4. Переробка мідного штейна на чорнову мідь.

Переробка штейна на мідь здійснюється в конверторах. У зв’язку з тим, що штейн складається із сульфідів міді і заліза то процес переробки штейна на мідь здійснюється у два етапи.

На першому етапі окислюють сульфіди заліза і міді, а це дозволяє видаляти залізо із шихти у вигляді оксиду, який переводиться в шлак.

2FeS + 3O₂ = 2FeO +2SO₂ + Q (ккал) (2)

2FeO + SiO₂ = 2FeOxSiO₂ (шлак) (3)

2Сu₂ S + 3O₂ = 2Cu₂ O + 2SO₂ (4)

В печі залишається тільки Сu₂S і Сu₂О (білий штейн).

Кисень повітря в печі окислює білий штейн, що сприяє появі металічної міді по реакції:

Сu₂ S + Cu₂O = 6Cu (чорнова мідь) + SO₂.

5. Рафінування міді.

Чорнова мідь містить домішки металів. Для видалення домішок чорнову мідь рафінують вогневим пірометалургійним або електролізним методом.

Окислення домішок проходить через відновлення міді із її оксиду:

[Me] + Cu₂O = [Me]O + 2Cu

Повне розкислення (видалення оксидів міді) здійснюється за допомогою вуглеводнів, наприклад, по такій реакції:

4Сu₂О + СН₄ = СО₂ + 2Н₂ О + 8Сu

Товарна чиста мідь має 10 марок: М00, М0, М06, М1, М1Р, М2, М2Р, М3, М3Р, М4. Буква Р означає рафінована і містить менше деяких домішок (свинцю, кисню). На пластичні властивості міді впливають ті домішки, які не утворюють твердий розчин (вісмут і свинець).

7. Мідні сплави.

Із багатьох мідних сплавів найбільше застосування знайшли бронзи і латуні.

Бронза – сплав міді з оловом. Ще в далеку давнину із бронзи виготовляли зброю,

інструменти, посуд, прикраси. Ці сплави більш міцні і стійкі проти корозії чим мідь. Завдяки прекрасним ливарним властивостям із цих сплавів виготовляли гармати, звони і статуї.

Бронза має малий коефіцієнт тертя і тому застосовується при виготовленні підшипників, зубчатих черв’ячних коліс, шестерен, деталей точних приладів.

Бронзи – однофазні сплави, які складаються із альфа –кристалів (твердий розчин в міді олова або інших металів).

Бронзи маркують буrвами Бр; справа ставляться букви металів, які входять в сплав: О - олово, А – алюміній, Ф – фосфор, Т – титан, Н – нікель, Ж – залізо, Мг – магній. Після букв ставляться цифри, які вказують на вміст цих металів.

Дуже високу міцність мають берилієві бронзи (Бр2). З них виготовляють пружини, пружинячі контакти приладів та ін.

Відомі широко сплави міді і нікелю – мельхіор (80% Сu і 20% Ni). Інколи частка нікелю замінена цинком. Цей сплав використовується для виготовлення прикрас, столових приладів (ложки, виделка, чайники).

Цей сплав використовується також для виготовлення монет (монель-метал), який містить 68% Ni, 28%Cu остальне Mn і Fe.

Цей сплав широко використовується для виготовлення хірургічних інструментів, деталей в точному машинобудуванні.

Латуні.

Латунь – це сплав міді з цинком (10 – 40% Zn) і інші елементи (Al, Ni, S_i).

Латуні мають вищі механічні властивості чим мідь і вони краще обробляються різанням. Латуні мають меншу собівартість порівняно з міддю.

Латуні широко використовуються для виготовлення виробів в машинобудуванні, приладобудуванні, хімічному обладнанні. Вони корозійно стійкі, піддаються штампуванню в горячому стані.

Марки латуні:

Алюмінієва – АЛ77 – 2 (виготовляють труби).

Нікелеві ЛН 65 – 5 (виготовляють дроти, листи).

Олов’яна ЛО70 – 1 (виготовляють труби).

Кремнієво-свинцьова ЛКС*0-3-3 (виготовляють підшипники і втулки).

Лекція 6. Технологія виробництва титану і його сплави.

План

1. Загальні відомості про титан.

2. Титанові руди. Збагачення руд.

3. Технологія виробництва титану.

4. Титанові сплави і вироби з них.

Література 4,5,6