17
lemmikute juurde lemmikute hulgast lemmikutesse 7
Paljude tuhandete aastate jooksul on kivitooted olnud peamised tööriistad, mida inimene kasutab. Kivi töötlenud käsitöölised arvasid skulptori kombel selles uue kvaliteedi ja ülejäägi maha lõigates valmistasid vajaliku eseme. Kuid iidne mees, sisuliselt reprodutseeris ainult looduslikke protsesse, hävitades kive.
Mitu tuhat aastat omandatud tootedisain nõudis ruumilise mõtlemise arendamist ja põhimõtteliselt uute oskuste arendamist komposiidi valmistamisel, mitmest osast ja ühenduselementidest, tööriistadest. Kuid sel juhul oli meistri silme ees looduslikku päritolu lähtematerjal. Ka keraamika valmistamise meisterdamise käigus jäljendati looduslikke savi tuleleegis põletamise protsesse. Maagist metallist toodete valmistamine on revolutsiooniline tehnoloogia, tehnoloogia, mida ei saa loodusesse “piiluda”! See on esimene täielikult kunstlik tehnoloogia tsivilisatsiooni ajaloos. Kuidas inimene õppis metalle vastu võtma ja töötlema? Mõelge selle hämmastava protsessi kaasaegsele versioonile.
Mis on ühist homaari kestal ja lähituleviku "superterasel"? Teadlased on leidnud, et kesta kitiinne alus, mis koosneb süsinikust, vesinikust ja lämmastikust, on nanomeetri suuruste mõõtmetega polümeerkristallide kärgstruktuuri, mille vaba ruum on täidetud valguga. See võimaldab materjalil hõljuda vees ja olla tugevam kui paljudel eriotstarbelistel terastel. Jääb üle loodustehnoloogiat uurida ja praktikas rakendada. Seega on edu võti looduslike protsesside ja struktuuride analüüs. uuenduslikud tehnoloogiad XXI sajand. Kuid inimesed õppisid seda võtit iidsetel aegadel valdama ja metallurgiatehnoloogiate areng on selle ilmekas näide.
looduslikud metallid
Neoliitikumi tsivilisatsioonile eelnes inimese kasutatavate tööriistade ja tööriistade pikk kujunemine ja aeglane areng. Primitiivi ajalugu inimühiskond oli kiviga lahutamatult seotud. Kõige primitiivsemad kivitooted olid tavalised jõekivid, ühest otsast lõhestatud. Vanimate kivitööriistade vanus ulatub umbes 2,5 miljoni aasta vanusesse perioodi. suursündmus oli tulekivitööriistade väljatöötamine.
In tulekivi, esimest korda kujul selline fundamentaalne jaoks tehniline progress esemed nagu kirves, sirp, nuga, vasar. Looduslike metallide kasutamine sai suure tõenäosusega alguse mesoliitikumis (keskmisel kiviajal), s.o. mitukümmend tuhat aastat tagasi. Selleks ajaks oli oskus leida, kaevandada ja valmistada neist mitte ainult tööriistu, vaid ka ürginimese ehteid, muutunud tavapäraseks ja muutunud omamoodi tööstuseks.
Just uute toodete valmistamiseks sobivate kivide otsimise käigus juhtisid inimesed tähelepanu esimestele metallitükkidele, ilmselt vasele, mis on looduses palju tavalisemad kui väärismetallide – kulla, hõbeda, plaatina – tükid. Looduslikku (telluri, ladina sõnast "tellis" - maa) vaske leidub tänapäevalgi paljudes maailma piirkondades: Väike-Aasias, Indohiinas, Altais ja Ameerikas. Siiani on mitu kilogrammi kaaluvaid vasetükke. Loodusliku vase suurimaks manifestatsiooniks peetakse Kyusinou poolsaarel (Superior järv, USA) leitud pidevat vasesoont. Selle massiks hinnatakse umbes 500 tonni.
Maapealsetes tingimustes võivad looduslikul kujul esineda mitte ainult väärismetallid. On teada, et looduses leidub raua, elavhõbeda ja plii tükid, palju harvemini - selliste metallide ja sulamite nagu tsink, alumiinium, messing, malm tükid. Neid leidub väikeste lehtede ja soomuste kujul, mis on segatud kivimitesse, kõige sagedamini basaldis. 20. sajandil leiti looduslikku rauda näiteks Disko saarelt Gröönimaa rannikul, Saksamaal (Kasseli linna lähedal), Prantsusmaal (Auvergne'i departemang), USA-s (Connecticut). See sisaldab alati märkimisväärses koguses niklit, koobalti, vase ja plaatina lisandeid (0,1–0,5% iga elemendi massist) ja on reeglina väga süsinikuvaene. Pärismaise malmi leiud on teada näiteks Russki saartelt (Kaug-Idas) ja Borneol, samuti Avaria lahest (Uus-Meremaa), kus kohalikku sulamit esindas koheniit - raud-nikkel-koobaltkarbiid. (Fe, Ni, Co)3C.
