लौह धातु: जमा, भंडारण। लौह धातुओं का धातुकर्म

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

धातु ऐसी सामग्री है जो कभी भी अपनी प्रासंगिकता नहीं खोती है। वे व्यापक रूप से रोजमर्रा की जिंदगी और उद्योग में उपयोग किए जाते हैं। बेशक, आज वे कई अलग-अलग वैकल्पिक पदार्थों के साथ आए हैं, जिनके आधार पर ऐसी सामग्री प्राप्त की जाती है जो धातुओं की गुणवत्ता से नीच नहीं हैं। हालाँकि, उन्हें पूरी तरह से बदला नहीं जा सकता है। बाड़ और गेट, बार, मैनहोल कवर, उपकरण और बहुत कुछ किसी और चीज़ से कल्पना करना कठिन है।

हालांकि प्लास्टिक, कांच, सिलिकॉन, पॉलीइथाइलीन और पॉलीप्रोपाइलीन ने किसी व्यक्ति के आधुनिक जीवन में मजबूती से प्रवेश कर लिया है, लेकिन संरचनाओं के मूलभूत भागों, कारों के कई हिस्सों और अन्य वाहनों को धातुओं के किसी भी विकल्प से बदलना मुश्किल है। वह बस मौजूद नहीं है।

आवर्त सारणी में धातु

रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी में धातुओं का प्रमुख स्थान है। आज ज्ञात 117 पदों में से, 90 से अधिक धातुओं से संबंधित हैं। इन सभी तत्वों में कई विशिष्ट विशेषताएं हैं जो उन्हें धातुओं के समूह के लिए जिम्मेदार ठहराती हैं:

1. बिजली का संचालन करने में सक्षम।
2. ऊष्मीय चालकता है।
3. नमनीय, तन्य, चादर और तार में घुमाया जा सकता है (सभी नहीं)।
4. चांदी की चमक हो (तांबे और सोने को छोड़कर)।

सामान्य गुणों के अलावा, प्रत्येक समान तत्व में कई विशिष्ट तत्व होते हैं, जो इसे इतना लोकप्रिय बनाते हैं।

टाइपोलॉजी

साधारण पदार्थों के रूप में सभी धातुओं को भी तीन वर्गों में विभाजित किया जा सकता है:

1. काला।
2. रंगीन।
3. कीमती।

अलौह धातुओं में कीमती और लोहे को छोड़कर सब कुछ शामिल है। यानी यह तांबा, पारा, पैलेडियम, क्रोमियम, निकल, जस्ता, मैग्नीशियम, कैल्शियम, एल्युमिनियम, सीसा, टिन आदि है।

कीमती धातुओं में निम्नलिखित शामिल हैं:

• चांदी;
• सोना;
• प्लैटिनम।

लौह धातु - वे क्या हैं?

इस वर्ग में शामिल हैं:

• लोहा और उसके सभी मिश्र;
• मैंगनीज;
• क्रोम;
• वैनेडियम;
• टाइटेनियम;
• एक्टिनाइड्स और यूरेनियम (थोरियम, प्लूटोनियम, नेपच्यूनियम और अन्य);
• टंगस्टन;
• क्षार धातु।

अर्थात् इन पदार्थों की संपूर्ण विविधता में लौह धातुओं का अंश छोटा होता है। और अधिकतर नहीं (लोहे के अपवाद के साथ) पृथ्वी की पपड़ी और आंतों में पाए जाते हैं।

लेकिन इस तथ्य के बावजूद कि लौह धातुओं का प्रतिनिधित्व इतनी कम संख्या में तत्वों द्वारा किया जाता है, वे उत्पादन और प्रसंस्करण में बहुत सामान्य और विशाल हैं। उत्पादों, भागों, उपसाधनों का द्रव्यमान लोहे और उसके मिश्र धातुओं से बना है।

लौह धातुओं का धातुकर्म काफी व्यापक है और पूरी दुनिया में इसकी मांग है। लोहे का निष्कर्षण और प्रसंस्करण कई लोगों के उन्नत तकनीकी और आर्थिक कार्यों में से एक हैरूस सहित दुनिया के देश।

ग्रह पर लौह धातुओं का जमाव

खनन की दृष्टि से लोहा सभी धातुओं में प्रथम स्थान पर है। पृथ्वी की पपड़ी सहित प्रकृति में इसकी द्रव्यमान सामग्री अरबों में है। वहीं, विशेषज्ञों के अनुसार आज मनुष्य ने केवल एक सौ अरब टन ही खोज की है।

अगर हम लौह धातुओं, मुख्य रूप से लोहे के विश्व भंडार के बारे में बात करते हैं, तो यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वे सुदूर उत्तर के बिंदुओं को छोड़कर, दुनिया के सभी हिस्सों में सभी महाद्वीपों पर हैं। साथ ही, देश द्वारा वितरण लगभग निम्नलिखित है (अवरोही क्रम में):

