Det anses finnas över 4 000 olika mineraler, varav många innehåller metalliska element.
Mineraler är fasta, naturligt förekommande oorganiska ämnen som finns i jordskorpan. De bildas utan människans inblandning och har en bestämd kemisk sammansättning och kristallstruktur.
Metaller är elementära ämnen som guld, silver och koppar som är kristallina när de är fasta och naturligt förekommande i mineraler. De har ofta egenskaperna att vara goda ledare för elektricitet och värme, att vara glänsande i utseendet och att vara formbara. De metaller vi ser i dag produceras genom omvandling av metalliska malmer till en slutlig form. Detta kräver i de flesta fall användning av kemikalier och särskild teknik.
Gemensamma grupper av metaller
Metaller kategoriseras ofta i olika grupper som definieras av deras egenskaper eller funktion. Namnen på dessa grupper är inte exakta eller vetenskapliga, utan återspeglar vanliga användningsområden eller egenskaper:
Ädelmetaller omfattar guld, silver och platina. Omkring 90 procent av den totala guldproduktionen kommer från guldgruvor. De återstående 10 procenten produceras som en biprodukt från brytning av andra metaller, t.ex. koppar och nickel. Ädelmetaller handlas på världsmarknaderna och används i en rad olika tillämpningar från smycken till elektronik och katalysatorer i bilar.
Basmetaller är metaller av lägre värde, främst koppar, bly och zink. Raffinerade former av dessa metaller handlas vanligen på världsmarknaderna i en mängd olika standardformer och storlekar. Dessa är de grundläggande byggmaterialen för en stor del av världen omkring oss.
Fjärrmetaller är metaller med hög järnhalt, vilket inkluderar alla typer av stål. Ordet ”järnhaltigt” kommer från ferrum, det latinska ordet för järn. Krom, kobolt, mangan och molybden ingår vanligen i denna grupp eftersom deras huvudsakliga användning är att förbättra stålets egenskaper.
Nicke järnmetaller omfattar aluminium, koppar, bly, magnesium, nickel, tenn och zink, eftersom de har huvudsakliga användningsområden som inte är relaterade till ståltillverkning. Observera att det finns en viss överlappning med basmetallerna, och valet av gruppnamn beror på sammanhanget.
Sällsynta jordartsmetaller är inte så sällsynta i jordskorpan, men deras utvinning är komplex och svår. De omfattar scandium, yttrium, lantan och de 14 grundämnen (lanthanider) som följer efter lantan i det periodiska systemet. De har utbredd användning, om än i små volymer, vid tillverkning av glas, keramik, glasyrer, magneter, lasrar och tv-rör samt vid raffinering av olja.
Legeringar framställs genom att blanda två eller flera metalliska grundämnen för att bilda en ny, unik substans som har andra kemiska och fysikaliska egenskaper än sina beståndsdelar. Över 90 procent av de metaller som används idag är legeringar.
Legeringselement tillsätts vanligen till rena metaller för att öka hållfastheten eller förbättra vissa egenskaper, t.ex. korrosionsbeständighet, slitstyrka och skärbarhet. Krävande industriella krav, t.ex. beständighet mot extrema temperaturer, styrka för högtryckstillämpningar, utmattningsbeständighet, viktreduktion eller seghet, ofta i kombination, har lett till utvecklingen av ett brett spektrum av legeringar.
De vanligaste legeringarna klassificeras i stort sett som stål. Dessa karakteristiskt starka legeringar, som bildas av järn och kol, kan blandas med andra element för att ytterligare förbättra prestanda och hållbarhet. En bil innehåller till exempel mer än 10 olika stållegeringar för karossdelar, växlar, drivlinor, vevaxlar, ventiler och så vidare.
Experter förutspår att behovet av mer energieffektiva system, informationsteknik och utforskning av rymden kommer att vara viktiga drivkrafter för utvecklingen av nya legeringar under detta århundrade.