Nuppude kuju muutumise jälgimine kõvade kivide löökide all ajendas inimest kasutama neid külmsepistamise teel väikeste ehete valmistamiseks. Sepistamine on vanim meetod metallide survega töötlemiseks. Põlismetalli sepistamise teel töötlemise meetodi valdamine põhines oskustel ja kogemustel valmistada kivitööriistu kivihaamriga kivi “polsterdades”. Põlisvask, mida ürginimesed algul samuti kiviks pidasid, ei andnud kivihaamriga löömisel kivile iseloomulikke kilde, vaid muutis oma suurust ja kuju materjali järjepidevust häirimata. See "uue kivi" märkimisväärne tehnoloogiline omadus on muutunud võimsaks stiimuliks loodusliku metalli otsimiseks ja kaevandamiseks ning selle kasutamiseks inimeste poolt. Lisaks on täheldatud, et sepistamine suurendab metalli kõvadust ja tugevust.
Algul kasutati haamrina tavalisi kõva kivi tükke. Primitiivne käsitööline, hoides käes kivi, lõi neid põliskivitükiga ja hiljem sulatas maagist metallist. Selle lihtsaima sepistamismeetodi areng viis käepidemega varustatud sepavasara prototüübi loomiseni. Külmsepistamise teel metalli töötlemise võimalused olid aga piiratud. Nii oli võimalik vormida vaid väikseid esemeid - nööpnõela, konksu, nooleotsa, täppi. Hiljem omandati vasetükkide sepistamise tehnoloogia koos eelsoojendusega - lõõmutamine.
Kullatükid, vasest palju plastilisem metall, andsid suurepärased võimalused esimeste metallitöötlemistehnoloogiate väljatöötamiseks. Kuld mängis silmapaistvat rolli tsivilisatsiooni kaevandamise ja metallurgia tootmise kujunemisel. Placer-maardlad olid esimesed inimese välja töötatud kulda kandvad maardlad. Loopealsete ja kruusade massist leiti kullatükke, mis olid pikka aega jõevooludele avatud kulda kandvate kivimite hävimise saadused. Ilmselt olid vanimad kullast valmistatud ehted külmsepistamise teel helmesteks töödeldud tükid. Need poleeritud helmed nägid välja nagu värvilised kivid, mis olid erinevates kombinatsioonides kokku nööritud.
Kulla veenidest ekstraheerimisel loodi tehnoloogiad, mida seejärel kasutati teiste iidsete metallide maardlate väljatöötamisel. Kullast sai esimene metall, millest õpiti valama tooteid, hankima traati ja fooliumit, kulda rafineeriti kõigepealt. Sisuliselt töötati kõik iidse maailma ajastul hõbeda, vase, plii ja tina metallurgiatehnoloogiad algselt välja kullale.
Tsivilisatsiooni alus aga kuni 3. aastatuhande eKr. e. kivi jäi. Varase neoliitikumi tehnoloogia iseloomulik tunnus oli üleminek suurtele kivitööriistadele. Nende välimus on seotud kivitöötlemise uute tehnoloogiliste meetodite väljatöötamisega - puurimine, saagimine, lihvimine. Leiutati komposiit ("vooder") tööriistad, milles kivimaterjali kasutati ainult tööosa jaoks ning käepidemed olid valmistatud puidust, sarvest või luust. Järk-järgult arenes välja tööriistade remont - nende korrigeerimine tööosa kulumisel. Tekkis kaevandamine, kus kivide hävitamiseks kasutati tuld. Neoliitikumi ajastu inimeste hämmastav tehniline saavutus on tulekivide kaevandamine kaevandustes. vertikaalne võll kuni 10 m sügavused ja lühikesed triivid. Nii olid inimestel neoliitikumi revolutsiooni alguses mitmekülgsed teadmised looduslikest ainetest ja materjalidest, nende töötlemise meetoditest.
Neoliitikumi soojustehnoloogiad
Kõige tähtsam tunnusmärk neoliitikumi majanduse loomine on toiduvarude loomine. Säilitamiseks mõeldud nõude valmistamise probleemi lahendamisel leiutatakse ja arenevad järk-järgult keraamilised tooted soojustehnoloogiad. Esimesed keraamikaesemed olid saviga kaetud okstest korvid, mis tulistati tuleriidale. Seejärel loodi põletamiseks spetsiaalsed ahjud - sepikojad.
Loodusliku tõmbe jaoks kohandatud neoliitikum ahi
Kaasaegsed rekonstruktsioonid reprodutseerivad neoliitikumi keraamika põletamise meetodit järgmiselt. Sarv ehitati jõe järsule kaldale, kuristike või küngaste müüridesse ja koosnes kahest harust. Horisontaalne hülss toimis tulekamina ja vertikaalne oli täidetud pottidega. Kui sepikoda täideti eelkuivatatud pottidega, kaeti sepiku ülaosa vanakeraamikaga ja tehti toorest puidust madal tuli. Sellist tuld hoiti seni, kuni aurude eraldumine lakkas, misjärel tuli tõsteti punaseks. Potid seisid selles tules vähemalt 6 tundi.Siis kaeti koldepealne liivaga, kamin saviga ja agregaat jäeti sellisesse olekusse mitmeks päevaks. Pärast seda tehti tulekoldesse auk ja seda suurendati järk-järgult. Lõpuks avati koldepealne ja viidi valmis potid välja. Selliseid iidseid keraamika põletamise ahjusid leiti Mesopotaamiast, Põhja-Aafrikast ja Ida-Euroopast. Nendes olevate toodete kuumutamistemperatuur ulatus 1100 °C-ni.
