Aluminijum je najčešći metal u zemljinoj kori. Metali u zemljinoj kori Naziv najčešćeg metala u zemljinoj kori

Unatoč činjenici da metali prevladavaju među kemijskim elementima, njihov sadržaj u prirodi je inferioran u odnosu na nemetale. Sadržaj svih metala u zemljinoj kori je oko 25 tež. %, dok udio nemetala, koji čine samo 1/4 svih elemenata, dostiže 75%. Međutim, treba napomenuti da tako veliki udio imaju gotovo samo dva nemetala: O (47,2%) i Si (27,6%).

Najčešći metali u prirodi suAl (8,1%), Fe (5,1 %),iCa, Mg, N / A, K. (ukupni % s-blok metala je 11).

Od 86 metala, samo šest ima sadržaj u zemljinoj kori koji prelazi 1%.

Pojava metala u zemljinoj kori

U zemljinoj kori velika većina metala je u oksidiranom obliku.

Metali se u prirodi nalaze u obliku jedinjenja sa više elektronegativnih elemenata: kiseonikom, sumporom, halogenima, kao i u obliku karbonata, fosfata, sulfata itd. Mnogi metali se nalaze u zemljinoj kori u obliku raznih silikata. i aluminosilikata, složenih po sastavu i strukturi. Najčešći minerali su aluminosilikati i silikati najrazličitijeg sastava i strukture. Ovi minerali su uvijek prisutni u svim metalnim rudama. Osim aluminosilikata, u prirodi su prilično česti oksidi i karbonati.
Prirodni sulfidi se koriste za proizvodnju mnogih važnih teških obojenih metala: Cu, Zn, Pb, Ni, Co, Cd, Mo.

Prirodni halogenidi se koriste za dobijanje Na, K, Mg.

Osim toga, u prirodi postoje i druge vrste minerala: sulfati, fosfati; volframit - (Fe,Mn)WO 4 , šelit - CaWO 4 ; hromati - krokoit - PbCrO 4, vanadinit - Pb 3 (VO 4)Cl 3 itd.

Prirodni spojevi s-blok metala

Među s-blok metalima, deset najčešćih elemenata uključuju Ca, Na, K i Mg. Među prirodnim spojevima ovih metala, najveći udio čine različiti aluminosilikati i silikati, od kojih se uglavnom sastoji Zemljina kora. Štoviše, sastav silikata i aluminosilikata
s-metali dolaze u obliku kationa. Najčešći Li i Be minerali su aluminosilikati: spodumen LiAl(SiO 3) 2 i beril Be 3 Al 2 (Si 6 O 18), iz kojih se dobijaju litijum i berilij.

Osim aluminosilikata, u prirodi su prilično česti karbonati.

Za dobijanje Na, K, Mg uglavnom se koriste prirodni halogenidi. Poznati su i prirodni sulfati.

S-blok metalni minerali

s-blok

Ja	X Me	Minerali koji se koriste za industrijsku proizvodnju metala	Mass% Ja u prirodi
Li	+1	Spodumen LiAl(SiO 3) 2 ili Li 2 O. Al 2 O 3 . 4SiO2	0,0032
N / A	+1	Halit NaCl	2,8
K	+1	Silvin KCl	2,6
Budi	+2	Beril Be 3 Al 2 (Si 6 O 18) ili 3BeO. Al 2 O 3 . 6SiO2	0,0006
Mg	+2	Karnalit MgCl 2 . KCl. 6H 2 Ob bišofit MgCl 2 . 6H2O	2,4
Ca	+2	Kalcit CaCO 3	3,6
Sr	+2	Celestine SrSO 4	0,04
Ba	+2	Barit BaSO 4	0,05

Prirodni spojevi p-blok metala koji se koriste za dobivanje metala

Najčešći metal u prirodi je aluminijum, koji se nalazi u zemljinoj kori u obliku aluminosilikata, raznolikog sastava i strukture. Boksitna ruda se uglavnom koristi za proizvodnju aluminija.

Olovo i bizmut se u prirodi javljaju u obliku sulfida. Kalaj se dobija iz prirodnog oksida SnO 2 (mineral kasiterit).

