Odstranjevanje bakra. Značilnost bakra

Kovkost je izpostavil občutljivost kovin in zlitin kovanju in drugim vrstam tlaka. To je lahko risanje, žigosanje, valjanje ali stiskanje. Kovkost baker je značilen ne samo zaradi odpornosti deformacije, ampak tudi zaradi plastike. Kaj je plastičnost? Ta sposobnost kovine, da spremeni svoje konture pod pritiskom brez uničenja. Kovanje kovin je medenina, jeklo, duralumin in še kak drug baker, magnezij, nikelj, aluminijeve zlitine.

Baker

Sprašujem se, kakšne so značilnosti bakra. Znano je, da je ta element skupina 4 obdobja sistema kemičnih elementov DI Mendelejev. Njegov atom ima številko 29 in je označen s simbolom Cu. Pravzaprav je ta prehodna plastična kovina rožnato-zlata barva. Mimogrede, ima rožnato barvo, če manjka oksidni film. Ta element že dolgo uporablja ta oseba.

Zgodovina

Ena prvih kovin, ki so jo ljudje začeli aktivno uporabljati na kmetiji, je baker. Dejansko je preveč dostopna za proizvodnjo iz rude in ima nizko tališče. Človeška družina že dolgo časa pozna sedem kovin, kar vključuje tudi baker. Ta element se v naravi pojavlja veliko bolj pogosto kot srebro, zlato ali železo. Starodavni predmeti iz bakra, žlindre, dokazujejo njegovo taljenje iz rud. Ugotovljeni so bili med izkopavanji vasi Chatal-Hyuk. Znano je, da so v bakrenem času bakrene stvari postale razširjene. V svetovni zgodovini sledi kamnu.

SA Semyonov in njegovi sodelavci so izvedli eksperimentalne študije, v katerih je ugotovil, da bakreno orodje dela v primerjavi s kamnitimi orodji koristi v mnogih pogledih. Imajo višjo hitrostno skobljanje, vrtanje, rezanje in žaganje lesa. In obdelava kosti z bakrenim nožem traja prav toliko kot kamen nož. Toda baker se šteje za mehko kovino.

Zelo pogosto v antičnih časih, namesto bakra, je bila uporabljena njegova zlitina s kositrnim bron. Potrebno je bilo za izdelavo orožja in drugih stvari. Torej, namesto bakrene dobe je prišel bron. Bronze so prvič prejeli na Bližnjem vzhodu 3000 let pred našim štetjem. e .: Ljudje so imeli rad moč in odlično prepustnost bakra. Od prejetih brona so se pojavila čudovita orodja za delo in lov, pripomočki, okraski. Vse te predmete najdemo v arheoloških izkopavanjih. Nato je bila bronasta starost zamenjana z železom.

Kako priti do bakra v antičnih časih? Prvotno je bila ekstrahirana ne iz sulfida, ampak iz malahitne rude. Konec koncev, v tem primeru ni bilo potrebno predhodno streljanje. Za to je bila mešanica premoga in rude postavljena v gline. Plovilo je bilo postavljeno v plitvo jamo in mešanica se je vžgala. Nato je začel sproščati ogljikov monoksid, kar je pomagalo obnoviti malakit do brezplačnega bakra.

Znano je, da so v Copper že tretje tisočletje pr. Bakrovih rudnikov zgradili bakrene mine, na katerih je bila taljena.

Na deželah Rusije in sosednjih držav so nastale bakrene mine za dva tisočletja pr. N. Št. e. Njihove ruševine najdemo na Uralu, Ukrajini, Tuniziji, Altaiju in oddaljeni Sibiriji.

Industrijsko taljenje bakra je obvladovalo v trinajstem stoletju. In v petnajstem v Moskvi je bilo ustanovljeno sodišče topov. Tam so bili pištole iz bronaste litine različnih kalibrov. Za izdelavo zvoncev je bila porabljena neverjetna količina bakra. Leta 1586 je bil carski top izlit iz brona, leta 1735 - Car Bell, leta 1782 je nastal bronasti konjanik. Leta 752 so mojstri naredili veličasten kip Velike Buddhe v tempelju Todai-ji. Na splošno se lahko seznam del iz livarske umetnosti nadaljuje za nedoločen čas.

V osemnajstem stoletju je človek odkril električno energijo. Takrat je nastalo ogromno količino bakra v proizvodnji žic in podobnih izdelkov. V dvajsetem stoletju so se žice naučile izdelovati aluminij, vendar je bil bencin v elektrotehniki še vedno zelo pomemben.

