Termokings.ru

Домашний Мастер
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Медь в вашем доме

Медь — первый металл, покорившийся человеку. Для создания оружия и инструментов древним людям требовались твёрдые материалы — дерево и камни. Позже обнаружили серо-зелёные и красно-зелёные куски металла — медные самородки. В первое время самородки использовали так же, как и обычные камни, подвергая их лишь минимальной обработке.

Опытным путем выяснили, что обработка меди каменным молотком повышает её твёрдость, а из такого материала получаются хорошие инструменты. Так зародился прообраз холодной ковки. Немногим позже открыли и метод плавления меди. Попав в костёр, металл плавился, но остыв, он сохранял новую форму.

Благодаря этому открытию люди начали отливать из меди инструменты и оружие. Такие опыты привели к появлению металлургической промышленности.

Свойства и характеристики меди

При взаимодействии с кислородом воздуха на поверхности образуется оксидная пленка желто-красного цвета. В чистом виде металл отличается достаточной пластичностью и мягкостью. Твердость материала повышается с добавлением примесей олова, в результате чего появилась бронза — древнейший сплав, созданный древним человеком. Свинец и цинк, добавленный к бронзе, делают последнюю более текучей и мягкой. Из данного вида металла методом литья получают корабельные винты, скульптуры, медали.

В отличие от железа он не имеет магнитных свойств, однако отличается высокими показателями электропроводности и теплопроводности, что объясняет широкий спектр применения. С добавлением примесей данные свойства снижаются. Тугоплавкий, но не очень твердый металла характеризует высокая температура кипения, плавления, плотность.

В вопросах процесса коррозии она проявляет высокую стойкостью. Например, при взаимодействии с водой железо окисляется быстрее. Химическая активность металла невысока, в условиях сухого воздуха окисления не происходит. Амфотерность или двойственность выражается в способности проявлять характеристики, в зависимости от условий, параметры основания или кислоты. Металл легко прокатывается в листы и ленты, протягивается в тонкую проволоку толщиной тысячные доли миллиметра.

Способы получения меди

В природе медь существует в соединениях и в виде самородков. Соединения представлены оксидами, гидрокарбонатами, сернистыми и углекислыми комплексами, а также сульфидными рудами. Самые распространённые руды — это медный колчедан и медный блеск. Содержание меди в них составляет 1-2%. 90% первичной меди добывают пирометаллургическим способом и 10% гидрометаллургическим.

1. Пирометаллургический способ включает в себя такие процессы: обогащение и обжиг, плавка на штейн, продувка в конвертере, электролитическое рафинирование.
Обогащают медные руды методом флотации и окислительного обжига. Сущность метода флотации заключается в следующем: частицы меди, взвешенные в водной среде, прилипают к поверхности пузырьков воздуха и поднимаются на поверхность. Метод позволяет получить медный порошкообразный концентрат, который содержит 10-35% меди.

Окислительному обжигу подлежат медные руды и концентраты со значительным содержанием серы. При нагреве в присутствии кислорода происходит окисление сульфидов, и количество серы снижается почти в два раза. Обжигу подвергаются бедные концентраты, в которых содержится 8-25% меди. Богатые концентраты, содержащие 25-35% меди, плавят, не прибегая к обжигу.

Следующий этап пирометаллургического способа получения меди – это плавка на штейн. Если в качестве сырья используется кусковая медная руда с большим количеством серы, то плавку проводят в шахтных печах. А для порошкообразного флотационного концентрата применяют отражательные печи. Плавка происходит при температуре 1450 °С.

В горизонтальных конвертерах с боковым дутьём медный штейн продувается сжатым воздухом для того, чтобы произошли процессы окисления сульфидов и феррума. Далее образовавшиеся окислы переводят в шлак, а серу в оксид. В конвертере образуется черновая медь, которая содержит 98,4-99,4% меди, железо, серу, а также незначительное количество никеля, олова, серебра и золота.

Черновая медь подлежит огневому, а далее электролитическому рафинированию. Примеси удаляют с газами и переводят в шлак. В результате огневого рафинирования образуется медь с чистотой до 99,5%. А после электролитического рафинирования чистота составляет 99,95%.

2. Гидрометаллургический способ заключается в выщелачивании меди слабым раствором серной кислоты, а затем выделении металлической меди непосредственно из раствора. Такой способ применяется для переработки бедных руд и не допускает попутного извлечения драгоценных металлов вместе с медью.