• रूस (विश्व भंडार का लगभग चालीस प्रतिशत);
• ब्राज़ील;
• ऑस्ट्रेलिया;
• कनाडा;
• यूएसए;
• चीन;
• भारत;
• स्वीडन।

रूस में जमा

रूस में, लौह धातुएं लगभग सभी बड़े पैमाने के संघीय जिलों में निहित हैं।

1. केंद्रीय संघीय जिला (कुर्स्क चुंबकीय विसंगति) - 59% से अधिक।
2. यूराल संघीय जिला - 14%।
3. साइबेरियन जिला - 13%।
4. सुदूर पूर्व - 8%।
5. उत्तर-पश्चिमी संघीय जिला - 4%।
6. प्रिवोलज़्स्की - 0.5%।

उपरोक्त जिलों में से प्रत्येक में एक उद्यम है जहां लौह धातु विज्ञान किया जाता है। इस संकेतक में रूस दुनिया में एक स्पष्ट नेता है, और, भंडार को देखते हुए, यह बहुत लंबे समय तक जारी रहेगा।

सामग्री का निष्कर्षण

लौह धातु के उत्पादन में कई जटिल चरण प्रक्रियाएं शामिल हैं। सबसे पहले, लौह धातुएं मूल रूप में नहीं होती हैं, लेकिन संबंधित अयस्कों (मैंगनीज, लोहा, और इसी तरह) का हिस्सा होती हैं। अत: धातु प्राप्त करने से पहले पृथ्वी-अयस्क से चट्टान निकालना आवश्यक है।

यह प्रक्रिया खनन उद्योग द्वारा की जाती है। इसी समय, लौह युक्त अयस्क धातु में समृद्ध और संतृप्त या खराब हो सकते हैं। इसलिए अयस्क की परत निकालने के बाद उसके टुकड़े को रासायनिक विश्लेषण के लिए ले जाया जाता है। यदि धातु की मात्रात्मक सामग्री 57-60% से अधिक है, तो काम जारी है। यदि यह कम है, तो वे रुक जाते हैं या समृद्ध अयस्क की खोज के लिए दूसरे क्षेत्र में चले जाते हैं। अन्यथा, यह प्रक्रिया आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं है।

अगला चरण, जिसमें लौह धातु का उत्पादन शामिल है, एक विशेष संयंत्र में निकाले गए अयस्क का प्रसंस्करण है। इस प्रक्रिया को धातु विज्ञान कहा जाता है। यह कई प्रकार का हो सकता है:

1. Hydrometallurgy - अयस्क निकालने और प्रसंस्करण की तकनीक पानी के उपयोग पर आधारित है। उसी समय, लीचिंग की प्रक्रिया में, अयस्क की संरचना से धातुएं समाधान में गुजरती हैं, और वहां से उन्हें इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा शुद्ध रूप में निकाला जाता है। ऊर्जावान और भौतिक रूप से, यह विधि अधिक महंगी है, इसलिए इसका उपयोग केवल विशेष धातुओं के लिए किया जाता है।
2. पाइरोमेटलर्जी अग्नि के प्रयोग की तकनीक का आधार है। कोक्ड कोयले का उपयोग करके ब्लास्ट फर्नेस में अयस्क ताप उपचार प्रक्रियाएं। अयस्क को संसाधित करने का सबसे आम तरीका औरधातुओं का निष्कर्षण। लौह धातु विज्ञान में प्रयुक्त।
3. जैव धातु विज्ञान। जीवित जीवों की क्रिया के आधार पर, इसे व्यवहार में लाना अभी शुरू हुआ है, इसे जैव प्रौद्योगिकीविदों द्वारा विकसित किया जा रहा है। लब्बोलुआब यह है कि कुछ सूक्ष्मजीवों की अपने जीवन के दौरान अयस्कों की संरचना से धातु निकालने की क्षमता होती है।

संसाधन

प्रसंस्करण संयंत्र में, लौह धातुओं वाले खनन अयस्कों को सावधानीपूर्वक संसाधित किया जाता है। ये सभी प्रक्रियाएं नीचे दी गई तालिका में परिलक्षित होती हैं।