Ja	X Me	Minerali koji se koriste za industrijsku proizvodnju metala	Masa % Me u tlu
Al		Ruda boksita sadrži: hidratizirane okside: AlOOH - bemit i dijaspora i Al(OH) 3 - hidrargelit (gibzit) i bajerit, Al 2 O 3 oksid - korund, kao i hidratizirane okside željeza (+3), te silikate, aluminosilikate i oksid silicijum	8,1
Sn	+4	Kasiterit SnO 2
Pb	+2	Halite PbS

Minerali p-blok metala. Kasiterit. Gibbsite. Hidrargilit

Vrste minerala koji se koriste za proizvodnju d-metala

grupa	3	4	5	6	7	8	9	10	11	I2
metal	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn
X u prirodnim jedinjenjima	3	4	3, 4, 5	3, 6	4, 2, 3	3, 2	2	2	2, 1	2
Vrste esencijalnih minerala	Silikati	oksidi	Vanadates	oksidi	oksidi	oksidi	Sulfidi
			Sulfidi			Sulfidi

Minerali koji se koriste za industrijsku proizvodnju d-blok metala

Ja	X Me	Minerali koji se koriste za industrijsku proizvodnju metala	Masa % Me u tlu
Sc	+3	Sc2Si2O7, ScPO4 . 2H2O	6.10-4
Ti	+4	Rutil TiO 2, ilmenit FeO.TiO 2 ºFe(TiO 3), titanomagnetiti Fe(TiO 3) . nFe 2 O 3 , perovskit Ca(TiO 3)	0,57
V	+4,+5	Patronit VS 2, vanadinit Pb 5 (VO 4) 3 Cl	0,015
Cr	+3	Chromite FeO. Cr2O3	0,008
Mn	+4, +3,+2	Piroluzit MnO 2, hausmanit Mn 3 O 4, braunit Mn 2 O 3, manganit MnOOH, rodohrozit MnCO 3	0,1
Fe	+3,+2	Magnetit Fe 3 O 4, hematit Fe 2 O 3, getit FeOOH, siderit FeCO 3, pirit FeS 2	5,1
Co	+2	Linneite Co 3 S 4 (CoS . Co 2 S 3), kobaltin CoAsS	0,004
Ni	+2	Petlandit (Fe, Ni) 9 S 8, nikl NiAs, Revdenskite (Ni, Mg) 6 Si 4 O 10 (OH) 8	0,008
Cu	+2,+1	Halkopirit CuFeS 2, halkocit Cu 2 S, kovelit CuS, kuprit Cu 2 O, malahit (CuOH) 2 CO 3 º Cu(OH) 2 . CuCO 3 , azurit Cu(OH) 2 .2 CuCO 3	0,005
Zn	+2	Sfalerit ZnS, smitsonit ZnCO 3, cincit ZnO	0,08
Mo	+4	Molibdenit MoS 2	0.0001
W	+6	Šelit CaWO 4 , Fe(Mn) WO 4 volframit	0.0001
Cd	+2	Greenockite CdS	0.00001
Hg	+2	Cinnabar HgS	0, 000008

Prvih pet mesta u zemljinoj kori (po masi materije) zauzimaju sledeći elementi: kiseonik, silicijum, aluminijum, gvožđe i kalcijum. Na 1 tonu zemljine kore nalazi se 466 kg kiseonika,
silicijum 277,2 kg, aluminijum 81,3 kg, gvožđe 50 kg i kalcijum 36,3 kg. Ukupna masa ovih pet elemenata u jednoj toni zemljine kore čini oko 92% mase zemljine kore. Preostalih 101 element čini nešto više od 8% njegove mase.

Važno je napomenuti da od ovih pet elemenata, dva, koja zauzimaju oba prva mjesta, uopće nisu metali, a njihova ukupna količina je skoro tri četvrtine mase zemljine kore. Dakle, aluminijum, gvožđe i svih ostalih 77 metala čine manje od jedne četvrtine mase zemljine kore.

Dakle, od osam desetina metala, najveća količina u zemljinoj kori je aluminijum (više od 8%). Paradoksalno je, ali istinito, da je metal koji je najzastupljeniji u zemljinoj kori otkriven mnogo kasnije od većine drugih.

