Редкие металлы определяются как металлы, имеющие распространенность в земной коре ниже 0,1 %. Возможно, кто-то с удивлением обнаружит, что такие обычные металлы, как медь, цинк, свинец и никель, производство которых непрерывно растет (рис. 6-1), являются геохимически редкими и находятся в одном ряду с золотом, серебром и платиной. Большинство экспертов полагают, что серьезные трудности возникнут в первую очередь с металлами этой группы и что они способны «бросить вызов» развитию технологии. Действительно, недостаток некоторых из них ощущается уже сейчас. Производство серебра и золота уже не удовлетворяет нужд промышленности, поэтому в переработку вовлекаются отвалы и хвосты бывших горнодобывающих предприятий.
(more…)

Из приведенного выше обсуждения можно сделать вывод, что распространенность элемента в земной коре пропорциональна его запасам, доступным для человека. Добыча руд не будет ограничивать использование распространенных металлов, хотя на этом пути возможны временные трудности, связанные с попытками освоения новых типов руд. За исключением алюминия, ни с одним из распространенных металлов не возникнет серьезных экономических трудностей, но и для алюминия технологические проблемы могут быть решены.
(more…)

Магний является наиболее легким и стабильным из распространенных металлов. Будучи прочным, он необходим в производстве легких сплавов с высокой коррозионной стойкостью, особенно в сплавах с алюминием. Мировое производство металлического магния невелико по сравнению с производством железа или алюминия и составляет примерно 300 тыс. т (1981 г.) Однако магний используется обычно не в металлической форме, а в соединениях, в частности в виде оксида MgO, который обладает замечательными термоизоляционными и электроизоляционными свойствами. Главным источником магния являются моря, содержащие неистощимые запасы этого элемента (гл. 2); магний входит и в такие широкораспространенные в земной коре минералы осадочных пород, как доломит CaMg(C03)2 и магнезит MgC03. Если осадочная порода состоит преимущественно из доломита, ее также называют доломитом. Магнезит, кроме осадочных пород, встречается в корах выветривания и в гидротермальных месторождениях.
(more…)

В титане, как и в алюминии, малый удельный вес сочетается с высокой прочностью и коррозионной стойкостью. В некоторых случаях — в частности, при создании сверхзвуковых самолетов — титан наиболее отвечает технологическим требованиям. Этот металл с трудом обрабатывается и выплавляется из руд. Промышленное производство титана началось только после второй мировой войны, при этом потребление его в США составило в 1981 г. всего 29 тыс. т. Пока еще Het возможности оценить запасы титана с достаточной точностью, однако ясно, что они значительны.
(more…)

Марганец является исключительно важной добавкой в сталях, снижающей отрицательное действие малых количеств серы и кислорода. На каждую тонну производимой стали требуется приблизительно 7 кг марганца, при этом заменитель ему пока не найден.

Марганец, как и железо, имеет несколько степеней окисления, и его распределение во многом контролируется этой особенностью. Марганец легко накапливается при формировании хемогенных осадочных пород (образующихся при химическом осаждении), вулканогенно-осадочных комплексов и остаточных кор выветривания при изменении первоначальных пород. Как и в случае железа, наиболее окисленный марганец наименее растворим и поэтому концентрируется в остаточных корах выветривания и осадочных месторождениях.
(more…)

Железо — второй металл по распространенности в земной коре — является одним из «трех китов», поддерживающих цивилизацию; доля его потребления среди других металлов составляет 95 %. Значительная часть таких металлов, как никель, хром, молибден, вольфрам, ванадий, кобальт и марганец, добавляется к железу в качестве так называемых легирующих добавок для получения высокосортных сталей.
(more…)

Распространенные металлы имеют настолько высокие средние содержания в земной коре, что даже сравнительно небольшое их превышение приводит к образованию вполне приемлемых руд. Конечно, при оценке очень важно, насколько месторождение богато, но если подходящего минерала не обнаружено, этот фактор перестает быть решающим при решении вопроса о целесообразности разработки месторождения В этом заключается главное различие между распространенными и редкими металлами (см. гл. 6). Время показало, что опасения Эндрю Карнеги оказались напрасными. Несомненно, предпочтительны богатые руды, однако и бедные руды могут быть обогащены до очень высокого уровни.
(more…)

Металлы обладают такими важными свойствами, как ковкость, пластичность, высокая тепло- и электропроводность. Металлы являются необходимым компонентом в технике, без них не могло бы развиваться наше общество дальше. По умению выплавлять и обрабатывать металлы мы определяем уровень развития древних обществ; многим хорошо известны термины «бронзовый век» и «железный век».
(more…)

Алюминий распространен в земной коре более широко, чем железо и благодаря своей легкости имеет лучшее отношение массы к прочности, что делает его более предпочтительным, нежели железо. В чистом виде этот элемент был впервые выделен в 1827 г. Процесс его выплавки очень трудоемок. Некоторое время металл был так редок и так дорог, что во Франции в королевской семье установилась мода на алюминиевые ножи и вилки! Только в конце девятнадцатого — начале двадцатого столетия были разработаны методы промышленного производства чистого алюминия, после чего область его применения значительно расширилась. Мировое производство алюминия в 1981 г. превысило 15 млн. т, но несколько снизилось в 1982 г. в результате экономического спада; ожидается, что в скором времени оно возрастет до 20 млн. т в год. Кроме замечательных прочностных качеств и малого веса алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью и хорошей электрической проводимостью. В каждой области применения используется одно или несколько его полезных качеств, в результате чего алюминий заменил железо в ряде металлоконструкций и медь — в электрической сети. Известно, что 90 % новых линий электропередач в США построены на основе алюминиевого провода. Но алюминий не только заменитель, есть и его «собственные» отрасли в строительстве, транспорте и упаковочной индустрии.

(more…)