Производство меди

Алан-э-Дейл       05.11.2022 г.

Плавление меди в домашних условиях

В домашних условиях медные сплавы возможно плавить несколькими способами. При использовании любого из методов, понадобятся сопутствующие материалы:

  • тигель – посуда, изготовленная из закаленной меди или другого огнеупорного металла;
  • древесный уголь, понадобится в роли флюса;
  • крюк металлический;
  • форма будущего изделия.

Наиболее легким вариантом для плавления является муфельная печь. В емкость опускаются куски материала. После установки температуры плавления процесс можно наблюдать через специальное окошко. Установленная дверца позволяет удалять образованную в процессе оксидную пленку, для этого понадобиться заранее подготовленный металлический крюк.

Вторым способом плавления в домашних условиях является использование горелки или резака. Пропан – кислородное пламя отлично подойдет для работ с цинком или оловом. Куски материалов для будущего сплава помещаются в тигель, и нагреваются мастером произвольными движениями. Максимальная температура плавления меди может быть достигнута при взаимодействии с пламенем синего цвета.

Плавка меди в домашних условиях подразумевает работу с повышенными температурами. Приоритетом служит соблюдение техники безопасности. Перед любой процедурой следует одеть защитные огнеупорный перчатки и плотную, полностью закрывающую тело одежду.

https://youtube.com/watch?v=J1Y2pxhoefI

Общее понятие о хозяйственном комплексе и его структуре

В процессе своего развития человек непрерывно сталкивается с проблемой удовлетворения своих потребностей. Суть проблемы заключается в том, что потребности человека безграничны, а возможности их удовлетворения очень ограничены.

Потребностями называют субъективные ощущения человеком нужды в чем-либо. Средство, способное удовлетворить возникающую потребность называется благом.

Часть благ являются бесплатными – атмосферный воздух, вода из ручья и т.п. Но большую часть благ необходимо создавать (экономические блага). Поэтому они обладают определенной рыночной стоимостью и потребительской ценностью. Равновесный показатель этих величин образует рыночную цену. Экономические блага создаются в процессе труда.

Трудом называется сознательная деятельность человека по созданию материальных или духовных благ. Изготовление (создание) материальных и духовных благ в массовом масштабе называется производством.

Но само производство это только основной процесс. Для его обслуживания требуются также определенные операции и предприятия. Так формируется хозяйственный комплекс (или экономика).

Определение 1

Экономикой называется совокупность предприятий, взаимодействующих между собой в процессах изготовления, обмена, распределения, реализации и потребления материальных и духовных благ.

Экономика является основой, базисом формирования и развития общества и социально-экономических формаций. Это очень разветвленная и сложная система. Как и любая сложная конструкция, хозяйственный комплекс имеет свое строение (структуру). Экономике свойственны отраслевая и территориальная структуры.

Отраслевой структурой называется разделение хозяйственного комплекса на отдельные отрасли и межотраслевые образования.

Отрасль – это совокупность предприятий и организаций, выпускающих однородную продукцию или выполняющих подобные однотипные операции.

Экономика любой развитой страны имеет разветвленную отраслевую структуру, в которой выделяют несколько основных направлений (макроотраслей), которые в свою очередь делятся на разделы (отрасли более низкого порядка). Так, например, выделяют следующие макроотрасли:

  • промышленность;
  • сельское хозяйство;
  • транспорт и связь;
  • строительство;
  • непроизводственная сфера.

В промышленности можно выделить крупные блоки отраслей: металлургия, машиностроение, химическая промышленность, энергетика и пр. Металлургию делят на черную и цветную. В цветной металлургии выделяют отрасли в зависимости от производимого металла. Все деление на отрасли относительно условно. В каждой стране возможны свои системы отраслевого деления национальной экономики.

Территориальной структурой экономики называют распределение предприятий по территории страны или региона.

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.

Значение меди в мире

Особенности меди

Медь была одним из первых металлов, которые узнала и стала использовать человеческая цивилизация. Производство ее человек изобрел раньше, чем железо.

