МІДНА ПРОМИСЛОВІСТЬ
МІДНА ПРОМИСЛОВІСТЬ. Мідь була одним з перших металів, якими навчився користуватися людина, і найбільш широко застосовувався металом від початку писемної історії до періоду Середніх століть, коли були розроблені промислові способи отримання заліза, а потім і стали. У наші дні, незважаючи на наявність безлічі металів, сплавів та інших матеріалів, мідь зберігає своє значення.
Мідні руди.
Численні родовища міді знаходяться на заході і південному заході США. а також в шт. Мічиган і Теннессі. Значні запаси мідних руд в Чилі. Росії (Урал), Казахстані (Джезказган), Канаді. Замбії і Заїрі. родовища є також у Польщі. Перу. на Філіппінах. в Австралії. в КНР. Мексиці і низці інших країн.
Головним джерелом для отримання міді служать сульфідні руди, що містять найчастіше халькопирит CuFeS2. званий мідним колчеданом (35% міді), або інші сірчисті мінерали міді, наприклад халькозин Cu2 S (70% міді). Однак мідні мінерали супроводжуються великою кількістю порожньої породи - розкриву і породних домішок. Тому перед плавкою руду піддають збагаченню.
Металургія.
Майже вся мідь виробляється з сульфідних руд. У процесі збагачення руди флотацією одержують концентрат, що містить до 35% міді, і плавлять його на штейн. Штейн - це суміш сульфідів міді і заліза, що містить до 60% міді. Окисленням штейну отримують чорнову мідь (містить до 98% міді), яку рафінують до металу високої чистоти, що надходить на ринок.
Збагачення.
Збагачення низькоякісних (бідних) руд проводиться методом пінної флотації. Подрібнену руду змішують з водою, невеликою кількістю масла, поверхнево-активною речовиною, піноутворювачем, і суміш перемішують в баку флотаційного машини. Частинки сульфіду збираються на поверхні і несуться піною, а порода, яка не містить міді, осідає на дно.
Плавлення.
Концентрат, до якого доданий пісок або карбонат кальцію, нагрівають до розплавлення. При цьому частина заліза видаляється у вигляді силікату заліза, а сірка частково окислюється в оксид сірки. Мідний розплавлений штейн збирається на поду печі; його заливають у бочкоподібний циліндричний конвертер з боковим поруч фурм і продувають повітрям. По завершенні процесу металева мідь, що утворилася в результаті окислення сірки (Cu2 S + O2 ® 2Cu + SO2), розливається по изложницам. При охолодженні цієї чорнової міді (з концентрацією Cu
98%) з неї виділяється розчинений діоксид сірки, тому її поверхня має пухирчастий вид. Діоксид сірки, що виділяється в процесі плавки і конвертерної переробки, вловлюється, і з нього отримують сірчану кислоту, яку або продають, або використовують для вилуговування оксидних руд з породних відвалів.
Вилуговування.
Це інший, гідрометалургійний метод переробки деяких мідних руд. Вилуговуванням сірчаною кислотою з розмеленої оксидной руди отримують розчин сульфату міді. (Раніше вилуговування вироблялося в великих резервуарах, але в наш час воно здійснюється здебільшого на місці, безпосередньо в породних відвалах або в масі розмеленої руди.) Розчин очищають методом екстракції розчинником, а потім піддають електролізу, що дає на катоді мідь високої чистоти. Іноді руду витравлюють із застосуванням бактерій, які сприяють необхідному окисленню з перекладом міді в кислі розчини. Шахтні води, що відкачуються з міднорудних шахт, часто містять велику кількість міді в формі розчинених сполук. Для уловлювання цієї міді шахтні води використовують в процесі вилуговування.
Рафінування.
Майже вся чорнова мідь рафинируется послідовно двома методами - вогневим (пірометаллургічним) і електролітичним. Вогневим рафінуванням в відбивних печах з чорнової міді видаляють домішки Fe, Zn, Co, Ni і сірку у вигляді оксидів, а потім розчинені гази, після чого мідь раскисляют. Раніше для видалення розчинених газів з міді і відновлення Cu2 O в метал ванни занурювали сирі дерев'яні жердини, деревина яких виділяє газоподібні вуглеводні, бурхливо перемішують розплав. Тепер сиру деревину замінюють природним газом, паромазутні сумішшю, вуглеводневими побічними продуктами інших виробництв. Після вогневого рафінування мідь подають на розливні машини для відливання анодів - квадратних плит з вушками для підвішування в електролізері. Аноди поміщають в ванни з підкисленим розчином сульфату міді. Катодом служить тонкий лист з чистої міді. У процесі електролізу мідь і інші основні метали (залізо, цинк, свинець і нікель) розчиняються, залишаючи на аноді шлам срібла, золота і платини. Різниця електропотенціалів міді та інших основних домішкових металів досить велика для того, щоб мідь в кислому розчині вибірково осаджувалася на катоді з чистотою близько 99,9%.
Застосування.
Мідні сплави - це група поширених сплавів, властивості яких змінюються в широких межах. Деякі сплави міді, що містять кадмій, хром, срібло або телур, мають високу міцність при високій технологічності і хорошою електропровідності. Найбільш відомими і широко вживаними сплавами міді є латуні (сплави з цинком) і бронзи (сплави з оловом).
Мідеплавильне виробництво - розвиток і перспективи. Алма-Ата, 1978
Ванюков А.В. Уткін М.І. Комплексна переробка мідного і нікелевого сировини. Челябінськ, 1988