اگر در طبیعت جستجو کنیم، دو نوع فلز با نام‌های فلزات آهنی (ferrous metals) و فلزات غیرآهنی خواهیم یافت. فلزات غیرآهنی اولین فلزاتی بودند که برای متالورژی توسط انسان استفاده شد. مس، طلا و نقره همگی مواد جذابی برای انسان‌های اولیه بودند، به خصوص که این فلزات به اندازه فلزات آهنی در برابر خوردگی حساس نبودند. مس در دوران “عصر مس” اولین فلزی بود که آهنگری شد و به شیء تبدیل شد، در حالی که طلا، نقره و مس همه جایگزین چوب و سنگ برای برخی از کاربردهای اولیه شدند، زیرا می‌توانستند به اشکال مختلف در بیایند. نادر بودن این فلزات به این معنی است که اغلب برای اقلام لوکس استفاده می‌شوند و به همین دلیل است که همیشه گرانترین فلز دنیا هم از این دسته بیرون می‌آید. همچنین فلزات غیرآهنی به‌طور گسترده در مهندسی مکانیک، مهندسی برق، الکترونیک، صنایع شیمیایی، مهندسی انرژی هسته‌ای و غیره استفاده می‌شوند. همان‌طور که مشاهده می‌کنید، فلزات رنگین کمان یا رنگین که به دلیل رنگ‌بندی‌های متنوعی که هرکدام دارند، به این نام شناخته می‌شوند، از اهمیت زیادی برای بشر برخوردار هستند. به همین دلیل در این مقاله در صباپروفیل بر آن شدیم تا از صفر تا صد این دسته از فلزات را با زبانی ساده برای شما شرح دهیم.
فلزات رنگین چیست؟
فلزات رنگین (به انگلیسی Non-ferrous metal) به دسته‌ای از فلزات غیرآهنی گفته می‌شود که یا هیچ‌گونه اثری از آهن و متعلقاتش (تمامی آلوتروپ‌های آهن، فریت و غیره) در آن یافت نمی‌شود و یا میزان آنها قابل توجه نیست. فلزات رنگی یا رنگین کمان، نام‌های دیگری هستند که برای این دسته از فلزات انتخاب شده است و دلیل آن نیز این است که هر کدام دارای یک رنگ خاصی است که مجموع آنها یک رنگین کمان چند رنگ را تشکیل می‌دهد. پس همان‌طور که گفته شد، تفاوت فلزات آهنی و غیرآهنی در این است که فلزات آهنی حاوی آهن و مشتقات آن هستند و این در حالی است که فلزات غیرآهنی همان‌طور که از نامشان بر می‌آید، فاقد هرگونه آهن می‌باشند.
فلزات غیرآهنی نسبت به فلزات آهنی گران‌تر هستند و هر کدامشان به دلیل خواص مطلوبی که دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای نمونه از آلومینیوم برای وزن سبک، از مس برای رسانایی بالا، از روی برای خواص غیر مغناطیسی یا مقاومت در برابر خوردگی، استفاده می‌شود. فلزات غیر آهنی معمولاً از مواد معدنی مانند کربنات‌ها، سیلیکات‌ها و سولفیدها قبل از تصفیه از طریق الکترولیز به دست می‌آیند. لازم به ذکر است که برخی از مواد غیر آهنی نیز در صنایع آهن و فولاد استفاده می‌شود. به عنوان مثال، بوکسیت به عنوان شار برای کوره بلند استفاده می‌شود، در حالی که سایرین مانند ولفرامیت، پیرولوزیت و کرومیت در ساخت آلیاژهای آهنی استفاده می‌شوند.