तकनीकी प्रक्रिया	प्रक्रिया का सार	परिणाम
1. अयस्क लाभकारी	अयस्क युक्त धातु के भाग को बेकार चट्टान से अलग करना। तीन तरीकों में से एक में हो सकता है: चुंबकीय (लोहे के लौहचुंबकत्व पर आधारित); गुरुत्वाकर्षण (आधार - अपशिष्ट और समृद्ध चट्टान के विभिन्न घनत्व); प्लवनशीलता (फोमिंग एजेंट के साथ पानी के उपयोग पर आधारित)।	एक साफ, लौह-धातु युक्त सब्सट्रेट प्राप्त करें, जिसे आगे की प्रक्रिया के लिए भेजा जाता है।
2. समूह	सिंटरिंग अयस्क की प्रक्रिया। यह शुद्ध पदार्थ प्राप्त करने के लिए किया जाता है, बिना गैसों और धूल की अशुद्धियों के, आदि।	तीन प्रकार के प्रसंस्कृत अयस्क प्राप्त करें: सिंटर अयस्क (हवा तक पहुंच के बिना उच्च तापमान पर बेक किया हुआ); पृथक (पृथक्करण द्वारा शुद्ध); गोली (लोहे के फ्लक्स युक्त द्रव्यमान)।
3. डोमेन प्रक्रिया	अयस्क को ब्लास्ट फर्नेस में बनानाकोयले के आक्साइड से लोहे के ईंधन और रिड्यूसर के रूप में उपयोग करें।	शुद्ध लोहा प्राप्त करें, वैकल्पिक रूप से पहले से ही कार्बन के साथ मिश्रित स्टील बनाने के लिए।

इससे लोहा और उसकी मिश्रधातु प्राप्त होती है। इस मामले में, अधिकतम सामग्री लागत कोक (कोयला) की तैयारी और उपयोग पर खर्च की जाती है। यह वह है जो लोहे के लिए एक कम करने वाला एजेंट, एक ईंधन, गर्मी का स्रोत, कार्बन का आपूर्तिकर्ता है। इसलिए, वर्णित प्रक्रिया में, इसकी एक बड़ी मात्रा का उपयोग किया जाता है, इसलिए उच्च नकद लागत।

भंडारण की स्थिति

लौह धातुओं में मुख्य रूप से लोहा और उसके मिश्र धातु शामिल हैं। यह समझा जाना चाहिए कि यह एक बहुत ही संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री है। इसलिए, लौह धातु के भंडारण के लिए कुछ नियमों के अनुपालन की आवश्यकता होती है, खासकर जब यह संरचनाओं और उत्पादों के लिए नहीं आता है, लेकिन लौह धातुओं के तथाकथित स्क्रैप (अपशिष्ट, टूटे हुए उत्पाद, चादरें, छड़, फिटिंग, और इसी तरह) के लिए:

1. जिस कमरे में सामग्री स्थित है वह नमी (बारिश, बर्फ) से पूरी तरह से बंद होना चाहिए। कम नमी, लंबे समय तक शैल्फ जीवन।
2. गोदाम का क्षेत्र बड़ा होना चाहिए, आप लौह धातुओं की शीट संरचनाओं को एक दूसरे के पास स्टोर नहीं कर सकते, क्योंकि इससे जल्दी जंग लग जाएगा।
3. सभी उपलब्ध सामग्री को ब्रांड और आकार के अनुसार क्रमबद्ध किया जाना चाहिए।

यदि इन सरल नियमों का पालन किया जाए, तो धातुओं की संरचना के विनाश की प्रक्रियाओं को यथासंभव लंबे समय तक रोकना संभव होगा।

लौह मिश्र धातु

केलोहे की मिश्र धातुओं को इस प्रकार संदर्भित करने की प्रथा है, जो कई प्रकारों में विभाजित हैं:

1. स्टील। कार्बन के साथ मिश्रित लौह धातु यह परिणाम देती है।
2. कच्चा लोहा। प्रारंभिक पिग आयरन, जो अयस्क के प्रसंस्करण के दौरान ब्लास्ट फर्नेस में प्राप्त होता है, उपकरणों और घरेलू वस्तुओं के उत्पादन के लिए सामग्री के रूप में पूरी तरह से अनुपयुक्त है। वह बहुत नाजुक है। एक उत्कृष्ट टिकाऊ सामग्री प्राप्त करने के लिए इसे लोहे और कार्बन के साथ संतृप्ति के रूप में आगे की प्रक्रिया के अधीन किया जाना चाहिए। संक्षारण प्रतिरोध और प्रदर्शन में सुधार के लिए अन्य तत्वों को भी जोड़ा जाता है।
3. फेरोलॉयज (सिलिकोकैल्शियम, फेरोक्रोमियम, फेरोसिलिकॉन, सिलिकोमैंगनीज)। इन मिश्र धातुओं का मुख्य उद्देश्य अंतिम सामग्री की तकनीकी विशेषताओं में सुधार करना है।

इस्पात

सभी लौह मिश्र धातुओं में मुख्य स्थान स्टील को दिया गया है। आज हमने सीखा है कि पूर्व निर्धारित महत्वपूर्ण गुणों के साथ इस सामग्री के उत्पादन में बहुत महत्वपूर्ण परिणाम कैसे प्राप्त करें। इस प्रकार का मिश्र धातु उद्योग के लिए सबसे महत्वपूर्ण है जो लौह धातुओं ने दिया है। कौन से स्टील प्रतिष्ठित हैं?