Maagist metalli kaevandamise metallurgilise tehnoloogia valdamiseks, mis nõuab usaldusväärset kõrgete temperatuuride tagamist, oli vaja kunstliku lõhkega ahju. Esimest korda loodi sellised ahjud keraamika tootmiseks. Nii tutvus inimene röstimise käigus maagi metalliga. savipotid. Toimus metallide taaskasutamise protsess seintele ladestunud ainetest keraamika et neid värvida. Teatavasti on vaskkarbonaadid - malahhiit ja lapis lazuli, elavhõbesulfiid - kinaver, kollane, punane ja pruun raudooker erksad mineraalvärvid ning värvimustrite kandmine keraamikale on üks vanemaid kunstiliike.
Uute metallide ja materjalide järkjärguline väljatöötamine tsivilisatsiooni poolt
Esimene maagi metall, mille inimene meisterdas, oli vask. See juhtus ilmselt umbes 10 tuhat aastat tagasi. Türgis Konya platool asuvatest Chayonu Tepesi ja Chatal Huyuki asulatest leitud nööpnõelad, täpid, puurid, helmed, rõngad ja ripatsid peetakse praegu vanimateks vasemaagist valmistatud toodeteks. Need leiud pärinevad 8.–7. aastatuhandest eKr. e.
Metallide ajastu algus
Tõeline metallide ajastu algas Euraasias 5. aastatuhandel eKr. e. Seda iseloomustavad haruldused, mida leidub Balkani poolsaare põhjaosas ja Karpaatide piirkonnas. Arheoloogias omistatakse need territooriumid tavaliselt vase-kiviaja tähtsaimale Balkani-Karpaatide metallurgiaprovintsile.
Eelmise sajandi 70ndate alguses avastati seal uskumatult rikkalikke ja ilmekaid monumente: Varna “kuldne” nekropol ja hiiglaslik Aibunari kaevandus, kus arvutuste kohaselt kaevandati vähemalt 30 tuhat tonni vasemaagi. Varna matustest leiti üle 3 tuhande erineva kuld- ja umbes 100 vasest eseme. Erilist tähelepanu pälvivad kuldehted ja keeruliste ornamentidega kaunistatud esemed, samas ei paku spetsialistidele vähem huvi massiivsed vasest tööriistad, tööriistad ja relvad.
Balkani-Karpaatide metallurgiaprovintsi kuld ja vask tekitasid iidse metalli uurijatele ootamatu probleemi: milleks olid selle metallurgiatööstuse üldised jõupingutused suunatud? Metallitööriistade valamiseks ja sepistamiseks tootlikkuse tõstmiseks, nagu on kirjeldatud enamikes tuntumates õpikutes, või millekski muuks? Arheoloogide arvutused on näidanud, et juba kaevandamise ja sulatamise esimestest etappidest alates suunati valdav osa energiast nende toodete loomisele, mis teenisid sümboolseid sfääre. avalikku elu, - dekoratsioonid, võimu atribuudid ja rituaalsed esemed. Omamoodi tõendiks oli hiiglaslik metallitükk sotsiaalne tähtsus surnud. Seega täitsid metallid mitu aastatuhandet peamiselt sotsiaalset, mitte tootmisfunktsiooni.
5. aastatuhandel eKr. e. suuremal osal Euraasia territooriumist arendati aktiivselt oksüdeeritud vasemaake, mille veenid tõusid pinnale. Kaevandustööd olid kitsad pilud, mis tekkisid maagisoonte kivimi kaevandamise tulemusena. Kui kaevandaja sattus võimsa maagiobjektiivi peale, muutus vahe kaevandamiskohas õõnsuseks. Vanimad vasekaevandused on leitud Mesopotaamiast, Hispaaniast ja Balkani poolsaarelt. Antiikaja ajastul sai Küprose saarest üks suurimaid vasemaardlaid, selle hilisest ladinakeelsest nimest "cuprum" tuli vase tänapäevane nimetus. keemiline element. Vene nimi metall pärineb iidsest slaavi sõnast "smida", mis tähendas metalli üldiselt. Pange tähele, et termin "smida" pärineb iidsetest aegadest, mil slaavlaste ja germaanlaste esivanemad olid veel üks indoaaria rahvas. Hiljem hakati germaani keeltes kasutama metalliga töötava inimese tähistamiseks terminit "smida" ja see fikseeriti kujul "sepp" (inglise) või "schmidt" (saksa) - "sepp".
Maa-aluste maagimaardlate väljatöötamist omandati IV aastatuhandel eKr. e. Kaevanduse töösügavus ulatus 30 meetrini või rohkem. Kivi purustamiseks kasutati tuld, vett ja puukiile. Arendatud koha lähedal süüdati tuli, kivi kuumutati ja jahutati seejärel kiiresti, valades rohkelt vett. Tekkinud pragudesse löödi puidust kiilud, mis samuti valati veega. Paisudes lõhestasid kiilud kivi. Maakivimi killud kuumutati taas tuleleegis, jahutati järsult ning purustati haamrite ja kirkadega otse kaevandustes. Kaevandustest võeti purustatud maak nahkkottides või vitstest korvides. Seejärel uhmerdati see suurtes kivimörtides hernetera suuruseks. Muistsed metallurgid kasutasid metalli sulatamisel kütusena sütt, tihedat puitu ja luid.