بسیاری از فلزات غیرآهنی دارای نقطه ذوب پایینی هستند که همین امر باعث می‌شود آنها برای استفاده در دماهای بالا، مناسب نباشند. فلزات غیرآهنی به میزان قابل توجهی کمتر از فلزات آهنی تولید می‌شوند. برای مثال نسبت تولید آهن جهانی به تولید تمام فلزات دیگر ۲۰ به ۱ است. تولید کمتر فلزات غیرآهنی به دلیل توزیع بسیار کم اکثر آنها و پیچیدگی تولید آن‌هاست.
تقسیم فلزات به دو گروه آهنی و غیرآهنی از لحاظ تاریخی شکل گرفته است. فلزات غیرآهنی بسته به خواص و پراکندگی آنها به چهار گروه تقسیم می‌شوند:
- فلزات غیرآهنی سبک: آلومینیوم، منیزیم، تیتانیوم و غیره با چگالی کمتر از ۴۵۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب
- فلزات سنگین غیرآهنی: سرب، مس، نیکل، قلع، آنتیموان و غیره با چگالی بیش از ۴۵۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب
- فلزات گرانبها: فلزات طلا، نقره و پلاتین
- فلزات کمیاب: شامل ۵۵ فلز از سیستم تناوبی عناصر با خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت.
لیست فلزات غیرآهنی عبارتند از:
| آلومینیوم | مس | سرب | نیکل |
| قلع | تیتانیوم | روی | برنج |
| برنز | طلا | نقره | پلاتین |
| کبالت | جیوه | تنگستن | بریلیم |
| بیسموت | سریم | کادمیوم | نیوبیم |
| ایندیم | گالیم | ژرمانیوم | لیتیوم |
| سلنیوم | تانتالیم | تلوریم | وانادیم |
| زیرکونیوم |
کاربردهای فلزات رنگی
فلزات غیر آهنی برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای تجاری، صنعتی و مسکونی استفاده می‌شوند. کاربرد هر کدام از آنها با توجه به خواص مکانیکی که دارند، تعیین می‌شوند، از جمله اینکه فلز چقدر راحت می‌تواند شکل بگیرد و اینکه آیا این خواص در این فرآیند تغییر می‌کنند یا خیر.
بسیاری از خواص فلزات آهنی را می‌توان در مواد غیر آهنی نیز یافت. به عنوان مثال، آلیاژهای آلومینیوم یا تیتانیوم می‌توانند در برخی موارد جایگزین فولاد شوند و یا خواص مغناطیسی آهن را می‌توان با عناصر کبالت و نیکل به وجود آورد. با این حال، از آنجایی که فلزات غیرآهنی اغلب گران‌تر هستند، معمولاً به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود به جای جایگزینی برای فولاد استفاده می‌شوند. این ویژگی‌ها شامل وزن سبک‌تر، رسانایی، مقاومت در برابر خوردگی و خواص غیر مغناطیسی است. فلزات غیرآهنی نیز نسبت به فلزات آهنی نرم‌تر و چکش خوارتر هستند، به این معنی که می‌توانند مانند طلا و نقره کاربردهای زیبایی نیز داشته باشند.
خواص فلزات غیر آهنی عبارتند از:
- ساخت آسان (از جمله قابلیت ماشینکاری، ریخته گری و جوشکاری)
- مقاومت در برابر خوردگی بالا
- هدایت حرارتی و الکتریکی خوب
- چگالی کم
- غیر مغناطیسی
- رنگ‌های متنوع
ریخته گری فلزات رنگی
جوشکاری فلزات رنگی
جوشکاری قدمتی طولانی دارد و پیدایش آن به اوایل عصر آهن بر می‌گردد. یک جوش و یا همان اتصال باید به گونه‌ای باشد که محل اتصال دو فلز به راحتی قابل مشاهده نباشد. البته این موضوع تا حد زیادی به نوع فلز و روش جوشکاری پیاده شده روی آن نیز بستگی دارد. هر نوع فلز می‌تواند به روش‌های مختلفی جوش شود. در واقع جوشکاری هر فلز به خواص آن، و البته به نیازهای شما بستگی دارد. به همین دلیل جوشکاری مس با جوشکاری سرب و یا جوشکاری روی کاملاً متفاوت خواهد بود.
