Metallarning xossalari va ularning sinflanishi Reja

|
Metallarning xossalari va ularning sinflanishi Reja
|
Sana | 10.01.2024 | Hajmi | 32,83 Kb. | | #133817 |
Bog'liq Metallarning xossalari va ularning sinflanishi
Metallarning xossalari va ularning sinflanishi
Reja:
1.Metallarning tabiatda uchrashi
2.Metallarning xossalari
3. Metallarning sinflanishi
D.I. Mendeleevning elementlar davriy sistemasi o’z ichiga 109 kimyoviy
elementni oladi. Tabiatda 89 element tabiiy holda uchraydi, qolganlari su’niy
ravishda yadro reaksiyalari natijasida olinadi. Kimyoviy elementlarni metal va
metalmaslarga ajratish qabul qilingan. Metalmaslarga quyidagi 19 element kiradi:
vodorod (H2), bor (B), uglerod (C), kremniy (Si), azot (N), fosfor (P), kislorod
(O2), oltingugurt (S), ftor (F), xlor (Cl), brom (Br), yod (I), astat (At), va inert
gazlar: galiy (Ga), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe), radon (Rn).
Qolgan 86 element metallik xususiyatlarga egadir. Metallik holatini metallik
yaltiroqligi va shaffofligi, yuqori issiqlik va elektr o’tkazuvchanlik, egiluvchanlik,
kristall tuzilishi, och va to’q kulrang rangi kabi umumiy xususiyatlar belgilaydi.
Bundan tashqari tipik metallar uchun elektr o’tkazuvchanlikni haroratga
bog’liqligi: harorat oshishi bilan elektr o’tkazuvchanligi kamayishi kabi umumiy xusususiyatlar mavjud.
Metallarning ko’pchilik xususiyatlari metallik tuzilishida erkin elektron
bo’lishi bilan xarakterlanadi. Metallik tuzilmasida neytral atomlardan tashqari,
ionlangan atomlar bo’ladi, ya’ni ularda ma’lum miqdorda elektronlar bo’lmaydi.
Metallning hamma atomi bir xil ionlanish imkoniyatiga ega va ionlashgan
atomlardan neytral atomlarga elektronlarni o’tishi energiya sarflanmasdan borishi
mumkin. Buning natijasida metall panjarada uzluksiz elektron almashinish jarayoni
boradi. Bu vaqtda shu payt hech qaysi ma’lum atomlarga tegishli bo’lmagan
ma’lum miqdorda erkin elektronlar bo’ladi. Atomlarga qaraganda elektronlarning
o’lchami ancha kichik bo’lishi butun metall panjara bo’yicha ularni erkin harakat
qilish imkonini beradi. Metall panjarada erkin elektronlar bo’lishi metall
xossalarini belgilab beradi.
Elektrokimyoda reaksiya borishi natijasida elektronlarni o’ziga biriktirishga
harakat qiladigan metalloidlardan farqli ravishda, elektron berishga moyilligi
bo’lgan elementlarga metall deyiladi. Yuqorida aytilganidek, metallik holatini
belgilaydigan muhim xususiyatlardan biri, ularning kristall tuzilishi hisoblanadi.
Metall bog’lanishning mustahkamligi bilan metallning ko’pgina fizik va mexanik
xususiyatlari tushuntiriladi (2.1- jadval).
Metall ishlab chiqarish va ishlatishda elektrokimyoviy kuchlanish qatorida
metallning tutgan o’rni bilan izohlash mumkin bo’lgan, kimyoviy faolligi muhim
o’rin tutadi.
Kuchlanish qatorida istagan elektromanfiy metall, birikmalardan
elektrmusbat zaryadli metallarni siqib chiqarishi mumkin. Musbat zaryadli
metallarga qaraganda, elektrod potensiali manfiy bo’lgan metallar yuqori kimyoviy
faolligi va tez oksidlanishi bilan farqlanadi. Elektrod potensiali ortishi bilan metall
barqarorligi ortadi.
