Как получить медь: способы, технология, схема производства, методы в промышленности

способы, технология, схема производства, методы в промышленности

Содержание:

  • 1 Особенности медных руд
  • 2 Стадии пирометаллургического производства меди
    • 2.1 Обогащение
    • 2.2 Обжиг
    • 2.3 Плавка на штейн
    • 2.4 Рафинирование с использованием катодной меди
  • 3 Технология гидрометаллургического производства меди
  • 4 Технология огневого рафинирования черновой меди
  • 5 Видео: Медные руды Урала

Особенности медных руд

Медьсодержащие руды характеризуются как многоэлементные. Наиболее часто встречающиеся соединения бывают с:

  • железом;
  • серой;
  • медью.

В незначительной концентрации могут присутствовать:

  • никель;
  • золото;
  • платина;
  • серебро.

Месторождения во всем мире имеют примерно одинаковый набор химических элементов в составе руды, отличаются лишь их процентным соотношением. Чтобы получить чистый металл, используют различные промышленные способы. Почти 90% металлургических предприятий используют одинаковый метод производства чистой меди – пирометаллургический.

Один из самых больших карьеров по добыче руди приносит 17 миллионов тонн меди в год

Схема этого процесса позволяет также получать металл из вторичного сырья, что для промышленности является существенным плюсом. Поскольку месторождения относятся к группе не восполняемых – запасы с каждым годом уменьшаются, руды беднеют, а их добыча и производство становится дорогим. Это, в конечном счете, влияет на цену металла на международном рынке. Кроме пирометаллургического метода, существуют еще способы:

  • гидрометаллургический;
  • метод огневого рафинирования.

Стадии пирометаллургического производства меди

Общие способы получения метала из руды

Промышленное получение меди с использованием пирометаллургического способа имеет преимущества перед другими методами:

  • технология обеспечивает высокую производительность – с ее помощью можно получать метал из породы, в которой содержание меди даже ниже 0,5%;
  • позволяет эффективно перерабатывать вторичное сырье;
  • достигнута высокая степень механизации и автоматизации всех этапов;
  • при его использовании значительно сокращаются выбросы вредных веществ в атмосферу;
  • метод экономичный и эффективный.

Обогащение

Схема обогащения руды

На первом этапе производства необходимо подготовить руду, которую доставляют на обогатительные комбинаты прямо с карьера или шахты. Часто встречаются большие куски породы, которые предварительно нужно измельчить.

Происходит это в огромных дробильных агрегатах. После дробления получается однородная масса, с фракцией до 150 мм. Технология предварительного обогащения:

  • в большую емкость засыпается сырье и заливается водой;
  • затем добавляется кислород под давлением, чтобы образовалась пена;
  • частицы металла прилипают к пузырькам и поднимаются наверх, а пустая порода оседает на дне;
  • далее, медный концентрат отправляется на обжиг.

Обжиг

Этот этап направлен на то, чтобы максимально снизить содержание серы. Рудную массу помещают в печь, где устанавливается температура 700–800оС. В результате термического воздействия содержание серы сокращается в два раза. Сера окисляется и испаряется, а часть примесей (железа и других металлов) переходит в легкошлакуемое состояние, которое облегчит в дальнейшем плавку.

Обжиг руды для снижения уровня серы

Этот этап можно опустить, если порода богатая и содержит после обогащения 25–35% меди, его используют только для бедных руд.

Плавка на штейн

Технология плавки на штейн позволяет получить черновую медь, которая различается по маркам: от МЧ1 – самая чистая до МЧ6 (содержит до 96% чистого металла). В ходе процесса плавки, сырье погружается в специальную печь, в которой температура поднимается до 1450оС.

Технология переработки медной руды и получение черной меди

После расплавления массы она продувается сжатым кислородом в конвертерах. Они имеют горизонтальный вид, а дутье осуществляется через боковое отверстие. В результате продува сульфиды железа и серы окисляются и переводятся в шлак. Тепло в конвертере образуется за счет протекания раскаленной массы, он дополнительно не нагревается. Температура при этом составляет 1300оС.

Общая схема выплавки меди

На выходе из конвертера получают черновой состав, который содержит до 0,04% железа и 0,1% серы, а также до 0,5% прочих металлов:

  • олова;
  • сурьмы;
  • золота;
  • никеля;
  • серебра.

Такой черновой металл отливается в слитки массой до 1200 кг. Это так называемая анодная медь. Многие производители останавливаются на этом этапе, реализуют такие слитки. Но поскольку часто производство меди сопровождается добычей драгоценных металлов, которые содержатся в руде, то на обогатительных комбинатах используется технология рафинирования чернового сплава. При этом выделяются и сохраняются прочие металлы.

