§ 28. Полезные ископаемые, используемые для получения металлов. Цветные металлы

Определения и обозначения

Руда — полезное ископаемое, из которого получают металл. В ней есть минералы, содержащие металл, и обычно примешана пустая порода. Это понятие помогает отличать сырьё для металлургии от камней, которые не используют для получения металла.

Металл — вещество, обладающее прочностью, блеском, проводимостью тепла и электричества. Эти свойства помогают понять, почему металлы нужны для разных изделий. Например, проводимость электричества важна для проводов, а прочность — для деталей и конструкций.

Цветные металлы — металлы, не содержащие железо как основной компонент. К ним относятся, например, медь, алюминий, свинец, цинк, золото и серебро. Это название нужно, чтобы отличать их от чёрных металлов, основу которых составляет железо.

Обогащение руды — отделение полезных минералов от пустой породы. После этой обработки в сырье становится больше нужных для получения металла веществ. Понятие объясняет, почему добытую руду нельзя сразу считать готовым материалом для изготовления вещей.

Как это устроено

Руды считают полезными ископаемыми, потому что из них можно получить нужные людям металлы. В обычной горной породе тоже могут встречаться разные минералы, но не всякую такую породу используют для получения металла. Рудой называют породу, если в ней есть металлосодержащие минералы и их добыча с переработкой имеет практический смысл. Значит, руду отличает не только состав, но и возможность использовать её как сырьё.

Руда находится в земных недрах, поэтому её добывают в местах, где залегают залежи полезного ископаемого. Добытую массу нельзя сразу отправить на изготовление изделий: в ней много пустой породы, которая не нужна для получения металла. При обогащении полезные минералы отделяют от этой породы разными способами. Так получают сырьё, в котором доля нужных веществ выше, и дальнейшая переработка становится удобнее.

Даже обогащённая руда ещё не является готовым металлом, потому что металл в ней соединён с другими веществами. На металлургическом предприятии сырьё перерабатывают: нужные вещества отделяют и получают металл. Для этого используют специальные технологические процессы, подходящие к конкретному виду руды. Затем металл могут очищать и готовить к дальнейшему применению.

Из разных руд получают разные цветные металлы. Медную руду используют для получения меди, бокситы — алюминия, свинцовую руду — свинца, а цинковую — цинка. Золото и серебро получают из золотосодержащих и серебросодержащих руд. Название руды часто подсказывает, какой металл содержится в ней и какой металл можно получить после переработки.

Цветные металлы отличаются друг от друга свойствами, поэтому и применяются по-разному. Медь хорошо проводит электрический ток, поэтому подходит для проводов и некоторых деталей техники. Алюминий лёгкий и устойчивый к коррозии, то есть не так легко разрушается при взаимодействии с окружающей средой; его используют в самолётах, проводах и строительстве. Свинец и цинк также нужны промышленности и строительству, а золото и серебро применяют в технике и для изготовления украшений. При выборе металла учитывают его свойства, а не только внешний вид.

Руды и получаемые из них цветные металлы

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите название руды в первом столбце. Затем проследите по строке, какой металл из неё получают и какие его свойства пригодны для разных изделий. Таблица показывает, что применение металла зависит от его свойств.

Разбор задач

Задача 1. Назовите полезные ископаемые, которые используют для получения меди, алюминия, свинца и цинка. Нужно установить соответствие между названием руды и металлом, а не перепутать сырьё с готовым веществом.

1. Вспомним, что металл извлекают из руды, содержащей нужные минералы.
2. Медь связываем с медной рудой, а алюминий — с бокситами.
3. Для свинца выбираем свинцовую руду, для цинка — цинковую.

Ответ: медь получают из медной руды, алюминий — из бокситов, свинец — из свинцовой руды, цинк — из цинковой руды. Названия помогают установить связь, но руду всё равно нужно переработать, чтобы получить металл.

Задача 2. Объясните, почему бокситы относят к рудам, а алюминий используют для изготовления самолётов и электрических проводов. Здесь надо отдельно объяснить происхождение алюминия и применение уже полученного металла.

1. Бокситы содержат вещества, из которых при переработке получают алюминий.
2. Значит, бокситы являются полезным ископаемым — сырьём для получения металла, то есть рудой.
3. Алюминий лёгкий, поэтому его используют в конструкции самолётов, где важно уменьшить массу.
4. Алюминий проводит электрический ток, поэтому из него также делают провода.

Ответ: бокситы относят к рудам, потому что из них получают алюминий. Сам алюминий применяют в самолётах из-за его лёгкости, а в проводах — благодаря способности проводить электрический ток.

Задача 3. Распределите медь, алюминий, свинец, цинк, золото и серебро по группам: цветные металлы и железо. Нужно определить группу по составу, а не по цвету металла на вид.

1. Вспомним признак цветных металлов: железо не является их основным компонентом.
2. Проверим каждый металл из списка. Ни один из перечисленных металлов не является железом.
3. Поместим все шесть названий в группу цветных металлов, а железо запишем отдельно как чёрный металл.

Ответ: цветные металлы — медь, алюминий, свинец, цинк, золото и серебро; железо относится к чёрным металлам. При распределении мы учитывали состав и принадлежность к группе, а не оттенок металла.

Типичные ошибки

Ошибка — называть рудой любую горную породу. Так думают, потому что руда тоже выглядит как природный камень, но не всякую породу используют для получения металла. Проверьте себя вопросом: содержится ли в ней металлосодержащий минерал и можно ли использовать её для получения металла? Если нет, называть породу рудой неправильно.

Ошибка — путать руду с готовым металлом. Это происходит, когда забывают о добыче и переработке сырья. Руда содержит минералы, а металл нужно из неё извлечь на производстве. Чтобы проверить себя, спросите: это природное сырьё или уже полученное вещество?

Ошибка — считать, что цветные металлы обязательно имеют яркую окраску. Название может навести на такую мысль, однако главное отличие этой группы в том, что железо не является её основным компонентом. Проверьте себя: определите состав и группу металла, а не судите только по его оттенку. Поэтому цвет металла на вид не решает, относится ли он к цветным.

Ошибка — объяснять применение меди только её цветом. Такое объяснение не показывает, почему именно медь подходит для проводов. Для проводов важна способность проводить электрический ток, а цвет не является главным свойством для этой задачи. Проверьте ответ вопросом: какое свойство помогает изделию выполнять его назначение?

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в теме, полезно знать, что такое полезные ископаемые, горные породы и месторождение — место, где залегает природное сырьё. Также нужно понимать, что полезные ископаемые добывают из земных недр. С рудой цветных металлов можно сравнить железные руды и сырьё для чёрных металлов. Дальше эти знания пригодятся при изучении производства металлов, их применения, переработки и охраны природных ресурсов.

Что запомнить

• Руда — полезное ископаемое, из которого получают металл.
• Сначала руду добывают, затем обогащают и перерабатывают.
• Цветные металлы отличаются от чёрных тем, что железо не является их основным компонентом.
• Медь хорошо проводит электрический ток.
• Алюминий лёгкий и устойчивый к коррозии.
• Золото и серебро используют не только в технике, но и для изготовления украшений.
• Добыча и переработка руд должны проводиться с охраной природы.