Читать еще:  Затемнить серебро: чернение серебра в домашних условиях

Где искать цветные металлы?

При ремонте или демонтаже дома или работе с техникой можно найти немало хороших материалов. Кто-то делает это целенаправленно, кто-то просто пользуется случаем. В любой ситуации надо обращать внимание на предметы, которые находятся под руками. Некоторые варианты металлов часто встречаются в быту.

  1. Медь. Этот металл красно-желтого цвета является одним из самых дорогих. Он используется для изготовления монет, кухонной утвари (сковородки, кастрюли), труб в системах кондиционеров, проводов и т.д. Осторожнее следует быть с различными кабелями. Пункты приема не берут такую продукцию, поскольку она запрещена законом. Это способ борьбы с мародерством, которое некоторое время активно процветало в данной сфере.
  2. Алюминий. Сам материал и его сплавы встречаются не так редко. Он есть в посуде, мебели, инструментах для сада/огорода, оконных профилях, водостоках и т.д. Стоимость зависит от особенностей сплава.
  3. Латунь. Прежде чем выбросить старую сантехнику, трубы и запорную арматуру, следует осмотреть все изделия на предмет латунных элементов. Они могут встретиться с большой вероятностью. Также из латуни изготавливают некоторые части радиаторов, дверную и мебельную фурнитуру, ключи.
  4. Свинец. Материал содержится в аккумуляторах и кабелях. Чтобы не прогадать с последними, заранее стоит ознакомиться со списком запрещенных для приема изделий. Каждый пункт имеет такой список в свободном доступе.
  5. Драгоценные металлы. Они могут содержаться также в аккумуляторах, химической аппаратуре, электронагревателях и т.д.

Если надо сдать лом и отходы цветных металлов, рекомендуется обращаться в компании, которые имеют современное оборудование. Это не только весы, но и приборы, высчитывающие дополнительные примеси в материале. Благодаря таким устройствам можно точно высчитать массу чистого вещества. Если же приемщик оценивает лом со своей точки зрения, такая оценка обычно не в пользу клиента. Но при выборе проверенной компании с хорошей репутацией подобных проблем возникнуть не может.

Способы определения бронзы и алюминия

Не всегда возможно определить вид металла по цвету. Например, бронза является сплавом меди с оловом и также имеет розово-красный оттенок. Поэтому нужно воспользоваться способом опробования на пластичность. При надавливании на медь жёстким предметом на поверхности останется выемка, бронза при такой манипуляции не будет деформироваться.

Отличить медь от бронзы можно при помощи раствора соли. В одном литре воды следует растворить 200 г соли, вылить в металлическую ёмкость и подогреть до 60 градусов. Затем в горячую жидкость поместить кусочки металла и подождать примерно 20 минут. Медь поменяет цвет, а бронза не отреагирует на воздействие раствора соли.

Выявить металлы можно ещё по свойству патинирования меди, которая через определённое время окисляется и покрывается зеленовато-голубым налётом. Бронза не обладает таким свойством. Металлы нетрудно различить по цвету. Сложнее определить, из чего изготовлены жилы кабеля. Лужёная медь имеет серебристый оттенок, а омеднённый алюминий светло-жёлтый, поэтому отличить их по цвету очень сложно.

Верным способом будет сравнение их сопротивления. Витая пара медных жил, длиной 100 м, имеет величину параметра от 4 до 8 Ом, сопротивление алюминиевого кабеля такой же длины намного выше (от 12 до 20 Ом). Зная, что медь обладает высокой степенью электропроводности, можно делать выводы. Ещё проверяются жилы при помощи сгибания и разгибания. Проводник из алюминия быстро сломается, а на медный придётся потратить некоторое время.

Область применения

Медная плита находит широкое применение в строительстве, автомобильной, корабельной и железнодорожной промышленности.

Медный лист применяется при возведении кровель, фасадов, заборов и ограждений. А из-за бактерицидности металлической поверхности изделий из меди делают предметы для использования в больницах: двери, ручки, поручни, перила и даже посуду.

Медная труба предназначена для транспортировки жидких и воздушных сред в системах водо- и газоснабжения, отопления, кондиционирования, а также в теплообменниках и холодильных установках. Помимо бытовых инженерных коммуникаций, такие трубы применяются в судостроении и энергетике.

