Используется в лампах фотовспышек, для производства газопоглотителей или абсорбентов при изготовлении радиоламп и др. Ферроцирконий (группа 72) применяется при производстве стали; металл также легируют никелем и др.
Цирконий, чистый или легированный оловом ("циркаллой"), используется также в производстве оболочек для радиоактивного топлива и для металлоконструкций на атомных станциях. Цирконий-плутониевые сплавы и цирконий-урановые сплавы используются в качестве ядерного топлива. Для ядерных целей цирконий должен быть очищен от следов гафния.
8110 Сурьма и изделия из нее, включая отходы и лом:
Сурьму получают в основном из сульфидной руды, содержащей стибнит:
1) обогащением и ликвацией для получения так называемой "сырой сурьмы", которая является фактически сырым сульфидом, включаемым в товарную позицию 2617;
2) плавлением для получения сурьмы с примесями, известной как неочищенная сурьма;
3) последующим плавлением для получения после очистки металла высокой чистоты, определяемого как рафинированная сурьма.
Сурьма представляет собой глянцевый белый металл с голубым оттенком, хрупкий и легко превращающийся в порошок.
В чистом виде сурьма имеет небольшую область применения. Однако в сплавах, особенно со свинцом и оловом, она придает твердость и используется для получения сплавов для подшипников, сплавов для изготовления типографского шрифта и других литейных сплавов, сплавов олово-свинец, британского металла (сплава олова, меди, сурьмы, иногда цинка) и др. (см. группы 78 и 80, где эти сплавы обычно рассматриваются в связи с преобладанием в них свинца или олова).
8112 Бериллий, хром, германий, ванадий, галлий, гафний, индий, ниобий (колумбий), рений, таллий и изделия из них, включая отходы и лом:
А. Бериллий
Бериллий получают почти исключительно из берилла, представляющего собой двойной силикат бериллия и алюминия, который рассматривается в товарной позиции 2617, за исключением случаев, когда он существует в форме драгоценного камня (например, изумруда) (группа 71).
Основными коммерческими методами выделения металла являются:
1. Высокотемпературный электролиз смеси оксидфторида бериллия (производится из руды) и фторида бария или других фторидов. Графитовый тигель используется как анод, и металл собирается на железном катоде, охлаждаемом водой.
2. Восстановление фторида бериллия магнием.
Бериллий представляет собой металл серо-стального цвета, очень легкий и твердый, но чрезвычайно хрупкий. Катать или вытягивать его можно только в специальных условиях.
Чистый бериллий используется в производстве окон в рентгеновских трубках; в качестве компонентов ядерных реакторов; в аэрокосмической индустрии; в военном производстве; в качестве мишени для циклотрона; в качестве электродов неоновых ламп и т.д.; как раскислитель в металлургии.
Его применяют также для получения различных сплавов, например, стали (пружинная сталь и др.); сплава на медной основе (например, сплав, известный как бериллиевая бронза, используемая для производства пружин, деталей часов всех видов, инструмента и др.) и сплавов на основе никеля. Эти сплавы включаются, однако, в группу 72, 74 или 75 соответственно, поскольку содержание в них бериллия очень невелико.
В данную товарную позицию включается бериллий во всех его видах, например, необработанный металл (блоки, гранулы, кубики и др.), продукты (прутки, проволока, листы и др.) и изделия. Однако товары в виде специфических идентифицируемых изделий, таких как части машин, инструмента и др., не включаются в данную товарную позицию (см., в частности, группы 85 и 90).
Б. Хром
Хром выделяют в основном из хромита (хромистая железная руда), который преобразовывают в сесквиоксид и затем восстанавливают до металлического хрома.
В неполированном виде хром представляет собой металл серо-стального цвета, а в полированном виде он белый и блестящий. Он очень твердый и имеет высокие антикоррозионные свойства, но не очень ковкий и пластичный.
Чистый хром используется как покрытие для различных изделий из других металлов (электролитическое хромирование). Наиболее частое его применение (обычно в виде феррохрома, см. группу 72) - это получение коррозионностойкой стали. Большая часть сплавов металла (например, с никелем или кобальтом), однако, не включается в данную товарную позицию в соответствии с примечанием 5 к разделу XV.
Ряд сплавов на основе хрома используется в производстве реактивных двигателей, в защитных трубках электронагревательных элементов и др.