1. कम कार्बन - विभिन्न उपकरण बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।
2. स्टेनलेस (इनका उपयोग पाइप, आग रोक वाले पुर्जे, काटने के उपकरण, वेल्डेड उपकरण आदि बनाने के लिए किया जाता है)।
3. फेरिटो क्रोम।
4. मार्टेंसिटिक क्रोम।
5. मिश्रित.
6. निकल।
7. क्रोम।
8. क्रोम वैनेडियम।
9. टंगस्टन।
10. मोलिब्डेनम।
11. मैंगनीज।

नामों से स्पष्ट है कियह ये घटक हैं जो एक निश्चित अनुपात में लोहे और कार्बन के मिश्रण में जोड़े जाते हैं। यह परिणामी सामग्रियों के गुणों में महत्वपूर्ण परिवर्तन को प्रभावित करता है।

माध्यमिक धातु

दुर्भाग्य से, जितना हम चाहेंगे, चीजें हमेशा के लिए नहीं रह सकतीं। समय के साथ, सब कुछ अनुपयोगी हो जाता है - यह टूट जाता है, धड़कता है, बूढ़ा हो जाता है और फैशन से बाहर हो जाता है। यह लौह धातु संरचनाओं के मामले में भी है। स्टील, कच्चा लोहा और अन्य उत्पाद, स्पेयर पार्ट्स की जरूरत नहीं रह जाती है।

फिर उन्हें कच्चे माल के प्रसंस्करण में शामिल विशेष उद्यमों को सौंप दिया जाता है जो अनुपयोगी हो गए हैं। अब ये काली द्वितीयक धातुएँ हैं। यह लौह धातुओं से बने धातु उत्पादों का नाम है जो रोजमर्रा की जिंदगी में बेकार और अनावश्यक हैं।

जो उद्यम स्क्रैप एकत्र करते हैं, उन्हें इसके भंडारण, हटाने और बिक्री के लिए कुछ नियमों का पालन करना चाहिए। इस मुद्दे पर हमारे देश का कानून GOST द्वारा स्थापित किया गया है। लौह धातु, साथ ही अलौह, कानून के सख्त नियंत्रण में हैं।

पुनर्नवीनीकरण धातुओं को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है और उत्पादन में वापस लाया जा सकता है। यह ऐसे उद्देश्यों के लिए बिक्री के लिए है कि मध्यस्थ उद्यमी काला स्क्रैप धातु खरीदते हैं।

आज, लौह धातुओं को उचित सम्मान के साथ माना जाता है, वे अपने उत्पादों के लिए बाजार में अग्रणी स्थान पर काबिज हैं।

यांत्रिक उपयोग

इस्पात और कच्चा लोहा आइटम, भागों, विभिन्न उपकरणों का व्यापक रूप से मैकेनिकल इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है। वे न केवल के लिए मांग में हैंऑटोमोबाइल, लेकिन रासायनिक, विमानन उत्पादन के साथ-साथ जहाज निर्माण में भी। यह सब इन सामग्रियों की विशेष ताकत, उनके गर्मी प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध के कारण है। कई प्रकार के उत्पादों के उत्पादन के लिए लौह धातुएं आधार सामग्री बन रही हैं। सबसे आम में से हैं:

• गियर साइड कवर;
• बेयरिंग;
• वाल्व;
• फिटिंग;
• झाड़ी;
• पाइप;
• कार और अन्य वाहनों के सिलिंडर;
• गियर व्हील;
• ट्रेक्टरों पर चेन लिंक;
• ब्रेक ड्रम;
• गाड़ी;
• कैसिंग वगैरह।

यह सूची अंतहीन है, क्योंकि वास्तव में बहुत सारे लौह धातु उत्पाद और उनके मिश्र धातु हैं।

अन्य उद्योगों में आवेदन

ऐसे कई मुख्य क्षेत्र हैं जिनमें लौह धातुओं का उपयोग किया जाता है:

1. रासायनिक उद्योग।
2. इंजीनियरिंग।
3. विशेष प्रयोजन के फर्नीचर का उत्पादन।
4. व्यंजनों का विमोचन।
5. संरचनात्मक भागों का उत्पादन।

यह निश्चित रूप से एक पूरी सूची नहीं है, लेकिन केवल सबसे आम क्षेत्र हैं जो स्टील उत्पादों के विशाल बहुमत के लिए जिम्मेदार हैं।