معرفی فلزات رنگی

فلزات رنگی عنوانی است که به گروه فلز غیرفریتی معروف است ( مانند سرب و قلع و مس و روی و نیکل و برنز و آلومینیوم و …). این اسم سال‌های طولانی است که به این گروه ( به خاطر گوناگونی رنگ آن ها ) داده شده است. می‌شود گفت هر فلزی که پایه غیرآهنی داشته باشد، وارد این گروه می‌شود.

فلز پایه معمولاً به طور غیررسمی برای اشاره به فلزی به کار می‌رود که به آسانی اکسیده یا خورده می‌شود و به طور متغیر با اسید هیدروکلریدریک رقیق‌شده برای تولید هیدروژن واکنش نشان می‌دهد.

اصطلاح فلزات پایه ( اساسی ) به این دلیل به وجود آمده است که این مواد ارزان هستند و بیشتر از فلزات گرانبها مانند طلا ، نقره و پلاتین یافت می شوند. فلزات پایه غالباً از نظر طبیعت فراوان تر هستند و گاهی استخراج آن ها آسان تر است. این امر باعث می شود فلزات پایه نسبت به فلزات گرانبها بسیار ارزان تر برای استفاده در تولید باشند.

در حالت کلی فلزاتی که در طبیعت یافت می شوند به دو دسته فلزات آهنی و فلزات غیر آهنی یا همان فلزات رنگین طبقه بندی می‌گردند. آهن و انواع آلیاژها و ترکیبات آن مانند فولاد چدن و غیره جزو فلزات آهنی به حساب می‌‌آیند. هر کدام از آن‌ها دارای کاربردهای بسیار زیادی در مصارف صنعتی و عمومی هستند. طبق آمار چیزی در حدود ۹۰ درصد از قطعات و تجهیزات ماشین آلات صنعتی و غیرصنعتی و همچنین مصنوعات و مستغلات آن ها از فلزات آهنی ساخته می‌شود.

یکی از مهم ترین دلایلی که از فلزات آهنی بسیار زیاد در موارد مختلف صنعتی استفاده می شود، استحکام زیاد این فلزات و همچنین فراوان بودن آن ها در طبیعت می‌باشد. تمامی فلزات به جز آهن و مستغلات و ترکیبات آن در زمره فلزات رنگی طبقه بندی می‌گردد. هر یک از فلزات سنگین در زمینه‌های مختلف صنعتی و تولیدی مورد استفاده و بهره وری قرار می‌گیرند.

گروه‌های بسیار مهمی مثل آلومینیوم، مس، قلع، سرب، روی، طلا، نقره، پلاتین و منگنز و آلیاژهای هر یک از آن‌ها در این طبقه‌ بندی قرار می‌‌گیرند. فلزات پایه و گروه‌های آلیاژی این خانواده بزرگ فلزی، در اقتصاد جایگاه ویژه‌ای دارند.

هم‌اکنون، زنجیره بسیار بزرگی از استخراج معدن تا فرآوری فلزهای مختلف ( از تولید شمش ، اسلب ، بیلت ، ورق تا پروفیل ، میله ، مفتول ، لوله‌ها و … ) در کشور ما فعالیت دارند که در نهایت کالا و قطعات بی‌شماری از آن ها در صنایع مختلف تولید شده و به ‌کار گرفته می ‌شوند و به ‌دست مصرف‌ کنندگان می‌‌رسند.

انواع فلزات رنگی

• آلومینیوم

فلز آلومینیوم در میان انواع فلزات رنگی طبقه بندی می‌شود و وزن مخصوص آلومینیوم ۲٫۷ اعلام شده است. همچنین دمایی که فلز آلومینیوم در آن به نقطه ذوب می‌رسد ۶۵۸ درجه سانتی گراد می‌باشد.

از مهم ترین خواص آن می‌‌توان به انتقال جریان الکتریسیته و همچنین انتقال دهنده گرما اشاره نمود. فلز آلومینیوم به نسبت فلز مس از مقاومت بسیار خوبی برخوردار است و در برابر خوردگی و پوسیدگی از خود مقاومت نشان می‌دهد و از آن جایی که وزن آن به صورت قابل توجهی کم بوده به عنوان یک فلز سبک شناخته می‌شود.

در مصارف مختلف صنعتی به کار گرفته شده و مورد بهره برداری قرار می گیرد. فلز آلومینیوم با انواع دیگر فلزات رنگی و یا فلزات آهنی ادغام شده و از آن آلیاژهای مختلف و بسیار سودمندی حاصل می گردد. از آنجایی که این فلز استحکام مقاومت بسیار خوبی داشته و در مقابل پوسیدگی و خوردگی به خوبی از خود مقاومت نشان می‌دهد و در عین حال وزن کمی نیز دارد، در صنایع حساسی مانند هواپیماسازی بسیار مورد استفاده و توجه قرار می‌‌گیرد.