В. Германий
Германий выделяют из отходов производства цинка, из руды, содержащей германит (медно-германиевый сульфид), и из пылей газоочистки.
Это серовато-белый металл со специфическими электронно-ионными свойствами, позволяющими использовать германий в производстве электронных элементов (например, диодов, транзисторов, ламп). Его используют также в сплавах олова, алюминия и золота.
Г. Ванадий
Ванадий обычно выделяют из руд, содержащих минералы патронит или карнотит, главным образом путем восстановления оксида или из остатков обогащения железных, радиевых или урановых руд. В качестве чистого металла применение его ограничено. Обычно получают феррованадий (группа 72) или медно-ванадиевые лигатуры (группа 74); они используются для легирования стали, а также сплавов меди, алюминия и др.
Д. Галлий
Галлий получают в качестве побочного продукта при выделении алюминия, цинка, меди и германия или из пылей газоочистки.
Это мягкий, серовато-белый металл с температурой плавления около 30 0C и с высокой температурой испарения. Он остается жидкостью в пределах большого диапазона температур и поэтому используется как заменитель ртути в термометрах и в газоразрядных дуговых лампах. Его также используют в качестве сплава в стоматологии и для серебрения специальных зеркал.
Е. Гафний
Гафний выделяют из тех же руд, что и цирконий (циркон и др.). Он имеет свойства, чрезвычайно схожие со свойствами циркония.
В связи с его высоким коэффициентом поглощения медленных нейтронов гафний используется, в частности, для стержней контроля и управления в ядерных реакторах.
Ж. Индий
Индий выделяют из отходов производства цинка. Это мягкий серебристый металл, обладающий высокими антикоррозионными свойствами.
Поэтому он используется самостоятельно или с цинком и другими для покрытий различных металлов. Он используется также как легирующий элемент в сплавах висмута, свинца или олова (хирургические сплавы), меди или свинца (подшипниковые сплавы) и золота (ювелирное производство, стоматологические сплавы и др.).
З. Ниобий (колумбий)
Ниобий получают из руд, содержащих ниобит (колумбит) и танталит, которые подвергают обработке для получения фторида калия ниобия. Далее металл выделяют электролизом или иными методами.
Он серебристо-серый и используется в производстве газопоглотителей (для удаления последних следов газа в производстве радиоламп).
Ниобий и его ферросплав (группа 72) используются также в производстве сталей и других сплавов.
И. Рений
Рений получают как побочный продукт при выделении молибдена, меди и др. В настоящее время он мало используется, однако можно предполагать его применение в будущем в гальваностегии и в качестве катализатора.
К. Таллий
Таллий выделяют из отходов обработки пиритов и других руд. Это мягкий, серовато-белый металл, напоминающий свинец.
Он используется как легирующий элемент в сплавах свинца (для повышения его температуры плавления и увеличения прочности, коррозионной стойкости и др.), а также серебра (для предотвращения потускнения).
Раздел 2. Товароведная характеристика металлохозяйственных изделий
2.1 Металлохозяйственные изделия. Применение
Рассмотрим наиболее важные в промышленном отношении редкие и рассеянные металлы. Бериллий применяется в сплавах с медью, алюминием и магнием. Эти сплавы обладают большой (применение рассеянных металлов) прочностью, химической устойчивостью и легкостью. Твердость железа от прибавления бериллия увеличивается в 6 раз. Сплавы бериллия применяются в технике. Главный минерал бериллия — берилл (силикат алюминия и бериллия). Встречается он главным образом в пегматитовых и кварцевых жилах. Ванадий идет для производства особо вязких и прочных сталей и входит важной составной частью в сплав с алюминием. Эти стали и сплав используются в автомобильной и авиационной промышленности. Соединения ванадия употребляются в производстве различных красок, в фотографии и медицине. Ванадий добывают из минералов — ванадинита, тюямунита и др.