Stipsa koja sadrži aluminij bila je poznata u antičko doba. Spominju se u spisima starog rimskog istoričara Plinija Starijeg. Inače, stipsa se na latinskom zvala “alumen”. Srednjovekovni naučnik, lekar i prirodnjak Paracelzus otkrio je da je stipsa „sol određene stipse zemlje“. Devet godina nakon Paracelsusove smrti, hemičar Markgraf je uspeo da izoluje „stipsu“ - glinicu (aluminijum oksid Al 2 O 3). Za vrijeme Lomonosova, sugerirano je da stipsa mora sadržavati nepoznati hemijski element. Mladi engleski naučnik Humphrey Devy započeo je potragu za njom 1808. Čak je ovaj element nazvao aluminijumom, ali nikada nije uspeo da dobije aluminijum. 17 godina aluminijum je postojao samo po imenu. Godine 1825. Danac Oersted i 18127. godine njemački Wöhler uspjeli su dobiti prva zrna ovog metala. Tek 1864. godine francuski hemičar Sainte-Clair-Deville uspio je nabaviti prvi industrijski aluminij. Jedanaest godina kasnije, ruski hemičar N. N. Beketov stvorio je ekonomičniju metodu za proizvodnju aluminijuma iz glinice. Ova metoda je korišćena u Francuskoj i Nemačkoj do kraja 19. veka. Ali aluminijum dobijen ovom metodom bio je ekvivalentan po vrednosti zlatu.

Napoleon III i članovi njegove porodice, na primjer, koristili su aluminijske viljuške i kašike tokom banketa, dok su svi ostali koristili zlatni i srebrni pribor za jelo, jer je bio jeftiniji.

Tek nakon što je ruski kapetan A.F. Mozhaisky stvorio prvi avion na svijetu, a drugi ruski kapetan O.S. Kostovich pokušao ugraditi motor s unutrašnjim sagorijevanjem na kontrolirani balon umjesto parne mašine, odlučena je sudbina aluminijuma. Ispostavilo se da je to upravo metal koji je potreban avijaciji. Izgradnja aviona u prvoj deceniji našeg veka oživela je razvoj metalurgije aluminijuma, unapređenje njene proizvodnje i naglo smanjenje troškova.

Godine 18®9, Englesko kraljevsko društvo odalo je počast Dmitriju Ivanoviču Mendeljejevu povodom 20. godišnjice njegovog otkrića periodičnog zakona. Mendeljejevu su uručene vage od aluminijuma i zlata.

Godine 1604. ruska naučna zajednica se pripremala za 70. godišnjicu D. I. Mendeljejeva. Prikupljena je velika suma novca. Novac je prebačen u juvelirsku kompaniju. Naručeno joj je da napravi veliku vazu s ružama. Latice ruže su morale biti izrađene od zlata, a vaza i listovi od aluminija. Dva plemenita metala!

Nakon gvožđa, aluminijum je najjeftiniji metal.

Globalna proizvodnja aluminija naglo je porasla posljednjih godina. Bila je daleko ispred proizvodnje bakra, kalaja1, olova i drugih metala. Nakon livenog gvožđa i čelika, livenje aluminijuma je danas najčešće u celom svetu.

Metali su grupa elemenata koji imaju jedinstvena svojstva kao što su električna provodljivost, visok prijenos topline, pozitivni koeficijent otpora, karakterističan sjaj i relativna duktilnost. Ova vrsta supstance je jednostavna u hemijskim jedinjenjima.

Klasifikacija po grupama

Metali su jedan od najčešćih materijala koje je čovečanstvo koristilo kroz istoriju. Većina ih se nalazi u srednjim slojevima zemljine kore, ali ima i onih skrivenih duboko u planinskim naslagama.

U ovom trenutku, metali zauzimaju većinu periodnog sistema (94 od 118 elemenata). Od službeno priznatih grupa, vrijedi istaknuti sljedeće grupe:

1. Alkalna(litijum, kalijum, natrijum, francijum, cezijum, rubidijum). U dodiru s vodom stvaraju hidrokside.

2. Alkalna zemlja(kalcijum, barijum, stroncijum, radijum). Razlikuju se po gustini i tvrdoći.

3. Pluća(aluminijum, olovo, cink, galijum, kadmijum, kalaj, živa). Zbog svoje male gustine, često se koriste u legurama.

4. Prijelazni(uranijum, zlato, titan, bakar, srebro, nikl, gvožđe, kobalt, platina, paladijum, itd.). Imaju promjenjivo stanje oksidacije.