Poreklo imena

Ali veste, da je Cuprum Latinsko ime bakra, ki izhaja iz imena otoka Cipra? Mimogrede, v Strabo se baker imenuje halkos - mesto Chalkis na Euboei je krivo zaradi tega imena. Večina starodavnih grških imen za bakrene in bronaste predmete je izhajala iz te besede. Našli so široko uporabo v kovačevem obrti, med kovanjem in litjem. Včasih se baker imenuje Aes, kar pomeni rudo ali moje.

Slovanska beseda "baker" nima izrazite etimologije. Mogoče je stara. Ampak to pogosto najdemo v najstarejših literarnih spomenikih Rusije. VI Abayev je domneval, da ta beseda izvira iz imena države Midia. Alkemci so poimenovali baker "Venus". V bolj antičnih časih se je imenoval "Mars".

Kje je baker v naravi?

Zemljina skorja vsebuje (4.7-5.5) x 10^-3% bakra (po teži). V rečni in morski vodi je veliko manj: 10^-7% in 3 x 10^-7% (po teži).

V naravi pogosto najdemo bakrove spojine. Industrija uporablja halcopyrite CuFeS₂, imenovani bakreni pirit, borite Cu₅FeS₄, kalcokit Cu₂S. Hkrati ljudje najdejo druge minerale bakra: bakra Cu₂O, azurit Cu₃(CO₃)₂(OH)₂, malakit Cu₂CO₃(OH)₂ in kovalit CuS. Zelo pogosto maso posameznih kopičenja bakra doseže 400 ton. Bakrov sulfidi se tvorijo predvsem v hidrotermalnih srednjih temperaturnih žilah. Pogosto je mogoče najti tudi bakrene nanotehe v sedimentnih kamninah - škrže in bakrene peščenjake. Najbolj znane depozite so na Trans-Baikalskem ozemlju Udokan, Zhezkazgan v Kazahstanu, Mansfeld v Nemčiji in srednji pas srednje Afrike. Druge najbogatejše zaloge bakra so v Čilu (Kolyausi in Escondida) in ZDA (Morensi).

Večino bakrene rude se pridobiva z odprto metodo. Vsebuje od 0,3 do 1,0% bakra.

Fizične lastnosti

Mnogi bralci so zainteresirani za opis bakra. To je plastična rožnata zlata kovina. V zraku je njegova površina takoj prekrita z oksidnim filmom, ki ji daje izvirno intenzivno rdeče-rumeno senco. Zanimivo je, da imajo tanki bakreni filmi modrikasto-zeleno barvo.

Osmij, cezij, baker in zlato imajo enako barvo, drugačne od sivih ali srebrnih drugih kovin. Ta barvni odtenek označuje prisotnost elektronskih prehodov med četrto pol prazno in napolnjeno tretjo atomsko orbito. Med njimi je določena razlika v energiji, ki ustreza valovni dolžini oranžne barve. Isti sistem je odgovoren za določeno barvo zlata.

Kaj je še vedno neverjetno glede značilnosti bakra? Ta kovina tvori obrazsko kocko rešetko, vesoljska skupina Fm3m, a = 0,36150 nm, Z = 4.

Baker je znan tudi po visoki električni in toplotni prevodnosti. Z vodenjem toka je med kovine na drugem mestu. Mimogrede ima baker velikan temperaturni koeficient odpornosti in je v številnih temperaturah skoraj neodvisna od njenih indeksov. Baker se imenuje diamagnetni.

Bakrene zlitine so raznolike. Ljudje so se naučili povezati medenine in cinka, niklja s srebrom iz niklja, svinca z babbitsa in bronze s kositrom in drugimi kovinami.

Izotopi iz bakra

Baker je sestavljen iz dveh stabilnih izotopov - ⁶³Cu in ⁶⁵Cu, ki imajo prevalenco 69,1 in 30,9% atomov. Na splošno je več kot ducat izotopov, ki nimajo stabilnosti. Najstarejši izotop je ⁶⁷Cu s razpolovno dobo 62 ur.

Kako priti do bakra?

Izdelava bakra je zelo zanimiv proces. Ta kovina se pridobiva iz mineralov in bakrenih rud. Osnovne metode za pridobivanje bakra so hidrometalurgija, pirometalurgija in elektroliza.

