Metallurgia: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
AvocatoBot (arutelu | kaastöö) P r2.7.1) (Robot: lisatud ast:Metalurxa |
Resümee puudub |
||
1. rida:
'''Metallurgia''' ([[vanakreeka keel|kreeka]] liitsõnast ''metallurgeō'' 'töötlen metalle') on [[teadusharu|teadus-]], [[tehnikaharu|tehnika-]] ja [[tööstusharu]].
==
[[Pilt:Metal_production_in_Ancient_Middle_East.svg|pisi|Metallide tootmine iidses Lähis-Idas]]
Metallurgia kui teadusharu uurib [[metall]]ide ja nende [[sulam]]ite omadusi ning tootmise ja töötlemise [[tehnoloogia]]t. ▼
Esimesed tõendid [[metallurgia|metallurgiast]] pärinevad [[Serbia]] aladelt (dateeritud 5.–6. saj eKr). Varajast [[metallurgia|metallurgilist]] tegevust on leitud ka [[Portugal|Portugali]], [[Hispaania]] ja [[Suurbritannia]] ([[Stonehedge]]) aladelt (3. saj eKr). [[Hõbe]], [[vask]], [[tina]] ja [[meteoriitraud]] olid esimesed [[metall|metallid]], mida [[inimene]] hakkas töötlema, nt [[Egiptus|egiptlaste]] [[tapariist]]ad olid tehtud [[meteoriitraud|meteoriitrauast]] (~ 3500 a eKr). 3500 a eKr algas [[pronksiaeg]], sest [[tina]] ja [[vask|vaske]] õpiti tegema [[sulam|sulamiks]], mis oli paremate [[omadus]]tega [[materjal]] [[tööriist]]ade jm valmistamiseks. 1200 a eKr algas [[rauaaeg]]. [[Raud|Raua]] valmistamine [[maak|maagist]] oli aga oluliselt keerukam.<ref name="Nr4"> http://en.wikipedia.org/wiki/Metallurgy </ref>
==Metallurgia kui teadusharu==
▲[[Metallurgia]] kui [[teadusharu]] uurib [[metall]]ide ja nende [[sulam]]ite
===Must metallurgia=== ▼
==Metallurgia kui tööstusharu==
[[Must]] [[metallurgia]] sai alguse [[Euroopa]]st 15. saj, mil hakati sulatama töönduslikult [[raud|rauda]] ja [[malm]]i. [[Must]] [[metallurgia]] toodab [[rauasulam]]eid ([[malm]], [[teras]], [[ferrosulam]]id), millele on lisatud muud [[metall]]id. Peamine [[tooraine]] on [[rauamaak]], selle kõrval on ka tähtis [[tooraine]] [[mangaan]], mida lisatakse [[teras]]ele selle [[kulumiskindlus]]e tõstmiseks. [[Maak|Maagi]] [[rikastamine]] ja esmane töötlemine toimub tavaliselt [[maardla]]tes, enamik [[toodang]]ust [[eksport|eksporditakse]]. [[Rauamaak]]i jagatakse rikkaks, kus [[raud|raua]] sisaldus üle 55%, keskmiseks ([[raud|raua]] sisaldus 40–55%) ja [[vask|vaeseks]] ([[raud|raua]] sisaldus 20–40 %). Viimastel aastatel kasvab sekundaarse [[tooraine]] ([[vanametall]]i) kasutamine kiiresti. Peamised [[rauamaak|rauamaagi]] [[tootja]]d ja [[eksport|eksportijad]] on [[Austraalia]], [[Brasiilia]], [[Hiina]], [[India]], [[Lõuna-Aafrika Vabariik]] ja [[Venemaa]]. Peamised [[terasetootj]]ad on Põhja-[[Euroopa]] [[riik|riigid]] (60%).<ref name="Nr2"> http://www.mgm.ee/geo/MAGA/ppt/Metallurgia.ppt </ref>
===Värviline metallurgia===
[[Pilt:Simplified world mining map 1.png|pisi|Metallimaakide leiukohad]]
