Курсовая работа: Производство меди
В химическом отношении медь - малоактивный металл, хотя и соединяется непосредственно с кислородом, серой, галогенами и некоторыми другими элементами.
При обычной температуре сухой воздух и влага в отдельности не действуют на медь, но во влажном воздухе, содержащем СО2 , медь покрывается защитной зеленой пленкой основного карбоната [CuСОз • Cu (ОН) 2 ], являющегося ядовитым веществом.
В ряду напряжений медь располагается правее водорода - её нормальный потенциал равен +0,34 В. Поэтому в растворах таких кислот, как соляная и серная, в отсутствие окислителя медь не растворяется. Однако в присутствии окислителя и в кислотах, одновременно являющихся окислителями (например, азотная или горячая концентрированная серная), медь растворяется легко.
В присутствии кислорода и при нагревании медь хорошо растворяется в аммиаке, образуя устойчивые комплексные соединения
Cu (NH3 ) C03 и Сu2 (МН3 ) 4 СОз.
При температурах красного каления медь окисляется с образованием оксида СuО, который при 1000-1100°С полностью диссоциирует по реакции: 4СuО= 2Cu2O + О2 .
Оба оксида меди легко восстанавливаются при температуре около 450 °С и малой концентрации восстановителя.
С серой медь может образовывать два сульфида: сернистую (CuS) и полусернистую (Cu2 S) медь. Сернистая медь устойчива лишь при температурах ниже 507 °С. При более высоких температурах она разлагается на полусернистую медь и элементарную серу:
4CuS=Cu2S + S2 .
Таким образом, при температурах пирометаллургических процессов из оксидов и сульфидов фактически могут существовать только Си2 О и Cu2 S, в которых медь одновалентна.
Медь и ее сульфид являются хорошими коллекторами (растворителями) золота и серебра, что делает возможным высокое попутное извлечение благородных металлов при производстве меди.
Кроме благородных металлов, медь способна сплавляться со многими другими металлами, образуя многочисленные сплавы.
Ниже приводится приблизительный состав некоторых сплавовна основе меди,%*: бронза (обычная) - 90 Си, 10 Sn; латунь (обычная) - 70 Сu, 30 Zn; мельхиор - 68 Сu, 30 Ni, IMn, IFe; нейзильбер - 65 Сu,20 Zn, 15 Ni; константан - 59 Сu, 40 Ni, IMn. Для изготовления украшений пригоден золотистый сплав, содержащий,%: 85 Сu, 12 Zn, 2 Sn.
Перечисленные выше характерные свойства меди обусловливают многочисленные области ее применения. Основными потребителями меди и ее соединений являются:
1) электротехника и электроника (провода, кабели, обмотки электродвигателей, токопроводящие шины, детали радиоэлектронных приборов, печатные схемы и др.);
2) машиностроение (теплообменники, опреснительные установки и др.);
3) транспорт (детали и узлы железнодорожных вагонов, автомобилей, самолетов, морских и речных судов, тракторов и др.);
4) магнитогидродинамические генераторы;
5) ракетная техника;
6) строительные материалы (кровельные листы, детали декоративных архитектурных украшений);
7) химическая промышленность (производство солей, красок, катализаторов, ядохимикатов и др.);
8) изделия и приборы бытового назначения;
9) сельское хозяйство (для защиты растений от болезней и вредителей, например медный купорос CuSO4 • 5Н2 О).
Для промышленно развитых стран потребление меди характеризуется следующими примерными цифрами,% от общего потребления:
Электротехника и электроника 45 - 50
Транспорт 5 - 10
Машиностроение 10 - 15
Строительные материалы 8 - 10
Химическая промышленность 3 - 6