Kõige iidsem vasemaagi töötlemise meetod on tiiglisulatus: maak segati kütusega ja asetati tiiglitesse, mis olid valmistatud savist ja segatud luu tuhaga. Tiiglite mõõtmed olid väikesed, kõrgus 12–15 cm, kaanes olid gaaside väljalaskmiseks augud. Ülalkirjeldatud neoliitikumi keraamika kolletes saavutati temperatuur (kuni 1100 °C), millest piisab kuni 2 massiprotsenti vase saamiseks. arseeni, nikli, antimoni looduslikud lisandid. Seejärel hakati vase sulatamiseks korraldama kaevuahjusid. Sel juhul asetati madalasse süvendisse savitiigel maagi ja kivisöega, mille peale valati söekiht. Eriti oluline oli sulamiskoha valik, mis pidi tagama intensiivse õhuvoolu seadmesse, et tuld õhutada ja vajalik temperatuur saavutada.
Tiiglites toodetud vase kogus oli väike ja ulatus reeglina mitmekümne grammi, mistõttu läksid nad järk-järgult üle vase tootmisele kaevandustes otse maagist. Selleks pandi puusöega segatud vasemaak kuni 30 cm sügavustesse süvenditesse, mille põhi vooderdati kividega. Laengukihi peale valati teatud kogus sütt, peale asetati puuoksad ja väike kogus mulda nii, et see ei takistaks õhu voolu hunnikusse. Sulatuskohta püüti paigutada küngaste nõlvadele, et kasutada ära loomulikku õhu liikumist. See oli esimene "tööstuslik" metallurgiaüksus.
Sulatamise lõppedes eemaldati põlemata kütus ja saadud metall purustati kasutamiseks mugavateks tükkideks. Seda tehti kohe pärast metalli tahkumist, kuna selles etapis on vask eriti habras ja kergesti haamriga tükkideks purunev. Toores vase andmiseks esitlus ta allutati külm sepistamine. Väga varakult avastati, et vask on pehme ja tempermalmist metall, mis on lihtsaima mehaanilise töötlemisega kergesti tihendatav ja vabastatud jämedast lisanditest.
Paljude eelistega vasel, isegi looduslikult legeeritud, oli väga oluline puudus: vasest tööriistad muutusid kiiresti tuhmiks. Vase kulumiskindlus ja muud omadused ei olnud nii kõrged, et vasest tööriistad ja tööriistad saaksid täielikult asendada kivist valmistatud tööriistad. Seetõttu konkureeris kivi kogu vase-kiviajal (4. aastatuhandel eKr) edukalt vasega, mis kajastus ajastu nimetuses. Otsustav samm kivilt metallile üleminekul tehti pärast pronksi leiutamist.
Nagu kulda ja hõbedat, leidub ka vaske mõnikord maakoores tükikeste kujul. Võimalik, et esimesed metalltööriistad valmistati neist umbes 10 tuhat aastat tagasi. Vase levikut soodustasid selle omadused, nagu külmsepistamisvõime ja rikkalikest maakidest sulatamise lihtsus. Küprosel olid juba 3. aastatuhandel eKr vasekaevandused ja tegeleti vase sulatamisega. Siit pärineb vase ladinakeelne nimetus – suprum. Venemaa territooriumil ilmusid vasekaevandused kaks aastatuhandet eKr. e. Nende säilmed leitakse Uuralites, Kaukaasias, Siberis. Vana-Kreeka ajaloolase Strabo kirjutistes kutsutakse vaske Chalkise linna nimest lähtuvalt chalkoks. Sellest sõnast said alguse paljud geokeemia ja mineraloogia terminid, näiteks kalkofiilsed elemendid, kalkopüriit. Venekeelset sõna vask leidub kõige iidsemates kirjandusmälestistes ja sellel pole selget etümoloogiat. Mõned teadlased viitavad selle termini päritolu iidse Meedia osariigi nimele, mis asus tänapäeva Iraani territooriumil.
Lihtaine vask on kuldroosa värvi plastiline metall. Perioodilises tabelis asub see lahtris nr 29 (sümbol Cu), mille aatommass on 63,55 a.m.u.
Kalkopüriidi kristall 4x5x4 cm Nikolajevski kaevandus, Primorski krai.
2016. aasta andmetel on Tšiili vasevarude osas maailmas liider oma osakaaluga 34%, teist ja kolmandat kohta jagavad USA ja Peruu - kumbki 9%, Austraalia on neljas - 6%, viies - Venemaa. osakaal 5%. Muud riigid alla 5%.
Vasemaakide varud 2016. aastaks
Tšiili on suurim vaske tootv riik. Selle territooriumil asub maailma suurim vasemaardla Chuquicamata (hispaania keeles Chuquicamata), kus alates 1915. aastast on vasemaaki avatud viisil kaevandatud. Karjäär asub Andide keskosas 2840 m kõrgusel ja on hetkel maailma suurim karjäär: pikkus - 4,3 km, laius - 3 km, sügavus - 850 m.
Chuquicamata karjäär, Tšiili.
Vaske kasutatakse elektrotehnikas laialdaselt jõu- ja muude kaablite, juhtmete ja muude juhtmete tootmiseks. 2011. aastal oli vase hind umbes 9000 dollarit tonni kohta. Ülemaailmse majanduskriisi tõttu langes enamiku tooraineliikide hind ning 1 tonni vase maksumus ei ületanud 2016. aastal 4700 dollarit.
Kiire tekstiotsing
Metallide kategooriad
Vääris- või väärismetallide hulka kuuluvad mitmed ained, millel on suurenenud kulumiskindlus, mida ei mõjuta korrosioon ega oksüdatsioon. Lisaks on nende hinnalisus tingitud nende haruldusest. Kokku on 8 tüüpi ja need on:
- . Plastik, ei allu korrosioonile, ρ (tihedus) = 19320 kg / m3, sulamistemperatuur - 1064 Сᵒ.
