Металлургия меди

Значение металлов и металлургии трудно переоценить. С заменой каменных, деревянных или костяных орудий труда металлическими изменилась материальная культура древних народов.

Металлургия это энергоемкое производство, по объему вовлекаемого сырья превосходящее другие отрасли перерабатывающей промышленности. Порядка 95% выплавляемого металла составляет железо и его сплавы.

По традиционной классификации металлы делятся на черные и цветные. К черным металлом относят железо и его сплавы, а также хром и марганец. Все остальные металлы считаются цветными.

Цветные металлы в зависимости от физико-химических свойств и масштабов производства и потребления делят на пять групп:

— тяжелые (Cu, Ni, Pb, Zn, Sn);

— легкие (Al, Mg, Ti, Ca, Na, K);

— малые (As, Sb, Bi, Co, Cd, Mo, W, Hg);

— благородые (Au, Ag, металлы платиновой группы);

— редкие.

Тяжелые и легкие металлы составляют основу крупнотоннажных производств цветной металлургии. Черные металлы применяются как основа производства конструкционных материалов. Цветные металлы применяются в машиностроении, электротехнике, электронике. Потребительские свойства металлов существенно увеличиваются при их использовании в виде сплавов двух или нескольких элементов.

Важнейшими сплавами цветных металлов являются латуни, бронзы, силумины, дюралюмины, твердые сплавы.

Латуни сплавы меди (60−90%) с цинком. Они хорошо отливаются, прокатываются и штампуются, легко обрабатываются, прочнее меди, меньше окисляются. Изделия из латуни широко применяются в химическом машиностроении, автотракторостроении, судостроении и других отраслях народного хозяйства.

Бронзы первоначально означали сплавы меди (80−94%) и олова. В настоящее время выпускаются алюминиевые, кремниевые, свинцовые, бериллиевые, кадмиевые бронзы. По совокупности возможных свойств безоловянные бронзы с добавлением некоторых других неметаллических компонентов могут обладать высокими механическими и литейными свойствами, антикоррозионной стойкостью, низкими коэффициентами трения, высокой упругостью, электропроводностью, и т. п.

Дюралюминий сплав алюминия с медью (3,5 5,5%) и небольшими количествами марганца, магния, кремния и железа. После закалки он приобретает высокую твердость, легко поддается переработке, широко используется для обшивки самолетов, автобусов и др.

Основное назначение (получение чистого металла или сортового сплава) металлургия реализует через ряд технологических процессов, в которых рудные минералы, а затем и металлы последовательно отделяются от химически с ними связанных пустой породы и вредных примесей. При обогащении пустая порода отделяется физическими или физико-химическими методами. Металлургические процессы вдут к изменению химического состава сырья.

Металлургические процессы проводят либо при высоких температурах, как правило при участии расплавов или в расплавах (пирометаллургия), либо в водных растворах кислот, щелочей, солей (гидрометаллургия).

Доминирующими являются пирометаллургические процессы, обеспечивающие высокую производительность технологических агрегатов, однако пирометаллургия служит одним из основных источников загрязнения окружающей среды.