Peamised [[tooraine]]d on [[vasemaak]] ja [[alumiinium]]i tooraine [[boksiit]]. Vanad [[värv]]ilised [[metall]]id on [[vask]], [[plii]], [[tsink]] ja [[tina]]. [[Vasemaak]]i on palju [[Tšiili]]s, [[USA]]-s, [[Aafrika]] keskosas ([[Sambia]] ja [[Kongo DV]] [[territoorium]]il). [[Alumiinium]] on [[toodang]]u [[maht|mahult]] teisel kohal, [[loodus]]es on [[metall]]idest esikohal (8,8 % maakoore massist). Suurimad [[boksiit|boksiidivarud]] on [[Guinea]]l, [[Austraalia]]l, [[Brasiilia]]l, [[Jamaica]]l. Suurimad [[import|importijad]] on [[USA]], [[Lääne-Euroopa]] ja [[Jaapan]]. [[Alumiinium]]i [[sulatamine]] on väga [[energia]]mahukas – 1 [[tonn]]i [[tootmine]] vajab 14 000 kWh [[energia]]t. [[Vanametall]]ist [[tootmine|toodetakse]] 1/3 [[maailm]]a [[alumiinium]]ist. [[Vask|Vase]] ja [[alumiinium]]i kõrval töödeldakse [[värv]]ilises [[metallurgia]]s veel üle 70 [[metall]]i, suurema [[maht|mahuga]] on [[plii]] ja [[tsink]], nende [[metall]]ide [[tarbimine|tarbimisega]] seotud [[autotööstus]]. [[Värv]]iliste [[metall]]ide [[maak|maagid]] sisaldavad tavaliselt mitu [[metall]]i (nn [[polümetall]]id), mistõttu ühes [[maardla]]s [[kaevandamine|kaevandatakse]] sageli mitut [[metall]]i.<ref name="Nr2" />
==Metallurgia protsessid==
===Pürometallurgia===
[[Pilt:Bois-du-Luc_-_Fondeur_d%27art_2.JPG|pisi|Pronksi valamine käsitsi]]
Vanimaks ja kõige levinumaks [[metallurgia]]haruks on [[pürometallurgia]] (''püro'' tähendab ladina keeles [[leek]]i). Selle käigus [[sulatamine|sulatatakse]] [[metall]] [[maak|maagist]] välja kõrge [[temperatuur]]iga. Kõrge [[temperatuur]]iga [[leek]] saadakse [[kütus|kütuste]] [[põletamine|põletamisel]]. Nii toodetakse [[raud]]a ja tema [[sulam]]eid, [[vask]]e jne <ref name="Nr3"> http://miksike.ee/documents/main/elehed/9klass/metallid_mittemetallid/9-1-13-1.htm </ref>. [[Redutseerija]]te järgi jagatakse [[pürometalluriga]] [[karbotermia]]ks ([[redutseerija]] on [[süsinik]]), [[metallotermia]]ks ([[redutseerija]]ks on aktiivne [[metall]]) ja [[vesinik]]u kasutamisega [[pürometallurgia]]ks.<ref name="Nr5"> http://www.crjg.vil.ee/materjalid/oppematerjalid/keemia/3_metallurgia.html </ref> Pürometallurgias kasutatakse mitmesuguseid [[sulatusahi|sulatusahjusid]]:
*Shaft-[[sulatusahi]] on kujult verikaalne. [[Maak]] siseneb [[sulatusahi|ahju]] ülevalt ja väljub alt ning [[gaas]] siseneb [[sulatusahi|ahju]] alaosas ning väljub üleval.
*Muhvel-[[sulatusahi]] on horisontaalse kujuga, kus ühest otsast siseneb [[kütus]] ja [[õhk]] ning teisest otsast väljuvad [[gaas]]id. Samal ajal [[maak]] [[sulamine|sulab]] [[sulatusahi|ahju]] sees olevas kinnises kambris.
*Kamin-[[sulatusahi]] on horisontaalse kujuga piklik [[sulatusahi|ahi]], mis võib olla veidi kaldu. [[sulatusahi|Ahju]] kõrgemast otsast siseneb [[maak]], mis voolab aegalselt alla ning väljub alumisest otsat. Samal ajal alumisest otsast siseneb [[sulatusahi|ahju]] [[põlemine|põlev]] [[kütus]].