- . Sellel on vormitavus ja vormitavus, kõrge peegeldusvõime, elektrijuhtivus, ρ = 10500 kg/m3, sulamistemperatuur - 961,9 Сᵒ.
- . Plastiline, tulekindel, tempermalmist element, ρ = 21450 kg / m3, sulamistemperatuur - 1772 Сᵒ.
- . Sellel on pehmus ja vormitavus, hõbevalge värvusega, kõige kergem, sulav, plastist element, ei korrodeeru, ρ = 12020 kg / m3, sulamistemperatuur - 1552 Сᵒ
- . Kõvadus ja tulekindlus üle keskmise, mida iseloomustab selle rabedus, leelised, happed ja nende segud ei mõjuta, ρ = 22420 kg / m3, sulamistemperatuur - 2450 Сᵒ
- . Väliselt sarnane plaatinaga, kuid sellel on suurem kõvadus, rabedus ja tulekindlus, ρ = 12370 kg / m3, sulamistemperatuur - 2950 Сᵒ.
- Roodium. Üle keskmise kõvadusega, tulekindel, rabe, väga peegeldav, hapetest ei mõjuta, ρ = 12420 kg/cm3, sulamistemperatuur - 1960 Сᵒ
- Osmium. Raske, on suurenenud tulekindlus, kõvadus üle keskmise, rabe, ei mõjuta happed, ρ = 22480 kg / m3, sulamistemperatuur - 3047 Сᵒ.
Oma keemilise struktuuri ja värvuse poolest sarnased (hõbevalge) elemendid. Neid metalle on 17 tüüpi. Need avastas 1794. aastal Soomes keemik Johan Gadolin. 1907. aastaks oli neid elemente juba 14. Tänapäevane nimetus "haruldased muldmetallid" omistati sellele rühmale 18. sajandi lõpuks. Pikka aega eeldasid teadlased, et sellesse rühma kuuluvad elemendid on haruldased. Tuntud on järgmised haruldased muldmetallid:
- toolium;
Mis puudutab keemilised omadused, siis moodustavad metallid tulekindlad ja vees lahustumatud oksiidid.
Metallide esimene areng
4. aastatuhat eKr tõi inimkonnale saatuslikud muutused. Kõige olulisem protsess oli metallide areng. Sel ajal avastab inimene selliseid metalle nagu vask, kuld, hõbe, plii ja tina. Kõige kiiremini omandati vask.
Esialgu kaevandati metalli maagist lahtisel tulel röstimise teel. Seda tehnikat valdati umbes 6.-5. aastatuhandel eKr Indias, Egiptuses ja Lääne-Aasias. Vaske kasutati kõige laialdasemalt tööriistade ja relvade valmistamiseks. Olles asendanud kivitööriistad, hõlbustas vask oluliselt inimese tööd. Nad valmistasid savivormidest ja sulavast vasest tööesemeid, valasid selle vormidesse ja ootasid, kuni see jahtub.
Lisaks andis vase areng uue vooru sotsiaalsüsteemi arengus. Sellega sai alguse ühiskonna kihistumine heaolu järgi. Vasest on saanud rikkuse ja õitsengu märk.
5. aastatuhandeks tutvub inimene väärismetallidega, nimelt hõbeda ja kullaga. Teadlased viitavad sellele, et esimene oli vase-hõbeda sulam, seda nimetati miljardiks.
Nendest metallidest valmistatud tooted on iidsete matuste leiud. Iidsetel aegadel kaevandati neid elemente Egiptuses, Hispaanias, Nuubias ja Kaukaasias. Kaevandamine toimus ka Venemaal, II-III aastatuhandel eKr. Kui metalle kaevandati plateritest, pesti neid liivaga trimmitud loomanahkadele. Metalli maagist eraldamiseks kuumutati, see lõhenes, seejärel purustati, hõõruti ja pesti.
Keskajal kaevandati peamiselt hõbedat. Suurem osa toodangust viidi läbi Lõuna-Ameerikas (Peruu, Tšiili, Uus-Granada), Boliivias, Brasiilias.
16. sajandi alguses avastasid Hispaania elanikud plaatina, mis meenutas väga hõbedat ja seetõttu selle deminutiivversiooni hispaaniakeelsest sõnast "plata" - "platina", mis tähendab - väikest hõbedat või hõbedat. Teaduslikust vaatenurgast käsitles plaatinat 1741. aastal William Watson.
1803 – pallaadiumi ja roodiumi avastamine. Aastal 1804 - iriidium ja osmium. Neli aastat hiljem avastati uudis, mis hiljem nimetati ümber ruteeniumiks.
Mis puutub haruldastesse muldmetallidesse, siis kuni kahekümnenda sajandi 60ndateni ei pakkunud need teadusringkondades huvi. Kuid just sel ajal ilmus puhaste metallide ekstraheerimise tehnoloogia. Samal ajal said selgeks nende metallide võimsad magnetilised omadused. Aja jooksul sai võimalikuks nende metallide üksikute kristallide kasvatamine. Tänapäeval võimaldavad haruldased muldmetallid toota palju majapidamistarbeid, ilma milleta inimene oma olemasolu ette ei kujuta, näiteks säästulampe. Samuti sõja- ja autotehnika.