Ko’pgina metallar turli nisbatda bir – biri bilan yaxshi qorishib, ikki va
undan ortiq komponentli qotishmalar hosil qiladi. Asosiy metallga oz miqdorda
qo’shilayotgan metall legirlovchi deyiladi. Metallarni bir – biri bilan qorishtirib
qotishma hosil qilish mumkinligi ulardan olinadigan metall mahsulotining fizik –
mexanik va fizik – kimyoviy xossalarini keng miqyosda o’zlashtirish imkonini
beradi. Amalda turli tarkibli qotishma olishning cheksiz imkoniyatlari qotishmaga
oson va qiyin eruvchanlik, yuqori mexanik qattiqlik va mustahkamlik yoki
aksincha, egiluvchanlik, yuqori korroziya va o’tga chidamlilik, magnitga
tortiluvchanlik va boshqa maxsus yaxshilangan, toza metallarga xos bo’lmagan
xossalarga ega bo’lish imkonini beradi.
Metallarning ko’pligi, xossalarning, olish usullari va ishlatish sohalarining
turliligi ularni alohida sinflar bo’yicha tasniflash zaruratini keltirib chiqardi. Biroq
afsuski, metallarni ilmiy asoslangan holda sinflash hozirgacha ishlab chiqilmagan.
Hozirgi vaqtda metallurgiya sanoatini tashkil etishning tarixiy tuzilmasi, va shunga
muvofiq oliy o’quv yurtlari va kollejlarda muhandis – texnik xodimlarni
tayyorlash tuzilmasini namoyon qiladigan, metallarning sanoatlashgan tasnifi
ishlatiladi.
Sanoatlashgan tasniflashga asosan hamma metallar ikki guruhga qora va rangli
metallarga bo’linadi.
Qora metallarga temir (Fe) va uning qotishmalari (po’lat, cho’yan,
ferroqotishmalar), shuningdek marganes (Mn) va xrom (Cr) kiradi. Qolgan hamma
metallar rangli metallar hisoblanadi. Rangli metall deb nomlanishi shartli
hisoblanadi. Chunki oltin va mis aniq bir rangga egadir. Qolgan hamma metallar,
shuningdek, qora metallar ham turlicha och va to’q ko’rinishli kulrangga ega.
Rangli metallarni tasniflashda, ularning quyidagi turli xususiyatlariga
asoslangan:
- zichligi (og’ir va engil);
- kimyoviy inertligi (qimmatbaho);
- tarqalishini, ishlab chiqarish masshtabini va qo’llanishini chegaralanganligi
(noyob);
- yuqori erish harorati (qiyin eruvchi);
- izomorfligi (tarqoq);
- radioaktivligi (radioaktiv).
Rangli metallar shartli ravishda to’rt guruhga bo’linadi: og’ir, engil, nodir va
noyob.
Og’ir rangli metallar (hammasi 10 dona) asosiy va kichik guruhga bo’linadi.
Asosiy guruhga: mis (Cu), nikel (Ni), qo’rg’oshin (Pb), ruh (Zn), qalay (Sn) kiradi.
Bu metallar o’zining ahamiyati va ishlab chiqarilish hajmi bo’yicha rangli metallar
orasida muhim ahamiyat kasb etadi. Kichik guruhga: vismut (Bi), mishyak (As),
surma (Sb), kadmiy (Cd), simob (Hg), kobalt (Co). Bular asosiy og’ir metallarning
tabiiy yo’ldoshi hisoblanadi. Ular odatda yo’ldosh komponent sifatida, lekin
kamroq miqdorda ishlab chiqariladi.
Engil rangli metallar (hammasi 7 dona) guruhiga alyuminiy (Al), magniy
(Mg), hamda ishqoriy metallar natriy (Na), kaliy (K) va ishqoriy-yer metallari
bariy (Ba), kalsiy (Ca), stronsiy (Sr). Boshqa metallarga qaraganda bu guruh
metallari eng kichik zichlikka ega.
Nodir metallar (hammasi 8 dona) guruhiga oltin (Au), kumush (Ag), platina
(Pt) va platinoidlar: ruteniy (Ru), rodiy (Rh), palladiy (Pd), osmiy (Os), iridiy (Ir)
kiradi. Bu metallar atrof – muhit va korroziyali muhitga qarshi yuqori bardoshlik
qobiliyatiga ega.