• مس

فلز مس به عنوان یکی از پرکاربردترین انواع فلزات رنگین در طبیعت یافت می‌شود. رنگ این فلز قرمز همراه با جلای ویژه‌ای می‌باشد. وزن مخصوص آن ۸.۹ است و در حرارت ۱۰۸۴ درجه سانتیگراد ذوب می‌شود. سنگ معدن را در کوره‌های مخصوص حرارت داده، مس آن را ذوب و از مواد اضافی جدا می‌نمایند. از همین رو معمولا ۹۹ تا ۹۹.۹ درصد خالص است. چنانچه بخواهند مس را با درصد خالص بدست آورند آن را به وسیله جریان برق ( عمل الکترولیز ) تصفیه می‌نمایند.

این فلز در مقابل پوسیدگی و خوردگی مقاومت بسیار خوبی از خود نشان می‌دهد و همچنین در مقابل اکسید و زنگ زدگی بسیار مقاوم است. دلیل مقاومت فلز مس در مقابل زنگ زدگی این است که لایه بیرونی فلز مس به شدت به آب و هوا واکنش نشان داده و اکسید می‌گردد و خود به عنوان یک لایه حفاظتی قسمت درونی فلز را از زنگ زدگی و اکسید مصون می‌دارد.

فلز مس به عنوان یک رسانای بسیار عالی برای جریان برق می‌باشد. این فلز دارای کاربردها و مصارف مختلف در بخش‌های مختلف صنعتی و عمومی است. از مهم ترین آن‌ها استفاده در تولید انواع سیم‌ها، لوله‌ها، دستگیره‌ها، در و پنجره‌ها و همچنین آهنرباهای الکتریکی و موتورهای مغناطیسی و تهیه انواع ظروف آشپزخانه و بسیاری موارد دیگر است.

• سرب

فلز سرب یکی از مهم‌ ترین انواع فلزات رنگی به حساب می‌آید. رنگ این فلز مایل به خاکستری است و دمایی که این فلز در آن به نقطه ذوب می‌رسد ۳۳۷ درجه سانتی گراد اعلام شده است.

همچنین وزن مخصوص فلز سرب ۱۱٫۳۴ می‌باشد. درجه انبساط طولی برای فلز سرب بسیار بالاست. این فلز نمی‌تواند مقاومت بسیار زیادی در مقابل اکسید و زنگ زدن از خود نشان دهد.

فلز سرب به عنوان یک فلز بسیار نرم شناخته می‌شود. از این فلز در انواع مختلف سازه‌های ساختمانی، در ساخت لوله‌ها و سقف‌ها، طراحی و تزیین کاخ‌ها و کلیساها استفاده می‌کنند. در باتری خودروها، همچنین در صنعت سرامیک سازی و بسیاری صنایع دیگر از فلز سرب استفاده می‌گردد.

• روی

روی از گذشته در زندگی اقوام مختلف بشر به کار برده شده است. به عنوان مثال گذشتگان ما برای ساختن ذره‌های جنگی خود از فلز روی استفاده می‌کردند. فلز روی به عنوان یکی از فلزات رنگی پر کاربرد به حساب می‌آید.

رنگ فلز روی مایل به آبی بوده اما اگر به قسمت شکستگی موجود بر روی فلز روی توجه کنیم این قسمت بسیار براق می‌باشد. روی از ذوب سنگ معدن به دست می‌آید. در آلیاژهای مانند برنز و برنج و لحیم‌ها از روی استفاده می کنند. وزن مخصوص فلز روی به عنوان یکی از فلزات رنگی ۷٫۳ اعلام شده است و همچنین دمایی که فلز روی در آن به نقطه ذوب می‌رسد، ۴۱۹ درجه سانتی گراد می‌باشد.

فلز روی مقاومت بسیار خوبی در مقابل اکسید و زنگ زدگی از خود نشان می‌دهد و در عین حال یک فلز ترد به حساب می‌آید. از مهم ترین مصارف و کاربردهای فلز روی می‌توان به استفاده در ورق‌های گالوانیزه فولادی و همچنین به کار بردن آن در آلیاژهایی مانند برنج و برنز اشاره کرد. فلز روی از طریق ذوب شدن سنگ معدن استخراج می‌شود.

• نیکل

نیکل به عنوان یکی از انواع فلزات رنگی پر کاربرد و به عنوان فلزی نسبتا سخت در طبیعت یافت می‌شود. این فلز، رنگی بین سفید و نقره‌ای دارد. نیکل در دمای بسیار بالای ۱۴۵۳ درجه سانتی گراد به نقطه ذوب خود می‌رسد و از آنجایی که دمای ذوب آن بسیار بالا است، در برابر اثرات جوی موجود مقاومت و بسیار بالایی از خود نشان می‌دهد.

وزن مخصوص فلزات نیکل ۸٫۹ اعلام شده است. معمولاً برای دستیابی به فلز نیکل، آهن و منیزیم با هم ترکیب و ادغام می‌گردند. مهم ترین مورد مصرف فلز نیکل در مصارف مربوط به صنایع الکترونیک، سیم‌ها و کابل‌های موجود در این صنعت می‌باشد.