Razmislite o pirometalurški metodi. Na ta način se pridobiva baker iz sulfidnih rud, npr. Halkopirit CuFeS₂. V surovinah s halkopiritom je 0,5-2,0% Cu. Prvič, začetno rudo je podvrženo flotacijskemu bogatenju. Potem se njegovo oksidativno žganje izvede pri temperaturi 1400 stopinj. Nato zgoreli koncentrat preide v taljenje na mat. Za vezanje železovega oksida v talino dodamo silicijev dioksid.

Nastali silikat plava v obliki žlindre in je ločen. Na dnu ostane mat aluminij sulfidov CU₂S in FeS. Nadalje se stopi po metodi Henryja Bessemerja. V ta namen se pretočni mat prelije v pretvornik. Nato se posoda očisti s kisikom. In železov sulfid, ki ostane, se oksidira v oksid in se odstrani iz procesa s siliko v obliki silikata. Oksidirani bakrov sulfid do bakrovega oksida je nepopoln, nato pa obnovljen na baker.

Nastali pretisni omoti vsebujejo 90,95% kovine. Nadalje se opravi elektrolitsko čiščenje. Zanimivo je, da se kot elektrolit uporablja nakisana raztopina bakrov sulfat.

Na katodi se tvori elektrolitski baker, ki ima visoko frekvenco okoli 99,99%. Izdelki iz bakra so izdelani iz različnih: žic, električne opreme, zlitin.

Hidrometalurški postopek je nekoliko drugačen. Tukaj se bakrovi minerali raztopijo v razredčeni žvepleni kislini ali raztopini amoniaka. Od pripravljenih tekočin se baker nadomesti s kovinskim železom.

Kemijske lastnosti bakra

V spojinah baker prikazuje dve oksidacijski stopnji: +1 in +2. Prvi od njih je nesorazmeren in je stabilen le v netopnih spojinah ali kompleksih. Mimogrede, bakrovih spojin so brezbarvne.

Oksidacijsko stanje +2 je bolj stabilno. Določa solno modro in modro-zeleno barvo. V nenavadnih pogojih je možno pripraviti spojine s stopnjo oksidacije +3 in celo +5. Slednje ponavadi najdemo v soli cupraboran aniona, pridobljenega leta 1994.

Čisti baker v zraku se ne spremeni. To je šibko reducirno sredstvo, ki ne reagira z razredčeno klorovodikovo kislino in vodo. Oksidirajo s koncentriranimi dušikovimi in žveplenimi kislinami, halogeni, kisikom, "royal vodka", nemetalnimi oksidi, halkogenimi. Pri segrevanju reagira s halogenidi halogenov.

Če je zrak vlažen, baker oksidira, ki tvori osnovni bakrov karbonat (II). Odlično reagira s hladno in vročo nasičeno žveplovo kislino, vročo brezvodno žveplovo kislino.

Z razredčeno klorovodikovo kislino reagira baker v prisotnosti kisika.

Analitska kemija bakra

Vsi vedo, kaj je kemija. Baker v raztopini je enostavno zaznati. Za to je potrebno navlažiti platinsko žico s preskusno raztopino in jo nato dodati plamenu gorilnika Bunsen. Če je v raztopini prisoten baker, bo plamen obarvan zeleno-modri barvi. Treba je vedeti, da:

• Ponavadi se količina bakra v šibko kislih raztopinah meri z vodikovim sulfidom: pomeša se s snovjo. Praviloma se bakrov sulfid v tem primeru obori.
• V tistih raztopinah, kjer ni motečih ionov, se baker določi kompleksometrično, ionometrično ali potenciometrično.
• Majhne količine bakra v raztopinah merimo s spektralnimi in kinetičnimi metodami.

Uporaba bakra

Strinjam se, študiranje je zelo zabavna stvar. Torej, ta kovina ima nizko specifično odpornost. Zaradi te kakovosti se baker uporablja v elektrotehniki za proizvodnjo električne energije in drugih kablov, žic in drugih vodnikov. Bakrene žice se uporabljajo v navitjih močnostnih transformatorjev in električnih pogonov. Za izdelavo zgoraj navedenih izdelkov je kovina izbrana zelo čista, saj nečistoče takoj zmanjšajo električno prevodnost. In če je v bakru 0,02% aluminija, se njegova električna prevodnost zmanjša za 10%.

Druga uporabna kakovost bakra je odlična toplotna prevodnost. Zaradi te lastnosti se uporablja v različnih toplotnih izmenjevalnikih, toplotnih ceveh, hladilnih odrih in računalniških hladilnikih.