Noyob metallar (hammasi 57 dona) guruhi o’z navbatida qo’yidagi
guruhlarga bo’linadi:
a) qiyin eriydigan noyob metallar: titan, sirkoniy, gafniy, vanadiy, volfram,
molibden, tantal, niobiy, reniy;
b) engil noyob metallar: litiy, berilliy, rubidiy va seziy;
v) tarqoq noyob metallar: galliy, indiy, talliy, germaniy, selen, tellur, reniy;
g) noyob – yer metallari: skandiy, ittriy, lantan va lantanoidlar (seriydan
lyutesiyagacha bo’lgan 14 element);
d) radioaktiv metallar: radiy, aktiniy va aktinoidlar (toriy, prokaktiniy, uran
va transuran elementlar), poloniy.
Rangli metallarni tasniflanishi shartli bo’lib, ayrim metallar turli guruhlarga
kirishi mumkin. Masalan, titanni ham qiyin eruvchi, ham engil noyob metallarga,
reniyni ham tarqoq, ham qiyin eruvchi metallarga kiritish mumkin.
Keltirilgan metallarning sanoatlashgan tasnifi hozirgi vaqtda ilmiy va
texnologik ketma – ketlik asosida tuzilgan deb tan olish mumkin emas. Unda
metall guruhlari nomlanishi ham ma’lum bir tamoyillarga asoslanmagan. Ko’p
hollarda u yoki bu metallning ishlab chiqarilishi va ishlatilishining o’sishi bilan
metallarni sanoatlashgan tasnifining umumiy tamoyillariga zid holda metall bir
guruhdan boshqa guruhga o’tishi mumkin.
Metallar olish uchun xom ashyo
Sanoat ishlab chiqarish tarmog‘lari ichida metallurgiya ko‘p materiallarni
talab qiluvchi sanoatdir. Metallarni ishlab chiqarish uchun juda ko‘p miqdorda turli
foydali qazilmalar, ikkilamchi metall saqlovchi xomashyolari va boshqa turdagi
yordamchi ashyolar.
Masalan, rangli metallarni ishlab chiqarish uchun eng ko‘p miqdorda ruda
xomashyosi sarflanadi. Rangli metallarning miqdori ruda tarkibida kam
bo‘lganligi tufayli, tayyor mahsulot ishlab chiqarish uchun qayta ishlanadigan
rudaning miqdori katta xajmni tashkil etadi. Qayta ishlanadigan rudaning miqdori,
uning tarkibidagi qimmatbaho moddaning konsentratsiyasi bilan teskari
proporsionaldir, ya’ni qayta ishlanadigan xomashyo qanchalik metall bo‘yicha
kambag‘al bo‘lsa, shuncha metallurgik qayta ishlash jarayonida rudaning sarfi
yuqori bo‘ladi. Masalan 1 tonna alyuminiy olish uchun 5 – 10 t alyuminiy rudasini,
1 mis olish uchun 200 t mis rudasini, 1 kg oltin olish uchun 7000 t oltin tarkibli
rudani qayta ishlash kerak. Shundan ko‘rinib turubdiki, rangli metallurugiyaning
ko‘p korxonalari o‘zining ishlab chiqarish dasturini amalga oshirish uchun bir
yilda o‘n hatto yuz million tonna rudani qayta ishlashi kerak.
Ruda xomashyosidan tashqari rangli metallurgiya korxonalarida ko‘pincha
boshqa foydali qazilmalar ham qayta ishlanadi – ko‘mir, tabiiy gaz, flyuslar (kvars,
ohak va b.), o‘tga bardosh materiallarni ishlab chiqarish uchunmineral materiallar.
Boyitish va metallurgiya texnikasining zamonaviy rivojlanish darajasida,
tarkibidan iqtisodiy samara bilan metallarni tayyor mahsulotga ajratib olishi
imkoniyati bo‘lgan, tarkibida metallarni saqlovchi tog‘ jinslari ruda deb nomlanadi.
Rudalar, boshqa tog‘ jinslari kabi minerallardan (tabiiy kimyoviy birikmalar)
tashkil topgan. Ruda tarkibidagi minerallarni odatda, qimmatbaho moddani
saqlovchi rudali minerallarga va bo‘sh jins porodaga bo‘lishadi (porodani tashkil
qiluvchi minerallar).
