Železo je ľudstvu známe už od praveku, jeho väčšia priemyselná produkcia sa začala až v 18. storočí. Kovy sa získajú z rúd tavením. Sú často využívaným technickým materiálom v mnohých odvetviach priemyslu. Rovnako sú jedným z kľúčových materiálov pre prácu dizajnérov. Medzi kovy najčastejšie používané v priemysle možno zaradiť oceľ, liatinu, neželezné kovy (farebné kovy), ako je hliník, meď, cín, olovo, zinok a ich zliatiny. Z celkového množstva komunálneho odpadu kov tvorí 4%.
Kovy delíme na:
železné kovy(surové železo, oceľ, liatina)
neželezné ťažké kovy (meď, zinok, nikel, chróm, cín, olovo, volfrám)
neželezné ľahké kovy (zliatiny hliníku, horčík a titán)
Surové železo
Vyrába sa vo vysokej peci zo železnej rudy, koksu a ďalších prísad. Surové železo sa ešte nedá použiť, lebo je krehké a nemá požadované vlastnosti.
Používa sa preto ako základný materiál pre oceliarne a zlievarne, kde sa z neho vyrába oceľ a liatina.
Oceľ
Oceľ je zliatina železa a uhlíka s maximálnym obsahom uhlíka 2,14%. Laicky povedané ak má oceľ vyšší obsah uhlíka hovoríme o zliatine. Technologický proces výroby ocele zo surového železa a oceľového šrotu sa nazýva skujňovanie. Zliatinová oceľ (legovaná) je oceľ, u ktorej určité prvky (napr. mangán, nikel, chróm, molybdén, volfrám, vanád, titán, či kobalt) sú pridávané vo väčšej miere, aby spoluurčovali jej vlastnosti. Ďalším príkladom je ušľachtilá oceľ. Je buď uhlíková alebo zliatinová. U tohto druhu ocele je zaručená väčšia čistota chemického zloženia a tým rovnomernejšie a lepšie vlastnosti. Nástrojová oceľ sa kalí a popúšťa, aby sa u inej dosiahla maximálna tvrdosť. Rozdelenie a terminológiu nástrojových ocelí upravuje norma STN EN 10020. Špeciálne ocele sa nazývajú podľa rôznych fyzikálnych vlastností.
Napr. oceľ nemagnetická, ktorá sa nemagnetizuje; oceľ žiaruvzdorná a žiaropevná, stála a pevná aj za vyšších teplôt; oceľ automatová, ľahko obrábateľná; Ďalším druhom ocele je nerezová oceľ.
Liatina
Vyrába sa zo surového železa, ktoré sa pretvaruje v kuplovni. Surovinou na jej výrobu je stará zlomková liatina a oceľový šrot. V porovnaní s oceľami obsahujú okrem viac uhlíka aj viac sprievodných prvkov (napríklad mangán, kremík, síru, fosfor). Pomerne dobre odoláva korózii (hrdzaveniu).Vyrábajú sa z nej odliatky všetkých druhov. Liatiny sa vo všeobecnosti používajú na tenkostenné a hrubostenné odliatky, súčiastky, časti strojov a automobilov.
Ťažké kovy partia medzi základné látky kontaminujúce životné prostredie. Za najškodlivejšie pre zvieratá a ľudí sú považované Hg, Cd, Cr a Pb. Ukladajú sa v organizmoch a len ťažko sa z organizmu odbúravajú. Ťažké kovy sa uvoľňujú do ovzdušia najmä pri priemyselnej výrobe (čistenie kovov, galvanizácia), ale aj pri spaľovaní fosílnych palív. Ukladajú sa v pôde a najmä vo vode. Na Zemi ťažké kovy akumulujú v moriach. Tam kontaminujú ryby a vďaka potravinovému reťazcu kontaminácia organizmov postupne stúpa, pretože dravé živočíchy sa živia kontaminovanými organizmami. Kvôli tomu sú ťažkými kovmi ohrozené najmä živočíchy na konci potravinového reťazca a teda aj človek, najmä v prímorských oblastiach, kde je celkovo vyššia konzumácia morských živočíchov.
Meď
Meď je červený kov, kujný a ťažný: je najlepším vodičom elektrického prúdu. Človek ho poznal skôr ako železo. Vyrábajú sa z nej panvice, varné kotly, chladiče a drobné mince. Pretože meď je jedovatá, nádoby z nej sa obyčajne ešte pocínujú. Najviac medi sa spotrebuje v elektrotechnike. V polygrafickom priemysle sa medené platne používajú na umelecké medirytiny. Medený plech sa používa aj ako strešná krytina. Pokrýva sa vplyvom vzdušného oxidu zelenou medenkou – uhličitan meďnatý. Preto je na vzduchu veľmi trvanlivá.
Používa sa v takých zliatinách ako mosadz (meď a zinok) a bronz (meď a cín), na výrobu „medených“ mincí a v zliatine s niklom na výrobu „strieborných mincí“. Meď je ohybná, tvárna a mäkká. Zdrojom znečistenia životného prostredia meďou je najmä elektrotechnický priemysel a výroba zliatin. Meď patrí medzi esenciálne prvky pre človeka, no mnohé zlúčeniny medi sú potenciálne toxické.
