|
|
Медь – металл электротехники В противоположность основным карбонатам сульфидные руды меди, обычно содержащие к тому же железо, с трудом поддаются переработке. Однако примерно за два тысячелетия до нашей зры древним металлургам удалось решить эту задачу, хотя и с низкими «технико-экономическими показателями»: анализ найденных металлургических остатков показал, что 80 % меди, содержавшейся в руде, уходило в шлак.Для получения меди применяли способ многократной плавки Так как медь плавится при высокой температуре (1083 °С), для плавки нужны были шахтные печи с дутьевыми мехами. В средние века этот способ усовершенствовали. Сульфидные руды сначала обжигали, т.е. путем окисления на воздухе переводили сульфид в окислы меди, а затем восстанавливали в шахтной печи с добавкой кислых шлакообразующих (кварцевого песка и др.). Сырую медь из шахтной печи расплавляли в «пламенной» печи (сейчас такие печи называют отражательными) при доступе воздуха с перемешиванием жидкого металла палками из сырого дерева; в результате этого процесса, называемого «дразнением», из меди удалялись сера, мышьяк и другие примеси. В конце плавки образовавшуюся окись меди восстанавливали древесным углем. В настоящее время медные руды обжигают не полностью, поэтому вся медь и часть железа связаны в сульфиды Си38 и РеЗ, а остальное железо переходит в шпак. Выплавленный в отражательной печи металл, который называется «штейн», содержит 40—45 % меди. Его перерабатывают в бессемеровских конверторах (о них будет рассказано ниже); при этом сульфид железа под действием вдуваемого в штейн воздуха окисляется до закиси железа, которую переводят в шлак, добавляя соответствующие присадки. После этого с кислородом воздуха начинает реагировать и сульфид меди. Бедные же руды меди выщелачивают водой или разбавленной серной кислотой. При этом медь переходит в раствор в виде сульфата и ее можно осадить, добавляя в раствор железосодержащие отходы. Этот процесс, называемый «цементацией», был известен еще алхимикам, для которых он был доказательством возможности перехода одного металла в другой («транс-мутации» неблагородных металлов в благородные. По тепло- и электропроводности медь среди металлов занимает второе место (после серебра); она довольно устойчива к действию химически агрессивных веществ. После того как медь в качестве материала для орудий труда была вытеснена железом, ее сначала использовали для изготовления кухонных котлов, сковородок и т.п. Позже из меди делали жарот-рубные котлы для локомотивов. В наше время из меди делают перегонные аппараты, нагревательные и охлаждающие змеевики для химической и фармацевтической промышленности, паяльники, аппаратуру для пищевой промышленности, обшивку для судов и т.д., но прежде всего электрические машины и провода. Обмотки электродвигателей, катушки, трансформаторы и прочие устройства, проводники телевизионных кабелей, печатные платы радиоприемников и телевизоров почти всегда делают из меди, как и большинство электрических проводов. Поскольку уже малые количества примесей снижают электропроводность меди, предназначенную для электротехнических целей медь получают электролитическим способом. Для этого очищаемую медь опускают в ванну с сернокислым раствором сульфата меди (медного купороса) и присоединяют к аноду, а катодом служит тонкий лист чистой меди. Чистая медь осаждается на катоде, а золото и серебро («анодный шлам») оседают на дне ванны; прочие загрязнения остаются в растворе. Электролитическое осаждение меди идет при малых плотностях тока. По такой же схеме получают гальванические покрытия (хромовые, никелевые); покрываемый предмет является катодом, а металл для покрытия служит анодом. Иногда медные листы применяли в качестве материала для крыш. Со временем такие листы покрываются серо-зеленым налетом основных солей меди (преимущественно карбонатов). Этот налет называется патиной. Его часто путают с ярью-медянкой, смесью основных ацетатов меди, обладающей большой токсичностью. Сама же медь как яд для человека не опасна. У работающих на медеплавильных заводах медь иногда выделяется в виде зеленой краски на волосах, но это не наносит ущерба здоровью. Соединения меди применяются в качестве фунгицидов — средств для борьбы с грибковыми заболеваниями сельскохозяйственных растений. Время бронзы тоже не окончательно прошло. Благодаря высокой прочности бронза, например, успешно служит материалом для зубчатых колес и вкладышей подшипников скольжения. Только в самое последнее время бронза вытесняется из этой области применения пластмассами — наиболее молодым материалом, созданным человеком. online игры |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||