Руды черных и легированных металлов. Грузоведение

Руды черных металлов

Железо. Главные железосодержащие минералы Ї гематит, магнетит, лимонит, шамозит, тюрингит и сидерит. Месторождения железных руд классифицируют как промышленные при содержании металла не менее нескольких десятков миллионов тонн и неглубоком залегании рудных тел (чтобы можно было вести добычу открытым способом). В крупных месторождениях содержание железа исчисляется сотнями миллионов тонн.

Больше всего руды (в млн. т) добывается в Китае (250), Бразилии (185), Австралии (более 140), России (78), США и Индии (по 60) и на Украине (45). В значительных масштабах добыча железной руды ведется также в Канаде, ЮАР, Швеции, Венесуэле, Либерии и Франции. Общие мировые ресурсы сырой (необогащенной) руды превышают 1400 млрд. т, промышленные Ї более 360 млрд. т.

Марганец используется при производстве легированной стали и чугуна, а также в качестве легирующей добавки к сплавам для придания им прочности, вязкости и твердости. Бoльшая часть мировых промышленных запасов марганцевых руд приходится на Украину (42,2 %), ЮАР (19,9 %), Казахстан (7,3 %), Габон (4,7 %), Австралию (3,5 %), Китай (2,8 %) и Россию (2,7 %). Значительное количество марганца производится в Бразилии и Индии. Хром Ї один из основных компонентов нержавеющей жаропрочной, кислотоупорной стали и важный ингредиент коррозионностойких и жаропрочных суперсплавов. Из 15,3 млрд. т предполагаемых запасов высокосортных хромитовых руд 79 % приходится на ЮАР .

Руды цветных металлов

Бокситы Ї главное сырье алюминиевой промышленности. Бокситы перерабатываются на глинозем, а затем из криолит-глиноземного расплава получают алюминий. Бокситы распространены преимущественно во влажных тропиках и субтропиках, где протекают процессы глубокого химического выветривания горных пород. Наибольшими запасами бокситов располагают Гвинея (42 % мировых запасов), Австралия (18,5 %), Бразилия (6,3 %), Ямайка (4,7 %), Камерун (3,8 %) и Индия (2,8 %).

Медь Ї наиболее ценный и один из самых распространенных цветных металлов. Крупнейший потребитель меди Ї электротехническая промышленность Ї использует медь для силовых кабелей, телефонных и телеграфных проводов, а также в генераторах, электродвигателях и коммутаторах. Медь широко применяется в автомобилестроении и строительстве, а также расходуется на производство латуни, бронзы и медно-никелевых сплавов. Медные месторождения распространены преимущественно в пяти регионах мира: Скалистых горах США; докембрийском (Канадском) щите в пределах штата Мичиган (США) и провинций Квебек, Онтарио и Манитоба (Канада); на западных склонах Анд, особенно в Чили и Перу; на Центрально-Африканском плато Ї в медном поясе Замбии и Демократической Республики Конго, а также в России, Казахстане, Узбекистане и Армении.

Свинец используется главным образом при изготовлении автомобильных аккумуляторов и присадок тетраэтилата свинца к бензину (в последнее время применение токсичных свинцовых присадок сокращается в связи с ограничениями на использование этилированного бензина). Около четверти добываемого свинца расходуется на нужды строительства, связи, электротехнической и электронной промышленности. Свинец Ї основной материал для защиты от ионизирующего излучения. Добыча свинцовых руд ведется в 48 странах; ведущие производители Ї Австралия (16 % мировой добычи), Китай (16 %), США (15 %), Перу (9 %) и Канада (8 %).

Другие минеральные ресурсы стран

Также минеральные ресурсы стран мира включают в себя благородные металлы и их руды (золото, серебро, металлы платиновой группы); руды редких металлов; рассеянные элементы; радиоактивные металлы и их руды (уран, торий). Неметаллические полезные ископаемые состоят из агрономического и горно-химического сырья (нитраты, калийные соли и др.); промышленных минералов (алмазы, слюды и др.) .

Минеральные ресурсы не возобновляются, поэтому необходимо постоянно вести поиски новых месторождений. Все более увеличивается значение морей и океанов как источников получения нефти, серы, поваренной соли и магния; их добыча обычно ведется в шельфовой зоне. В перспективе стоит вопрос об освоении глубоководной зоны. Разработана технология добычи рудных железо-марганцевых конкреций со дна океана. В их состав входят также кобальт, никель, медь и ряд других металлов.