Cín
Používa sa na spájkovanie, na pocínovanie plechov (plechy na konzervy). Cín je veľmi ťažný, takže sa z neho dajú vyhotovovať tenké fólie zvané staniol. Najväčšie množstvo svetovej výroby cínu sa spotrebuje na pocínovanie železného plechu, ktorý sa ako biely plech používa na výrobu plechoviek, na konzervovanie rôznych potravín. Veľké množstvo cínu sa používa na výrobu zliatin. Okrem bieleho cínu je známy aj sivý cín. Cínové predmety sa rozpadávajú na sivý prášok, čomu sa hovorí aj cínový mor.
Olovo
Je veľmi ťažké, mäkké a tvárne. Odoláva kyselinám a škodí zdraviu. Mnohé hodnoty environmentálnej koncentrácie sú dostatočne vysoké na to, aby nastolili potenciálne riziko pre zdravie, osobitne v blízkosti veľkých závodov používajúcich Pb a vo veľkých mestách. Dlhodobá expozícia Pb vedie u ľudí k poruchám centrálnej nervovej sústavy, obličiek, tlaku krvi a poruchám metabolizmu vitamínu D. Na chronické pôsobenie Pb sú zvlášť citlivé deti.
Olovo je karcinogén kategórie 2B – látka s predpokladanými karcinogénnymi účinkami na človeka. Používa sa na výrobu platničiek do akumulátorov, ako materiál na ochranu pred röntgenovým žiarením.
Zinok
Zinok je kovový prvok. V porovnaní s inými ťažkými kovmi sa považuje za relatívne ľahko rozpustný. Obsah zinku je z hygienického hľadiska málo škodlivý. Použitie zinku vzhľadom na jeho vlastnosti sa viaže na metalurgický a zlievarenský priemysel – pozinkovanie plechov, galvanizácia, výroba tenkostenných odliatkov, pri výrobe nekorozívnych zliatin, mosadzí, ako aj pri výrobe náterových materiálov, röntgenových tienidiel, na impregnáciu dreva a v medicíne pri príprave zásypových materiálov.
Dôležitým zdrojom znečistenia Zn je spaľovanie uhlia a iných fosílnych palív, hutníctvo neželezných kovov a aktivity spojené s banskou ťažbou kovových rúd, poľnohospodárske využitie odpadových kalov a kompostových materiálov, aplikácia umelých hnojív a pesticídov. Zinok je veľmi dôležitý mikroelement, v nadbytku však môže byť toxický. Pri profesionálnej expozícii jemného prachu kovového Zn a ZnO dochádza k tzv. „horúčke zlievačov“. Pri expozícii ZnCl2 môže vzniknúť ťažké poškodenie pľúc. Zinok sa klasifikuje ako karcinogén kategórie 2B – možné karcinogény.
Ortuť
Všetky formy Hg sú vysoko toxické a každá z nich spôsobuje rôzne zdravotné problémy.
Kadmium
Použitie kadmia je rozšírené aj v oblastiach elektronického priemyslu a pri výrobe lakov (pigmentov), pri galvanickom pokovovaní kovov, používa sa aj ako stabilizátor plastov alebo v alkalických batériách.
Chróm
Chróm je oceľovosivý, dosahuje vysoký lesk. Samotný kov sa získava zložitým priemyselným procesom. Chróm sa používa na tvrdenie ocele, pri výrobe nehrdzavejúcej ocele a na formovanie zliatin. Tiež na pokovovanie materiálov (produkcia tvrdých povrchov odolných proti korózii) a pri výrobe žiaruvzdorných materiálov. Často sa používa ako stabilná farba na sklo, porcelán, na náter kovov a na tlač. Inhalácia prachu zlúčenín Cr6+ vyvoláva astmatické problémy, pôsobí leptavo a súčasne dochádza k poškodeniu obličiek a pečene. Pri chronickom pôsobení sa prejavuje leptavý účinok tvorbou vredov a nádorov v nosovej dutine, pľúcach a zažívacom trakte. Zlúčeniny Cr6+ sú karcinogén kategórie 1 – dokázaný karcinogén pre človeka.
Nikel
Nikel je striebrobiely kov, ktorý má vysoký lesk a je tvrdý a kujný. Široké použitie nachádza nikel pri výrobe nehrdzavejúcich ocelí a zliatin odolných proti korózii (až 3 000 druhov zliatin s rôznymi kovmi ako Cu, Fe, Zn, Mn, Co, Ti a Mo). Čistý nikel sa používa najmä v potravinárskom priemysle ako katalyzátor pri stužovaní tukov, okrem toho v akumulátoroch a pri galvanickom pokovovaní. Nikel je pre niektoré živočíšne druhy esenciálny prvok. Predpokladá sa, že je esenciálny aj pre ľudskú výživu. Je súčasťou potravín a patrí k zdravotne dôležitým prvkom. Zažívacím traktom sa však ťažko vstrebáva. Najtoxickejšia forma Ni pre ľudí je karbonyl Ni. Pôsobí najmä na pľúca a obličky. Jeho nadmerný príjem môže viesť k vzniku alergií, poškodeniu pľúc, a najmä k vzniku nádorových ochorení pľúc, nosových dutín, hrtana a vzniku exémov – nikel je dokázaný karcinogén.