In kje se uporablja trdota bakra? Znano je, da imajo brezšivne bakrene cevi s krožnim prečnim prerezom izjemna mehanska moč. Odlično vzdržijo mehansko obdelavo in se uporabljajo za premikanje plinov in tekočin. Ponavadi jih najdemo v notranjih sistemih oskrbe s plinom, oskrbe z vodo, ogrevanja. Veliko jih uporabljajo v hladilnih enotah in klimatskih napravah.

Odlična trdota bakra je znana mnogim državam. Tako je v Franciji, Veliki Britaniji in Avstraliji, bakrene cevi uporabljajo za oskrbo s plinom stavb v Švedska - za ogrevanje, v ZDA, Veliki Britaniji in Hong Kong - je glavni material za oskrbo z vodo.

V Rusiji, pripravo vode in plina, bakrene cevi normalizirane standardni GOST R 52318-2005 in zvezni Kodeks ravnanja SP 40-108-2004 ureja njihovo uporabo. Cevi iz bakra in njegovih zlitin se aktivno uporabljajo v energetiki in ladjedelništvu za premikanje pare in tekočin.

Ali veste, da se bakrove zlitine uporabljajo na različnih tehničnih področjih? Najbolj znani so bron in medenina. Obe zlitini vključujejo ogromno družino materialov, ki poleg cinka in kositra lahko vključujejo tudi bizmut, nikelj in druge kovine. Na primer, topovi bron, ki so bili uporabljeni pred devetnajstim stoletjem za izdelavo artilerijskih kosov, so sestavljeni iz bakra, kositra in cinka. Njegova sestava je bila odvisna od kraja in časa izdelave pištole.

Vsi poznajo odlično obdelavo in visoko plastičnost bakra. Zahvaljujoč tem lastnostim se porabi neverjetna količina medenine za izdelavo kartuš za orožje in artilerijsko strelivo. Omeniti velja, da so avtomobilski deli izdelani iz bakrovih zlitin s silicijem, cinkom, kositrom, aluminijem in drugimi materiali. Bakrene zlitine odlikujejo njihova visoka trdnost in toplotna obdelava ohranijo svoje mehanske lastnosti. Njihovo odpornost na obrabo določa le kemična sestava in njen vpliv na strukturo. Treba je opozoriti, da to pravilo ne velja za bron in berilij ter za nekatere aluminijeve bronze.

Bakrene zlitine imajo modul elastičnosti nižji od jekla. Njihovo glavno prednost lahko imenujemo majhen koeficient trenja, kombiniran za večino zlitin z visoko duktilnostjo, odlično električno prevodnost in odlično odpornost na korozijo v agresivnem okolju. Praviloma gre za bronasto aluminij in zlitine bakra in niklja. Mimogrede so našli svojo aplikacijo v drsnih parovih.

Praktično vse bakrene zlitine imajo enako vrednost koeficienta trenja. Obenem je odpornost na obrabo in mehanske lastnosti, vedenje v agresivnem okolju neposredno odvisna od sestave zlitin. Dvojnost bakra se uporablja v enofaznih zlitinah, moč pa je v dvofaznih zlitinah. Za kovanje se uporablja Melchior (zlitina bakra in niklja) zamenljivi kovanci. Bakrene nikljeve zlitine, vključno z "admiralstvom", se uporabljajo v ladjedelništvu. Od tega so cevi izdelane za kondenzatorje, ki prečiščujejo izpušno paro turbine. Omeniti velja, da se turbine ohladijo z morsko vodo. Bakrene nikljeve zlitine imajo neverjetno odpornost proti koroziji, zato jih poskušajo uporabiti na področjih, povezanih z jedkimi učinki morske vode.

Pravzaprav je baker najpomembnejši sestavni del trdnih spajk - zlitin s tališčem od 590 do 880 stopinj Celzija. Za njih je značilna izjemna oprijemljivost za večino kovin, zato se uporabljajo za močno povezavo različnih kovinskih delov. To so lahko cevovodni ventili ali tekoči reaktivni motorji iz različnih kovin.

In zdaj smo našteli zlitine, v katerih je brušenje bakra zelo pomembno. Dural ali duralumin je zlitina aluminija in bakra. Tukaj je baker 4,4%. Bakrene zlitine z zlatom se pogosto uporabljajo v nakitu. Potrebni so za izboljšanje moči izdelkov. Konec koncev je čisto zlato zelo mehka kovina, ki ne more biti odporna na mehanske vplive. Izdelki iz čistega zlata se hitro deformirajo in obrabijo.