Медь – второй после алюминия наиболее потребляемый мировой экономикой цветной металл.

Название свое это металл получил от имени острова Кипр.

Из чего она состоит? В ее структуре множество кристаллов: никель, цинк, молибден, золото, кальций, серебро, свинец, железо, кобальт и многие другие.

А высокая электропроводность сделала ее особенно ценным электротехническим материалом, из которого изготавливают обмотки трансформаторов и генераторов, провода линий электропередачи, внутреннюю электропроводку.

Справка. Ранее на электропровод тратилось до половины всей произведенной в мире меди, то сегодня этим целям служит  более доступный алюминий. А сама медь становится наиболее дефицитным цветным металлом.

Широко используются и сплавы меди – с цинком (латунь), с оловом или алюминием (бронза) и др.

Добыча

Медные руды добываются в 50 странах.

Таб. 1. Крупнейшие производители в мире по итогам 2014-2015 гг.

Страна

2014

2015

тысяч тонн

место

тысяч тонн

место

Весь мир

22 000

19021

Чили

5 750

1

5 764

1

КНР

1 694

2

1 659

2

Перу

1 339

3

1 654

3

США

1 391

4

1 408

4

Австралия

969

5

960

5

ДР Конго

915

7

918

6

Россия

740

6

741

7

Замбия

693

8

705

8

Канада

694

9

690

9

Индонезия

379

587

10

Основные производственные мощности медедобывающих предприятий сосредоточены в Южной Америке. Именно здесь добывается 41,2% мировых объемов медной руды, 19,8% приходится на долю азиатских стран.

Иначе выглядит ситуация в производстве рафинированной меди:

Таб. 2. Сравнительная характеристика объемов добычи рафинированной меди по регионам планеты, тыс. тонн

Медная руда

Рафинированная медь

Весь мир

19021

22211

Северная Америка

2656

1883

Южная Америка

7841

3307

Европа

1864

3764

Азия

3759

11382

Африка

1893

1388

Океания

1008

487

Производство рафинированной меди по итогам за 2015 год сосредоточено в азиатском регионе (51,2%). На долю Южной Америки, лидера добычи медной руды, приходится 14,9%. Здесь он уступает даже Европе.

Рис. 1. Распределение вклада континентов

Почти 80% всей меди было произведено из первичного сырья, оставшиеся 20% выпущены из медного лома. В мировом производстве меди сохраняется высокая консолидация – треть ее (34,8%) в 2015 г приходилось на пятерку крупнейших производителей, в которую входят:

  • Codelco (Чили).
  • Freeport-McMoRan (США).
  • Glencore (Швейцария).
  • BHP Billiton (Австралия).
  • Southern Copper (Мексика).

Справочно. Компания Wood Mackenzie (Brook Hunt) в 2014 году опубликовала прогноз производства меди в мире на период до 2025 года.

Wood Mackenzie — глобальная группа исследований в области энергетики, химических веществ, возобновляемых источников энергии, металлов и горнодобывающей промышленности, имеющая международную репутацию для предоставления всеобъемлющих данных, письменного анализа и консультаций. В 2015 году компания была приобретена американской аналитической компанией и аналитической компанией Verisk Analytics (en.wikipedia.org).

Таб. 3. Прогнозные данные на 2014-2025 год

Год

Тысяч тонн

Год

Тысяч тонн

2014

24 305

2020

25 928

2015

25 830

2021

25 643

2016

26 449

2022

25 553

2017

26 580

2023

25 317

2018

26 517

2024

24 945

2019

26 115

2025

24 713

По данным компании, мировая добыча в 2016 году составила 19,9 млн тонн, а ее производство достигло 22,5 млн.

Запасы

По данным за 2014 год, территории Северной и Южной Америки владели почти 60% всех мировых запасов, больше половины которых зафиксированы в Чили. А в масштабах планеты на долю этой страны приходится 34% залежей этого цветного металла.

На долю РФ приходилось 5% разведанных запасов меди в мире (после Чили, США, Перу и Австралии это 5-е место).

По оценкам геологов, порядка 5 млрд тонн запасов медной руды находится на дне океанов.

Способы добычи минерала

В зависимости от глубины залегания, руда добывается открытым или закрытым методом. Существуют стандарты, которые определяют целесообразность глубины выработки слоев грунта, применение технологий, снижающих их затратность.

Технология работ включает следующее:

  • применение самоходной техники;
  • производство непосредственно извлечения руды;
  • заполнение материалами образовавшиеся пустоты, чтобы сделать дальнейшие работы безопасными.

При открытом способе ископаемые выбираются слоями, это обеспечивает их наиболее полное использование. Для карьеров большой глубины подойдет технология циклично-поточных работ, это зависит от особенностей залегания слоев.

Отрицательные последствия добычи полезных ископаемых

При залегании пластов на глубине от 500 до 1000 м и глубже, удобен закрытый способ добычи меди. Для этого необходимы вибрационные механизмы, производится сплошная выемка породы и доставка ее на поверхность. Образовавшиеся под землей пустоты заполняют, для этого применяют футерованные резиной или базальтовой смолой трубы.

Промышленность по переработке полезных ископаемых экономически выгодно располагать в непосредственной близости к местам их добычи. Здесь же необходимо строить заводы по утилизации отходов после переработки. Это может способствовать выделению различных полезных продуктов. К примеру, переработка сернистого газа позволяет получить полезные удобрения с содержанием серы.

Из чего состоит металл

Медь обладает высоким коэффициентом электропроводимости, что послужило росту ее ценности, как электротехнического материала. Если ранее на электропровод тратилось до половины всей произведенной в мире меди, то сейчас с этими целями используется алюминий, как более доступный металл. А сама медь становиться наиболее дефицитным цветным металлом.

В этом видео рассмотрен химический состав меди:

Структура

Структурный состав меди включает в себя множество кристаллов: никель, золото, кальций, серебро, свинец и многие другие. Все металлы, входящие в ее структуру, отличаются относительной мягкостью, пластичностью и простотой обработки. Большинство таких кристаллов в сочетании с медью образуют твердые растворы с непрерывными рядами.

Элементарная ячейка данного металла представляет собой кубическую форму. На каждую такую ячейку приходится по четыре атома, располагающихся на вершинах и центральной части грани.

Химический состав

Состав меди в процессе ее производства может включать в себя ряд примесей, которые влияют на структуру и характеристики конечного продукта. При этом их содержание должно регулироваться как по отдельным элементам, так и по их суммарному количеству. К примесям, которые встречаются в составе меди, можно отнести:

  • Висмут. Этот компонент негативно сказывается как на технологических, так и на механических свойствах металла. Именно поэтому он не должен превышать 0,001% от готового состава.
  • Кислород. Считается наиболее нежелательной примесью в составе меди. Его предельное содержание в сплаве составляет до 0,008% и стремительно сокращается в процессе воздействия высоких температур. Кислород негативно отражается на пластичности металла, а также на его устойчивости к коррозии.
  • Марганец. В случае изготовления проводниковой меди негативно отображается данный компонент на ее токопроводимости. Уже при комнатной температуре быстро растворяется в меди.
  • Мышьяк. Этот компонент создает твердый раствор с медью и практически не влияет на ее свойства. Его действие по большей мере направлено на нейтрализацию негативного воздействия от сурьмы, висмута и кислорода.
  • Никель. Образует твердый раствор с медью и при этом снижает ее тепло- и электропроводность.
  • Олово. Создает твердый раствор и способствует усилению теплопроводности.
  • Селен, сера. Эти два компонента имеют одинаковое воздействие на конечный продукт. Они организуют хрупкое соединение с медью и составляют не более 0,001%. При увеличении концентрации резко снижается степень пластичности меди.
  • Сурьма. Данный компонент хорошо растворяется в меди, поэтому оказывает минимальное воздействие на ее конечные свойства. Допускается ее не больше 0,05% от общего объема.
  • Фосфор. Служит главным раскислителем меди, предельная растворимость которого составляет 1,7% при температуре 714°С. Фосфор, в сочетании с медью, не только способствует ее лучшему свариванию, но и улучшает ее механические свойства.
  • Цинк. Содержится в небольшом количестве меди, практически не влияет на ее тепло- и электропроводность.

Далее будут рассмотрены процесс и правильная последовательность производства меди.

Природные минералы, содержащие медь

Борнит. Сульфидная руда, ее состав определяет выражение Cu5FeS4. Различают два полиморфных вида – низкотемпературный и высокотемпературный. Температура плавления которых, соответственно, меньше или больше 228 градусов.

Существует ранний неустойчивый сульфид, легко разрушаемый водой и ветром. Другой тип – эндогенный, имеет непостоянный химический состав за счет примесей таких элементов как галенит, пирит, халькозин, халькопирит. Борнит называют пестрым колчеданом. Характеристика этих минералов зависит от их происхождения.

Халькопирит. Формулой CuFeS2 определяется его состав. Известен под названием медный колчедан. Относится к полиметаллическим. Может существовать в виде скарн и горных грейзенов.

Халькозин. Содержит 79,8% меди и 20,2% серы. Очень красивый, зеркальная поверхность имеет сероватый оттенок, бывает черным.

Существуют редкие ископаемые, содержащие элементы меди:

  • куприт (Cu2O), оксид, замечен среди месторождений малахита и самородков,
  • ковеллин, содержит 66,5% основного элемента и серу. Впервые найден в окружении вулкана Везувий. Добывается в США, Греции, Чили,
  • малахит. Камень, который применяется для различных поделок. Полиметаллическая руда. Нижний Тагил – место больших залежей этого минерала,
  • азурит. Это лазурь, камень синего цвета. Основные места его добычи – Африка, Австралия, Англия, Балканские страны. Залегает вблизи сульфидных месторождений.

Медно-порфировые формы включают молибден, золото, халькопирит, пирит. Их находят в залежах небогатых горных пород. Имеют форму прожилковых вкраплений штокверкового типа.

Литье меди

В промышленных условиях используются такие технологии, как

Литье меди

  • Литье меди в формы
  • Порошковая металлургия
  • Гальваническое нанесение покрытия
  • Горячий и холодный прокат
  • Штамповка из листов
  • Волочение проволоки
  • Механическая обработка

Они требуют сложного и дорогого профессионального оборудования, высокой квалификации персонала и сопровождаются высокими энергозатратами.

Проволочное волочение меди

В домашних условиях небольшой мастерской применяются простые технологии, во многом повторяющие приемы работы мастеров медного века. Это медное литье и волочение проволоки, а также ковка и чеканка. Несмотря на простоту и древность технологических приемов, домашние мастера достигают высокого качества изделий. Достаточная точность литья обеспечивается тщательным изготовлением формы.

Медь и ее сплавы

Металл имеет красновато-желтый оттенок благодаря оксидной пленке, которая образуется при первом взаимодействии металла с кислородом. Пленка придает благородный вид и обладает антикоррозийными свойствами.

Сейчас доступно несколько способов добычи металла. Распространёнными являются медный колчедан и блеск, которые встречаются в виде сульфидных руд. Каждая из технологий получения меди требует особого подхода и следования процессу.

Добыча в природных условиях происходит в виде поиска медных сланцев и самородков. Объемные месторождения в виде осадочных пород находятся в Чили, а медные песчаники и сланцы расположились на территории Казахстана. Использование металла обусловлено невысокой температурой плавления. Практически все металлы плавятся путем разрушения кристаллической решетки.

Основной порядок плавления и свойства:

  • на температурных порогах от 20 до 100°  материал полностью сохраняет свои свойства и внешний вид, верхний оксидный слой остается на месте;
  • кристаллическая решетка распадается на отметке 1082°, физическое состояние становится жидким, а цвет белым. Уровень температуры задерживается на некоторое время, а затем продолжает рост;
  • температура кипения меди начинается на отметке 2595°, выделяется углерод, происходит характерное бурление;
  • при отключении источника тепла происходит снижение температуры, происходит переход в твердую стадию.

Плавка меди возможна в домашних условиях, при соблюдении определенных условий. Этапы и сложность задачи зависят от выбора оборудования.

Производство — черный металл — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Производство — черный металл

Производство черных металлов является важнейшей отраслью промышленности. Потребность v металле все возрастает, по мере гигантского роста всей нашей промышленности н механизации сельского хозяйства. По пятилетнему плану развития советского народного хозяйства уже осуществляется строительство новых заводов и расширение старых.  

Производство черных металлов осуществляется обычно последовательно следующим образом: агломерация сырых материалов, доменное, сталеплавильное, прокатное производство.  

Производство черных металлов включает в себя 5 последовательно взаимосвязанных стадий: добычу сырья, подготовку его к плавке, выплавку в доменных печах чугуна, переплавку его в сталь и прокат стальных слитков.  

Производство черных металлов сосредоточено на сравнительно небольшом числе крупных заводов, что свидетельствует о высоком уровне его концентрации.  

Производство черных металлов включает производство чугуна, стали, проката, чугунного и стального литья, метизов и прочих черных металлов. При этом образование металлоотходов вызвано в основном технологическими причинами. Показателем удельной величины отходов черных металлов является их количество на тонну готовой продукции. При производстве тонны чугуна образуется 7 — 10 кг металлоотходов в виде сплесков, скордовин в канаве, скрапа. Скрап — это металлоотходы доменного, сталеплавильного и литейного производства, образующиеся при выпуске, транспортировке и разливке чугуна и стали в виде застывших брызг, остатков металла в выпускных желобах, в разливочных ковшах, а также аварийные козлы и металл, извлеченный из шлаков.  

Производство черных металлов основано на применении сырых материалов с определенными стандартными свойствами и качеством.  

Производство черных металлов в России возникло в древние времена. Изучением исторических документов и различных предметов установлено, что русские воины еще в древние времена ( VII-VIII вв.  

Производство черных металлов включает в себя пять последовательных — взаимосвязанных стадий: добычу сырья, подготовку его к плавке, выплавку в доменных печах чугуна, переплавку чугуна в сталь, прокат стальных слитков.  

Производство черных металлов ( в отличие от производства синтетических полимеров и многих других производств) не относится к числу высокотехнологичных производств. Черная металлургия-это детище промышленной, а не научно-технической революции; многие современные черты этой отрасли ( например, доменное производство) унаследованы от эпохи индустриализации. Непосредственное влияние НТР на черную металлургию является весьма слабым. Наиболее значительные изменения в технике и технологии черной металлургии во второй половине 20 века были связаны с созданием дешевых промышленных методов получения кислорода ( благодаря чему развилось производство стали в кислородных конверторах и др.), т.е. с опосредствованным влиянием НТР.  

Производство черных металлов включает в себя пять последовательных взаимосвязанных стадий: добычу сырья, подготовку его к плавке, выплавку в доменных печах чугуна, переплавку чугуна в сталь, прокат стальных слитков.  

Производство черных металлов в СССР за годы советской власти значительно возросло.  

Производство черных металлов относится к числу вредных для здоровья производств. Данное обстоятельство является особенно существенным для промышленно развитых стран. Законодательство ПРС предъявляет жесткие требования к черной металлургии в отношении ее влияния на окружающую среду. Все это существенно удорожает производство черных металлов в ПРС, снижает конкурентоспособность черной металлургии этих стран. Россия экспортирует большое количество черных металлов во многом благодаря тому, что в странах Запада действует жесткое природоохранное законодательство и последовательно проводится в жизнь линия на укрепление здоровья и увеличение продолжительности жизни.  

Производству черных металлов — чугуна и стали: — уделяется большое внимание в планах развития народного хозяйства СССР. В годы последнего десятилетия ( 1971 — 1980 гг.) отмечен неуклонный рост производства стали в нашей стране

Производству черных металлов — чугуна и стали — уделяется большое внимание в планах развития народного хозяйства СССР. В годы последнего десятилетия ( 1971 — 1980 гг.) отмечен неуклонный рост производства стали в нашей стране

Страницы:      1    2    3    4

Рафинирование.

Почти вся черновая медь рафинируется последовательно двумя методами – огневым (пирометаллургическим) и электролитическим. Огневым рафинированием в отражательных печах из черновой меди удаляют примеси Fe, Zn, Co, Ni и серу в виде оксидов, а затем растворенные газы, после чего медь раскисляют. Ранее для удаления растворенных газов из меди и восстановления Cu2O в металл ванны погружали сырые деревянные жерди, древесина которых выделяет газообразные углеводороды, бурно перемешивающие расплав. Теперь сырую древесину заменяют природным газом, паромазутной смесью, углеводородными побочными продуктами других производств. После огневого рафинирования медь подают на разливочные машины для отливки анодов – квадратных плит с ушками для подвешивания в электролизере. Аноды помещают в ванны с подкисленным раствором сульфата меди. Катодом служит тонкий лист из чистой меди. В процессе электролиза медь и другие основные металлы (железо, цинк, свинец и никель) растворяются, оставляя на аноде шлам серебра, золота и платины. Разность электропотенциалов меди и других основных примесных металлов достаточно велика для того, чтобы медь в кислом растворе избирательно осаждалась на катоде с чистотой около 99,9%.

Среднеуральский завод: характеристика.

Как упоминалось выше, Среднеуральский медный завод (СУМЗ) — один из главных центров выплавки меди в нашей стране. Располагается этот завод в городе Ревда, что в Свердловской области. СУМЗ относится к Уральской горно-металлургической компании, а также является членом промышленной палаты области.

Месторождения и добыча меди

Но прежде чем вы начнете добычу, субстрат нужно будет изучить более внимательно. С дальнейшими буровыми и звуковыми волнами, лучшие производственные площадки должны быть исследованы к следующему году. По словам фон дер Линдена, в строительстве шахты будет инвестировано 700 миллионов евро. Операционная компания надеется продвигать медь на сумму не менее 300 миллионов евро в год в течение 20 лет. Из черного щебня возникают блестящие металлические пластины. Медные листы с обеденным столом, каждый весом более 100 килограммов, в конечном итоге продаются в промышленность. Это гораздо более распространено в ювелирной обработке, чем медь. Часто вы думаете о магнитных браслетах из меди, которые должны иметь лечебный эффект. Однако многим известно, что медь также используется в качестве материала.

На СУМЗ медь выплавляют из первичного сырья, которое берется с Дегтярского месторождения.

Среднеуральский медеплавильный завод имеет большой цех по выплавке меди, фабрику по обогащению, а также цехи ксантогенатов и серной кислоты. Также завод имеет ряд вспомогательных предприятий, которые занимаются обслуживанием нужд медеплавильного предприятия.

Когда люди начали выигрывать медь?

Но в настоящее время медь выведена из затопления и используется в основном из-за ее красивого цвета для ювелирных изделий. Какие свойства делают материал подходящим сырьем для ювелирных изделий? История меди длительная, потому что с медью очень легко работать, людям очень нравится делать объекты из этого материала на ранней стадии. В дополнение к золоту, серебру и олову медь был первым металлом, который люди узнали и оценили. Медь находит дату еще тысячу лет назад. Это даже упоминалось как Медный век, когда меди использовались и обрабатывались чрезмерно. СУМЗ вырабатывает порядка ста тонн черновой меди ежегодно. Медные концентраты на этом заводе обрабатываются путем обжигания в печах «кипящего слоя», также применяется метод конвертирования и отражательной плавки огарка.

Продукция Серднеуральского завода поставляется на все крупные российские предприятия, работающие в металлургической, горно-обогатительной, химической отраслях и расположенные в разных регионах страны, а также за рубежом.

Почти все в то время состояло из меди. В то время были найдены твердыни медной добычи в Иордании и бывшей Римской империи, где ежегодно производилось до 000 тонн меди. Медь — это так называемый полудрагоценный металл, поэтому он не имеет ценности драгоценных металлов золота и серебра. Тем не менее, медь обладает очень хорошими свойствами, которые никоим образом не уступают серебрам и золотом. Поскольку медь всегда производилась в массовом производстве, ее репутация, конечно, не так хороша, как драгоценные металлы, которые нельзя выиграть так легко и в суровых количествах.

Где лучше установить индукционную печь?

При выборе места надо учесть, что доступ к индукционной печи должен быть свободным. Это облегчит погрузку металлов для плавления и выгрузку готового сырья. И также необходимо позаботиться о безопасности местоположения. Нужно провести к аппарату электричество, учитывая потребности в напряжении и количеством фаз. Не надо забывать о заземлении и аварийном выключателе. Поскольку аппарат использует воду для охлаждения, трубопровод к нему подвести тоже требуется.

Встречаются также гигантские промышленные индукционные печи, которые на воздушном охлаждении, и к ним нужны особые условия.

Если используется настольная модель индукционной печи, то стол должен быть предназначен только для неё, а конструкцию стола необходимо сделать крепкой. При напольных аппаратах следует укрепить фундамент.

Все, что может воспламениться или взорваться на месте производства, должно быть установлено подальше от самой печи, а также от погрузочных и выгрузочных материалов.

Немаловажным фактором безопасности является огнетушитель, который всегда располагаться вблизи от места производства.

Применение.

У меди уникальное сочетание свойств, обеспечившее ей широкое применение, – высокие электро- и теплопроводность, хорошая коррозионная стойкость, высокая пластичность и привлекательный естественный цвет. Более 70% всей потребляемой меди идет на электротехнические изделия, 15% – на элементы строительных конструкций, 5% – на детали машин и механизмов, 4% – на транспортные конструкции и 4% – на другие виды изделий, в том числе на изготовление артиллерийского оружия. Строительная промышленность потребляет около 40% всей производимой меди, электротехника и электроника около 26%, общее машиностроение – около 14%, транспортное машиностроение – около 11%, промышленность товаров широкого потребления – остальные 9%. Кабели, электротехнические шины, трансформаторные обмотки и другие электротехнические изделия изготавливаются из разных сортов меди. В тех случаях, когда требуется максимальная электропроводность, применяется «бескислородная медь с высокой электропроводностью», в других же случаях пригодна «технически чистая» медь, содержащая 0,02–0,04% кислорода. Небольшая добавка мышьяка повышает прочность красной меди (продукта огневого рафинирования), но такая медь, содержащая кислород, с трудом поддается сварке. Медь с пониженным содержанием кислорода обладает хорошими литьевыми свойствами и применяется для изготовления химико-технологического оборудования, медных труб, автомобильных радиаторов, судовых конденсаторов, бытовых водопроводных труб, кровельного материала и других технических изделий.

Медные сплавы – это группа распространенных сплавов, свойства которых изменяются в широких пределах. Некоторые сплавы меди, содержащие кадмий, хром, серебро или теллур, обладают высокой прочностью при высокой технологичности и хорошей электропроводности. Наиболее известными и широко применяемыми сплавами меди являются латуни (сплавы с цинком) и бронзы (сплавы с оловом).

