Что такое медная промышленность? Значение медная промышленность в энциклопедии Кольера

Медь была одним из первых металлов , которыми научился пользоваться человек , и наиболее широко применявшимся металлом от начала письменной истории до периода Средних веков, когда были разработаны промышленные способы получения железа , а потом и стали. В наши дни, несмотря на наличие множества металлов, сплавов и других материалов, медь сохраняет свое значение. Медные руды. Многочисленные месторождения меди находятся на западе и юго-западе США, а также в шт. Мичиган и Теннесси . Значительны запасы медных руд в Чили, России ( Урал ), Казахстане ( Джезказган ), Канаде, Замбии и Заире, месторождения имеются также в Польше, Перу, на Филиппинах, в Австралии, в КНР, Мексике и ряде других стран. Главным источником для получения меди служат сульфидные руды, содержащие чаще всего халькопирит CuFeS2, называемый медным колчеданом (35% меди), или другие сернистые минералы меди, например халькозин Cu2S (70% меди). Однако медные минералы сопровождаются большим количеством пустой породы - вскрыши и породных примесей. По этом у перед плавкой руду подвергают обогащению. См. также МЕТАЛЛЫ ЧЕРНЫЕ; МИНЕРАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ; ГОРНОЕ ДЕЛО; РУДЫ ОБОГАЩЕНИЕ. Металл ургия. Почти вся медь вырабатывается из сульфидных руд. В процессе обогащения руды флотацией получают концентрат, содержащий до 35% меди, и плавят его на штейн. Штейн - это смесь сульфидов меди и железа, содержащая до 60% меди. Окислением штейна получают черновую медь (содержащую до 98% меди), которую рафинируют до металла высокой чистоты, поступающего на рынок. Обогащение. Обогащение низкокачественных (бедных) руд производится метод ом пенной флотации. Размельченную руду смешивают с водой, небольшим количеством масла, поверхностно-активным веществом, пенообразователем, и смесь перемешивают в баке флотационной ма шины . Частицы сульфида собираются на поверхности и уносятся пеной, а порода , не содержащая меди, оседает на дно. Плавление. Концентрат , к которому добавлен песок или карбонат кальция, нагревают до расплав ления. При этом часть железа удаляется в виде силиката железа, а сера частично окисляется в оксид серы. Медный расплавленный штейн собирается на поду печи ; его заливают в бочкообразный цилиндрический конвертер с боковым рядом фурм и продувают воздухом. По завершении процесса металлическая медь, образовавшаяся в результате окисления серы (Cu2S + O2 . 2Cu + SO2), разливается по изложницам. При охлаждении этой черновой меди (с концентрацией Cu ?98%) из нее выделяется растворенный диоксид серы, поэтому ее поверхность имеет пузырчатый вид. Диоксид серы, выделяющийся в процессе плавки и конвертерной переработки, улавливается, и из него получают серную кислоту, которую либо продают, либо используют для выщелачивания оксидных руд из породных отвалов. Выщелачивание . Это другой , гидрометаллургический метод переработки некоторых медных руд. Выщелачиванием серной кислотой из размолотой оксидной руды получают раствор сульфата меди. ( Ранее выщелачивание производилось в больших резервуарах, но в наше время оно осуществляется по большей части на месте, непосредственно в породных отвалах или в массе размолотой руды.) Раствор очищают методом экстракции растворителем, а затем подвергают электролизу, что дает на катоде медь высокой чистоты. Иногда руду выщелачивают с применение м бактерий, которые способствуют необходимому окислению с переводом меди в кислые растворы . Шахтные воды, откачиваемые из меднорудных шахт, часто содержат большие количества меди в форме растворенных соединений. Для улавливания этой меди шахтные воды используют в процессе выщелачивания. Рафинирование. Почти вся черновая медь рафинируется последовательно двумя методами - огневым (пирометаллургическим) и электролитическим. Огневым рафинированием в отражательных печах из черновой меди удаляют примеси Fe, Zn, Co, Ni и серу в виде оксидов, а затем растворенные газы, после чего медь раскисляют. Ранее для удаления растворенных газов из меди и восстановления Cu2O в металл ванны погружали сырые деревянные жерди, древесина которых выделяет газообразные углеводороды , бурно перемешивающие расплав. Теперь сырую древесину заменяют природным газом, паромазутной смесью, углеводородными побочными продуктами других производств. После огневого рафинирования медь подают на разливочные машины для отливки анодов - квадратных плит с ушками для подвешивания в электролизере. Аноды помещают в ванны с подкисленным раствором сульфата меди. Катодом служит тонкий лист из чистой меди. В процессе электролиза медь и другие основные металлы ( железо , цинк , свинец и никель ) растворяются, оставляя на аноде шлам серебра, золота и платины. Разность электропотенциалов меди и других основных примесных металлов достаточно велика для того , чтобы медь в кислом растворе избирательно осаждалась на катоде с чистотой около 99,9%. Применение. У меди уникальное сочетание свойств, обеспечившее ей широкое применение, - высокие электро- и теплопроводность , хорошая коррозионная стойкость , высокая пластичность и привлекательный естественный цвет . Более 70% всей потребляемой меди идет на электротехнические изделия, 15% - на элементы строительных конструкций, 5% - на детали машин и механизмов, 4% - на транспортные конструкции и 4% - на другие виды изделий, в том числе на изготовление артиллерийского оружия. Строительная промышленность потребляет около 40% всей производимой меди, электротехника и электроника около 26%, общее машиностроение - около 14%, транспортное машиностроение - около 11%, промышленность товаров широкого потребления - остальные 9%. Кабели, электротехнические шины, трансформаторные обмотки и другие электротехнические изделия изготавливаются из разных сортов меди. В тех случаях, когда требуется максимальная электропроводность , применяется "бес кислород ная медь с высокой электропроводностью", в других же случаях пригодна "технически чистая" медь, содержащая 0,02-0,04% кислорода. Небольшая добавка мышьяка повышает прочность красной меди (продукта огневого рафинирования), но такая медь, содержащая кислород, с трудом поддается сварке. Медь с пониженным содержанием кислорода обладает хорошими литьевыми свойствами и применяется для изготовления химико-технологического оборудования, медных труб, автомобильных радиаторов, судовых конденсаторов, бытовых водопроводных труб, кровельного материала и других технических изделий. Медные сплавы - это группа распространенных сплавов, свойства которых изменяются в широких пределах. Некоторые сплавы меди, содержащие кадмий , хром , серебро или теллур , обладают высокой прочностью при высокой технологичности и хорошей электропроводности. Наиболее известными и широко применяемыми сплавами меди являются латуни (сплавы с цинком) и бронзы (сплавы с оловом). См. также СПЛАВЫ .