5. Polumetali(germanijum, silicijum, antimon, bor, polonijum, itd.). Imaju kristalnu kovalentnu rešetku u svojoj strukturi.

6. Aktinoidi(americij, torijum, aktinijum, berkelijum, kurij, fermijum, itd.).

7. Lantanidi(gadolinijum, samarijum, cerij, neodimijum, lutecij, lantan, erbijum, itd.).

Vrijedi napomenuti da u zemljinoj kori postoje metali i oni koji nisu definirani u grupama. To uključuje magnezijum i berilijum.

Prirodna jedinjenja

U prirodi postoji posebna klasa kristalno-hemijske kodifikacije. Ovi elementi uključuju prirodne minerale koji nisu međusobno povezani po sastavu. Prirodni metali u prirodi najčešće nastaju kao rezultat geoloških procesa.

Poznato je 45 supstanci u kristalnom stanju u zemljinoj kori. Većina njih je izuzetno rijetka u prirodi, stoga njihova visoka cijena. Udio takvih elemenata je samo 0,1%. Vrijedi napomenuti da je pronalaženje ovih metala također radno intenzivan i skup proces. Zasniva se na upotrebi atoma sa stabilnim omotačem i elektrona.

Prirodni metali se takođe nazivaju plemenitim metalima. Odlikuje ih hemijska inercija i stabilnost jedinjenja. Tu spadaju zlato, paladijum, platina, iridijum, srebro, rutenijum itd. Bakar se najčešće nalazi u prirodi. Gvožđe u izvornom stanju prisutno je uglavnom u planinskim naslagama u obliku meteorita. Najrjeđi elementi grupe su olovo, hrom, cink, indijum i kadmijum.

Osnovna svojstva

Gotovo svi metali u normalnim uslovima su tvrdi i otporni. Izuzetak su francij i živa, koji su alkalni za sve elemente grupe. Njegov raspon se kreće od -39 do +3410 stepeni Celzijusa. Volfram se smatra najotpornijim na topljenje. Njegovi spojevi gube postojanost tek na +3400 C. Od lako topljivih metala treba izdvojiti olovo i kalaj.

Elementi se također dijele prema gustoći (laki i teški) i plastičnosti (tvrdi i meki). Sva metalna jedinjenja su odlični provodnici struje. Ovo svojstvo je određeno prisustvom kristalnih rešetki sa aktivnim elektronima. Bakar, srebro i aluminijum imaju maksimalnu provodljivost, natrijum ima nešto nižu provodljivost. Vrijedi napomenuti visoka toplinska svojstva metala. Srebro se smatra najboljim provodnikom toplote, a živa najgorim.

Metali u okolini

Najčešće se takvi elementi mogu naći u rudama. Metali u prirodi formiraju sulfite, okside i karbonate. Za pročišćavanje jedinjenja, prvo ih je potrebno izolovati iz rude. Sljedeći korak je legiranje i završna obrada.

U industrijskoj metalurgiji se pravi razlika između ruda željeza i obojenih ruda. Prvi su izgrađeni na bazi jedinjenja željeza, a drugi - na drugim metalima. Plemeniti metali se smatraju platinom, zlatom i srebrom. Većina ih se nalazi u zemljinoj kori. Međutim, mali udio dolazi i od morske vode.

Čak i u živim organizmima postoje plemeniti elementi. Ljudi sadrže oko 3% metalnih jedinjenja. U velikoj mjeri tijelo sadrži natrij i kalcij, koji djeluju kao međućelijski elektrolit. Magnezijum je neophodan za normalno funkcionisanje centralnog nervnog sistema i mišićne mase, gvožđe je dobro za krv, bakar je dobar za jetru.

Pronalaženje metalnih spojeva

Većina elemenata nalazi se posvuda ispod gornjeg sloja tla. Najčešći metal u zemljinoj kori je aluminijum. Njegov procenat varira unutar 8,2%. Pronalaženje najčešćeg metala u zemljinoj kori je lako, jer se javlja u obliku ruda.