Агроклиматические пояса Китая

Вследствие огромного разнообразия природных условий Китая его почвенный покров представлен широким спектром почв Ї от бурых лесных и подзолистых на северо-востоке до краснозёмов на юге, а также серо-бурых пустынных почв на северо-западе, развивающихся в экстремально засушливых условиях. Сложность структуры почвенного покрова обусловлена тремя факторами: 1) широтная зональность на равнинах; 2) различный состав широтных почвенных зон в западных и восточных районах; 3) высотная поясность в горах.

Железные руды, занимая по объему производства в материальном секторе России второе место после топливно-энергетических ресурсов и первое среди металлических , являются основой экономики страны. Доля железа и его сплавов в настоящее время составляет более 90 % общего количества металлов, используемых в технике.

Железорудная база России - крупнейшая в мире, однако по содержанию железа в добытой руде она уступает основным странам-производителям.

Во России железные руды играют значительную роль. В 2004 г. было экспортировано 17,0 млн т товарных железных руд и концентратов; импорт составил 4,0 млн т (в основном из на металлургические заводы и Западной Сибири).

Железорудный потенциал страны на начало ХХ в. оценивается в 206,2 млрд т и обеспечивает потребность российской экономики и экспортные поставки.

На государственном балансе России находятся 193 месторождения железных руд, из них 174 с запасами 101,0 млрд т, в том числе по категориям А+В+C1 - 56,8 млрд т со средним содержанием железа 35,87 % и по категории C2 - 44,2 млрд т с содержанием железа 46,5 %; остальные 19 - месторождения с забалансовыми запасами. Прогнозные ресурсы оцениваются в 105 млрд т, в том числе по категории P1 - 90 млрд т. Размещаются запасы и прогнозные ресурсы на территории страны неравномерно.

Особенностью железорудной базы России является концентрация ресурсов железных руд в уникальных и весьма крупных по масштабу месторождениях. Так, от общих запасов железных руд категорий A+B+C1+C2 запасы 19 уникальных (более 3 млрд т) и весьма крупных (1–3 млрд т) составляют 82,7 %, 22 крупных (от 300 тыс. т до 1 млрд т) - 10,4 %, 42 средних (50–300 млн т) - 5,8 %, 91 мелких (до 50 млн т) - 1,1 %. При этом среднее содержание железа в рудах соответственно составляет 39,45 %; 32,83%; 34,79% и 36,93 %. Повышенное содержание железа в рудах весьма крупных и уникальных месторождений связано со значительными запасами богатых (содержание железо - до 60,0 %) гематит-мартитовых руд в Белгородском рудном районе Курской магнитной аномалии.

В 2004 г. в стране было добыто 97,1 млн т товарной железной руды. На долю приходилось 54,5 % всей добычи железных руд страны, в то время как в 1991 г. - 39,6 %, что свидетельствует о перемещении центра добычи железных руд на Курскую магнитную аномалию.

Высоко обеспечены разведанными пролицензированными запасами крупнейшие действующие предприятия Курской магнитной аномалии - Михайловский, Лебединский, Стойленский, Коробковский горно-обогатительные комбинаты и строящийся Яковлевский рудник, в Республике - Костомукшский горно-обогатительный комбинат, на Урале - Качканарский.

При удовлетворительной общей обеспеченности черной металлургии России разведанными и освоенными запасами железных руд и при достаточном производстве товарных железных руд в стране из-за неравномерного распределения ресурсов железных руд по острый дефицит в местных товарных рудах испытывают металлургические заводы и Западной Сибири, где сосредоточено две трети их мощностей, а добывается третья часть железных руд. Этот дефицит покрывается и будет покрываться путем завоза руд из Европейской части России и импорта из Казахстана, по крайней мере до 2015 г.

Металлы - это никогда не теряющие своей актуальности материалы. Они широко применяются в быту и в промышленности. Конечно, сегодня придумали массу различных альтернативных веществ, на основе которых получают материалы, не уступающие по качеству металлам. Однако полностью заменить их невозможно. Сложно представить себе заборы и ворота, решетки, крышки люков, инструменты и многое другое из чего-то иного.

Хотя пластик, стекло, силикон, полиэтилен и полипропилен прочно вошли в современную жизнь человека, сложно заменить фундаментальные части конструкций, многочисленные детали автомобилей и других транспортных средств на любую альтернативу металлам. Ее просто нет.

Металлы в Периодической системе

В Периодической системе химических элементов металлы занимают лидирующее положение. Из известных на сегодня 117 позиций к металлам относится более 90. Все эти элементы имеют ряд характерных особенностей, которые позволяют относить их к группе металлов:

1. Способны проводить электрический ток.
2. Обладают теплопроводностью.
3. Ковкие, пластичные, поддаются прокатке в листы и проволоку (не все).
4. Обладают серебристым блеском (кроме меди и золота).

Помимо общих свойств каждый подобный элемент обладает и рядом специфических, что и делает его таким востребованным.