Zliatiny kovov vznikajú zliatím čistého kovu s inými kovmi, čím sa výrazne zlepšia ich vlastnosti.
Bronz
Je zliatina medi a cínu. Cínový bronz sa využíva na výrobu skrutiek, rúrok výmenníkov tepla, na dierované a tlakové sitá, tesniace krúžky, puzdra, kovové tkanivá, klzné ložiská, ozubené kolesá, súčiastky čerpadiel, armatúry. Známe je použitie v sochárstve. Niektoré bronzy je možné kaliť a popúšťať. Medzi hliníkové bronzy patrí aj tzv. severské zlato, zliatina používaná na výrobu mincí, plakiet a ozdobných predmetov.
Mosadz
Je zliatina medi a zinku. Ľahko sa obrába a nekoroduje (nehrdzavie). Používa sa najmä v leteckom a v automobilovom priemysle. Na umelecké predmety, nepravé šperky, má využitie aj v architektúre.
Hliník
Je ľahký, vedie dobre teplo a elektrický prúd. Pre svoju ľahkosť začal nahrádzať železo a iné kovy. Najväčšie využitie má tam, kde je potrebná vysoká pevnosť pri nízkej hmotnosti – letecký priemysel, automobilový priemysel, ale našiel si zastúpenie aj v potravinárskej sfére ako obalový materiál. Svoje miesto si v minulosti našiel pri výrobe bytových predmetov ako sú príbory a riady (na tieto účely sa hliník prestal používať, keď sa zistilo že sa rozpúšťa v kyselinách. Nahradený bol drahším kovom – nerezom.
Výroba hliníkových zliatin začala len nedávno, väčšina z týchto materiálov boli uvedené na trh začiatkom 20. storočia. Hliníkové zliatiny, ktoré sú vhodné pre odlievanie, obsahujú približne 15% kremíku, malé množstvo kovov, ako je meď, železo, nikel, horčík a zinok. Z týchto ľahkých zliatin sa odlievajú bloky valcov motorov súčiastky pre letecké motory a pre trupy lietadiel. Hliník sa taktiež používa k poťahovaniu skla pri výrobe zrkadiel a k výrobe hliníkovej farby, ktorá sa často nanáša na iné farby ako ochranný povlak.
Dural
Je extrémne tvrdý. Jedným z najdôležitejších objavov pri vývoji hliníkových zliatin bol jav zvaný tvrdenie starnutím. V dnešnej dobe sa tento druh zliatiny používa taktiež pri konštruovaní vesmírnych lodí a staníc. Hliník nie je toxický a jeho zlúčeniny sa bežne vyskytujú v potravinách. Hliník je úplne recyklovateľný bez straty kvality. Hliník môže byť neobmedzene recyklovaný a samotný proces recyklácie si vyžaduje iba 5% spotreby elektrickej energie, ktorá musela byť vynaložená na výrobu primárneho hliníka.
Titán
Titán je ľahký oceľovosivý kov. Technici ho pokladajú za kov budúcnosti. Titán je kovateľný a ťažný, možno ho dobre valcovať za studena na plech, rúry i tenučké fólie. Opracúva sa ako nehrdzavejúca oceľ a pre svoju odolnosť voči korózii je vhodný na konštrukcie áut, lietadiel a lodí. Jeho zliatiny s hliníkom a vanádom sa vyrovnajú nehrdzavejúcim oceliam. Zliatiny s titánom si udržujú pevnosť až do 600°C. Titán odoláva aj nízkym teplotám. Rôzne zliatiny s titánom pevné v žiare sa používajú pri stavbe turbín, pri konštrukcii spaľovacích motorov, sú vhodné pre vŕtaciu techniku, geologický prieskum, sú odolné vplyvom kyselín, zásad a solí.
Najpozoruhodnejšia je zliatina titánu s niklom – nitinol. Je ľahká, pevná, odoláva korózii. Má osobitnú, doposiaľ nevysvetlenú schopnosť – nadobudnúť po deformácii a zahriatí znovu pôvodný tvar. Doterajšie vedomosti o použití titánu dokazujú, že ho možno nazvať kovom kozmického veku. Je treba vziať do úvahy, že výroba titánu je v súčasnosti relatívne finančne náročná a prevádzkové nasadenie titánových komponentov je účelné len v prípadoch, keď nie je možné použiť lacnejšiu alternatívu duralov.
Recyklácia kovov
Recyklácia kovov je v porovnaní s plastami ekonomicky oveľa výhodnejšia. Čím je kov drahší, ako napríklad zlato a striebro, tým viac sa ho oplatí recyklovať. To platí aj o hliníku, pretože pri jeho výrobe z bauxitu sa vynakladá obrovské množstvo energie.