Читать еще:  Зубило (кузнечное, слесарное, пневматическое)

Медная проволока идет на производство кабельной продукции и проводов с невысоким сопротивлением и особенными магнитными свойствами.

Медная лента используется в приборостроении, электротехнике и радиоэлектронике, при изготовлении проводников, обмотков, силовых трансформаторов.

Медный пруток также нередко применяется в строительной и промышленной отрасли. Из него могут готовить подшипники, стеклоподъемники, водозапорную арматуру, декоративные конструкции в архитектуре и интерьере зданий.

Природные соединения с содержанием меди

Чистая медь, которую собой представляют ее самородки, представлена в природе в очень незначительных количествах. В основном медь в природе присутствует в виде различных соединений, наиболее распространенными из которых являются следующие.

  • Борнит – минерал, получивший свое название в честь ученого из Чехии И. Борна. Это сульфидная руда, химический состав которой характеризует ее формула – Cu5FeS4. Борнит имеет и другие названия: пестрый колчедан, медный пурпур. В природе эта руда представлена в двух полиморфных видах: низкотемпературной тетрагонально-скаленоэдрической (температура меньше 228 градусов) и высокотемпературной кубически-гексаоктаэдрической (больше 228 градусов). Данный минерал может иметь различные виды и в зависимости от своего происхождения. Так, экзогенный борнит – это вторичный ранний сульфид, который очень неустойчив и легко разрушается при выветривании. Второй тип – эндогенный борнит – характеризуется непостоянством химического состава, в котором могут присутствовать халькозин, галенит, сфалерит, пирит и халькопирит. Теоретически минералы данных видов могут включать в свой состав от 25,5% серы, более 11,2% железа и свыше 63,3% меди, но на практике такое содержание этих элементов никогда не выдерживается.
  • Халькопирит – минерал, химический состав которого характеризуется формулой CuFeS2. Халькопирит, имеющий гидротермальное происхождение, раньше называли медным колчеданом. Наряду со сфалеритом и галенитом он входит в категорию полиметаллических руд. Данный минерал, который, кроме меди, содержит в своем составе железо и серу, формируется в результате протекания метаморфических процессов и может присутствовать в двух типах медных руд: контактово-метасоматического вида (скарны) и горные метасоматические (грейзены).
  • Халькозин – сульфидная руда, химический состав которой характеризуется формулой Cu2S. Такая руда содержит в своем составе значительное количество меди (79,8%) и серу (20,2%). Эту руду часто называют «медным блеском», что объясняется тем, что ее поверхность выглядит как отблескивающий металл, обладающий различными оттенками – от свинцово-серого до совершенно черного. В медесодержащих рудах халькозин выглядит как плотные или мелкозернистые включения.

В природе встречаются и более редкие минералы, которые содержат в своем составе медь.

  • Куприт (Cu2O), относящийся к минералам оксидной группы, часто можно встретить в местах, где есть малахит и самородная медь.
  • Ковеллин – сульфидная порода, сформированная метасоматическим путем. Впервые этот минерал, содержание меди в котором составляет 66,5%, был обнаружен в начале позапрошлого столетия в окрестностях Везувия. Сейчас ковеллин активно добывают на месторождениях в таких странах, как США, Сербия, Италия, Чили.
  • Малахит – минерал, хорошо известный всем как поделочный камень. Наверняка все видели изделия из этого красивейшего минерала на фото или даже являются их обладателями. Малахит, который в России очень популярен, – это углекислая медная зелень или дигидрококскарбонат меди, относящийся к категории полиметаллических медесодержащих руд. Найденный малахит свидетельствует о том, что рядом есть месторождения других минералов, содержащих медь. В нашей стране крупное месторождение этого минерала находится в районе Нижнего Тагила, раньше его добывали и на Урале, но сейчас его запасы там значительно истощены и не разрабатываются.
  • Азурит – минерал, который из-за своего синего цвета также называют «медной лазурью». Он характеризуется твердостью 3,5–4 единицы, основные его месторождения разрабатываются в Марокко, Намибии, Конго, Англии, Австралии, Франции и Греции. Азурит часто сращивается с малахитом и залегает в тех местах, где поблизости расположены месторождения медесодержащих руд сульфидного типа.
Читать еще:  Требования к металлической ленте, используемой для упаковки

Физические свойства на медь свойства характеристики

Физически медь очень хорошо проводит тепло и электричество. Материал относительно мягкий и легкий. Металл не ржавеет, но подвержен эффекту окисления на открытом воздухе.

