Глава 2. Металлургия меди

§ 1. Свойства меди и еб применение

Медь очень хорошо проводит электричество и тепло. Удельное сопротивление меди равно 0,018 Ом • мм²/м, а теплопроводность при 20 °С составляет 385 Вт/(м - К). По электропроводности медь лишь немного уступает серебру. Ее электропроводность в 1,7 раза выше, чем у алюминия, и примерно в 6 раз выше, чем у платины и железа. Медь обладает ценными механическими свойствами– ковкостью и тягучестью.

В присутствии воздуха, влаги и сернистого газа медь постепенно покрывается плотной зеленовато-серой пленкой основной серно-кислой соли, предохраняющей металл от дальнейшего окисления. Поэтому медь и ее сплавы находят широкое применение при строительстве линий электропередач и устройстве различного вида связи, в электромашиностроении и приборостроении, в холодильной технике (производство теплообменников охлаждающих устройств) и химическом машиностроении (изготовление вакуум-аппаратов, змеевиков). Около 50% всей меди расходует электропромышленность. На основе меди создано большое число сплавов с такими металлами, как Zn, Sn, Al, Be, Ni, Mn, Pb, Ti, Ag, Аи и др., и реже с неметаллами Р, S, О и др. Область применения этих сплавов очень обширна. Многие из них обладают высокими антифрикционными свойствами. Сплавы применяют в литом и кованом состоянии, а также в виде изделий из порошка.

Например, широко применяют сплавы типа оловянных (4– 33 % Sn), свинцовых (~ 30 % РЬ), алюминиевых (5-11 % А1), кремниевых (4–5 % Si) и сурьмяных бронз. Бронзы применяют для изготовления подшипников, теплообменников и других изделий в виде листа, прутков и труб в химической, бумажной и пищевой промышленности.

Сплавы меди с хромом и порошковый сплав с вольфрамом идут на изготовление электродов и электроконтактов.

В химической промышленности и машиностроении также широко применяют латунь – сплав меди с цинком (до 50 % Zn), обычно с добавками небольших количеств других элементов (Al, Si, Ni, Mn). Сплавы меди с фосфором (6–8 %) используют в качестве припоев.

701

§2. Сырье для получения меди

Для получения меди применяют медные руды, а также отходы меди и ее сплавов. В рудах содержится 1–6 % меди. Горную породу, содержащую меньше 0,5 % Си, не перерабатывают, так как при современном уровне техники извлечение из нее меди нерентабельно.

6 рудах медь обычно находится в виде сернистых соединений (медный колчедан или халькопирит CuFeS₂, халькозин Cu₂S, ковелин CuS), окислов (куприт Си₂О, тенорит СиО) или гидрокарбонатов [малахит СиСО₃ • Си(ОН)₂, азурит 2СиСО₃ • Си(ОН)₂].

Пустая порода руд состоит из пирита FeS₂, кварца SiO₂, карбонатов магния и кальция (MgCO₃ и СаСО₃), а также из различных силикатов, содержащих А1₂О₃, CaO, MgO и оксиды железа наряду с SiO₂.

Руды разделяют на сульфидные, окисленные и смешанные. Сульфидные руды обычно бывают первичного происхождения, а окисленные руды образовались в результате окисления минералов сульфидных руд. В сульфидных рудах медь находится в виде сернистых соединений, в этих рудах всегда много пирита FeS₂. Окисленные руды состоят главным образом из оксидов.

Сульфидные руды содержат обычно 1-6% Си, 8-40% Fe, 9-46% S, 1-6% Zn, 5-55% SiO₂, 2-12% А1₂О₃, 0,3-4% CaO, 0,3–1,5 % MgO, а в окислительных рудах обычно находится около 2% Си, около 1% Fe, 0,1-0,2% S, 60-68% SiO₂, 10-16% А1₂О₃, 0,3-0,7% CaO и 0,3-0,7% MgO. В небольших количествах встречаются так называемые самородные руды, в которых медь находится в свободном виде.

Нередко руды являются комплексными, т.е. они содержат заметные количества других металлов: цинка, свинца, никеля, золота, серебра, селена, таллия и др.