Типология

Все металлы как простые вещества можно также разделить на три класса:

1. Черные.
2. Цветные.
3. Драгоценные.

К относятся все, кроме драгоценных и железа. То есть это медь, ртуть, палладий, хром, никель, цинк, магний, кальций, алюминий, свинец, олово и так далее.

К драгоценным металлам относят следующие:

• серебро;
• золото;
• платину.

Черные металлы - какие к ним относятся?

В данный класс входят:

• железо и все его сплавы;
• марганец;
• хром;
• ванадий;
• титан;
• актиноиды и уран (торий, плутоний, нептуний и другие);
• вольфрам;
• щелочные металлы.

То есть из всего многообразия данных веществ на долю черных металлов приходится меньшая часть. Причем в основном не самые распространенные (за исключением железа) находятся в земной коре и недрах.

Но несмотря на то что черные металлы представлены таким немногочисленным количеством элементов, они очень распространены и объемны в производстве и переработке. Масса изделий, деталей, принадлежностей изготовлена именно из железа и его сплавов.

Металлов достаточно обширна и востребована во всем мире. Добыча и обработка железа - одна передовых технических и экономических задач многих стран мира, в том числе и России.

Месторождения черных металлов на планете

Железо по масштабам добычи стоит на первом месте среди всех металлов. Его массовое содержание в природе, в том числе и в земной коре, исчисляется биллионами. При этом, по данным специалистов, человек на сегодняшний день разведал только сто миллиардов тонн.

Если говорить о мировых месторождениях черных металлов, в первую очередь железа, то следует заметить, что они есть на всех континентах, во всех частях света, кроме точек крайнего Севера. При этом распределение по странам примерно следующее (в порядке убывания):

• Россия (около сорока процентов всех мировых запасов);
• Бразилия;
• Австралия;
• Канада;
• Китай;
• Индия;
• Швеция.

Месторождения в России

В России черные металлы содержатся практически во всех масштабных федеральных округах.

1. (Курская - свыше 59%.
2. Уральский федеральный округ - 14%.
3. Сибирский округ - 13%.
4. Дальневосточный - 8%.
5. Северо-Западный федеральный округ - 4%.
6. Приволжский - 0,5%.

В каждом из перечисленных округов находится предприятие, на котором осуществляется металлургия черных металлов. Россия занимает явное лидирующее положение в мире по данному показателю, и, судя по запасам, так будет продолжаться еще очень продолжительное время.

Добыча материала

Производство черного металла сопряжено с несколькими сложными стадийными процессами. Во-первых, черные металлы не встречаются в самородном виде, а входят в состав соответствующих железных и так далее). Поэтому прежде чем получить металл, необходимо извлечь из земли горную породу - руду.

Этот процесс осуществляется горнодобывающей промышленностью. При этом руды, содержащие железо, могут быть богатыми и насыщенными или же скудными на металл. Поэтому после извлечения пласта руды ее кусок берется на химический анализ. Если количественное содержание металла составляет свыше 57-60%, то работы продолжаются. Если же ниже, то прекращаются либо перемещаются на другую территорию для поиска более богатой руды. Иначе этот процесс просто экономически нерентабелен.

Следующий этап, который включает в себя производство черного металла, - это обработка извлеченной руды на специальном заводе. Такой процесс носит название металлургии. Он может быть нескольких видов:

1. Гидрометаллургия - в основе техники извлечения и обработки руды лежит использование воды. При этом в процессе выщелачивания металлы из состава руды переходят в раствор, а оттуда методом элетролиза извлекаются в чистом виде. Энергетически и материально данный способ более дорогой, поэтому применяется только для особых металлов.
2. Пирометаллургия - в основе техника использования огня. Процессы термической обработки руды в доменных печах с использованием коксованного угля. Самый распространенный способ обработки руды и извлечения металлов. Используется в черной металлургии.
3. Биометаллургия . Основана на действии живых организмов, только начинает вводиться в практику, разрабатывается биотехнологами. Суть состоит в способности некоторых микроорганизмов извлекать в процессе жизнедеятельности металлы из состава руд.

Обработка

На перерабатывающем предприятии добытые руды, содержащие черные металлы, подвергаются тщательной обработке. Все эти процессы отражены в представленной ниже таблице.

Вот таким образом происходит получение железа и его сплавов. При этом максимум материальных затрат уходит на подготовку и использование Именно он является для железа восстановителем, топливом, источником тепла, поставщиком углерода. Поэтому в описанном процессе используется довольно большое его количество, отсюда и высокие денежные расходы.