*Elektriline [[sulatusahi]] kasutab [[voolutugevus]]t 20 000 [[amper|A]] ning [[pinge]]t 50 kuni 500 [[volt|V]]. [[sulatusahi|Sulatusahju]] on asetatud kaks [[elektrood]]i.<ref> http://www.chem.mtu.edu/chem_eng/faculty/kawatra/CM2200_Primary_Metals.pdf</ref>
===Hüdrometallurgia===
[[Hüdrometallurgia]] põhineb [[maak]]ide [[töötlemine|töötlemisel]] niisuguste [[kemikaal]]ide [[lahus|lahustega]] ([[hape]]te, [[leelis]]te), mis [[maak|maagis]] oleva [[metall]]iga [[keemiline reaktsioon|reageerides]] viivad selle [[ioon]]idena [[lahus]]esse. [[Lahus]]e järgneval [[töötlemine|töötlemisel]] eraldatakse [[metall]] sellest [[lihtaine]]na<ref name="Nr3" />. Nii [[tootmine|toodetakse]] nt [[kuld]]a ja [[vask]]e. Niimoodi toodetud [[vask]] pole just eriti puhas ja sisaldab väheaktiivsete (väärtuslike) [[metall]]ide lisandeid. [[Soomlased]] toodavad [[vask|vase]] [[puhastusjääk]]idest 800 kg [[kuld]]a aastas. Sellest jätkub maa [[elektroonikatööstus]]e vajadusteks. [[Vask|Vase]] [[puhastusjääk]]idest [[tootmine|toodetakse]] ka praktiliselt kogu [[germaanium]], mis on samuti [[elektroonika]]le oluline [[element]].<ref name="Nr5" />
===Kloormetallurgia===
Mitmeid värvilisi [[metall]]e [[tootmine|toodetakse]] [[kloor]][[metallurgia|metallurgiliselt]]. Sel juhul töödeldakse toor[[maak]]i [[kloor]]iga. [[Metall]]id [[keemiline reaktsioon|reageerides]] [[kloor]]iga muutuvad [[kloriid]]ideks, sellisel kujul nad eraldatakse ja seejärel [[töötlemine|töödeldakse]] puhtaks [[metall]]iks. Nii [[tootmine|toodetakse]] nt [[titaan]]i ja [[tina]].<ref name="Nr3" />
===Elektrometalluriga===
Selle protsessi puhul on tegu [[elektrolüüs]]iga, mille puhul [[sulatis]]te [[elektrolüüs]] on ainus majanduslikult mõistlik [[meetod]] aktiivsete [[metall]]ide tootmiseks. Nii [[tootmine|toodetakse]] nt palju [[alumiinium]]it ja [[magneesium]]it. [[Elektrolüüs]] on väga [[energia]]kulukas.<ref name="Nr5" />
==Tähtsamate metallide tootjad==
* '''[[Raud]]a''' toodeti [[maailm]]as 2010. a 2,4 [[miljard]]it [[tonn]]i, millest 37,5% tootis [[Hiina]] kui [[maailm]]a suurim [[raud|oraua]] [[tootja]]. Suuremad [[raud|raua]] [[tootja]]d on veel [[Austraalia]], [[Brasiilia]], [[India]] ja [[Venemaa]].<ref name="MET"> http://metals.about.com </ref>
* '''[[Vask]]e''' leidub pea kõikides [[maailmajagu]]des, rohkem [[Lõuna-Ameerika]]s. 2009. a oli [[vask|vase]] [[tarbimine]] [[maailm]]as ~21 [[miljon]]it lühikest [[tonn]]i (1 lühike [[tonn]] = 907,185 [[kilogramm|kg]]).<ref name="MET" />
* Suurimad '''[[tsink|tsingi]]''' tootjad [[maailm]]as on [[Hiina]], [[Peruu]], [[Austraalia]], [[USA]] ja [[Kanada]]. 2008. a toodeti 80% [[USA]] toodangust [[Alaska]]s. Kui lähtuda [[maailm]]ajagudest, siis 54% [[tsink|tsingist]] toodetakse [[Aasia]]s, 23% [[Euroopa]]s, 17% [[Ameerika]]s, 4% [[Okeaania]]s ja 2% [[Aafrika]]s. [[Tsink]]i kasutatakse kõige enam [[galvaanimine|galvaanimiseks]] ehk [[tsinkimine|tsinkimiseks]], seejärel erinevate [[sulam]]ite tarbeks ja [[kemikaal]]ide jaoks.<ref name="MET" />