Рафинирование с использованием катодной меди

Технология получения рафинированной меди довольно простая. Ее принцип используют даже для чистки медных монет от окислов в домашних условиях. Схема производства выглядит следующим образом:

Слитки рафинированной меди

  • черновой слиток помещается в ванну с электролитом;
  • в качестве электролита используется раствор со следующим содержанием:
    • сульфат меди – до 200 г/л;
    • серная кислота – 135–200 г/л;
    • коллоидные добавки (тиомочевина, столярный клей)– до 60 г/л;
    • вода.
  • температура электролита должна быть до 55оС;
  • помещаются в ванну пластины катодной меди – тонкие листы чистого металла;
  • подключается электричество. В это время происходит электрохимическое растворение металла. Частицы меди концентрируются на катодной пластине, а прочие включения оседают на дне и называются шлам.

Для того, чтобы процесс получения рафинированной меди протекал быстрее, анодные слитки должны быть не более 360 кг.

Весь процесс электролиза протекает в течение 20–28 суток. За этот период вынимают катодную медь до 3–4 раз. Вес пластин получается до 150 кг.

В процессе рафинирования, на катодной меди могут образовываться дендриты – наросты, которые сокращают расстояние до анода. В результате чего снижается скорость и эффективность реакции. Поэтому, при возникновении дендритов, их незамедлительно удаляют.

Технология гидрометаллургического производства меди

Медная руда также может содержать золото

Этот способ не получил широкого распространения, поскольку, при этом можно потерять драгоценные металлы, содержащиеся в медной руде.

Его использование оправдано, когда порода бедная – содержит менее 0,3% красного металла.

Как получить медь гидрометаллургическим способом?

Вначале порода измельчается до мелкой фракции. Затем помещается в щелочной состав. Чаще всего используют растворы серной кислоты или аммиака. Во время реакции медь вытесняется железом.

Цементация меди железом

Оставшиеся после выщелачивания растворы солей меди проходят дальнейшую обработку – цементацию:

  • в раствор помещают железную проволоку, листы или прочие обрезки;
  • в ходе химической реакции железо вытесняет медь;
  • в результате металл выделяется в виде мелкого порошка, в котором содержание меди достигает 70%. Дальнейшее очищение происходит путем электролиза с использованием катодной пластины.

Технология огневого рафинирования черновой меди

Этот способ получения чистой меди используется, когда исходное сырье – медный лом.

Процесс протекает в специальных отражательных печах, которые топятся углем или нефтью. Растопленная масса наполняет ванну, в которую вдувают воздух по железным трубам:

  • диаметр труб – до 19 мм;
  • давление воздуха – до 2,5 атм;
  • емкость печи – до 250 кг.

В процессе рафинирования окисляется медное сырье, выгорает сера, затем металлы. Окислы не растворяются в жидкой меди, а всплывают на поверхность. Чтобы их удалить, используется кварц, который помещается в ванну еще до начала процесса рафинирования и размещается вдоль стенок.

Рафинирование меди

Если в металлоломе присутствует никель, мышьяк или сурьма, то технология усложняется. Процент содержания никеля в рафинированной меди можно снизить лишь до уровня 0,35%. Но если присутствуют остальные компоненты (мышьяк и сурьма), то образуется никелевая «слюдка», которая растворяется в меди, и ее удалить не получится.

Видео: Медные руды Урала

Способы окисления меди — MEL Chemistry

Как ведет себя металл при контакте с воздухом

Твитнуть

Отправить

Окисление меди — естественный процесс. В периодической таблице Д. И. Менделеева медь расположена в группе «Металлы» под номером 29. Как и остальные металлы, она способна окисляться и образовывать устойчивые соединения в виде окисей и солей. Чтобы понять, что же такое окись меди, стоит приглядеться к старой бронзовой статуе. Со временем фигурка становится светло-зеленой из-за окисленной меди в составе бронзы. «Свежеизготовленная» бронзовая статуя окрашена в кирпичный цвет, но спустя время под действием влажного воздуха и углекислого газа протекает такая реакция:

2Cu + H₂O + CO₂ + O₂ → Cu­CO₃•Cu(OH)₂

Полученное сочетание соли и гидроксида меди — это малахит. Из него делают краски и всевозможные украшения.

Малахитовая шкатулка

[Deposit Photos]

Окислить медные изделия можно различными способами. В промышленности проводят анодное окисление с помощью электродов. Этот сложный и дорогостоящий процесс требует специального оборудования. В домашних условиях окислять медь гораздо проще.

