的热加工他们和许多其他metals-may冷。冷作强化、硬化的金属,给它一个很好完成。

熔融金属,或注入模具简单,为进一步工作。铁水注入模具使酒吧的生铁。有时金属涌入一个演员和形状的最终形式。虽然这个方法更便宜,它导致一个低质量的产品。冶金家正试图寻找新的、更高效的钢铁铸造的方法。

粉末冶金的方法形成金属,自1950年代以来发展迅速。在这个过程中,要使用的金属首先制成粉末。然后混合和压缩成所需的形状和加热形成了固体部分。粉末冶金是用来制造小部件不能经济批量生产以任何其他方式。

研究金属及其合金的结构,和它们的结构和力学性能之间的关系,称为金相学。收集的信息允许科学家创造更强的金属和合金,更耐腐蚀和磨损。

在显微镜下,精致的金属有颗粒状结构。这种结构可以改变金属后,强大的金属或强调其他可取的属性。物理冶金学家使用电子显微镜研究金属的原子结构和光谱仪测量每个杂质,它包含的数量。机械设备允许冶金学家测量硬度、延展性,金属突然影响下的行为。也有测试来寻找裂缝和缺陷在金属。

金属的发现是史前时期最重要的成就之一。块锤出来的铜和铅可以追溯到大约6000公元前在土耳其南部发现了,新石器时代人民的时间可能重创自然金,银,铜。在2000年人们学会如何释放金属熔炼铜矿石和工作。

知识冶炼遍布中东和更远的地方。到3000年公元前在泰国,史密斯在中东和已经学会创造青铜铜和锡的合金。铜的使用工具,武器,和其他实现成为普遍在接下来的1500年,这个小现在人类历史时期称为青铜时代。在西方,铁取代青铜在1500年和1000年之间公元前人类历史上,导致下一个重要阶段,铁器时代。

在中世纪,炼金术士试图把各种金属黄金。金属的兴趣,德国科学家Georgius阿格里科拉了他的工作德再保险金属乐队,一个巨大的收集所有可用的知识的矿业和金属在1556年死后出版。

冶金高级在18世纪工业革命和现代化学的发展。本杰明洪博培的制造钢铁和简单的过程亨利酸性经济的生产方式造成的(或工作)铁是工业时代的里程碑。

艾伦•陈

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