Welkom bij VNMI.nl

Over metalen: van A tot Zink

Metalen zijn onmisbaar in een moderne samenleving
Waar zouden we zijn zonder auto's om onszelf mee te verplaatsen, zonder bruggen om het water over te kunnen steken, zonder computers om op te werken en zonder blik voor groente, fruit en frisdrank? Vrijwel overal zit meer of minder metaal in. Het meest voorkomend zijn staal en aluminium. Maar ook de metalen zink, lood, koper, magnesium en tin wordt in Nederland geproduceerd, verwerkt en gebruikt.

Wat is metaal?
Een metaal is een stof, een scheikundig element. Zuurstof - dat wij inademen - en chloor - dat zwembadwater schoonhoudt - zijn ook voorbeelden van elementen, maar dat zijn weer geen metalen. Metalen kunnen veel van elkaar verschillen. Toch hebben zij een aantal belangrijke dingen gemeen.

Wat zijn de typische kenmerken van metaal?
Metalen hebben een glimmend uiterlijk. Bovendien geleiden ze warmte en elektriciteit goed. Metalen zijn vervormbaar zonder snel te breken. Daardoor kunnen ingewikkelde vormen worden gemaakt, die betrouwbaar zijn in het gebruik. Metalen zijn herwinbaar. Na gebruik kan een metaal worden gesmolten om opnieuw gebruikt te kunnen worden in een nieuwe toepassing. Dat kan zonder kwaliteitsverlies. Metaalrecycling bestaat dan ook sinds het eerste gebruik van metalen.

Legeringen
Metalen zijn niet alleen in 'pure' vorm nuttig, als legering zijn ze vaak nog beter. Een legering is eigenlijk een 'vaste oplossing': twee of meer metalen die samen worden gesmolten en gemengd. Een bekend voorbeeld is brons. Dat is een legering van koper en een beetje tin. Door de toevoeging van tin is brons een stuk sterker dan koper. En zo zijn er heel veel legeringen. Denk bijvoorbeeld aan messing (koper en zink) of staal (ijzer en koolstof).

Zuivere metalen zijn altijd zacht en zeer buigzaam. In zuivere vorm zijn metalen dan ook niet geschikt voor constructieve toepassingen. Zuiver metaal geleidt warmte en elektriciteit echter veel beter dan een legering. Voor stroomgeleiding wordt daarom altijd zeer zuiver koper of aluminium gebruikt.

Een legering is zoals gezegd een vaste oplossing van andere elementen in een metaal. De legering is hierdoor veel sterker en minder buigzaam dan het zuivere metaal, terwijl het nog steeds voldoende vervormbaar is om er gevormde producten van te maken. Alle constructieve metaaltoepassingen maken gebruik van legeringen.

Winning
Metalen worden vrijwel nooit als metaal in de natuur aangetroffen. Alleen goud, zilver en koper komen voor in gedegen vorm. Alle metalen komen overal in de natuur verspreid voor als sporenelementen in mineralen. Daar waar de metaalconcentratie winbare hoeveelheden bereikt, spreken we van ertsen. Ertsen kunnen in de regel niet direct worden gebruikt om metaal uit te winnen. Met uitzondering van sommige ijzerertsen is er steeds een fysische of chemische concentratiestap nodig om de metaalconcentratie hoog genoeg te maken om het metaal te winnen.

De winning van een metaal uit het 'concentraat' kan via hoge temperatuurprocessen ('pyrometallurgisch') of elektrochemisch (bij hoge zowel als lage temperatuur). Deze metaalwinningsprocessen zijn voor elk metaal verschillend. Omdat het metaal in een concentraat als verbinding aanwezig is, houdt de winning altijd een reductiestap in. IJzer wordt gewonnen door reductie met koolstof - zink, koper en aluminium door reductie met elektronen.

Recycling
Metalen zijn eenvoudig te recyclen. Legeringen kunnen worden gesorteerd, gesmolten en in verwerkbare vorm worden gegoten. De producten zijn dan volledig gelijkwaardig aan producten uit primair metaal. Indien verontreinigingen in het te smelten schroot aanwezig zijn, dan kunnen die door raffinage worden verwijderd. Door de makkelijke recyclebaarheid hebben gebruikte metalen een relatief hoge waarde. Daardoor is er een sterke drijfveer om gebruikt metaal volledig te verzamelen en te hersmelten. Veel toepassingen van metaal worden dan ook voor honderd procent gerecycled.
 

Metaalverwerking
Een beperkt aantal bedrijven van de VNMI wint metalen uit hun ertsen of concentraten. Dat zijn Tata Steel (ijzer), Aluminium Delfzijl (aluminium) en Nyrstar Budel (zink). Alle overige VNMI-bedrijven maken producten of halfproducten (die verder verwerkt worden) uit primair en secundair metaal. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een aantal vormgevingsprocessen: gieten, walsen en extruderen.

Bij gieten wordt een metaallegering in de definitieve vorm van het te maken voorwerp gegoten. Gietprocessen worden ook gebruikt om de legering in een vorm te brengen voor verdere verwerking door walsen of extruderen. Bij walsen word een plat gietstuk uitgerold tot een lange metaalstrip van de gewenste dikte. Bij extruderen wordt een gietstuk door een gat geperst met de vorm van het te produceren profiel. Beide halffabrikaten worden verder verwerkt tot eindproducten. Dat gebeurt vooral bij andere metaalbedrijven, die er bruikbare eindproducten van maken.

De metallurgische industrie
De Nederlandse metallurgische industrie produceert metalen voor allerlei toepassingen. Bijvoorbeeld voor de auto's en computers die hierboven genoemd werden. De metallurgische industrie maakt echter niet de complete auto, en niet de complete computer - maar de halffabrikaten. Dat kan gaan om staalplaten waaruit de carrosserie van de auto gemaakt wordt, koperen buizen voor de waterleiding - maar ook om gelakte aluminium profielen, waar later douchecabines uit kunnen worden gemonteerd.

De metallurgische industrie verwerkt metaalerts, zoals het gewonnen wordt, tot halffabrikaten. Omdat deze processen en producten van metaal tot metaal nogal kunnen verschillen, besteden wij hier per metaal extra aandacht aan - van aluminium tot zink: