producția de cupru Rezumat - Banca de rezumate, eseuri, rapoarte, documente de termen și disertații

La disciplina: tehnologia de metal 1

Topirea mată de cupru 8

b) Incinerarea sulfură de fier sulf 9

Conversia mată de cupru 11

Cupru rafinare 13

Pentru cupru de puritate nevoie de ardere cupru brut și supus la rafinarea electrolitică, și în care, în plus față de eliminarea impurităților nocive se poate elimina, de asemenea, metale prețioase. Foc rafinarea cuprului brut se realizează în cuptoare, cuptoare cu reverberație care seamănă folosite pentru topirea concentratelor mata de cupru. Electroliza a fost efectuat în băi futurovannyh interior plumb sau vinil plastic. 14

REFERINȚE 14

Separarea metalelor și neferoase este condiționată. De obicei, la metale neferoase includ fier, mangan și crom, și alte metale la culoare. Metalele neferoase pe termen nu ar trebui să fie luate literal. De fapt, există doar două metale neferoase: cupru, roz și aur galben, și

Cupru (Cuprum latină.) - un element chimic. Unul dintre cele șapte metale, cunoscut inca din antichitate. Conform unor date arheologice - de cupru a fost bine cunoscut pentru egipteni inca 4000 de ani înainte de Hristos. Introducerea cuprului uman se referă la o vârstă mai devreme decât fierul; acest lucru se datorează pe de o parte o constatare frecventă în cupru liber poate face față cu suprafața pământului, iar pe de altă parte - ușurinței sale comparative de preparare a compușilor. Grecia și Roma antică a primit de cupru din insula Cipru (Cyprum), de unde și numele Cuprum ei. Cuprul este deosebit de important pentru echipamentul electric.

Conductivitatea electrică a cuprului este a doua între toate metalele, după argintul. Dar, în aceste zile toate firele electrice ale lumii care au folosit pentru a lua aproape jumătate din cupru topit, sunt din ce în ce realizate din aluminiu. El este mai rău comportamentul actual, dar este mai ușor și mai accesibil. Cuprul este la fel ca multe alte metale neferoase, acesta devine foarte puține. Dacă în secolul al 19-lea. cuprul extras din minereuri, care conținea 6-9% din acest element, acum 5% minereuri de cupru Configuratie sunt considerate foarte bogate, și industria multe țări minereu reciclează în care doar 0,5% cupru.

Cuprul este unul dintre elementele esențiale urme. Este implicată în procesul de fotosinteză și asimilarea azotului de către plante, acesta promovează sinteza de zaharuri, proteine, amidon, vitamine. Cel mai adesea, cuprul este introdus în sol sub formă de pentahidrat de sulfat - sulfat de cupru. În cantități semnificative, este toxic, ca și mulți alți compuși de cupru, în special pentru organisme inferioare. În doze mici, cuprul este esențial pentru toate lucrurile vii.

Astfel, separarea metalelor și neferoase este condiționată. De obicei, la metale neferoase includ fier, mangan și crom, și alte metale la culoare. Metalele neferoase pe termen nu ar trebui să fie luate literal. De fapt, există doar două metale neferoase: cupru, roz și aur galben, precum și în ceea ce privește alte metale nu se poate vorbi despre culorile lor și diferite nuanțe, mai ales tonuri de gri-argintiu sau roșu.

De asemenea, metale neferoase condiționat pot fi împărțite în patru grupe:

Metale grele - Cu, Ni, Pb, Zn, Sn;

Metale ușoare - Al, Mg, Ca, K, Na, Ba, Be, Li;

metale nobile - Au, Ag, Pt și sateliții săi naturali

Cupru - element chimic din grupa I a sistemului periodic Mendeleev; numărul atomic 29, masa atomica 63.546. Temperatura Plavleniya- de 1083 ° C; temperatura de fierbere - 2595 ° C; densitate - 8,98 g / cm 3. Conform clasificării geochimice VM Goldschmidt, calcofilă cupru se referă la elemente cu o mare afinitate pentru S, Se, Te, ocupând porțiunea ascendentă a curbei volumelor atomice; Acestea sunt concentrate în mantaua inferioară sulfidnooksidnuyu formează un înveliș.

Prin valență 1 includ o legătură profundă, sulfurile primare și cuprita mineral - Cu2O. Toate celelalte minerale, aproximativ o sută de valență responsabil doi. Raza de cupru monovalent .96, iar acest lucru corespunde CE - 0,70. Valoarea cuprici raza atomica - 1,28; rază ionică de 0,80.

Foarte interesant este măreția potențialului de ionizare: un electron - 7.69, pentru două - 20.2. Ambele cifre sunt foarte mari, în special al doilea, arătând marea dificultate de separare a electronilor exteriori. Cuprul monovalent este ravnokvantovoy și, prin urmare, conduce la săruri incolore și complexe slab colorate, în timp ce raznokvantovya două săruri valent de cupru caracterizate colorație în combinație cu apa.

Cupru - relativ mic de metal activ. Uscat cupru aer și oxigen nu este oxidat în condiții normale. Este destul de ușor să reacționeze cu halogeni, sulf, seleniu. Dar, cu hidrogen, carbon și azot nu au reacționat cupru, chiar și la temperaturi ridicate. Acid, proprietăți non-oxidante ale cuprului nu acționează.

atomi Electronegativitate - abilitatea când aderarea compusului de a atrage electroni. Electronegativitate Cu 2+ - 984 kJ / mol, Cu + - 753 kJ / mol. Elemente cu brusc variind EO formează o legătură ionică și elemente cu EO similară - covalente. Sulfurile de metale grele au legătură intermediar legătură covalentă cu o pondere mai mare (EO y S-1571 Cu-984, Pb-733). Cuprul este un element amfoter - formează cationi și anioni în crusta.

Cuprul este mai mult de 198 de minerale din care sunt importante pentru industria de doar 17, de preferință, sulfuri, fosfați, silicați, carbonați, sulfați. Principalele minerale de minereu sunt calcopirita CuFeS2. covalita CuS, bornit CU5 FeS4. chalcocite Cu2 S.

Oxizii: tenor, cuprita. Carbonații: malachit, azurit. Sulfate: chalcanthite, brochantit. Sulfurile: covalita, chalcocite, calcopirita, bornit.

Pure Cupru - maleabil, roșu metalic ductil, roz în fractură, în straturi foarte subțiri pe clearance-ul de cupru arată albastru-verzui. Aceste culori sunt tipice pentru mulți dintre compușii de cupru, atât în stare solidă și în soluție.

Coborârea de culoare cu creșterea valența se poate observa din următoarele două exemple:

CuCI - alb, Cu2 O - roșu, CuCI2 + H2O - Albastru, CuO - negru

Carbonații caracterizat prin culoarea albastru și verde, cu condiția ca conținutul de apă decât caracteristica practică interesantă planificată pentru căutare.

Importanța practică sunt: cupru native, sulfuri, carbonați și sulphosalts (silicați).

MATERII PRIME PENTRU PRODUCȚIA DE CUPRU

Pentru cupru minereu de cupru utilizat, și deșeuri de cupru și aliajele sale. Minereul conține 1-6% cupru.

Minereurile de cupru este, de obicei sub formă de compuși cu sulf (pirita de cupru sau calcopirită CuFeS2. Chalcocite Cu2 S, covelline CuS), oxizi (cuprita Cu2 O, tenorita CuO) sau hidrogen (CuCO3 malachit # 61655; Cu (OH2), azurit 2CuCO3- # 61655; Cu (OH) 2).

Gangă constând din FeS pirita, cuart SiO2. carbonați de calciu și magneziu (MgCO3 și CaCO3), precum și diferite silicați care conțin Al2 O3. CaO, MgO și oxizi de fier.

In minereuri, uneori, conține cantități semnificative de alte metale: zinc, staniu, nichel, aur, argint, siliciu și altele.

Minereul este împărțit în sulfura, oxidat și se amestecă. minereuri sulfuroase sunt, în general, originea primară și a minereurilor oxidice sunt formate prin oxidarea minereurilor sulfuroase de metal.

În cantități mici, se găsesc așa-numitele pepite minereuri în care cuprul este într-o formă liberă.

CUPRU pirometalurgice de.

Există două metode de recuperare a cuprului din minereuri și concentrate: hidrometalurgice și pirometalurgice.

Prima dintre ele nu este utilizat pe scară largă. Acesta este utilizat în prelucrarea minereurilor native și sărace oxidați. Această metodă este în contrast cu pirometalurgie nu permite să extragă simultan cu metale prețioase din cupru.

A doua metodă este adecvată pentru prelucrarea minereurilor și este deosebit de eficient atunci când minereurile sunt supuse la îmbogățire.

Baza acestui proces este de topire, în care masa topită este separată în două straturi de lichid, mată-zgură și sulfuri din aliaj din aliaj de oxizi. Topitura vine fie de minereu de cupru sau concentrat de cupru minereuri calcinate. Concentratele calcinarea se realizează pentru a reduce conținutul de sulf la valori optime.

Mată lichid este purjat cu aer în convertizoare pentru oxidarea sulfurii de fier, transferul de fier la zgură și separarea cuprului brut.

Cuprul brut este supus în continuare la rafinare - purificare din impurități.

Prepararea minereurilor de topire.

Majoritatea minereu de cupru este îmbogățit printr-un proces de flotație. Rezultatul este un concentrat de cupru care conține 8-35% Cu, 40-50% S, 30-35% Fe și gangă în principal constituenți care sunt SiO2. 2O 3 și CaO.

Calcinarea asigură o bună amestecare a tuturor componentelor lot, și încălzirea acestuia până la 550-600 0 C și, în cele din urmă, pentru a reduce consumul de combustibil într-un cuptor cu reverberație de două ori. Cu toate acestea, declansati taxa de topire crește oarecum pierderile de cupru din zgură și praf antrenării. Prin urmare, concentrate de cupru, de obicei, bogate (25-35% Cu) sunt topite fără ardere, și săraci (8-25% Cu) a fost supus calcinării.

CONCENTRATES Temperatura de ardere utilizată vatră multiplă cu o supraîncălzire mecanică. Aceste cuptoare funcționează continuu.

Topirea mată de cupru

mată de cupru, constând în principal din cupru și sulfură de fier (Cu2 S + FeS = 80-90%) și alte sulfuri și oxizi de fier, siliciu, aluminiu și calciu, este topit în cuptoare de diferite tipuri.

minereuri complexe conținând aur, argint, seleniu și telur, este recomandabil să se îmbogățească, astfel încât a fost transferat la concentrat, nu numai cupru, dar aceste metale. Concentratul a fost topit în mata în cuptorul cu reverberație sau electric.

Sulf, pur proces expedient minereu de cupru în furnale.

Când un conținut ridicat de sulf minereu este recomandabil să se folosească așa-numitul cupru sulfuric topire proces într-un cuptor cu cuvă, cu gazele prin captarea și eliminarea lor din sulf elementar.

Cuptorul este încărcat cu minereu de cupru, calcar, cocs și produse actuale. Se încarcă sunt porțiuni separate de materii prime și cocs.

Nivelurile superioare ale minei este un mediu reducător, iar în partea inferioară a cuptorului - oxidant. Straturile inferioare ale încărcăturii sunt topite și se coboară treptat spre fluxul de gaze fierbinți. Temperatura la tuyere ajunge la 1500 0 C la partea superioară a cuptorului este egal cu circa 450 0 C.

O astfel de temperatură ridicată a gazelor de evacuare este necesară pentru a permite curățarea prafului înainte de condensarea vaporilor de sulf.

În partea inferioară a cuptorului, în principal, la diuze apar ca urmare a proceselor principale:

a) carbon ardere cocs

b) Incinerarea sulfură de fier sulf

c) Studii de silicat de fier

Gaze conținând CO2. SO2. excesul de oxigen și azot, trec în sus prin coloana de încărcare. În acest fel, căldura este schimbată între gazele și ele încărcătura și CO2 este reacționat cu un amestec de carbon. La temperaturi ridicate, CO2 și SO2 recuperat cocs de carbon și în care monoxidul de carbon, sulfura de carbon și carbonil sulfurat format:

SO2 + 2C = COS + CO

Nivelurile superioare ale piritei cuptor se descompune conform reacției:

La o temperatură de circa 1000 0 C mai topi eutectică fuzibil de FeS și Cu2 S, formând astfel o masă poroasă.

Porii debitul masic sulfurilor topit are loc cu curentul de gaz fierbinte în creștere și în care reacțiile chimice, cele mai importante dintre care sunt enumerate mai jos:

a) formarea de sulfură de cupru cu oxid cupros

b) formarea de oxizi de silicați de fier

c) descompunerea CaCO3 și formarea de silicat de var

d) recuperarea dioxidului de sulf la sulf elementar

După cum se obține un rezultat al matei de topire, care conține 8-15% Cu, zgură constă în principal din silicați, fier și var, gaz de furnal care conține S2. COS, H2S și CO2. Din primul praful osazhayut de gaz, apoi este recuperat din sulf (până la 80% S)

retopire scăzut de topire concentrate, așa cum sa menționat deja, folosesc cuptoare reflectorizante și electrice. Uneori cuptoarele direct deasupra unei platforme cuptor cu reverberație, astfel încât să nu se răcească concentrat prăjită și să le utilizeze cald.

Deoarece taxa în cuptorul de încălzire în urma reacțiilor de reducere a oxidului de cupru și oxizi de fier mai mare:

6CuO + FeS = 3Cu2 O + SO2 + FeO;

Reacția rezultată oxid cupros Cu2 O cu FeS obținute Cu2 S:

sulfurilor de cupru și fier, fiind aliat unul cu celălalt, formează mata primar și silicați de fier topit, care curge în jos de-a lungul pante de suprafață, dizolvat alți oxizi și formează o zgură.

Metale prețioase (aur și argint) nu se dizolvă în zgură și, practic, aproape complet transformată în mat.

Topire mata reflectivitate cu 80-90% (în greutate) constă din sulfuri de cupru și fier. Stein cuprinde,%: 15-55 cupru; 15-50 de fier; 20-30 S; 0,5-1,5 SiO2; 0,5-3,0 Al2 O3; 0,5-2,0 (CaO + MgO); aproximativ 2% Zn și mici cantități de aur și argint. Zgura este format în principal din SiO2. FeO, CaO, 2O 3 și conține 0,1-0,5% cupru. Recuperarea cuprului și a metalelor prețioase din mată ajunge la 96-99%.

Conversia matei de cupru

In 1866, inginerul român G. S. Semennikov sugerează utilizarea unui convertor de tip Bessemer pentru suflare mat. Purjarea aerului de sub mată furnizată numai primirea polusernistoy de cupru (aproximativ 79% cupru) - așa-numitul alb mat. Mai departe de purjare a dus la solidificare a cuprului. In 1880, inginerul român a propus convertor de purjare suflare laterală mată, făcând posibilă obținerea cuprului brut în convertoare.

Converter face o lungime de 6-10, cu un diametru exterior de 3-4 m. Performanța într-o singură operație este de 80-100 m. Caramida convertor de subsol magnezită. Vărsarea mată și de evacuare a produselor topite se realizează prin gura convertizorului, situat în partea de mijloc a corpului său. Prin aceeași duza se îndepărtează gazele. Duzele pentru injectarea de aer sunt dispuse de-a lungul generatoarei suprafeței convertorului. Numărul de lănci este de obicei 46-52, iar diametrul prăjinii - 50mm. Debitul de aer atinge 800 m 2 / min. convertor mată este turnat și un flux de cuarț fed conținând 70-80% SiO2. și, de obicei, o anumită cantitate de aur. Acesta este servit în timpul topirii, folosind o sarcină pneumatică printr-o gaură rotundă în peretele de capăt al convertorului sau încărcat prin gura convertizorului.

Procesul poate fi împărțită în două perioade. Prima perioadă (oxidarea sulfurii de fier pentru a obține un alb mat) dureaza aproximativ 6-024 ore, în funcție de conținutul de cupru al matei. Se incarca flux de cuarț începe de la începutul epurării. Odată cu acumularea de zgură este parțial îndepărtată și se toarnă într-o nouă porțiune din mată convertor sursă, menținerea unui anumit nivel în mata convertor.

În prima perioadă următoare reacții de oxidare sulfurat:

2FeS + 3O2 = 2FeO + 2SO2 + 930 360 J.

În timp ce există FeS, oxid de cupru nu este stabil și este convertit în sulfura:

Feros zgură de oxid se adaugă la SAW convertor cuarț:

Cu o lipsă de oxid de fier SiO2 este oxidat la magnetit:

6FeO + O2 = 2Fe3 O4. care trece în zgură.

Temperatura din mată turnat, ca urmare a apariției acestor reacții exoterme crește de la 1100-1200 pana la 1250-1350 0 C. Temperaturile ridicate sunt nedorite și, prin urmare, atunci când suflare matele săraci care conțin multe FeS, adăugat racitoare - solid cupru mat spleski.

În a doua perioadă, denumită reacție durează aproximativ 2-3 ore, cupru blister este produs din alb mat. Pe parcursul acestei perioade, sulfura de cupru este oxidat și cuprul este eliberat prin reacția de schimb:

Astfel, ca rezultat al epurării se obține cuprul brut care conține 98,4-99,4% - cupru, 0.01-0.04% fier, .02-0.1% sulf, și o cantitate mică de nichel, staniu, arsenic , argint, aur și zgură de convertor care conține 22-30% SiO2. 47-70% FeO, aproximativ 3% Al2 O3 și 1,5-2,5% cupru.

rafinarea cuprului

Pentru cupru de puritate nevoie de ardere cupru brut și supus la rafinarea electrolitică, și în care, în plus față de eliminarea impurităților nocive se poate elimina, de asemenea, metale prețioase. Foc rafinarea cuprului brut se realizează în cuptoare, cuptoare cu reverberație care seamănă folosite pentru topirea concentratelor mata de cupru. Electroliza a fost efectuat în băi futurovannyh interior plumb sau vinil plastic.

CONCLUZIE

Cuprul este utilizat pe scară largă. De exemplu, cuprul pur este utilizat pentru industria electrotehnică.

Sunt importante alamă aliaje de cupru (aliaje de cupru-zinc), bronz (aliaj de cupru-staniu), bronz cu aluminiu (aliaj de aluminiu de cupru), argint nichel (un aliaj de cupru cu fier, nichel și mangan), și altele.

Sărurile de cupru utilizate în agricultură pentru combaterea dăunătorilor, ca micronutrienți, precum și catalizatori în sinteza chimică.

REFERINȚE

Tehnologia Arhipov V. V. metal și alte materiale de construcție.

M. "Liceul" - 1968

Voskoboynikov VG General Metalurgie. M. - Metalurgie, - 1985

Tehnologia de materiale de construcții. / Ed. Dalskogo A. M. - M. "Inginerie", - 1985