Zanimivo je, da se bakrov oksid uporablja za izdelavo itrijevega barijevega-bakrovega oksida. Služi kot osnova za izdelavo visokotemperaturnih superprevodnikov. Baker se uporablja tudi za proizvodnjo baterij in bakrovega oksida galvanske celice.

Druga področja uporabe

Ali veste, da se baker pogosto uporablja kot katalizator za polimerizacijo acetilena? Zaradi te lastnosti se lahko uporabljajo bakreni cevovodi, ki se uporabljajo za gibanje acetilena, le, če vsebnost bakra v njih ne presega 64%.

Ljudje so se v arhitekturi naučili uporabljati voljnost bakra. Fasade in strehe, narejene iz najfinijega bakra iz lesa, služijo brez nevarnosti 150 let. Ta pojav je preprosto pojasnjen: v bakrenih listih je samodejno izumrtje korozijskega procesa. V Rusiji uporabite bakreno folijo za fasade in strehe v skladu z normami zveznega zakonika SP 31-116-2006.

V bližnji prihodnosti ljudje načrtujejo uporabo bakra kot baktericidnih površin v klinikih, da bi preprečili gibanje bakterij v prostorih. Vse površine, na katere se dotika človeška roka - vrata, ročaji, ročne ograje, ventili za zaustavitev vode, pulti, postelje - strokovnjaki bodo ustvarili samo to neverjetno kovino.

Označevanje bakra

Katere blagovne znamke bakra ljudje uporabljajo za proizvodnjo izdelkov, ki jih potrebujejo? Njihov nabor: M00, M0, M1, M2, M3. Na splošno se baker ocenjuje s čistostjo njegove vsebine.

Na primer, bakrove stopnje M1r, M2P in M3R vsebuje 0,04% fosforja in 0,01% kisika in oznak M1, M2 in M3 - 0,05-0,08% kisika. V blagovni znamki M0b je kisik odsoten in v MO je njen odstotek 0,02%.

Torej, bolj podrobno razmislite o bakru. Spodnja tabela bo zagotovila natančnejše informacije:

27 razredov bakra

Obstaja dvanajst sedem znamk bakra. Kje je količina bakrenega materiala, ki ga oseba uporablja? Podrobneje razmislite o tej odtenki:

• Material Cu-DPH se uporablja za izdelavo fitingov, potrebnih za povezovanje cevi.
• AMF je potreben za izdelavo vroče valjanih in hladno valjanih anod.
• AMFU se uporablja za proizvodnjo hladno valjanih in vroče valjanih anod.
• M0 je potreben za ustvarjanje tokovnih vodnikov in visokofrekvenčnih zlitin.
• Material M00 se uporablja za proizvodnjo visokofrekvenčnih zlitin in tokovnih vodnikov.
• M001 se uporablja za proizvodnjo žice, pnevmatik in drugih električnih izdelkov.
• M001b je potreben za izdelavo električnih izdelkov.
• M00b se uporablja za izdelavo tokovnih vodnikov, visokofrekvenčnih zlitin in naprav vakuumske industrije.
• M00k je surovina za izdelavo deformiranih in litih gredic.
• M0b se uporablja za izdelavo zlitin z visoko frekvenco.
• M0K se uporablja za proizvodnjo litega in deformiranega praška.
• M1 je potreben za proizvodnjo žice in izdelkov kriogenske opreme.
• M16 se uporablja za izdelavo naprav vakuumske industrije.
• M1E je potreben za izdelavo hladno valjanih folij in trakov.
• M1k je potreben za izdelavo polizdelkov.
• M1or se uporablja za proizvodnjo žičnih in drugih električnih izdelkov.
• M1p se uporablja za izdelavo elektrod za varjenje litega železa in bakra.
• MIPE je potreben za proizvodnjo hladno valjanega traku in folije.
• M1u se uporablja za izdelavo hladno valjanih in vroče valjanih anod.
• M1f je potreben za izdelavo traku, folije, vroče valjanih in hladno valjanih listov.
• M2 se uporablja za izdelavo dobrih zlitin in polizdelkov na osnovi bakra.
• M2k se uporablja za proizvodnjo polizdelkov.
• M2p je potreben za izdelavo palic.
• M3 je potreben za proizvodnjo valjanih izdelkov, zlitin.
• M3r se uporablja za izdelavo valjanih izdelkov in zlitin.
• MB-1 je potreben za izdelavo bronlijev, ki vsebujejo berilij.
• MCP1 se uporablja za izdelavo električnih konstrukcij.