چگالی فلزات رنگی
چگالی به معنای توپر بودن یک ماده است. در واقع چگالی خاصیتی است که نشان می‌دهد که میان اتم‌های یک ماده چقدر فاصله وجود دارد. چگالی فلزات رنگی یکی از مواردی هست که همیشه در رابطه با آن بحث‌های فراوانی می‌شود. بسیاری تصور می‌کنند که سرب یا جیوه سنگین‌ترین فلزات هستند یعنی چگالی بیشتری دارند. با این حال، اگر چه این دو فلز چگالی بسیار بالایی دارند، اما فلزات بسیار سنگین‌تر دیگری نیز در طبیعت وجود دارند. می‌توان فلزات سنگین موجود در طبیعت را سرب، جیوه، آرسنیک، اورانیوم و … در نظر گرفت.
بازیافت فلزات رنگی
بازیافت و فرآوری فلزات غیرآهنی مفید است زیرا از ضایعات فلزات غیرآهنی می‌توان برای تولید محصولات جدید استفاده کرد. هر روز زباله‌هایی به‌طور مداوم تولید می‌شوند که مقدار آنها دائماً در حال افزایش است. نگهداری آنها مطلوب نیست و از بین بردن آنها نیز اثرات مضری را در بر دارد. معقول‌ترین راه حل، گنجاندن مجدد مواد خام ثانویه در چرخه تولید با بازیافت مواد تشکیل دهنده آنها است. بازیافت فلزات غیرآهنی نشان‌دهنده پردازش ضایعات آنها مانند قطعات، سیم‌ها و سایر زباله‌های خانگی و صنعتی است. برای بازیافت انواع فلزات غیرآهنی، لازم است پسماندها به دلیل چگالی بالا جمع‌آوری و دسته‌بندی شوند. و در نهایت این مواد حمل شده و برای بازیافت در کارخانه‌های مختلف غیرآهنی آماده شوند.
کوره‌های برق، گاز و سایر انواع کوره‌های ذوب فلزات رنگی برای بازیافت فلزات غیر آهنی استفاده می‌شوند. کوره‌های بلند که کوره‌های سیکل پیوسته نیز نامیده می‌شوند، می‌توانند با گرم کردن ضایعات قبل از رسیدن به نقطه ذوب، فرآیند را ساده‌تر کنند. بازیافت فلزات غیرآهنی یک فرآیند بسیار تکنولوژیکی است و این صنعت با تکیه بر فناوری‌های روز، دائماً در حال پیشرفت است. در روش‌های بازیافت مدرن، دستگاه‌های الکترونیکی برای اندازه‌گیری تجزیه و تحلیل شیمیایی دقیق فلزات غیر آهنی طراحی شده‌اند. به لطف این موارد، فلزات غیر آهنی با تجزیه و تحلیل شیمیایی خاص از کوره‌ها خارج شده و پس از آن وارد زندگی روزمره مردم می‌شوند.
قیمت فلزات رنگی جهانی
قیمت فلزات رنگی در جهان هر روز در حال نوسان است و شما می‌توانید نرخ روز و لحظه ای آنها را در صباپروفیل مشاهده نمایید.
پرسش و پاسخ
منظور از فلز رنگین کمان چیست؟
فلزات رنگین کمان از جمله فلزات غیرآهنی یافت شده در بستر طبیعت می‌باشند که به دلیل رنگ‌بندی‌های متنوع از این نام برای آنها استفاده شده است.
اکسید فلزات چه رنگی است؟
اکسید هر کدام از فلزات دارای یک رنگ خاصی است، برای مثال اکسید آهن به رنگ قرمز آجری، اکسید کبالت و مس به رنگ آبی و اکسید سرب به رنگ سبز می‌باشد.