К цветным металлам относятся все металлы и их сплава за исключением железа. Цветные металлы отличаются тем, что способны образовывать окислительную пленку, которая предотвращает коррозию металла. Они встречаются реже, нежели черные. 1 тонну цветного металла добывают из переработки 10 000 тонн руды. Поэтому исследования современных технологий в отрасли цветной металлургии направлены на увеличении добычи этих металлов с меньшими затратами. Основные задачи, которые стоят перед современной металлургией:
— нехватка сырья;
— необходимость более продуктивной переработки руды;
— разработка новых методов использования в качестве источника цветных металлов вторичного сырья;
— развитие производства редко используемых металлов – кобальт, титан, тантал.
Решив эти задачи, можно добиться увеличения производства, оборота и потребления цветных металлов. Высокая цена на эти металлы обусловлена чрезвычайно высоким спросом на них.
Все цветные металлы можно разделить на 6 групп:
1) легкие;
2) тяжелые;
3) тугоплавкие;
4) радиоактивные;
5) благородные;
6) редкие.
Особенности всех этих видов будет рассмотрена ниже.
Цветные металлы, обладающие небольшой плотностью называются легкими. Они широко распространены в окружающей природной среде. Алюминий – типичный представитель этой подгруппы, который является легким, немагнитным металлом серо-белого цвета. Его основными свойствами являются:
— легкость;
— стойкость к коррозии;
— податливость при обработке;
— хорошая теплопроводимость;
— неядовитость соединений.
Главным его недостатком выступает малая прочность. Чтобы устранить эту проблему алюминий чаще используется в сплаве с медью, магнием. Называется это соединение дюралюминий, который эффективно используется в авиастроении.
Сферы применения алюминия достаточно обширные. Например, он используется в криогенной и тепловой технике, в машиностроении, ювелирном деле, пищевой промышленности (для изготовления посуды), его применяют для получения сероводорода и для восстановления редких цветных металлов.
Помимо алюминия к цветным металлам относиться магний, литий, бериллий, титан.
Металлы, обладающие высокой плотностью, называются тяжелыми. К ним можно отнести: медь, свинец, кадмий, ртуть, никель, кобальт. Они чаще всего используются в сплавах с другими цветными металлами и железом, но могут применяться также в чистом виде. Эта подгруппа металлов довольно распространена, несмотря на их вред для окружающей среды и человека. Самые опасные из них – это свинец, ртуть и кадмий, которые загрязняют атмосферу.
Следующая группа – тугоплавкие металлы. К ним относятся: цирконий, титан, ванадий, гафний, тантал, ниобий, молибден, хром, вольфрам, рений, а также родий, рутений, иридий, осмий, платина как платиновые металлы. Все они плавятся при температуре 1650-1750 °С. Их используют для легирования стали (для улучшения ее химических, механических и физических свойств). Также они применяются в судостроении, машиностроении, электронной и химической промышленности.
4 группа – радиоактивные цветные металлы, к которым относятся: полоний, прометий, технеций, радий и др. Они применяются в ядерной энергетике и для создания ядерного оружия.
Группа благородных металлов является самой дорогостоящей. К ней относятся: золото, платина, серебро, иридий, осмий, родий, палладий, рутений. Они наделены таким свойствами:
— неподвергаемость к окислению и коррозии;
— редкодобываемость;
— красивая и привлекательная внешность.
Применяются они не только в ювелирном деле, но и в медицине, машиностроении, кинопромышленности, электронике, химической и фотопромышленности.
К редким цветным металлам относиться около 50 видов. Но они были поздно открыты, малоисследованны, и малоприменяемые. Они тяжело добываются и они непопулярные, однако являются перспективой для науки в будущем.