Чтобы в полной мере понять, что такое окисление меди, проведем эксперимент. В домашних условиях получить окись меди несложно.
Для этого понадобится:

  • медная проволока;
  • пассатижи;
  • газовая или спиртовая горелка;
  • раствор соляной кислоты;
  • раствор этилового спирта;
  • соль хлорида аммония;
  • фаянсовая тарелка.

Итак, зажав медную проволоку пассатижами с одной стороны, вносим свободный конец проволоки в пламя горелки и прокаливаем на открытом огне. Благодаря высокой температуре горения, с течением времени медное изделие чернеет. В процессе химической реакции медь преобразуется в оксид:

2Cu + O₂ = 2CuO

Затем опускаем медную проволоку в раствор соляной кислоты. Сразу же видим, как бесцветный раствор становится бирюзовым. Такой цвет характерен для хлорида меди, который образуется в процессе реакции:

CuО + 2HCl = Cu­Cl₂ + H₂О

Медная проволока снова стала светло-кирпичной.

Неокисленная (слева) и окисленная (справа) медная проволока

[Wikipedia]

Также черная медная проволока восстанавливается с помощью этилового спирта. Для этого во флакон с этиловым спиртом опускаем медное изделие, и оно снова приобретет привычный золотистый цвет. Таким образом, в результате сложной химической реакции этиловый спирт окисляется до уксусного альдегида. Нажмите здесь, чтобы провести интересные опыты с медью.

Вернуть потемневшей медной проволоке первоначальный цвет можно также солью хлорида аммония.

[Deposit Photos]

При этом будет протекать химическое взаимодействие:

CuО + 2N­H₄­Cl = 2NH₃ + H₂О + Cu­Cl₂

Для этого раскаленную проволоку опускаем на донышко фаянсовой тарелки с хлоридом аммония (NH₄­Cl). В результате реакции будет выделяться газ аммиак, а потемневшее медное изделие снова приобретет рыжий оттенок.

Проводите химические эксперименты очень осторожно: аккуратно работайте с газовой или спиртовой горелкой, а также с соляной кислотой и другими агрессивными веществами.

Твитнуть

Отправить

Больше статей о химии:

  • Опыт «Золотой дождь»
    Как получить блестящие золотистые кристаллы
  • Эксперимент «Натрий на воде»
    Почему металл не тонет, а бегает по воде?

Делайте эксперименты дома!

Волшебная жидкость

Узнать больше

Где найти медь в Minecraft и для чего она используется

Хотите узнать, как найти медь в Minecraft и для чего она используется? Правильно: медь теперь есть в Minecraft с обновлением 1. 17, и боже мой, это сложный ресурс. Медь может быть превращена во всевозможные очаровательные декоративные блоки, а также в пару очень причудливых предметов оборудования.

Ниже мы расскажем вам , как найти медь в Minecraft , а затем мы рассмотрим все что вы можете сделать с медью , когда она у вас есть.

Смотреть на YouTube

Где найти Медь в Майнкрафте

Медь добывается путем добычи блоков Медной руды. Из каждого блока медной руды, который вы добываете, выпадает 2 или 3 сырой меди, которые вы можете переплавить в медные слитки в печи.

Блоки медной руды появляются в жилах, таких как железная руда, и они могут появляться в любом подземном биоме, независимо от вашего сида Minecraft. Медь чаще всего встречается на уровнях Y 47-48, но вы можете найти их довольно часто практически на любой глубине ниже уровня моря (уровень Y 64). Бриллианты.

Медная руда также может появляться в Deepslate на дне мира, хотя это происходит реже, и блок станет Deepslate Copper Ore. Это станет более важным, когда Deepslate станет большей частью генерации мира после выхода обновления Minecraft 1.18. . Однако его все еще можно добывать так же, как и обычные блоки медной руды.

После того, как вы нашли жилу медной руды, вы можете добывать каждый медный блок любой каменной киркой или более высокого качества. Если у вас есть зачарованная кирка Fortune, рекомендуется использовать кирку, так как это увеличит количество необработанной меди, которую вы получаете от каждого блока.

Если у вас возникли проблемы с обнаружением медной руды, вы можете использовать пакет текстур, который мы обсуждаем в нашем лучшем руководстве по пакетам текстур Minecraft, в котором руды выделены, чтобы их было легче найти.

Что я могу сделать с медью в Minecraft?

Сырая медь сама по себе бесполезна. Вы можете разместить 9 из них в сетке 3×3, чтобы снова создать блок медной руды, но это не очень интересно.

Вместо этого вы должны переплавить сырую медь в медные слитки в печи. С помощью медных слитков вы можете изготовить следующие :

  • Медный блок: 9 медных слитков в сетке 3×3;
  • Подзорная труба: 1 медный слиток над другим медным слитком, с осколком аметиста сверху;
  • Громоотвод: 3 медных слитка по вертикали.

