Медь.Страница 3
После флотационной обработки исходной руды концентрат, содержащий сульфиды железа и меди, помещают в медеплавильные отражательные печи, нагреваемые до 1200 °С. Концентрат плавится, образуя т. наз. штейн, содержащий расплавленные медь, железо и серу, а также твёрдые силикатные шлаки, всплывающие на поверхность. В выплавленном штейне в виде СuS содержится около 30% меди, остальное - сульфид железа и сера. Следующая стадия - превращение штейна в т. наз. черновую медь, которое осуществляют в горизонтальных конвертерных печах, продуваемых кислородом. Сначала окисляется FeS; для связывания получающегося оксида железа в конвертер добавляют кварц - при этом образуется легко отделяемый силикатный шлак. Затем окисляется СuS, превращаясь в металлическую медь, и выделяется SO2:
СuS + O2 = Сu + SO2
После удаления воздухом SO2 оставшуюся в конвертере черновую медь, содержащую 97- 99% меди, разливают в формы и затем подвергают электролитической очистке. Для этого слитки черновой меди, имеющие форму толстых досок, подвешивают в электролизных ваннах, содержащих раствор медного купороса с добавлением Н2SO4. В тех же ваннах подвешены и тонкие листы чистой меди. Они служат катодами, а отливки из черновой меди - анодами. Во время прохождения тока на аноде происходи растворение меди, а на катоде - её выделение:
Сu - 2е = Сu2+
Сu2+ + 2е = Сu
Примеси, в том числе серебро, золото, платина, выпадают на дно ванны в виде илообразной массы (шлама). Выделение из шлама благородных металлов обычно окупает весь этот энергоёмкий процесс. После такого рафинирования полученный металл содержит 98-99% меди.
Медь издавна применялась в строительстве: древние египтяне строили медные водопроводы; крыши средневековых замков и церквей покрывали листовой медью, например знаменитый королевский замок в Эльсиноре (Дания) покрыт кровельной медью. Из меди изготовляли монеты и украшения. Благодаря малому электрическому сопротивлению медь является главным металлом электротехники: больше половины всей получаемой меди идёт на производство электрических проводов для высоковольтных передач и слаботочных кабелей. Даже ничтожные примеси в меди приводят к повышению её электрического сопротивления и большим потерям электроэнергии.
Высокая теплопроводность и сопротивление коррозии позволяют изготовлять из меди детали теплообменников, холодильников, вакуумных аппаратов, трубопроводов для перекачки масел и топлив и пр. Широко используют медь и в гальванотехнике при нанесении защитных покрытий на стальные изделия. Так, например, при никелировании или хромировании стальных предметов на них предварительно осаждают медь; в этом случае защитное покрытие служит дольше и эффективней. Медь используют также в гальванопластике (т.е. при тиражировании изделий методом получения их зеркального отображения), например при изготовлении металлических матриц для печатания денежных купюр, воспроизведения скульптурных изделий.
Значительное количество меди расходуется на изготовление сплавов, которые она образует со многими металлами. Основные сплавы меди, как правило, делятся на три группы: бронзы (сплавы с оловом и другими металлами, кроме цинка и никеля), латуни (сплавы с цинком) и медно-никелевые сплавы. О бронзах и латунях в энциклопедии есть отдельные статьи. Наиболее известные медно-никелевые сплавы - мельхиор, нейзильбер, константан, манганин; все они содержат до 30-40% никеля и разные легирующие добавки. Применяют эти сплавы в кораблестроении, для изготовления деталей, работающих при повышенной температуре, в электротехнических приборах, а также для бытовых металлических изделий вместо серебра (столовые приборы).
Смотрите также
68 молекул в ответе за все заболевания человечества
Профессор Джейми Март из университета Калифорнии в Сан-Диего утверждает, что всего лишь 68 молекул ответственны за все заболевания человечества.
Насколько прав оказался учёный в своих выводах, мы уз ...
Медь (Cuprum), Cu
Медь- химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 29, атомная масса 63,546; мягкий, ковкий металл красного цвета. Природная М. состоит из смеси двух стабильных изотопов ...