Kaasaegne väärismetallide kaevandamine
Tänapäeval peetakse kulda kõige väärtuslikumaks metalliks. Just tema toodangule antakse kõige rohkem ressursse. Esimesed "kullasooned" töötati välja Aafrikas, Aasias ja Ameerikas.
Tänapäeval kaevandatakse kulda Lõuna-Ameerikas, Austraalias ja Hiinas. Venemaa on üks suurimaid kullakaevandusriike ja maailmas neljandal kohal. Kaevandamisega tegelevad 16 ettevõtet Magadanis, Amuuri oblastis, Habarovski oblastis, Krasnojarski territooriumil, Irkutski oblastis ja Tšukotkas.
Kaevandamise meetodid
Kuni väärismetallide kaevandamise kaasaegse tehnoloogia leiutamiseni kaevandati neid käsitsi. Ja öelda, et see on äärmiselt aeganõudev protsess, tähendab mitte midagi öelda.
Niisiis, kaasaegsed protsessid kulla kaevandamine:
- Sõelumine. Seda tüüpi kullakaevandamine oli Ameerikas "kullapalaviku" ajal populaarne. See meetod on vajalik suur pingutus, kannatlikkust ja oskusi. Põhilisteks töövahenditeks olid sõelad, ämbrid, mille põhjas on kangid või kotid. Et leida vähemalt tilk kulda, läks inimene vööni jõkke, kühveldas vett ja kallas sõelale ning liistupõhjaga ämbrisse. Nii jäid selle pinnale suured kivid ja kullaosakesed. Samas tuli sõela või restipõhja pidevalt pinnal hoida, et mittevajalikud kivid, liiv ja vesi välja uhtuda ning alles jääksid vaid väärismetalliosakesed. Seda meetodit kasutatakse tänapäeval harva.
- Kaevandamine kullamaagist. See on ka käsitsi kaevandamise meetod. Siin olid tööriistadeks labidas, haamer maagi purustamiseks ja kirkas. See meetod hõlmab mägedesse ronimist, pinnase, kaevikute ja miinide kaevamist. Selline kaevandamine toimus peamiselt Venemaal.
- tööstuslik meetod. Tänu teaduse arengule ja teatud keemiliste ühendite avastamisele on ekstraheerimise kiirus oluliselt suurenenud, samuti on kasutatud väikeseid ja suuri seadmeid. See protsess viiakse läbi automaatselt ja praktiliselt ei vaja inimese rakendamist.
Tööstuslik tootmine jaguneb omakorda:
- Almagalmatsioon. Tähendus seda meetodit on elavhõbeda ja kulla vastasmõju. Elavhõbe kipub väärismetalli ligi tõmbama ja ümbritsema. Metalli tuvastamiseks valatakse maak tünnidesse, mille põhjas on elavhõbe. Kuld tõmbas elavhõbeda poole ja ülejäänud, laastatud maak, visati ära. See meetod oli nõutud ja tõhus 20. sajandi keskel. Seda peeti üsna odavaks ja lihtsaks. Elavhõbe on aga endiselt mürgine element ja seetõttu meetodist loobuti. Kleepuvad väärismetalliosakesed ei olnud alati elavhõbedast täielikult eraldatud, mis ei ole otstarbekas ja viib osa kaevandatud metallist kadumiseni.
- Leostumine. Selle meetodi valmistamiseks kasutatakse naatriumtsüaniidi. Selle elemendi abil lähevad väärismetalliosakesed veeslahustuvate tsüaniidühendite olekusse. Pärast seda viiakse need keemiliste reaktiivide abil uuesti tahkesse olekusse.
- Flotatsioon. On erinevaid kulda sisaldavaid osakesi, mida vesi ei mõjuta ja mis ei märjaks. Nad hõljuvad pinnal nagu õhumullid. Selline kivi purustatakse, valatakse seejärel vedela või männiõliga ja segatakse. Vajalikud kullaosakesed hõljuvad õhumullidena üles, need puhastatakse ja saadakse lõpptulemus. Kui a me räägime tööstuslikus mastaabis asendatakse männiõli õhuga.
Kaasaegsed töötlemistehnoloogiad
Väärismetallide töötlemiseks on kaks võimalust.
Valamine
See meetod on suhteliselt lihtne. Tõepoolest, kõik, mida vaja on, on valada sulametall eelnevalt ettevalmistatud vormi, mis on valmistatud vasest, pliist, puidust või vahast. Pärast täielikku jahutamist eemaldatakse toode vormist, poleeritakse.
Metalli pehmendamiseks kasutatakse spetsiaalseid sulatusahjusid. Need on induktsioon ja summutus.
Induktsioonahju peetakse kõige populaarsemaks ja funktsionaalsemaks sulatustüübiks. Selles toimub kuumenemine pöörisvoolude toimel.
Muhvelahi võimaldab soojendada teatud materjale etteantud temperatuurini.
Muhvelahjud jagunevad erinevat tüüpi sõltuvalt kütteelemendi tüübist (elekter, gaas), kaitsvast töötlemisrežiimist (õhk, gaasiatmosfääriga, vaakum), konstruktsiooni tüübist (vertikaalne laadimine, kellatüüp, horisontaalne laadimine, torukujuline).
Tagaajamine
Seda meetodit peetakse keerulisemaks. Siin metalli ei sulatata, vaid kuumutatakse edasiseks tööks vajaliku olekuni. Edasi muudetakse haamrite abil pliisubstraadil pehmenenud tooraine õhukeseks kihiks. Lisaks antakse tulevasele tootele vajalik kuju.