Gvožđe i kalcijum se u prirodi nalaze nešto rjeđe. Njihov procenat je 4,1%. Slede magnezijum i natrijum - po 2,3%, kalijum - 2,1%. Preostali metali u prirodi ne zauzimaju više od 0,6%. Važno je napomenuti da se magnezij i natrijum mogu podjednako dobiti iu kopnu iu morskoj vodi.

Metalni elementi se javljaju u prirodi u obliku ruda ili u prirodnom stanju, kao što su bakar ili zlato. Postoje tvari koje je potrebno dobiti iz oksida i sulfida, na primjer, hematit, kaolin, magnetit, galenit itd.

Proizvodnja metala

Postupak ekstrakcije elemenata svodi se na ekstrakciju minerala. Otkrivanje metala u prirodi u obliku ruda je najjednostavniji i najčešći proces u širokoj industriji. Za traženje kristalnih naslaga koristi se posebna geološka oprema za analizu sastava tvari na određenom komadu zemlje. Rjeđe se otkrivanje metala u prirodi svodi na banalnu metodu otvorenog podzemlja.

Nakon iskopavanja, počinje faza obogaćivanja, kada se koncentrat rude odvaja od izvornog minerala. Za razlikovanje elemenata koriste se vlaženje, električna struja, kemijske reakcije i toplinska obrada. Najčešće se oslobađanje metalne rude javlja kao rezultat topljenja, odnosno zagrijavanja s redukcijom.

Rudarstvo aluminijuma

Ovaj proces izvodi obojena metalurgija. Po obimu potrošnje i proizvodnje, lider je među ostalim teškim industrijama. Najčešći metal u zemljinoj kori je veoma tražen u savremenom svetu. Po obimu proizvodnje, aluminijum je drugi nakon čelika.

Ovaj element se najviše koristi u zrakoplovnoj, automobilskoj i elektro industriji. Važno je napomenuti da se najčešći metal u zemljinoj kori može dobiti i "vještački". Takva hemijska reakcija zahtevala bi boksit. Od njih nastaje glinica. Kombinacijom ove supstance sa ugljičnim elektrodama i fluoridnom solju pod uticajem električne struje, možete dobiti najčistije

Vodeća zemlja među proizvođačima ove komponente je Kina. Godišnje se tamo pretopi do 18,5 miliona tona metala. Vodeća kompanija u sličnom rangu za proizvodnju aluminijuma je rusko-švajcarska asocijacija UC RUSAL.

Primena metala

Svi elementi grupe su izdržljivi, neprobojni i relativno otporni na temperaturu. Zbog toga su metali tako česti u svakodnevnom životu. Danas se koriste za izradu električnih žica, otpornika, opreme i kućnih predmeta.

Metali su idealni konstrukcijski materijali, a u građevinarstvu se koriste čiste i kombinovane legure. U mašinstvu i vazduhoplovstvu glavne veze su čelik i tvrđe veze.

Metali koji se najčešće nalaze u prirodi ljudi naširoko koriste, njihova uloga u našim životima je neprocjenjiva. Teško je zamisliti proizvodnju ili život bez aluminijuma, gvožđa ili magnezijuma.

Koji metali su najčešći?

Metali koji se najčešće nalaze nazivaju se obični. Njihov udio u zemljinoj kori prelazi jednu desetinu procenta. Uloga takvih metala u razvoju civilizacije je velika. Nije uzalud što znamo za „gvozdeno doba“, čuli smo za „svemirski metal“, a znamo šta je „krilati metal“. Svi ovi izrazi se odnose na metale kao što su mangan, aluminijum, titan, gvožđe i magnezijum.

Ovi uobičajeni metali su komponente mnogih minerala. Poznato je da su u Rusiji gvožđe, hrom i mangan na drugom mestu po obimu proizvodnje posle energenata i energenata. Poznato je da su resursi željeza u svijetu praktično neograničeni, ali mnoge zemlje uvoze željezne rude, to se odnosi i na Rusiju.

Aluminijum je široko rasprostranjen u zemlji. Globalno, njegova proizvodnja dostiže dvadeset miliona tona, koristeći uglavnom boksit. Poznato je da je Rusija na devetom mjestu po rezervama boksita, iako je na drugom mjestu po proizvodnji primarnog metala.

Od kojih se metala najčešće prave?