Условия хранения

К черным металлам, прежде всего, относится железо и его сплавы. Следует понимать, что это очень коррозионно нестойкий материал. Поэтому хранение черного металла требует соблюдения определенных правил, особенно если речь идет не о конструкциях и изделиях, а о так называемом ломе черных металлов (отходы, поломанные изделия, листы, прутья, арматуры и так далее):

1. Помещение, в котором находится материал, должно быть полностью закрыто от доступа влаги (дождя, снега). Чем меньше влаги, тем дольше срок хранения.
2. Территория склада должна быть большой, нельзя хранить листовые структуры черных металлов впритык друг к другу, поскольку это спровоцирует раннюю коррозию.
3. Весь имеющийся материал следует рассортировать по маркам и размерам.

При соблюдении этих нехитрых правил можно будет максимально долго сдерживать процессы разрушения структуры металлов.

Сплавы черного металла

К таковым принято относить сплавы железа, которые подразделяются на несколько типов:

1. Сталь . Черный металл, сплавленный с углеродом, дает такой результат.
2. Чугун . Начальный чугун, который получается в доменных печах при обработке руды, совершенно непригоден в качестве материала для производства приборов и предметов хозяйственного назначения. Он слишком хрупкий. Его нужно подвергнуть дальнейшей обработке в виде насыщения железом и углеродом, чтобы получился отличный прочный материал. Также добавляют другие элементы с целью повышения коррозионной стойкости и улучшения технических характеристик.
3. Ферросплавы (силикокальций, феррохром, ферросилиций, силикомарганец). Основное назначение данных сплавов - улучшение технических характеристик конечного материала.

Сталь

Главное место среди всех сплавов черных металлов отводится стали. Сегодня научились добиваться очень значимых результатов в производстве этого материала с заранее заданными важными свойствами. Такого рода сплав - самое важное для промышленности, что дали черные металлы. Какие стали выделяют?

1. Низкоуглеродистые - используются для производства различных инструментов.
2. Нержавеющие (из них делают трубы, тугоплавкие детали, режущие инструменты, сварная аппаратура и так далее).
3. Феррито-хромовые.
4. Мартенситно-хромовые.
5. Легированные.
6. Никелевые.
7. Хромовые.
8. Хром-ванадиевые.
9. Вольфрамовые.
10. Молибденовые.
11. Марганцевые.

По названиям очевидно, что именно эти компоненты добавляются в смесь железа и углерода в определенном соотношении. Это влияет на существенное изменение свойств получаемых материалов.

Вторичные металлы

К сожалению, как бы нам ни хотелось, вещи не могут служить вечно. Со временем все приходит в негодность - ломается, бьется, стареет и выходит из моды. Так происходит и с конструкциями из черных металлов. Стальные, чугунные и другие изделия, запчасти просто перестают быть нужными.

Тогда их сдают на специальные предприятия, занимающиеся обработкой пришедшего в негодность сырья. Теперь это металлы черные вторичные. Именно так называются вышедшие из строя и ненужные в быту металлические изделия из черных металлов.

Те предприятия, которые осуществляют сбор лома, должны соблюдать определенные правила по его хранению, вывозу и продаже. Законодательством нашей страны по этому вопросу установлен ГОСТ. Черные металлы, так же, как и цветные, находятся под строгим контролем закона.

Вторичные металлы можно переработать и снова пускать в производство. Именно для продажи в таких целях и скупают посредники-предприниматели.

Сегодня к черным металлам относятся с должным уважением, они занимают лидирующие позиции на рынке соответствующих изделий.

Использование в машиностроении

Стальные и чугунные предметы, детали, различные приспособления находят самое широкое применение в машиностроении. Они востребованы не только на автомобильном, но и на химическом, авиационном производстве, а также в кораблестроении. Все это благодаря особой прочности данных материалов, их термостойкости и коррозионной устойчивости. Черные металлы становятся базовым материалом для выпуска многих типов изделий. Среди наиболее распространенных следующие:

• боковые крышки редукторов;
• подшипники;
• клапаны;
• фитинги;
• втулки;
• трубы;
• цилиндры автомобилей и других транспортных средств;
• зубчатые колеса;
• звенья цепей на тракторах;
• тормозные барабаны;
• каретки;
• кожухи и так далее.

Этот список можно продолжать бесконечно, потому что изделий из черных металлов и их сплавов действительно много.

Применение в других отраслях промышленности

Можно назвать несколько основных сфер, в которых находят применение черные металлы:

1. Химическая промышленность.
2. Машиностроение.
3. Производство мебели специального назначения.
4. Выпуск посуды.
5. Производство конструкционных деталей.

Это, конечно, далеко не полный список, а лишь самые распространенные области, на долю которых приходится подавляющее большинство продуктов черной металлургии.

