Медь как сделать: Рецепт раствора для омеднения любых поверхностей / Хабр

Содержание

Рецепт раствора для омеднения любых поверхностей / Хабр

В статье представлен вариант экономичного и простого решения по замешиванию собственного раствора для гальванизации различных поверхностей с возможностью дальнейшей пайки. Как обычно, автор приводит множество фотографий и сопутствующее описание, а в конце дает сам рецепт.

3D принтеры отлично подходят для изготовления всевозможных корпусов, но сам по себе пластик, являясь диэлектриком, не обеспечивает нужного экранирования.

Когда мне понадобился корпус для нового зарядочувствительного усилителя (ЗЧУ) и трубок с гелием-3 He3, я спроектировал такой вариант:

Спустя 6 часов я уже держал его в руках:

Магический этап

Самая интересная часть заключалась в омеднении этого корпуса изнутри. В линейке Tifoo есть аэрозольная краска «Медь», на которую после высыхания можно наносить гальваническое покрытие. Требуется это только для гальванизации не проводящих ток деталей.

После предварительной грунтовки эта краска отлично держится на PLA-пластике, для чего вполне хватает двойного нанесения.

Сразу скажу, что это недешевый вариант покрытия, и tifoo просят еще 30 баксов за электролит. Я же подумал, что сложного тут ничего нет и решил изготовить его сам.

Сначала я попробовал просто сульфат меди — безуспешно. Тогда я решил добавить к нему серную кислоту, что уже дало хоть какой-то положительный результат. По крайней мере теперь медь начала оседать. Однако кристаллы получались слишком большими и совершенно неоднородными. Из-за обширной площади покрытия они быстро окислялись и т.д.

Здесь и был задействован магический компонент – сахарин (орто-сульфобензимид). С ним кристаллы получились уже более мелкие и однородные. Самое же главное, что теперь осадок не зависел от геометрии электрода.

Без сахарина

С сахарином

Этот раствор хорош тем, что им можно гальванизировать практически все (кроме цинка, хрома, алюминия, титана, олова и железа). К тому же его можно паять!

Гальванизированная скандинавская золотая монета. Только посмотрите, насколько четкие детали!

Гальванизированный графит. Можно даже разглядеть следы машинной обработки!

Припайка к ПЛА. По размеру капли видно, какой нагрев он может выдержать

Припайка к графиту

А вот готовый корпус для моего ЗЧУ, покрытый электролитом:

Инструкции

А теперь самая долгожданная часть.

Использовать нужно только дистиллированную воду температурой 25°C, так как раствор очень чувствителен к загрязнениям.

Внимание: изопропиловый спирт все портит. Даже минимального осадка на поверхности после чистки будет достаточно, чтобы загубить весь электролит.

Сначала сделайте раствор 96%-й серной кислоты и воды из расчета 30г на литр.

В него добавьте сульфат меди (пентагидрат) по 300г на литр и дождитесь полного растворения.

Добавьте сахарин в соотношении 1г на литр.

Вот и все!

Электрическая часть

Покрываемая деталь должна быть катодом, и вам понадобится (чистый!) медный анод, при этом плотность тока должна составлять 20-30 мА на см2. Убедитесь, что анод расположен близко к детали, и его площадь не менее площади омедняемой детали.

На покрытие уходит от 10 минут до 1.5 часов, в зависимости от требуемой толщины. Но после определенного момента ее наращивание останавливается. Не знаю почему, в химии я не силен.

Патинирование меди и латуни в домашних условиях (чернение, состаривание)

Патинирование и оксидирование
Подготовка к обработке
Изменения цвета меди и ее сплавов от серого до черного
Получение патины других цветов

Патинирование меди, а также другие методы ее декоративной обработки (в том числе в домашних условиях) позволяют сделать изделия из этого металла более привлекательными, придать им налет благородной старины. Подвергать такой обработке можно предметы, изготовленные не только из меди, но и из таких ее сплавов, как бронза и латунь.

Используя различные способы патинирования медных сплавов, можно добиться совершенно разнообразных оттенков

Патинирование и оксидирование

Поверхность многих металлов (и медь входит в их число) при взаимодействии с окружающим воздухом и различными химическими веществами начинает покрываться тонким слоем окисей и закисей. Такой процесс, который также приводит к изменению цвета металлической поверхности, называется оксидирование. По большей части процесс окисления металла происходит естественным путем, но люди научились вызывать его искусственно, в производственных или домашних условиях, что делается для придания изделию состаренного вида.

Не следует путать оксидирование с патинированием – процессом, суть которого заключается в том, что на поверхности металла при взаимодействии с различными химическими элементами формируется тонкий слой сернистых или хлористых соединений. Патинирование, которое, как и оксидирование, сопровождается изменением цвета меди и бронзы, также можно выполнять искусственно, используя для этого специальные составы.

Старение меди происходит с течением времени естественным путем или сразу при обработке поверхности какими-либо препаратами

Если в естественных условиях процесс окисления и покрытия патиной меди или бронзы может протекать годами, то при использовании специальных растворов патинирование происходит за очень короткий промежуток времени. Поверхность изделия, помещенного в такой раствор, буквально на глазах меняет свой цвет, приобретая налет благородной старины. Используя различные химические составы, можно в производственных и даже в домашних условиях выполнять такие процедуры, как чернение меди, патинирование предметов из меди и бронзы, чернение латуни.