Традиционное применение медных проводников в конструкции электрических двигателей. Вместе с тем существует огромный ассортимент медных проводов, в том числе изолированных, скрученных, многожильных, специальных и других

Структура материала допускает значительное усложнение посредством образования более длинных кристаллов. Этим увеличивается общая структура с образованием нечто подобного «арматуре» железобетона.

Какие существуют соединения «Cuprum»?

Несмотря на слабую реакционную способность меди, этот металл допускает создание широкого спектра полезных соединений и сплавов. Когда атомы меди соединяется с атомами других металлов, химически отмечаются два совершенно разных поведения:

  1. Образуются соединения Cuprum I
  2. Образуются соединения Cuprum II

Двумя наиболее важными соединениями меди являются сульфат меди (II) ярко-синего цвета, используемый в сельском хозяйстве и в медицине, а также хлорид меди (II), применяемый в качестве антисептика древесины, а также в полиграфической и красильной индустрии.

Медь свойства характеристики + получение медных сплавов

Получение медных сплавов выполняется путём смешивания с одним или несколькими другими металлами. В результат получается новый материал, сочетающий лучшие свойства. Самые известные медные сплавы — бронза и латунь. Металл бронза — сплав, где основой структуры являются медь и олово. Иногда добавляется цинк или свинец.

Продукт на основе никель-медного сплава характеризуется не только улучшенными механическими свойствами, но также демонстрирует улучшенный внешний вид

Бронза существенно твёрже, прочнее и устойчивее (с точки зрения коррозии) чистой меди. Разновидности бронзы отличаются разными пропорциями отмеченных ингредиентов в структуре. Например, твердая бронза для изготовления статуй обычно содержит:

  • 78,5% меди,
  • 17,2% цинка,
  • 2,9% олова
  • 1,4% свинца.

Латунь также представляет сплав меди и обычно содержит 10-50% цинка, в зависимости от предназначения к использованию.

Медь свойства характеристики + применение металла

Конкретное применение материалов целиком и полностью зависит от физических и химических свойств, которыми эти материалы обладают. Собственно, в этом кроется суть науки, именуемой материаловедением. Конкретно медь свойства характеристики, — это мягкий, ковкий, пластичный материал, хорошо проводящий электричество и тепло.

Очевидно, почему две основных сферы применения меди – это строительство зданий и производство электрического (электронного) оборудования. Крайне сложно найти электрический (электронный прибор), конструкция которого не содержит меди.

Бытовые и хозяйственные аксессуары, предметы искусства и поделок достаточно часто выполняются на основе медного материала. Получаются очень интересные привлекательные изделия

Поскольку «Cuprum» хороший проводник тепла, этот материал также широко используется в производстве аксессуаров бытовой сферы. Классический пример — кастрюли с медным дном. Учитывая, что металл не ржавеет, актуальным видится применение в качестве покрытий (например, как в своё время для покрытия днищ кораблей). Наконец, производство денег никак не обходится без меди.

5 Применение сплавов

Пожалуй, трудно отыскать производственную отрасль, которая бы не использовала изделия из меди или ее сплавов. В чистом виде такой металл, как медь, задействован в электротехнических коммуникациях. Электрическая проводка, электродвигатели и кабельные изделия невозможно представить без участия меди.

Трубопроводы, вакуумные машины, теплообменные камеры на 1/3 состоят из меди.

Сплавы благодаря их выверенным свойствам применяют в автомобильной промышленности и сельскохозяйственном машиностроении. Высокая устойчивость к коррозии позволяет медным сплавам участвовать в изготовлении химической аппаратуры, а сплав меди со свинцом используется в производстве сверхпроводниковой техники.

Изделия со сложным узором требуют вязких и пластичных сплавов, например, сплав серебра. Этим запросам отвечает мягкая медь, из которой можно формировать любые шнуры и элементы. Проволоку легко гнуть и паять вместе с такими элементами, как золото и серебро.

Медные сплавы хорошо взаимодействуют с эмалями. Эмалированная поверхность может сохраняться длительное время, не отслаиваясь и не растрескиваясь, на поверхности меди. Таково применение сплавов.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×