همچنین از فلز نیکل در تهیه آلیاژهای مختلف فولادی نیز استفاده می‌شود. نیکل برای ساخت لوله‌های نیکلی و مسی و نیز برای نمک ‌زدایی گیاهان و تبدیل آب شور به آب مایع استفاده می‌شود. استفاده‌های فراوانی برای ساخت سکه‌ها و فولاد نیکلی برای زره‌ها و کلیدها کاربرد دارد و همین‌طور از آن می‌توان آلیاژهای نیکروم و پرمالوی و آلیاژی از مس را تهیه کرد.

نیکل برای ساخت شیشه‌های به رنگ سبز استفاده می‌شود. صفحات نیکلی می‌تواند نقش محافظت‌کننده برای دیگر فلزات را داشته باشد. نیکل همچنین کاتالیزور برای هیدروژن دار کردن روغن‌های گیاهی است. همچنین صنعت سرامیک و ساخت آلیاژی از آهن و نیکل که خاصیت مغناطیسی دارد و باتری‌های قوی کاربرد دارد.

• برنز

برنز آلیاژی است که از ۹۰% مس و ۱۰% قلع به دست می‌آید و رنگ آن از رنگ برنج تیره‌تر و بیشتر به رنگ مس تمایل دارد. وزن مخصوص آن ۸/۵ است و در دمای ۹۳۰ درجه سانتی گراد ذوب می‌شود. سایر خواص آن مانند خواص برنج می‌باشد.

• قلع

رنگ قلع سفید نقره‌ای و کمی مایل به آبی است. وزن مخصوص آن ۷.۳ است و در گرمای ۲۳۲ درجه سانتی گراد ذوب می‌شود. از خواص این فلز می‌توان از درجه انبساط بسیار زیاد، سهولت در خم کاری، مقاومت در مقابل پوسیدگی و اسیدها و نرم بودن آن نام برد. این فلز را از سنگ معدن قلع تهیه می‌کنند.

قلع در بازار نیز به صورت شمش هایی به وزن ۲۵ تا ۴۵ کیلوگرم به فروش می‌رسد. از قلع برای تهیه برنز و لحیم‌های نرم و اندود کردن ظروف مسی در سفید گری استفاده می‌شود.

مزایا و معایب فلزات اساسی

مزیت اصلی فلزات اساسی ارزان بودن آن هاست. فلزات اساسی اهداف بسیاری مانند ساخت و ساز و همچنین یا بهتر از فلزات گرانبها را ارائه می دهند. علاوه بر این برخی از فلزات پایه دارای ویژگی های منحصر به فردی هستند که نمی توان آن ها را توسط سایر فلزات تکرار کرد. به عنوان مثال، نیکل یکی از اجزای اصلی فولاد ضدزنگ است، روی به عنوان محافظ در برابر خوردگی وارد فولاد گالوانیزه می شود و امپراتوری روم از سرب برای اهداف زیادی از جمله لوله ها، روکش های حمام، لوازم آرایشی و رنگ استفاده می کرد.

فلزات اساسی نیز دارای چندین اشکال قابل توجه هستند که همگی آن ها را به عنوان ارز نسبت به فلزات گرانبها مناسب نمی کند. اولین عیب این است که آن ها معمولاً آنقدر ارزشمند نیستند.

سایر معایب قابل توجه فلزات اساسی خواص شیمیایی و نوسان قیمت آن ها است. فلزات پایه از آنجا که راحت تر اکسید می شوند و تیره می شوند، ارزهای با دوام کمتری تولید می کنند. قیمت فلزات اساسی نیز معمولاً به دلیل استفاده گسترده از آن ها برای اهداف صنعتی، بی ثبات تر است. هنگامی که تقاضای صنعتی کاهش می یابد، قیمت فلزات اساسی می تواند سقوط کند.

سرمایه گذاری فلزات پایه یا اساسی

دلایل زیادی وجود دارد که سرمایه گذاری در بازار فلزات پایه را به یک انتخاب جذاب تبدیل می‌کند. وجود معادن و ذخایر بسیار در ایران، ارزان بودن نیروی کار و همچنین سوخت نسبتا قیمت مناسب این گروه از فلزات را برای صادرات نیز به گزینه ای مناسب تبدیل می‌کند. این روزها سرمایه گذاری در بازارهایی که صادرات خوبی دارند می‌تواند یک انتخاب هوشمندانه و زیرکانه باشد.

چندین صرافی در سراسر جهان قرارداد تجارت فلزات اساسی را ارائه می دهند، اما قطب تجارت بین المللی همچنان بورس فلزات لندن ( LME ) است. در ایالات متحده، بورس تجاری شیکاگو ( CME ) قراردادهای آتی فلزات پایه را ارائه می دهد.

سوالات متداول در رابطه با فلزات پایه

• آیا سنگ آهن یک فلز پایه است؟

با وجود اینکه آهن در معرض آب و هوا زنگ می زند ولی آهن جزء فلزات پایه قرار نمی گیرد.

• گران ترین فلزات پایه کدامند؟

قلع گران ترین فلز پایه است. پس از آن نیکل، مس و سپس روی قرار می گیرند.