Краткосрочный план урока Класс 4 Б Тема урока Общие цели Результат обучения Основные идеи Ресурсы № Этап урока 1 Оргмомент 2 Проверка домашнего задания Дата Предмет: познание мира Раздел: Полезные ископаемые Урок 2 Руды черных металлов 1. Способствовать формированию новых понятий: руда, рудные полезные ископаемые, представлений учащихся о черных металлах в ходе исследовательской работы, познакомить со свойствами металлов и их использованием; 2. Способствовать развитию наблюдательности, любознательности, умения сравнивать, делать выводы; 3.Воспитывать самостоятельность, творческий подход к делу, ответственность по отношению к окружающей среде, любовь к природе и к родному краю. Учащиеся научатся различать черные металлы, узнают о свойствах металлов и их значении в жизни человека. Полезные ископаемые - природные богатства страны Учебник, доска, карточки, презентация Модули, методы Деятельность учителя и приемы ИКТ 1.Психологический настрой. Разминка: те, кто имеет младшую сестру, встают во внутренний круг, а остальные – во внешний круг. Здороваются друг с другом руками, ногами, плечами. 2.Деление на группы: внешний круг – 1 –группа, внутренний круг – 2- группа Индивидуальная работа. Тест соответствия -Сначала ответим на вопросы теста, чтобы повторить д/з. 1.Сколько элементов из 110 известных выявлены в недрах Казахстана? 2.Какое место занимает Казахстан по Деятельность учеников время Приветствуют друг друга 3мин Встают в два круга, здороваются. Делятся на группы и садятся. Ознакомить с Правилами группы. Ознакомить с порядком работы на уроке: У каждого ученика лист сопровождения, куда он записывает все, что делает. В каждой группе есть капитан, который будет оценивать участников группы в течение урока, а в конце урока озвучит оценки. Дети работают индивидуально по карточкам: 5мин 4.Горные породы, из которых можно получить металлы, называются... 5.Отделение руды от пустой породы называется... 3 Актуализация Обучение тому, как обучаться знаний учащихся 4 Сообщение темы и целей урока Работа в группе. Методы и приемы: проблемная ситуация 5 Объяснение нового запасам вольфрама? 3.Места, где П.И. находятся в достаточном для разаработки количестве, называются... 6. Прямоугольником черного цвета на карте обозначается... 7.Равносторонним треугольником черного цвета обозначается... - На какие группы делятся металлы? - Какими свойствами обладают металлы? - Из чего выплавляют железо? -Что относится к железной руде? -Как добываются руды черных металлов? - Где сосредоточены запасы железной руды? На эти вопросы мы сегодня постараемся ответить. Разминка: - Вот перед вами образцы различных предметов в чашке, найдите среди них металлические предметы. (Спички, скрепки, пробка, бумага, кнопки,гвозди). - Покажите эти предметы. - Как вы определили? По каким признакам, свойствам? -Молодцы, как вы уже догадались, тема нашего урока. Руды черных металлов. Дети читают вопросы, слушают Практическая работа -Перед вами изделия из металлов. Вам надо разделить их на 2 группы. Как вы это сделаете? Цель: познакомить І. Работа в группах. -Изучив материал, проведите опыт, 2 мин Дети работают в группах, проводят опыты. 20мин (Магнитными свойствами обладает только сталь.Магнит поможет тебе найти в доме предметы, сделанные из металлов, обладающих магнитными свойствами, - железа, стали, никеля или кольбата). Запишем в лист все предметы, сделанные из металлов. Металлы, которые притягиваются магнитом, образуют группу черных металлов, другая группа- цветные металлы. К черным металлам относятся железо и его сплавы: чугун и сталь. К цветным металлам – алюминий, медь, свинец, цинк. Дети работают в группах, проводят опыты. материала. Совместное открытие знаний. учащихся в ходе исследовательской работы со свойствами металлов. следуя инструкциям концепт-карты. (учитель контролирует процесс) Опыт 1. Твердость. Проведем первый опыт. Возьмите гвоздь, попробуйте согнуть, сложить, надавить, провести линию ручкой. Методы и приемы: Сделайте вывод в группе.