Медный блок — очень универсальный и интересный декоративный блок. Прежде всего: со временем окисляется , что в Minecraft просто означает, что со временем он приобретает зелено-бирюзовый оттенок при воздействии воздуха. Сам блок проходит через 4 разных этапа: обычный, затем незащищенный, затем выветренный и, наконец, окисленный. Каждый этап уменьшает оранжевость и увеличивает зеленость.

Вы можете использовать топор на любом из этих частично окисленных вариантов, чтобы вернуть его на один уровень (например, с окисленного обратно на обветренный).

Вы также можете создать Вощеную версию любого Медного Блока , объединив его с Сотами в окне крафта, что предотвратит этот эффект окисления. Чтобы узнать, как получить соты, прочитайте наше руководство по пчелам в Minecraft. Использование топора на вощеном медном блоке превратит его обратно в обычный медный блок.

Наконец, вы можете разместить 4 медных блока в сетке 2×2, чтобы сделать Разрезанный медный блок , который похож на медную версию блока из каменного кирпича. Эти версии Cut также могут быть оксидированы и покрыты воском, как указано выше.

С таким количеством различных блоков, которые можно сделать из меди, неудивительно, что строители Minecraft в течение некоторого времени были в восторге от меди. Существует безграничное использование меди как в домах, так и в других строительных идеях. Медь особенно хорошо смотрится при хорошем освещении, поэтому для оптимального просмотра убедитесь, что у вас запущен один из лучших шейдеров Minecraft.

Это должно быть все, что касается любопытного случая с Медью в Minecraft. Для получения дополнительной информации о других аспектах обновления Minecraft 1. 17 обязательно ознакомьтесь с нашими страницами о том, как приручить и разводить аксолотлей и как сделать свечи.

Как получить медь в V Rising

Хотите знать, как получить медь в V Rising? Обычно в играх на выживание и ремесле доступ к меди знаменует собой веху в вашем прогрессе, поскольку позволяет создавать широкий спектр улучшенных инструментов и конструкций. V Rising не является исключением, и вы обнаружите, что не сможете далеко уйти без большого количества медной руды, которую можно превратить в слитки.

Ниже мы расскажем, где найти медные камни в V Rising. Мы также объясним, что вам нужно для добычи медной руды, а затем как переработать эту руду в гораздо более полезные медные слитки.

Смотреть на YouTube

Вы только что проснувшийся вампир в мире V Rising? Ознакомьтесь с нашим полным руководством для начинающих, чтобы узнать, как стать самым могущественным кровопийцей на вашем сервере.

Медь — один из самых важных ресурсов в V Rising. Он используется для ковки следующего уровня оружия и снаряжения после костяных инструментов, а также множества важных зданий и улучшений.

Медь можно получить, добывая камни оранжевого цвета, разбросанные по ландшафту V Rising. Но если вы хотите получить как можно больше меди в кратчайшие сроки, вам следует отправиться в Медный рудник в Фарбейнском лесу. Посмотрите на карту ниже, чтобы увидеть, где именно вам нужно идти, чтобы найти его.

Этот медный рудник заполнен оранжевыми камнями, из которых вы можете собирать медную руду. Также обычно вокруг рудника разбросаны сундуки, которые вы можете открыть, чтобы найти различные предметы, в том числе больше меди.

Медные камни со временем отрастают, так что это возобновляемый ресурс. Вам просто нужно продолжать возвращаться, чтобы разбить их, пока у вас не будет достаточно меди для ваших нужд.

Как добывать медь

Чтобы добывать медь, , вам нужно изготовить усиленную костяную булаву . Обычная костяная булава может разрушать обычные камни, но для разрушения медных камней вам понадобится что-то покрепче.

Чтобы сделать усиленную костяную булаву, вам сначала нужно сделать простой верстак. И для простого верстака, и для усиленной костяной булавы требуются деревянные доски, поэтому, если вы не знаете, как их получить, обратитесь к нашему руководству о том, как использовать лесопилку в V Rising.

Если вам случится найти несколько очень больших валунов меди, вы обнаружите, что даже ваша усиленная костяная булава не сможет их разбить. Чтобы добывать из больших валунов, вам понадобится взрывчатка, которую вы можете изготовить с помощью серы на алхимическом столе.

Как переплавить медную руду в медные слитки

Чтобы переплавить медную руду, вам нужно построить печь рядом с Сердцем замка. Для изготовления печи требуется 480 единиц камня и 60 единиц медной руды, но после того, как она будет завершена, вы можете поместить внутрь нее медную руду, и со временем она автоматически превратит руду в очищенные медные слитки, которые используются для множества других целей.

Published by admin