ЛЕГКИЕ МЕТАЛЛЫ

Легкими металлами принято называть цветные металлы, имеющие небольшую плотность. К ним относят алюминий, магний, бериллий, кальций, стронций и барий, а также щелочные металлы: литий, натрий, калий, рубидий и цезий. Наряду с небольшой плотностью эти металлы обладают и другой общностью физико-химических свойств — образуют стойкие, трудно поддающиеся разрушению соединения с кислородом и галоидами, и имеют наиболее отрицательные электродные потенциалы в ряду напряжений.

В связи с общностью свойств современные способы получения легких металлов основываются на одних и тех же принципах. Большинство этих металлов получают в настоящее время электролизом расплавленных солей или электротермическими методами.

Легкие металлы обычно не получают восстановлением углеродом, так как это ведет к большому расходу энергии и, кроме того, чистые металлы начинают выделяться из соединений только при высокой температуре в парообразной фазе. Отделение паров легких металлов от газообразных окислов углерода сопряжено с большими трудностями и хотя технически возможно, но экономически пока не целесообразно. Некоторые пути частичного решения этой проблемы излагаются в данной книге. 

В ряду напряжений легкие металлы расположены значительно ниже водорода и их не удается выделить электролизом из водных солей по аналогии с медью, никелем и цинком, так как на катоде при электролизе водных растворов солей алюминия, магния и других легких металлов выделяется водород. Поэтому многие легкие металлы получают электролизом расплавленных солей, не содержащих ионов водорода. Кроме того, электроотрицательный характер легких металлов предъявляет очень высокие требования к чистоте всех материалов, поступающих на электролиз. Присутствующие в этих материалах примеси или комплексы

более электроположительные, чем получающийся легкий металл, могут загрязнить его при электролизе, выделяясь вместе с ним или даже раньше его на катоде. Поэтому в металлургии легких металлов уделяется большое внимание технологии получения этих материалов.

Необходимо отметить, что не все легкие металлы имеют одинаковое значение в технике. В настоящее время наибольшее применение получил алюминий, который по своему значению и масштабам производства в последние два десятилетия занял второе место (после железа) в мировой экономике. Быстрый рост применения алюминия вызван большим распространением его минералов в земной коре и ценным комплексом физико-химических и технологических свойств этого металла и его сплавов.

Довольно высокими темпами развивалось производство магния. Это обусловливалось наличием во многих странах больших запасов горных пород, содержащих магний, а также возможностью извлечения его из морской воды. Но применение магния, в значительной степени зависящее от военных нужд, сильно влияло на масштабы его производства, обеспечивая бурный рост в военные годы и сокращение объемов производства в послевоенные годы. Максимальное производство магния (350 тыс. т в капиталистических странах) было достигнуто в 1943 г. Эта цифра после резкого спада в конце сороковых годов пока не достигнута.

Третьим по значению и масштабам применения следует считать бериллий, интерес к которому возрос в связи с развитием атомной энергетики. Бериллий нашел применение в атомных реакторах в качестве эффективного замедлителя тепловых нейтронов. Кроме того, бериллий является важным компонентом некоторых медных сплавов, а также алюминиево-магниевых сплавов, применяемых в ракетной технике и скоростной авиации.

Остальные легкие металлы пока применяют в небольших количествах, поэтому в данной книге подробно описываются лишь способы получения алюминия и магния.

Статья на тему Легкие металлы