Kasutusala ja toodete tüübid
Esimene asi, mis väärismetallide kasutamisega seoses meelde tuleb, on juveelitööstus. Täna näeme külluses erinevaid ehteid ja tooteid igale maitsele. Need on nii kaunistused kui ka majapidamistarbed, näiteks lauanõud, nõud. Igal ehtel on autentsusele vastav tempel ja kindel näidis. See on aga vaid väike osa väärismetallide kasutamisest.
Nende kasutamine on autotööstuses nõutud.
Ilma plaatina, iriidiumi, pallaadiumita on kuld asendamatu meditsiinivaldkond. Meditsiinilised nõelad on selle suurepärane näide. Samuti valmistatakse valge metalli baasil proteese, erinevaid tööriistu, detaile, ettevalmistusi.
Lisaks valmistatakse väärismetallide abil ülitugevaid ja stabiilseid elektrivälja seadmeid. Näiteks korrosioonivastased seadmed ja seadmed, mis on konstantsed elektrikaare tekkeks. Plaatina katalüütilisi omadusi kasutatakse väävel- ja lämmastikhappe tootmisel. Formaliini valmistamisel kasutatakse argentumi keemilisi omadusi. Nafta rafineerimistööstust on raske ette kujutada ilma kullata.
Rohkem tugevad metallid kasutatakse agressiivsemates tingimustes osalevate osade sulatamiseks. Näiteks kui tegemist on kõrgete temperatuuride, agressiivsete keemiliste reaktsioonide, elektri jms tööga.
Samuti kasutatakse nende metallide pihustamist teiste katmiseks. See aitab vabaneda korrosioonist, annab väärismetallidele omased kaitseomadused.
Hinnakujundus
Väärismetallide hinna määravad paljud protsessid, sealhulgas tehnilised, fundamentaalsed ja spekulatiivsed. Kõige olulisem tegur on aga pakkumine ja nõudlus. Just see tegur tõrjub neid ehete hindade kujunemisel. Nõudlust tekitavad ostjad. Nad kasutavad metalle erinevates tööstusharudes – meditsiinis, masinaehituses, raadiotehnikas, ehtekunstis. Samuti määrab väärismetallist toodete olemasolu sageli inimese kuuluvuse teatud staatusesse. Kõige populaarsem on teiste seas kuld. Selle põhjuseks on ka asjaolu, et igal osariigil on oma kullavarud ning selle ulatus määrab osaliselt riigi kaalu maailmaareenil.
Keskpanga andmetel Venemaa Föderatsioonühe grammi kulla maksumus on - 2686,17 rubla, hõbe - 31,78 rubla / gramm, plaatina - 1775,04 rubla / gramm, pallaadium - 2179,99 rubla / gramm.
Õpilastasa nr 2
teemal "Mineraalid ja sulamid disainis
Jaam "Revolutsiooni väljak"
Moskva metroo"
Vask on esimene metall, mille inimene on meisterdanud
Vase roll inimkultuuri arengus on eriline. Vase ja pronksi kasutamine nagu olulised materjalid kestis aastatuhandeid. Vask, nagu väärismetallid, moodustab mõnikord tükikesi. Teadlased usuvad, et just neist valmistati 10 tuhat aastat tagasi esimesed metallist tööriistad. Vase pehmuse ja looduses üsna laialdase esinemise tõttu hakkas inimene seda kasutama juba ammu enne rauda.
Ajaloolased on kindlaks teinud, et Vana-Egiptuses kasutasid käsitöölised püramiidide ehitamisel kivitööriistu (graniidist ja doleriidist) ja vasest tööriistu. Metall oli märkimisväärselt kõva. See võimaldas egüptoloogidel oletada, et juba III aastatuhandel eKr. e. Egiptlastel oli eriline retsept mehaaniline töötlemine vask, mis andis metallile suure tugevuse.
Tina lisamine vasele suurendab oluliselt materjali tugevust ja kõvadust. Seda teati juba 5000 aastat tagasi ja võib-olla isegi varem. Vasesulamite tootmine oli iidse metallurgia suurim saavutus ja andis oma nime tervele ajastule - pronksiajale.
Ajastute vahetumine eri rahvaste vahel, maakera eri paigus toimus ebaühtlaselt ning ajastute kronoloogilist raamistikku saab osutada vaid ligikaudselt:
KIVI → VASEAEG → PRONKS → RAUD
VANUS (kalkoliit) VANUS VANUS
4.-3. aastatuhandel 4.-1. aastatuhandel 1. aastatuhande algus
eKr e. eKr e. eKr e.
Pronksi levik metallurgia arenenud kultuurikeskustes sai alguse 4. aastatuhande lõpus eKr. e. Vanimad pronksesemed leiti Mesopotaamia (Sumeris), Türgi, Iraani territooriumilt. Kolmanda aastatuhande lõpus eKr. e. pronks ilmus Egiptuses, Indias ja II aastatuhande keskel eKr. e. Hiinas ja Euroopas. Ameerikas hõlmab pronksiaeg ajavahemikku 4.-10. n. e. Siinsed juhtivad metallurgiakeskused asusid kaasaegse Peruu ja Boliivia territooriumil.
