Производство меди

Медь – тяжелый цв. Ме, обладает высокой пластичностью, коррозионной стойкостью, малым уд. электросопротивлением, высокой теплопровод-тью, поэтому ее широко используют для изгот-я электропроводов, деталей эл. машин и приборов, в хим. машиностроении. Медные сплавы разделяют на бронзы (сплавы Cu с Pb, Al, Si, Sb и P) и латуни (сплавы Cu и Zn).

Cu в природе находится в виде сернистых соединений, оксидов, гидрокарбонатов, углекислых соединений в составе сульфидных руд и самородной металлической меди.

Гидрометаллургический способ – получение меди путём её выщелачивания слабым р-ром серной кислоты и последующего выделения металл. меди из р-ра.

Получение меди пирометаллургическимспособом состоит из обогащения, обжига, плавки на штейн, продувки в конвертере, рафинирования.

Обогащение медных руд производится методом флотации и окислительного обжига. Метод флотации основан на использовании различной смачиваемости медьсодержащих частиц и пустой породы. Позволяет получать медный концентрат, содержащий 10…35 % меди.

Медные руды и концентраты, содержащие большие количества S, подвергаются окислительному обжигу. В процессе нагрева концентрата или руды до 700…800 ⁰C в присутствии кислорода воздуха сульфиды окисляются и содержание S снижается почти вдвое против исходного.

После обжига руда и медный концентрат подвергаются плавке на штейн, представляющий собой сплав, содержащий сульфиды Cu и Fe. Чаще всего плавка производится в пламенных отражательных печах. Темпер-ра в зоне плавки 1450 ⁰C.

Полученный медный штейн, с целью окисления сульфидов и железа, подвергают продувке сжатым воздухом в горизонтальных конвертерах с боковым дутьём. Образующиеся окислы переводят в шлак, а серу – в . Тепло в конвертере выделяется за счёт протекания хим. реакций без подачи топлива. Темпер-ра в конвертере составляет 1200…1300°C. Так в конвертере получают черновую медь, содержащую 98,4…99,4 % меди, 0,01…0,04 % железа, 0,02…0,1 % серы и небольшое кол-во никеля, олова, сурьмы, серебра, золота. Эту медь сливают в ковш и разливают в стальные изложницы или на разливочной машине.

Черновую медь рафинируют для удаления вредных примесей, проводят огневое, а затем электролитическое рафинирование.

Сущность огневого рафинирования черновой меди заключается в окислении примесей, имеющих большее сродство к кислороду, чем медь, удалении их с газами и переводе в шлак. После огневого рафинирования получают медь чистотой 99…99,5%.

Электролитическое рафинирование проводят для получения чистой от примесей меди (99,95% Cu). Электролиз проводят в ваннах, где анод изготавливают из меди огневого рафинирования, а катод – из тонких листов чистой меди. Электролитом служит водный р-р CuSO₄(10…16%) и H₂SO₄ (10…16%). При пропускании пост. тока анод растворяется, медь переходит в раствор, а на катодах разряжаются ионы меди, осаждаясь на них слоем чистой меди. Примеси осаждаются на дно ванны в виде шлака, к-рый идёт на переработку с целью извлечения Ме.

Медь по чистоте подразделяется на марки: М0 (99,95% Cu), М1 (99,9%), М2(99,7%), М3 (99,5%), М4 (99%).