(отвечает 1 наблюдения, уч.) 2мин. исследовательская Вывод: Металл имеет твердость. работа, работа с -Все металлы твердые, кроме одного. учебником, Ртуть - единственный металл, который анализ, сравнение, в обычном состоянии – жидкий. сопоставление -Так как называется этот металл? Где его используют? (В термометрах, градусниках) Работа в группе.2 мин. Опыт 2. Пластичность. Металлы твердые, но пластичные. Возьмите медную проволоку и попробуйте ее согнуть. -Сделайте вывод: металлы пластичны. Их можно ковать. При нагревании они расплавляются и их можно разливать в формы, в итоге они приобретут нужную форму. -Ответьте, кто в силу своей профессии, каждый день проводит опыты по ковкости? (кузнец). -Какие предметы может изготовить кузнец? - Правильно, с помощью молота Опыт 3. Расширяется при нагревании Почему зимой провода натягиваются, а летом провисают? Сделайте вывод: При нагревании металл расширяется. (удлиняется), а при не нагревании сжимается, сужается. Опыт 4. Проводит тепло и электричество. Проблемный вопрос. -Ребята, а почему батареи делают из металла, а не из дерева или пластмассы? -Сожмите кусочек металлической пластины в одной руке, а в другой ручку или карандаш. - И сравните, какой предмет быстрее нагревается. Вывод: Проводит тепло. Кроме того, металлы хорошие проводники электрического тока, поэтому незаменимы в электротехнике. Обратите внимание на провода в технике.(слайд телеграфных столбов) Вывод: Проводят тепло и электричество. Общий Вывод: Пластичны и поддаются ковке. Расширяются при нагревании. Проводят тепло и электричество. (Магнитными свойствами обладает только сталь.Магнит поможет тебе найти в доме предметы, сделанные из металлов, обладающих магнитными свойствами, - железа, стали, никеля или кольбата) раскаленный добела кусок железа можно расплющить, изогнуть, растянуть – придать нужную форму. Благодаря этому свойству мастера изготовляют необыкновенно красивые изделия. Сделайте вывод. Металлы пластичны и поддаются ковке. Работа с учебником. Работа с картой. Исследование металлов. Демонстрация, работа с учебником Цель: познакомить с разнообразием металлов, показать образцы металлов. видеометод, эвристическая беседа Просмотр видео сюжета о производстве металлов. 6 Закрепление ІІ.Работа в мини- группах. У меня есть образцы металлов, а у вас в учебнике на с. 35 вверху тоже даны образцы руд, рассмотрите: Черная металлургия - производство чугуна и стали из железной руды. Цветные – медь, свинец, цинк. Редкие – олово – с ее помощью производят белую жесть, используемые в упаковке консервов, ртуть и другие. Драгоценные – золото, серебро, платина. Использовали для производства денег. При производстве украшений, серебро - в электротехнике, радиотехнике, фотографировании. Проблемная ситуация. - Где же используются металлы и сплавы? (В металлургии, машиностроении, производстве бытовой техники, посуды, для передачи электроэнергии и т.д.) Работа по таблице. 1234- Группа: стр 34 –руды ч.м. Группа: стр 34-35-способы добычи Группа: стр 36 –сплавы железа Группа: стр 36- месторождение Дети рассматривают металлы - Вывод: Производство металлов – огромная отрасль современного производства, но, к сожалению, производство металлов сопряжено с загрязнением окружающей среды Название Цвет Свойства 10мин 7 8 и применение знаний. Индивидуальная работа. -Заполните таблицу наблюдений. Объяснение домашнего задания. Домашнее задание: прочитать, выполнить задания на с. 34-36, составить глоссарий(словарь) по пройденной теме. Творческое домашнее задание: – Какие пословицы, поговорки, высказывания, в которых качества горных пород характеризовали бы качества человека. (лучшие работы оценить) - Наш урок стал уроком открытий, удивлений. Спасибо за активное участие. Вы хорошо работали. Итог урока. Рефлексия. Оценивание - А что было бы, если бы люди не открыли металлы? - Какую тему мы сегодня с вами руды Магнетит (магнитный железняк) Гематит (красный железняк) Лимонит (бурый железняк) Дополнительные сведения. 3мин В организме человека тоже есть металлы. Больше всего в организме человека железа, и большая его часть находится в крови в особых тельцах- эритроцитах. Они живут до 100 дней и заменяются новыми. За жизнь у человека вырабатывается 500 кг эритроцитов. Для этого ему нужно 0,5 кг железа. Железо поступает в организм человека с пищей. Больше всего железа в морской капусте, печени говяжей, фасоли, петрушке, овсянке и т.д. Металлы - основа многих видов производства деятельности человека. Все свойства металлов играют важнейшую роль в жизни человека, поэтому мы должны бережно и экономно использовать данные ресурсы. 1. Железо относится к группе черных металлов. (Да) 2. Черные металлы выплавляют из железной 2мин разбирали? Какое открытие для себя вы сделали? -Заполните таблицу: да- нет 3. 4. Лист самооценивания. 5. 6. 7. 8. 9. руды. (Да) Цветные металлы притягиваются магнитом. (Нет) Для добычи глубоко залегающих руд надо строить шахты. (Да) У металлов плохая теплопроводность. (Нет) Все металлы обладают блеском. (Да) Все металлы твердые тела. (Нет) Чугун и сталь – это сплавы железа. (Да) Соколовско –Сарбайское месторождение – самое мелкое. (Нет)

