RUDY METALI
Metale dzieli się na metale żelazne i nieżelazne, lekkie i ciężkie, szlachetne i nieszlachetne, łatwo i trudno topliwe, plastyczne i nie-plastyczne, wyróżnia się także stopy metali.
Metale występują w przyrodzie w postaci minerałów, zwanych rudami metali lub kruszcami, oraz w postaci rodzimej. Rudami metali są tlenki, krzemiany, węglany, siarczki i inne związki. Skład chemiczny rud jest podstawą podziału na rudy kwaśne i zasadowe. Do rud zasadowych zaliczamy rudy ze składnikami wapnia i magnezu (CaO, MgO) do kwaśnych — rudy z krzemionką (Si02). Skład chemiczny rud decyduje o ich topliwości. Procentowa zawartość czystego metalu w rudach jest podstawą do podziału rud na rudy wysokoprocentowe, np. magnetyt o zawartości czystego żelaza ok. 70%, i rudy niskoprocentowe, np. siarczkowe rudy niklu zawierające od 0,3 do 5,5% czystego niklu. Rudy występują w postaci pokładów, żył i złóż okruchowych.
Najważniejszymi rudami żelaza są:
magnetyt (Fe304) zawierający ok. 70% czystego metalu,
hematyt (Fe20s) zawierający ok. 50% czystego metalu,
limonit (2Fe2Os-3H20) zawierający ok. 35% czystego metalu,
syderyt (FeCOa) zawierający ok. 35% czystego żelaza.
W Polsce występują syderyty i limonity w znacznych ilościach w Kieleckiem, Częstochowskiem, Płockiem, Radomskiem i Katowickiem. Hematyt w niewielkich ilościach występuje w Kieleckiem, a magnetyt w minimalnej ilości w Jeleniogórskiem. W 1976 r.
wydobyto ok. 674 tys. ton rud żelaza, importowano zaś 16 min ton.
Rudy miedzi występują najczęściej jako siarczki, np. chalkopiryt (CuFeS2) zawierający ok. 30% miedzi, i tlenki, np. ku-pryt (Cu20) zawierający ok. 80% miedzi.
W Polsce duże złoża rud siarczkowych miedzi znajdują się w Zagłębiu Legnickim i Głogowskim oraz w Niecce Grodzieckiej i Zło-toryjskiej.
Rudy aluminium występują w postaci glinokrzemianów zawierających tlenek glinu (A1203) i krzemionkę (Si02) oraz w postaci wodorotlenku glinowego, jakim jest boksyt. Zawartość czystego tlenku glinu w boksytach wynosi od 60 do 70%, a w glino-krzemianach ok. 25%. Duże złoża boksytów występują we Francji, na Węgrzech i w Związku Radzieckim. W Polsce nie ma złóż boksytu o znaczeniu przemysłowym. Wykorzystujemy natomiast tlenek glinu zawarty w glinokrzemianach występujących na Dolnym Śląsku.
Rudy cynku występują najczęściej w postaci węglanów i siarczków. Galman (ZnC03) zawiera ok. 50% cynku, blenda cynkowa (ZnS) ok. 65% cynku. Największe złoża cynku występują w Stanach Zjednoczonych i w Związku Radzieckim. Polska posiada największe zasoby cynku w Europie. Galman, blenda cynkowa oraz rudy wielometaliczne występują w Niecce Bytomskiej i Olkusko-chrzanowskiej.
Rudą cyny jest kamień cynowy zwany kasyterytem (Sn02), zawierający ok. 78% cyny, oraz rudy wielometaliczne zawierające często nie więcej jak 4% cyny. Największe złoża cyny znajdują się w Birmie. W Polsce rudy cyny nie występują, a niewielkie ilości w rudach wielometalicznych nie mają przemysłowego znaczenia.
Rudy ołowiu — to galena (PbS) zawierająca do 85% ołowiu oraz węglany ołowiu zawierające do 30% czystego metalu. Największe złoża rud ołowiu znajdują się w Związku Radzieckim, Stanach Zjednoczonych i Meksyku. W Polsce rudy ołowiu występują w okręgu bytomskim, chrzanowskim i bolesławskim.
Rudy niklu i chromu występują najczęściej jako krzemiany, tlenki i siarczki. Najczęściej spotykanym minerałem zawierającym nikiel jest siarczek niklowo-żelazawy (NiFeS) o zawartości do 5% niklu. Minerał chromit (FeO-Cr208) daje ok. 50% chro-
mu. Bogate złoża niklu i chromu występują w Związku Radzieckim, w Polsce niewielkie ilości rudy niklu występują w okolicy Szklar Ząbkowickich.
Metale szlachetne, jak platyna i złoto, występują w postaci rodzimej, najczęściej w żyłach kwarcowych i piaskach, srebro zaś — w postaci siarczków. W Polsce niewielkie ilości srebra uzyskujemy z rud wielometalicznych, głównie ołowiowo-cynkowych.
Rudy wydobywane z ziemi zawierają wiele zanieczyszczeń, które przed wytapianiem metalu z rudy należy usunąć. Przez usunięcie zanieczyszczeń zyskujemy procentowy wzrost czystego metalu w rudzie, czyli wzbogacamy ją.
Najczęściej spotykaną metodą wzbogacania rud żelaza jest ich spiekanie (aglomeracja). Metodę tę stosujemy najczęściej do wzbogacania rud drobnych. Po oddzieleniu skały płynnej otrzymuje się rudę grubokawałkową o dużej wytrzymałości na ściskanie.
Rudy metali nieżelaznych, zwłaszcza ubogich w czysty metal, poddaje się flotacji. Flotacja polega na wypłukiwaniu rozdrobnionej rudy z roztworu wodnego z dodatkiem czynników pianotwórczych. Cząsteczki rudy otoczone czynnikami olejowo-pia-nowymi utrzymują się na powierzchni roztworu, skała płonna opada na dno. Uzyskaną rudę poddaje się następnie zagęszczeniu, filtrowaniu i suszeniu.