Рафинирование меди

Рафинирование меди

Существуют два способа рафинирования меди – огневой и электролитический.

При огневом способе в расплавленную черновую медь вдувают воздух. В зависимости от степени активности по отношению к кислороду примеси окисляются в такой последовательности: Al, Si, Mn, Zn, Sn, Fe, Ni, As, Sb, Pb, Bi, Cu. Часть примесей уходит в шлак, часть удаляется с газами. Золото и серебро остаются растворенными в меди.

Чтобы не окислялась, медь на ванну металла насыпают слой древесного угля и начинают восстановление оксидов меди, находящихся в расплаве.

Для восстановления оксида меди проводят процесс, называемый дразнением меди. Медь перемешивают сырыми сосновыми или березовыми бревнами (шестами):

Cu2O+C→Cu+CO

Cu2O+CO→Cu+CO2

Одновременно из ванны удаляются газы.

Огневое рафинирование обеспечивает получение чистоты 99,0–99,5%. Медь разливают в слитки, идущие на дальнейшую электролитическую очистку или для переплавки и получения сплавов меди.

Для электролитического рафинирования из черновой меди изготовляют аноды толщиной 30–45 мм и массой 200–350 кг. Катоды делают толщиной 0,5–07мм.

Ванна заполняется электролитом, представляющим водный раствор Cu2SO4 (10–16%) и H2SO4 (10–16%). Ванны облицовывают листовым свинцом или пластмассами (винипласт, хлорвинил).

При пропускании постоянного тока происходит растворение меди анода и осаждение ее на катоде:

Cu2++2e−→Cu

Примеси вместе с драгоценными металлами осаждаются на дно (шлам). Процесс продолжается до 20 дней. Прирост катода на 100 кг за 10–12 дней. Расход энергии на 1 т катодной меди 250–350 кВт.

Гидрометаллургический способ получения меди заключается в выщелачивании металла из руды с получением водорастворимой соли этого металла и последующим извлечением металла из раствора с помощью электролиза. Например, из медной руды, содержащей нерастворимое в воде соединение CuCO3·Cu(OH)2 – малахита, можно получить водорастворимый сульфат меди при воздействии на руду серной кислотой:

CuCO3·Cu(OH)2+H2SO4→CuSO4+H2O+CO2

Дальнейшее получение меди сводится к электролизу полученного раствора. Пустая порода остается в нерастворимом остатке, который отфильтровывается и выбрасывается.

Маркировка меди буквенно-цифровая: М00, М0, М1, М2, М3, где «М» обозначает медь, а цифры указывают на чистоту меди от 99,99% до 99,5%.

Технически чистую медь широко применяют в электротехнической промышленности для изготовления проводов и токопроводящих деталей электрических машин. Медь используют в радиотехнической и электронной промышленности. Медь применяют в химическом машиностроении, судостроении, котлостроении для теплообменников.

Большая часть меди используется для получения сплавов. Из сплавов меди основными являются латуни и бронзы.

Латуни – это сплавы меди с цинком и в меньших количествах с другими элементами, где вторым компонентом является цинк с содержанием до 45%.

Как и все сплавы, по технологическим свойствам латуни делят на деформируемые, обрабатываемые давлением, и литейные.

Маркировка латуней следующая: первая буква «Л» указывает на название сплава «латунь», следующее за ней число обозначает содержание меди, например, – Л60.

В специальных латунях, содержащих дополнительные компоненты, принято их следующее обозначение:

· А – алюминий,

· Мц – марганец,

· К – кремний,

· С – свинец,

· О – олово,

· Н – никель,

· Ж – железо.

Примеры маркировки: ЛЖС58-1-1, где первые две цифры, следующие за буквами, указывают процентное содержание меди, а последующие цифры – содержание других элементов, остальное до 100% – цинк.

Литейные латуни применяют для изготовления втулок подшипников и других антифрикционных деталей, для арматуры и деталей морского судостроения, коррозионностойких деталей общего машиностроения.

Бронзы– это сплавы меди с оловом и другими элементами, кроме цинка.

По технологическим свойствам бронзы делят на деформируемые и литейные.

По химическому составу бронзы делят на бронзы оловянные и бронзы безоловяные.

Маркировка бронз основана на том же принципе, что и маркировка латуней:

· БрОФ 6,5-0,15 означает 6–7% олова, около 0,15% фосфора;

· БрАЖМц10-3-1,5 означает 10% алюминия, 3% железа, 1,5% марганца.

Первая бронза – оловяная, вторая бронза – безоловяная.

Деформируемые бронзы обладают высокой коррозионной стойкостью и находят применение для деталей аппаратуры химической промышленности.

Литейные бронзы используются для фасонного литья в различных областях машиностроения, в том числе для деталей, работающих в агрессивных средах и при больших давлениях, а также для антифрикционных деталей.

⇐ Предыдущая 1 23