Общая характеристика полезных ископаемых

Прежде всего, полезными ископаемыми называются горные породы и минералы, которые используются в хозяйстве стран.

По своему физическому состоянию они могут быть:

• твердые – уголь, соль, руда, мрамор и др.;
• жидкие – нефть, минеральные воды;
• газообразные – горючий газ, гелий, метан.

Когда за основу берут их использование, тогда выделяют:

• горючие – уголь, нефть, торф;
• рудные – руды горных пород, включающие металл;
• нерудные – гравий, глина, песок и др.

Отдельную группу представляют драгоценные и поделочные камни.

Полезные ископаемые образовались разными способами и по происхождению бывают магматические, осадочные, метаморфические, размещение которых по земным недрам подчиняется определенным закономерностям.

Для складчатых областей обычно характерны магматические, т.е. рудные полезные ископаемые. Данное обстоятельство связано с тем, что они образуются из магмы и выделяющихся их неё горячих водных растворов.

Магма поднимается из земных недр по трещинам в земной коре и в них застывает на различной глубине.

Также рудные полезные ископаемые могут образоваться и из излившейся магмы-лавы, которая относительно быстро остывает. Магма внедряется, как правило, в период активных тектонических движений, поэтому рудные полезные ископаемые связаны со складчатыми областями планеты.

Руды могут образоваться и на платформенных равнинах, но, в этом случае они приурочены к нижнему ярусу платформы. На платформах рудные полезные ископаемые связаны со щитами, т.е. с выходами фундамента платформы на поверхность или в тех местах, где осадочный чехол не отличается мощностью, и фундамент близко подходит к поверхности.

Примером такого месторождения является Курская магнитная аномалия в России и Криворожский бассейн на Украине.

Замечание 1

Вообще руда представляет собой минеральный агрегат, из которого технологическим путем можно извлечь металл либо соединения металлов.

Руды металлов связаны с районами активного горообразования, но наличие гор ещё не означает наличия богатых месторождений. Третья часть Европы, например, занята горами, но, крупных рудных месторождений совсем немного.

Исходя из области применения, рудные полезные ископаемые делятся на группы – руды черных металлов, руды цветных металлов, руды благородных металлов и радиоактивные металлы.

Такое рудное полезное ископаемое, как железная руда является основой для производства черных металлов – чугуна, стали, проката. Крупнейшие запасы железных руд сосредоточены в США, Индии, Китае, Бразилии, Канаде.

Есть отдельные крупные месторождения в Казахстане, Франции, Швеции, Украине, Венесуэле, Перу, Чили, Австралии, Либерии, Малайзии, В странах Северной Африки.

В России крупные запасы железных руд, кроме КМА, есть на Урале, Кольском полуострове, в Карелии, В Сибири.

Руды черных металлов

Среди руд черных металлов наиболее востребованными и используемыми в промышленности являются железные руды.

Такие минералы, как гематит, магнетит, лимонит, сидерит, шамозит и тюрингит являются главными железосодержащими породами.

Добыча железной руды в мире превышает 1 млрд. тонн. Самым крупным производителем железной руды является Китай, добывающий 250 млн. тонн, в то время как Россия добывает 78 млн. тонн. По 60 млн. тонн добывают США и Индия, Украина – 45 млн. тонн.

Добыча железной руды в США ведется в районе озера Верхнее и в штате Мичиган.

В России крупнейшим железорудным бассейном является КМА, залежи которой оцениваются в 200-210 млрд. тонн или 50% планетарных запасов. Месторождение охватывает Курскую, Белгородскую, Орловскую области.

Для производства легированной стали и чугуна используется марганец в качестве легирующей добавки для придания им прочности и твердости.

Мировые промышленные запасы марганцевых руд сосредоточены на Украине – 42,2%. Есть марганцевые руды в Казахстане, ЮАР, Габоне, Австралии, Китае, в России.

Большое количество марганца производится также в Бразилии и Индии.

Для того чтобы сталь не ржавела, была жаропрочной и кислотоупорной необходим хром, один из основных компонентов руд черных металлов.

Специалисты предполагают, что из мировых запасов этой руды 15,3 млрд. тонн хромитовая руда высокого сорта приходится на ЮАР – 79%. В небольших количествах хром есть в Казахстане, Индии, Турции, довольно крупное месторождение этой руды находится в Армении. Небольшое месторождение разрабатывается в России на Урале.