Lisaks pronksidele – vase-tina sulamitele kasutasid vanad inimesed ka vase-tsingi sulameid – messingit, mis on pronksist tugevamad ja tempermalmistumad. Tähelepanuväärne on, et iidsete aegade inimesed ei tundnud tsinki kui ainet. Puhtal kujul eraldati see metall elektrolüüsi teel alles 18. sajandi keskel. Nii leiti Teeba väljakaevamiste käigus papüürused, mis kirjeldavad vasest "kulla" valmistamise saladust. Tegelikult on nende eesmärk suure tõenäosusega messingi saamine, lisades vasele looduslikke tsingiühendeid. Messing meenutab oma värvi ja sära poolest kulda.
Vase saamise meetodid
Vase madal keemiline aktiivsus võimaldab selle looduslikus olekus looduses eksisteerida.
Teada on üle 200 mineraali, mis sisaldavad oma koostises vaske, sealhulgas kalkopüriit (vaskpüriit) CuFeS2, malahhiit (CuOH) 2CO3, kalkotsiit (vaseläige) Cu2S, kupriit Cu2O.
Puhast vaske saadakse erinevatel meetoditel. Hüdrometallurgiline meetod - metallide ekstraheerimine maakidest reaktiivide (H2SO4, KCN jne) abil vees lahustuvate ühendite kujul, millele järgneb nende lahuste töötlemine metallide isoleerimiseks vabal kujul.
Kui CuO-d sisaldavat maaki töödeldakse lahjendatud väävelhappega, läheb vask lahusesse sulfaadi kujul:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Seejärel eemaldatakse see lahusest kas elektrolüüsi teel või tõrjutakse sulfaadist välja rauaga:
CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4
Kõik ühenditest vase saamise meetodid põhinevad redoksprotsessidel.
Vase keemilised omadused
Kuival kujul ja normaaltemperatuuril vask peaaegu ei muutu. Kell kõrgendatud temperatuur vask võib reageerida lihtsate ja keerukate ainetega.
Koostoime lihtsate ainetega:
Cu + Cl2 = CuCl2
2CuO + O2 = 2CuO
Koostoime keeruliste ainetega:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Cu + 4HNO3 = Cu(NO)3 + 2NO2 + 2H2O
Vask ja selle sulamid
Vase sulamistemperatuur on 1083oC.
Vasesulamid jagunevad kahte rühma: messing- vase-tsingi sulamid, pronks- vasesulamid muude (va tsingi) elementidega.
Alumiinium" href="/text/category/aluminij/" rel="bookmark">alumiinium, Mn - mangaan, C - plii, B - berüllium, Mg - magneesium, Cp - hõbe, F - raud, Msh - arseen, Su - antimon, K - räni, N - nikkel, T - titaan, Kd - kaadmium, O - tina, F - fosfor, X - kroom, C - tsink.
Kogu pronks on tähistatud lühendiga "Br", mis tähistab seda vasesulamite kategooriat. Pärast vasesulami klassi "Br" määramist tulevad tähed, mis aitavad lisatud elemente tuvastada.
Näiteks BrO5Ts6 tähendab, et see pronksisulam sisaldab 5% tina ja 6% tsinki ning tähis BrO5Ts2N5 näitab, et sulam sisaldab 5% tina, 2% tsinki ja 5% niklit. Märgistus BrO10Ts2 tähistab pronksisulamit, mis sisaldab 10% tina ja 2% tsinki.
Leningradi osariigi vasetöötlemistehases "Krasnõi Võboržets" (1924) kasutati valamisel nn kunstilist punast pronksi tsingilisandiga kuni 6%.Punane pronks ei ole temperatuurimuutustele tundlik.
Kuid tehase projektid valati Moskva metroojaama "Revolutsiooni väljak" jaoks 80 skulptuurifiguuri.
Marmori sordid metroojaamade kujundamisel
Iga metroojaam on nagu mineraloogikamuuseum, igaühel neist on oma ekspositsioon.
Ploštšad Revoljutsii metroojaama keldrit ääristab must Armeenia marmorilaadne lubjakivi, millel on “kuldsed” sooned, mis on muutunud tohutuks postamendiks, kaared on tehtud tumepunasest marmoritaolisest lubjakivist shroshast. Kaared ehitati marmorplokkidest raiutud tahketest kividest. Püloonide seinad on vooderdatud punase shrosha, halli-sinise ufaley, kollakasroosa marmoritaolise biyuk-yanka lubjakiviga. Jaama rööbastee seinad olid kaunistatud halli Ufaley marmoriga, punase shrosha karniisiga ja oliivmusta marmorilaadsest sadakhlo ja dalu lubjakividest soklivaiba mosaiik. Jaamasaali põrand on tumehalli Žezhelevski graniidi ja musta gabro malelaua vaheldumine ning platvormid on viimistletud sama graniidi ja labraniidiga.
Platvormide seintele on kinnitatud pronksnooled, millel on kiri "Väljumine linna" - need on Moskva metroo vanimad säilinud märgid.
Ehituspraktikas on kõige levinumad järgmised marmoritüübid:
Ufaleisky(Ufaley), hallikassinine.
Gruusia marmor. Shroshinsky (Shrosha), tumepunane valgete triipudega.
Sadakhlinsky(Sadakhlo), tumemust valgete ja kollakaskuldsete triipudega.
Armeenia marmor. Davalinsky (Davalu), must kuldsete triipudega. Seda marmorit kasutatakse tavaliselt koos teiste värvidega marmorist postamentide ja marmorvoodri soklite jaoks.