Производство отдельных видов

Производство меди

Получение подобного цветного металла происходит из медных руд. Его содержание в составе этих соединении составляет от 1 до 6%. При составе меди менее 1% ее извлечение при современном уровне развития технологии не представляется рентабельным.

Получение меди осуществляется двумя способами:

  • гидрометаллургический;
  • пирометаллургический.

Пирометаллургический метод добычи меди состоит из нескольких последовательных этапов:

  • Подготовка руды к плавке посредством обогащения и дальнейшего обжига. Это позволяет получить концентрат меди.
  • Последующий обжиг требуется для сокращения количества серы.
  • Плавка на штейн. Путем плавки концентратов меди удается получить штейн или сульфиды меди и железа.

А также проводится конвертирование штейна. Этот этап заключается путем продувки воздухом внутри специального медеплавильного конвертера полученного штейна, что позволяет выделить железо в шлак и получить черновую медь.

И в заключение – рафинирование. Черновая медь подвергается действию огневого плавления и электролитического рафинирования, что позволяет в итоге получить продукт, чистота которого составляет 99,97–99,99%.

Производство алюминия

Получение алюминия происходит методом электролиза глинозема. Процесс включает несколько этапов.

Получение чистого глинозема или оксида алюминия. Этот процесс заключается в обработке бокситов (руд, содержащих металл) щелочными растворами. Результатом является выпадение в виде осадка гидроксида алюминия.

Получение криолита – его производство заключается в обработке плавикового шпата для получения плавиковой кислоты и дальнейшего выделения фторалюминиевой кислоты. Посредством соды криолит выделяется в виде осадка.

Электролиз глинозема – результатом этого процесса является получения алюминия-сырца.

Рафинирование – посредством продувки расплавленного сырца хлором добывается чистый алюминий.

Производство магния

Магний добывается посредством реакции электролиза. Сырьем служат расплавленные соли металла (карналлит, магнезит, доломит, бишофит). Основу электролита составляет хлористый магний. Дополнительно применяется хлористый натрий, кальций и калий.

После проведения реакции на аноде оседает черновой металл, имеющий до 5% примесей. Их удаление происходит посредство процесса рафинирования с использованием флюсов. Все неметаллические компоненты преобразуются в шлак, а чистый металл разливается в изложницы.

Производство титана

По своим качествам титан и его сплавы во многом превосходят легированные стали. Процесс производства титана затрудняется его повышенной активностью, особенно при повышении температуры.

Его особенностью является способность вступать в реакцию со множеством металлов, что требует соблюдения определенных условий для получения чистого титана.

Метод, применяемый для получения титана, называется магниетермия. Он состоит из следующих операций.

Выделение титанового концентрата путем обогащения руды, содержащей подобный металл.

Изготовление шлака – на этом этапе происходит отделение оксидов железа от оксидов титана.

Получение четыреххлористого титана – чтобы получить металлический титан, требуется применение хлорида титана, получаемый при хлорировании шлака.

Восстановление посредством магния – процесс восстановления протекает при очень высоких температурах – близких к 1 тыс. градусов. Реактор, где расплавляется магний, подается парообразный титан. При металлизации он оседает на стенках, а расплавленный магний удаляется через летку.

Сепарация массы в вакууме – полученный в результате предыдущего шага титан в виде губчатой массы требуется нагреть с использованием вакуума, что позволит выделить чистый металл.

Особенности сырья

Все цветные металлы обладают рядом особенностей, что должно учитываться при обработке или их использовании.

Ряд элементов имеют повышенную теплопроводность и удельную теплоемкость:

  • медь;
  • магний;
  • алюминий.

При сварке место соединения быстро охлаждается, что потребует использования мощных источников, особенно тепла при сварочных работах.

Некоторые элементы при резком нагреве изменяют свои механические свойства. Наблюдается их снижение. При этом сам металл становится легко разрушаемым от ударов или иного механического воздействия.

Все цветные металлы легко вступают во взаимодействие с газами, кроме инертных. Эта особенность характерна для тугоплавких цветных металлов.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.