Замечание 2

Самым редким из черных металлов является ванадий. Он используется для производства марочного чугуна и марочной стали. Ванадий очень важен для аэрокосмической промышленности, потому что его добавка обеспечивает высокие характеристики титановых сплавов.

При получении серной кислоты ванадий используется в качестве катализатора. В чистом виде его нет, и встречается ванадий в составе титаномагнетитовых руд, иногда встречается в фосфоритах, урансодержащих песчаниках и алевролитах. Правда, его концентрация не более 2%.

Иногда даже значительные количества ванадия могут быть в бокситах, бурых углях, битуминозных сланцах и песках. При извлечении главных компонентов из минерального сырья, ванадий получают как побочный продукт.

По учтенным запасам этой руды лидерами являются ЮАР, Австралия и Россия, а основные его производители ЮАР, США, Россия, Финляндия.

Руды цветных металлов

Цветные металлы представлены двумя группами:

1. легкие, к ним относятся алюминий, магний, титан;
2. тяжелые – это медь, цинк, свинец, никель, кобальт.

Из всех цветных металлов алюминий является самым распространенным в земной коре.

Среди его физических свойств такие, как малая плотность, высокая теплопроводность, пластичность, электрическая проводимость, коррозионная стойкость. Этот металл хорошо поддается ковке, штамповке, прокатке, волочению. Его легко можно сварить.

Исходное сырье для металлического алюминия – глинозем, который получают при переработке бокситов и нефелиновых руд.

Запасы бокситов есть в Гвинее, Бразилии, Австралии, а Россия занимает по ним 9-е место.

Российские запасы бокситов сосредоточены в Белгородской и в Свердловской области, а также в Республике Коми. Российские бокситы невысокого качества. Нефелиновые руды залегают на Кольском полуострове. По производству глинозема Россия занимает 6-е место в мире. Весь глинозем производится из отечественного сырья.

Титан, открыли в 1791 г. Его отличительные характеристики – это высокая прочность и коррозионная стойкость. Для промышленности основным типом титановых руд являются прибрежно-морские россыпи. Такие крупные россыпи известны в России, Австралии, Индии, Бразилии, Новой Зеландии, Малайзии, Шри-Ланке.

Россыпные месторождения титана являются комплексными и содержат цирконий.

К легким цветным металлам относится магний, который в промышленности применяется сравнительно недавно. В военные годы основная его часть шла для производства зажигательных снарядов, бомб, осветительных ракет.

Сырье для получения магния приурочено ко многим районам планеты. Магний содержится в доломите, карналлите, бишофите, каините и других породах, имеющих широкое распространение в природе.

На долю США приходится около 41% мирового производства металлического магния и 12% его соединений.

Кроме США крупными производителями металлического магния являются Турция и КНДР. Производителями соединений магния – Россия, Китай, КНДР, Австрия, Греция, Турция.

Среди тяжелых цветных металлов выделяется медь, которая представляет собой пластичный элемент золотисто-розового оттенка, на открытом воздухе покрывающийся кислородной пленкой.

Отличительной особенностью меди являются её высокие антибактериальные свойства. В сплавах с никелем, оловом, золотом, цинком она используется в промышленности.

После Чили и США, по запасам меди Россия стоит на третьем месте в мире.

Кроме самородной меди, сырьем для её получения является халькопирит и борнит. Распространяются месторождения меди в США – Скалистые горы, В Канадском щите и провинции Квебек, Онтарио в Канаде, в Чили и Перу, в медном поясе Замбии, ДРК, в России, Казахстане, Узбекистане, Армении.

Основными и крупными производителями этого металла являются Чили и США, а также Канада, Индонезия, Перу, Австралия, Польша, Замбия, Россия.

Цинк впервые получили из каламина, по существу это карбонат цинка ZnCO2. Сегодня получают цинк из сульфидных руд, наиболее важной из которых является цинковая обманка и марматит.

Добыча цинковых руд идет в Канаде, США, в России, Австралии, Мексике, в центральной Африке, Казахстане, Японии и других странах.

Крупные производители цинковой руды – Япония и США они же её крупные импортеры.

Известный с древности никель при добавке к стали повышает её вязкость, упругость, антикоррозионные свойства.

Впервые металлический кобальт был получен в 1735 г. Сегодня он используется для производства сверхтвердых сплавов.

Сырьем для свинца является его главный рудный минерал галенит. Свинцовые руды добываются во многих странах, а ведущие его производители Австралия, Китай, Перу, Канада.

Добыча свинца ведется в Казахстане, России, Мексике, Швеции, ЮАР, Марокко. Крупные месторождения свинца есть в Узбекистане, Таджикистане, Азербайджане.

В России свинцовые месторождения сосредоточены на Алтае, в Забайкалье, Якутии, Приморье, Северном Кавказе.