— или попутно извлекают из руд других металлов (титаномагнетитов, бурых железняков, бокситов). Висмут применяется при изготовлении легкоплавких сплавов, которые нужны в типографском деле, в производстве предохранительных пробок к паровым котлам, автоматическим огнетушителям и т. д. Кроме того, висмутовые соли используются в медицине, при изготовлении фотобумаги, красок и стекол с высоким показателем преломления. Галлий используется для изготовления высокотемпературных кварцевых термометров, заменяя в них ртуть, для специальных оптических зеркал, а также в медицине. Германий, индий, селен, теллур и некоторые другие используются в полупроводниках, для изготовления стекол с очень высоким показателем преломления, в радиотехнике как элементы с очень высоким сопротивле-нием и в медицине. Литий дает легкие и вместе с тем твердые сплавы с алюминием, магнием и другими металлами. Литий используется в технике и медицине. Важнейшим минералом лития является сподумен (алюмосиликат лития). Встречается он в пегматитовых жилах. Молибден и вольфрам отличаются значительной твердостью, ковкостью, высокой химической стойкостью и тугоплавкостью. Температура плавления молибдена 2600°, а вольфрама 3400°, т. е. выше, чем у всех других металлов. Значительная часть молибдена и вольфрама применяется в качестве добавок при выплавке специальных сортов стали, используемых для изготовления различных видов быстрорежущих инструментов, котлов высокого давления, наиболее ответственных частей автомобилей и др. Молибден и вольфрам применяются также для электротехнических приборов, радио и рентгена. Практически весь молибден получают из молибденита (соединения молибдена с серой). Главными минералами, из которых извлекается вольфрам, являются вольфрамит (соединение вольфрама с железом, марганцем и кислородом) и шеелит (соединение вольфрама с кальцием и кислородом). Эти минералы обычно встречаются в кварцевых жилах и в рудных зонах, расположенных на границе осадочных пород и гранитов. Ниобий и тантал применяются в производстве особо прочных сортов стали, используемых в технике. Особую роль играет тантал в электровакуумной технике. Рений широко используется в электротехнике и в химической промышленности, в частности как катализатор (ускоритель процессов). Рубидий, цезий и селен благодаря своим особым фотоэлектрическим свойствам необходимы в производстве фотоэлементов. Титан обладает высокой температурой плавления (1725°) и температурой кипения (более 3000°), в нем сочетается легкость с большой прочностью (равной прочности стали). Титан очень стоек к воздействию кислот и щелочей, не поддается ржавлению. Поэтому металлический титан теперь широко применяют в реактивных самолетах и в других областях новейшей техники. Двуокись титана используется для изготовления высококачественных белил, лаков, эмалей, водонепроницаемых материалов. Титан идет в качестве добавки для получения сверхпрочных сталей. Главное сырье для титановой промышленности — минералы рутил, ильменит и титаномагнетит. Большинство наиболее важных месторождений титана связано с глубинными магматическими породами (габбро и др.) и с россыпями, образовавшимися за счет их разрушения. В Российском Союзе месторождения титана есть на Урале, Кольском п-ове, Украине, в Казахстане, Сибири, Карелии. Относительно недавно используется в промышленности цирконий. Окись циркония принадлежит к наиболее огнеупорным окисям. Ее употребляют для изготовления тиглей, химически устойчивых кирпичей и высокотемпературных цементов. В виде металла цирконий применяется для дающих вспышку порошков, радиоламп, электродов и сплавов. Из циркониевых сталей делают хорошую броню, а с никелем эти стали применяются для производства быстрорежущих инструментов. В последнее время цирконий стал употребляться для изготовления ядерных реакторов. Цирконий извлекают из минералов циркона (соединение циркония с кремнием и кислородом) и бадделеита (соединение циркония с кислородом). Оба минерала встречаются в гранитах и нефелиновых сиенитах, а также и в пегматитовых жилах этих пород. Основная масса циркона добывается теперь из россыпных месторождений. К радиоактивным металлам относятся торий, уран и радий. В земной коре их немного. Из радиоактивных металлов особенно важен уран. Будучи исключительно активным элементом, уран никогда не встречается в самородном виде, а только в соединениях с другими элементами. В 1898 г. супругам Кюри удалось выделить из урановых соединений новый элемент — радий. Содержание радия в урановой руде ничтожно мало, и для получения 1 грамма радия надо переработать свыше 2 тыс. тонн урановой руды. Поэтому цена его была колоссальной: 1 грамм бромистой соли радия стоил до 200 тыс. руб. золотом. Радий применяется пока главным образом для научных исследований и в медицине. Урановые руды — важнейший источник колоссальных запасов внутриядерной энергии. При расщеплении 1 тонны урана выделяется столько же энергии, как при сжигании 100 тыс. тонн угля. Сейчас ученые напряженно работают, чтобы овладеть этой могучей силой в мирных целях.