Uloga gvožđa i njegovih legura u formiranju moderne civilizacije je neprocenjiva. U industriji je ovaj metal oduvijek igrao vodeću ulogu. Ova uloga nije izgubljena ni danas, međutim, od druge polovine dvadesetog veka, obojeni metali su počeli da dobijaju veliki značaj. Međutim, željezna ruda se koristi za proizvodnju čelika i lijevanog željeza u ogromnim količinama.

Mangan se koristi u metalurgiji i industriji, a koristi se i njegova sposobnost formiranja legura sa gotovo svim poznatim metalima. Proizvedeno je nekoliko vrsta manganskog čelika i mnoge legure bez željeza. Posebno se ističe legura mangana i bakra. Mangan se često dodaje čeliku kako bi se povećala njegova čvrstoća. Mangan se koristi za prečišćavanje metala od sumpora.

Aluminij se, zahvaljujući jedinstvenoj kombinaciji svojih svojstava, koristi u gotovo svim oblastima tehnologije, posebno u obliku legura. U elektronici uspješno zamjenjuje bakar u proizvodnji masivnih vodiča. Prilikom proizvodnje električnih ispravljača i kondenzatora nemoguće je bez ultra čistog aluminija. Koristi se i za proizvodnju reflektora ogledala.

Prije dvadesetak godina rijetko se moglo vidjeti prozorske okvire ili građevinske komponente napravljene od aluminija. Danas se od aluminijumskih profila izrađuju reklamni baneri, paviljoni, pregrade, okviri za stubove i dr. Popularnost ovog metala objašnjava se njegovim nevjerovatnim svojstvima - otpornošću na koroziju, izdržljivošću i čvrstoćom. Metal ne sadrži štetne elemente, što ukazuje na visoku ekološku čistoću metala.

Kao što znate, legura magnezijuma ima jedinstveno svojstvo - ne topi se na ultra visokim temperaturama. Zato je takva legura pravi nalaz za proizvodnju dijelova motora i aviona koji rade na ekstremno visokim temperaturama. Svemirske rakete takođe ne mogu bez legura magnezijuma.

Uloga titanijuma u tehnologiji je važna. Pošto je šest puta jači od aluminijuma, duplo je teži. Još jedno od njegovih korisnih svojstava je njegova vatrostalnost; topi se na temperaturi od 1668 stepeni, što prelazi tačku topljenja čelika. Brzina aviona napravljenih od legura titanijuma bila je tri puta veća od brzine zvuka. Zbog trenja njihove kože o atmosferu nastaju znatne temperature, ali vatrostalnost titana sprječava topljenje kože. Hemijska otpornost titanijuma je jedinstvena. Poznato je da se hemijska oprema napravljena od legura titanijuma može koristiti mnogo duže od slične opreme od nerđajućeg čelika.

Najčešći metal na zemlji

Aluminijum se naziva leteći metal. Poznato je da je to najčešći metal na planeti. Njegov udio po masi u zemljinoj kori je 8,6 posto. Hemijska aktivnost ovog metala onemogućuje ga pronalaženje u prirodi u čistom obliku, ali je poznato više od stotinu minerala aluminija, većinom aluminosilikati.

Aluminij kombinuje čitav niz vrijednih svojstava - visoku duktilnost i toplinsku provodljivost, nisku gustoću i električnu provodljivost, uz to - otpornost na koroziju. Zahvaljujući tome, može se kovati, valjati, štancati i crtati.

Njegova najčešća legura je duralumin. Koristi se kao osnova u proizvodnji avionskih krila i trupa. Poznato je da je školjka prvog vještačkog Zemljinog satelita napravljena od aluminijskih legura. Koristi se u građevinarstvu i industriji. Od letećeg metala izrađuju se dijelovi raznih strojeva, opreme za proizvodnju raznih organskih tvari i kiselina, prozorskih okvira i vanjskih obloga visokih zgrada, čamaca na vesla i motornih čamaca, namještaja, posuđa i sl.

U Francuskoj postoji aluminijski prekookeanski brod od tri stotine metara. Ne samo da je trup napravljen od aluminijuma, već i pregrade, unutrašnji delovi, zidovi kabine, pa čak i sav nameštaj.

Pa, najskuplji metali na svijetu nisu uvršteni na listu najčešćih... O najskupljim metalima možete pročitati i na našoj web stranici.
Pretplatite se na naš kanal u Yandex.Zen