1. Загальні відомості про мідь, властивості та застосування.

Мідь використовувалась людиною ще з стародавніх часів. Із міді і мідних сплавів виготовляли прикраси і просту зброю. В наш час без міді не можна уявити науково-технічний прогрес. Мідь і сплави міді застосовуються в елекроенегетиці (електрогенератори і електродвигуни), електромережі, радіотехніці, в машино- та приладобудуванні, мистецтві (виготовлення скульптур), виробництві побутових товарів (світильників) та ін.

В світі виробляється до 20 млн тон міді на рік.

Основні властивості міді: висока електропровідність, пластичність. Мідь здатна утворювати цінні технологічні і функцій ні сплави, які добре обробляються і мають хороші механічні властивості.

Кристалічна гратка міді – кубічна границентрована, параметр гратки а = 3,61 А^о , густина міді 8,93 г/см³. Температура плавлення міді 1083 ^оС, твердість міді НВ 35.

2. Мідні руди.

Для виробництва міді використовуються сульфідні руди, які містять кольчидан CuFeS₂, борніт 5Cu₂ S Fe₂ S₃, халькозит CuS і інші складові. Часто в цих рудах міститься Ni, Pb, Zn, Ag, Au.

Другим по значенню джерелом міді являються окислені мідні руди, які містять мідь у вигляді куприта Сu₂О, або азурита 2СuСО₃хСu(ОН)_2.

Зустрічаються також змішані сульфідно-окислені мідні руди, а також вкраплення самородної міді в різних гірських породах.

Вміст міді в рудах незначний (часто 1-25%), тому вони завжди піддаються збагаченню, яке дозволяє виділити із руди окремо мідний концентрат (11 -35% Сu), цинковий і піритний концентрат (FeS).

Технологія збагачення руд.

Для збагачення мідних руд застосовується метод флотації.

Сутність методу флотації заклечається у створенні умов для прилипання у водному середовищі (пульпі) частинок певного мінералу до поверхні бульбашок повітря і спливання їх на поверхню. Пульпа - це суміш рідини (вода або інша рідина) і дрібних частинок мінералу. В результаті цього, на поверхні рідкої маси утворюється мінералізована піна. Цим самим цінний мінерал (мідні сполуки) відділяються від пустої породи (хвостів).

Для успішного здійснення флотації необхідні такі умови:

а) руду необхідно роздробити на дрібні частинки (< 0,1 мм), що дає можливість отримати і виділити необхідні складові із одного мінералу;

б) отримати в пульпі значну кількість стійких бульбашок. Остання вимога досягається за рахунок використання різних флотаційних реагентів, що дає можливість здійснювати збагачення різних руд.

Розрізняють наступні флотаційні реагенти:

• вспінювачі, які утворюють стійкі бульбашки;

• колектори (збирачі), які вибірково зменшують змочуваність певних мінералів водою і полегшують їх взаємодію (зчеплення) з бульбаш-ками повітря.

Отриманий після флотаційного збагачення мідний порошкоподібний концентрат, містить 11 – 35 % Сu, 15 – 37 % Fe і інших хімічних сполук, які направляються на подальшу переробку.

3. Технологія виробництва мідних штейнів.

Штейном називають сплав мідних і залізних сульфідів, які утворюються при переплавці мідної руди і містять 80 – 90 % міді і заліза. Решта - це сульфіди Zn, Pb, Ni і оксиди Si, Al, а також Аu і Аg.

Штейн отримують переплавкою збагаченої мідної руди в спеціальних печах: шахтних, електропечах або так званих відбивних печах (рис. 2.).

Внутрішню частину печі виготовляють із динасової або магнезитової цегли. Температура в печі становить 1250 – 1550 ^оС.

По мірі нагрівання шихти починається реакція відновлення міді:

2FeS +2Cu₂O +S_iO₂ = 2FeOxSiO₂ +2Cu₂S (штейн) (1)

Поряд з цим проходять інші хімічні реакції.