* '''[[nikkel|Nikli]]''' [[maak]]i [[kaevandamine|kaevandatakse]] 23 [[riik|riigis]] ning [[nikkel|niklit]] sulatatakse 25 [[riik|riigis]]. 2010. a olid suurimad [[nikkel|nikli]] tootjad [[Venemaa]], [[Kanada]], [[Austraalia]] ja [[Indoneesia]]. Puhastatud [[nikkel|niklit]] toodavad [[firma]]dest enim Norilsk Nickel, Vale S.A., ja Jinchuan Group Ltd. 65% nikli toodangust kasutatakse roostevaba terase tootmisel.<ref name="MET" />
* '''[[Plii]]''' on [[maailm]]as üks kõige suurema [[taaskasutus]]e osakaaluga [[metall]]e. Umbes pool [[plii]] [[toodang]]ust toodetakse [[plii]] [[taaskasutus|taaskasutamise]] läbi. Suurimad [[plii]] [[tootja]]d on [[Hiina]] (~60% [[maailm]]a [[toodang]]ust), [[Austraalia]] ja [[USA]]. Umbes 90% [[plii]] toodangust kasutatakse [[patarei]]des ja [[aku]]des.<ref name="MET" />
* 2010. a olid [[maailm]]a suurimad '''[[alumiinium]]i''' [[tootja]]d [[Hiina]], [[Venemaa]] ja [[Kanada]]. 20% [[alumiinium]]i [[toodang]]ust kasutatakse nt [[pakkematerjal]]ina. Tänapäeval kasutatakse [[alumiinium]]i tootmisel ligi kolmandik [[alumiinium]]i [[taaskasutus|taaskasutamise]] põhimõttel.<ref name="MET" />
==Metalluriga Eestis==
Kirde-[[Eesti]]s tegutsev AS Silmet on üks [[Euroopa]] suurimaid haruldaste [[metall]]ide ja haruldaste [[muldmetall]]ide [[tootja]]id ning ka üks [[Eesti]] suurimaid teaduspõhiseid kõrgtehnoloogilisi [[firma]]sid. Ligikaudu 550 [[töötaja]]ga AS-i Silmet [[tootmine]] hõlmab kolme [[vabrik]]ut: haruldaste [[muldmetall]]ide [[vabrik]], haruldaste [[metall]]ide [[vabrik]], [[metallurgiavabrik]]. Haruldaste [[muldmetall]]ide aastatoodangu [[maht]] ulatub 3 000 [[tonn]]ini, haruldastel [[metall]]idel 700 [[tonn]]ini.<ref name="Nr6"> http://www.silmet.ee/est/default.aspx?id=1 </ref> 2010. aastal toodeti 95% kogu [[maailm]]a haruldaste [[metall]]ide [[toodang]] [[Hiina]]s ning ülejäänud 5% AS Silmetis.<ref name="Nr7"> http://www.investinestonia.com/en/news/estonias-silmet-benefiting-from-high-prices-of-rare-earth-metals# </ref>
==Keskkonnaprobleemid==
*Tekib palju [[aheraine]]t, väga [[energia]]mahukad [[tööstusharu]]d<ref name="Nr2" />
*Suured [[piirkond|piirkonnad]] muudetakse [[inimene|inimese]] ja [[loom]]ade [[elu]]ks ja [[inimene|inimese]] [[majandustegevus]]eks kõlbmatuks<ref name="Nr2" />
*Maa-alused [[kaevandus]]ed võivad põhjustada [[langatuslehter|langatuslehtreid]] ning [[ehitis]]te ja [[rajatis]]te sisselangemist<ref name="Nr2" />
*[[Maavara]]de suuremahuline [[kaevandamine]] mõjutab [[põhjavesi|põhjavee]] kihte, halvendab [[joogivesi|joogivee]] [[kvaliteet]]i<ref name="Nr2" />
*[[Metall]]ide [[sulatamine]] saastab tugevalt [[keskkond]]a, sest [[kõrgahi|kõrgahjud]] paiskavad [[õhk]]u kahjulikke [[aine]]id<ref name="Nr2" />
*[[Metallurgia]]ettevõtte [[saastamisraadius]] võib ulatuda kuni 500 [[kilomeeter|km]] [[kaugus]]ele<ref name="Nr2" />
== Viited ==
{{viited}}
==Välislingid==
* [http://miksike.net/documents/main/elehed/9klass/metallid_mittemetallid/9-1-13-2.htm Raua ja tema sulamite tootmine]
* [http://www.silmet.ee/est/ AS Silmet]
* [http://en.wikipedia.org/wiki/Metal_production_in_Ukraine Metal Production in Ukraine]
==Vaata ka==
*[[Metall]]
*[[Teras]]
*[[Tsink]]
[[Kategooria:Metallurgia| ]]
23. rida ⟶ 76. rida:
[[ar:علم الفلزات]]
[[an:Metalurchia]]
[[az:Metallurgiya]]
[[id:Metalurgi]]
| |||