Rudaning tarkibini odatda kimyoviy tahlil bilan aniqlashadi. Ammo amaliy
maqsadlar uchun faqat kimyoviy tarkibning o‘zi etarli emas. Kimyoviy tarkibdan
tashkari, xomashyodagi minerallarning turini (mineralogik tarkib) va qayta
ishlanadigan xomashyoning barcha komponentlarini minerallar bo‘yicha
taqsimlanishini (fazoviy tarkib) bilish kerak. Mineralogik va fazoviy tarkibni
bilish, xomashyo tarkibidagi barcha komponentlarni metallurgik qayta ishlashda
qanday o‘zgarishlarga duch kelishi to‘g‘risida xulosa chiqarish va buning asosida
tegishli texnologiyani tanlash va metallurgik hisoblashlarni to‘g‘ri olib borishga
imkon beradi. Rudalarni metall saqlovchi tog‘ jinslari sifatida bir qator omillar
bo‘yicha sinflashadi.
Amaliyotda, tarkibidan faqat bitta metall ajratib olinadigan rudalar, oddiy
yoki monomineral rudalar deb nomlanadi. Bu turdagi rudalarga, temir rudalarning
ayrim navlari misol bo‘lishi mumkin. Rangli metallarning barcha rudalari
polimetallik (yoki kompleks) rudalardir va ular o‘zining tarkibida kamida ikkita
ajratib olinadigan metallarni saqlaydi. Masalan, kimyoviy va mineralogik tarkib
bo‘yicha mis, mis-nikelli, mis-ruxli va mis-qo‘rg‘oshin-ruxli rudalar juda
murakkabdir, hozirgi kunda ularning tarkibidan 10-15 qimmatbaho moddalar
ajratib olinadi.
Tarkibida metallsaqlovchi minerallarning turiga ko‘ra, rangli metallar
rudalarini quyidagi asosiy guruhlarga bo‘lishadi:
1) sulfidli – tarkibida metallar oltingurug bilan birikkan xolda bo‘ladi
(masalan, mis, mis-ruxli, mis-molibdenli, mis-nikelli va qo‘rg‘oshin-ruhli rudalar);
2) oksidlangan – tarkibida metall turli kislorodsaqlovchi birikmalar
ko‘rinishida bo‘ladi: oksidlar, karbonatlar, gidroksidlar va h. (masalan, alyuminiy
rudalari, oksidlangan nikel rudalari va h.)
3) tug‘ma – tarkibida metall erkin (metallik) holda bo‘ladi. Tabiatda tug‘ma
holatda oltin, kumush, mis, platina, vismut va simob uchraydi.
4) aralash – tarkibida metallar sulfidli, oksidlangan va ayrim hollarda tug‘ma
holatda bo‘ladi (masalan mis rudalari)
5) xloridli – tarkibida metallar xlorvodorodkislotasi ko‘rinishda bo‘ladi. Bu
turdagi rudalarda magniy va bir qator engil va noyob metallar ajratib olinadi.
Ruda xomashyosidan tashqari ko‘p metallarni (alyuminiy, rux, qo‘rg‘oshin,
nodir metallar) ishlab chiqarish uchun ikkilamchi xomashyodan foydalaniladi.
Ikkilamchi xomashyoga metallarga ishlov berish sanoatining chiqindilari,
brak va ish muddati tugagan metallik detallar va buyumlar, turli ko‘rinishdagi
metallik lom va h. kiradi.
Xozirgi kunda ikkilachi xomashyodan ko‘p miqdorda alyuminiy va asosiy
og‘ir rangli metallar ishlab chiqariladi. Masalan, umumiy ishlab chiqarish
xajmidan ikkilamchi xomashyodan 20 – 25% alyuminiy, 30 – 40% mis, 35 – 50%
qo‘rg‘oshin, 25 – 30% rux va 20 – 25% qalash ishlab chiqariladi.
Metallurgik qayta ishlash jarayoniga ikkilamchi xomashyolarni jalb
qilinishi, tabiiy resurslardan oqilona foydalanish, metallarni sodda va arzon
metallurgik usullar bilan olish imkonini beradi.
|
| |