Подготовка к обработке

Решив выполнить патинирование или оксидирование, вы должны не только внимательно изучить вопрос о том, как состарить латунь, бронзу или выполнить чернение меди, но и предусмотреть необходимые меры безопасности. Преимущественное большинство химических составов, которые применяются для осуществления подобных процедур, являются очень токсичными и выделяют пары, представляющие значительную опасность для здоровья человека. Поэтому для хранения таких веществ как в производственных, так и в домашних условиях следует использовать сосуды с хорошо притертыми пробками, которые предотвратят попадание ядовитых паров в окружающий воздух.

Храните химикаты в недоступном для детей месте

Саму процедуру, проводимую для изменения цвета поверхности изделия под воздействием на него химических веществ, следует выполнять в специальном шкафу, к которому подведена вытяжная вентиляция. Следует иметь в виду, что дверцы такого шкафа в процессе выполнения оксидирования или патинирования должны быть слегка приоткрыты, что обеспечит эффективную вытяжку вредных паров из его внутренней части.

Изделия из меди, латуни и бронзы перед патинированием следует тщательно очистить, обезжирить и промыть в теплой воде. После самой процедуры патинирования или оксидирования обработанные предметы также промывают и укладывают в опилки для просушки. Использование опилок является более щадящим методом просушки, так как выполнение такой процедуры при помощи тканевого материала может повредить тонкую пленку сформированной патины, которая еще не закреплена лаком. Кроме того, при помощи ткани после патинирования практически невозможно качественно удалить влагу из углублений на рельефных поверхностях, а опилки ее легко вытянут.

Покрытую лаком поверхность можно отполировать войлочной насадкой

Изменения цвета меди и ее сплавов от серого до черного

Серый, темно-серый или черный цвет меди и ее сплавов делает внешний вид изделия более привлекательным и презентабельным. Для получения этих цветов, степень насыщенности которых можно регулировать, нужен используемый уже не один десяток лет состав «серная печень». Свое название он получил из-за того, что в процессе приготовления он должен спечься, то есть превратиться в запекшуюся массу.

Чтобы сделать такой состав для патинирования в домашних условиях, необходимо выполнить следующие действия:

одну часть порошковой серы смешивают с двумя частями поташа;

полученную смесь помещают в жестяную банку, которую затем надо поставить на огонь;

дождавшись расплавления порошка и начала его спекания, необходимо поддерживать этот процесс на протяжении 15 минут.

Для приготовления серной печени понадобится сода и сера

В процессе спекания порошка на его поверхности может вспыхнуть сине-зеленое пламя, которое можно не сбивать, так как оно не ухудшит качественные характеристики серной печени. После окончания спекания и полного остывания полученную массу следует измельчить до порошкообразного состояния. Этот порошок, если его поместить в стеклянную банку с плотно закрывающейся крышкой, можно хранить достаточно долго.

Для того чтобы при помощи серной печени выполнить патинирование различных металлических сплавов, используют несколько основных методов.

Метод №1

Данный способ предполагает использование водного раствора серной печени. С его помощью можно изменить цвет изделий, изготовленных из следующих материалов:

меди;

стерлингового серебра;

бронзы и латуни.

Цвета, которыми можно окрасить поверхности изделий при помощи данного метода, также различаются:

медь и серебро – пурпурный, голубой (получить очень сложно), серый, коричнево-серый, черный;

латунь и бронза – нежно-золотистый.

Проба раствора на меди, бронзе и латуни дает различные эффекты

Если вы не знали раньше, как состарить медь и сформировать на поверхности данного металла прочную пленку патины, отличающуюся насыщенным черным цветом, используйте именно этот способ. Для его реализации изделие из меди помещается в раствор, состоящий из литра воды и 1–20 граммов порошка серной печени.

Чтобы окрасить медь в светло-серый цвет, раствор готовят по другой рецептуре: в 1 литр воды растворяют по 2–3 грамма хлористого натрия и серной печени. В полученный раствор помещается изделие из меди, за изменением цвета которого следует внимательно следить. После того как цвет металла приобретет желаемую тональность, подвергаемый патинированию предмет необходимо промыть водой и просушить в опилках.

Продолжительность обработки медного украшения раствором зависит от желаемого эффекта чернения

Метод №2

Для патинирования меди можно также применять раствор, приготовленный по следующей рецептуре: в насыщенный водный раствор сульфата меди добавляют нашатырный спирт и делают это до тех пор, пока жидкость не станет прозрачной и ярко-синей. Очищенное и обезжиренное обрабатываемое изделие помещается в такой раствор на несколько минут, после чего его извлекают и подвергают незначительному нагреву. После таких манипуляций медь должна приобрести насыщенный черный цвет.

Метод №3

Для использования данного метода, который также позволяет качественно почернить медь даже в домашних условиях, обрабатываемый предмет необходимо зачистить при помощи тонкой наждачной бумаги. К зачищенной поверхности не следует прикасаться руками, чтобы на ней не образовались жировые пятна. После предварительной подготовки к патинированию предмет обрабатывается раствором хлористой платины или полностью погружается в него. В такой раствор, если он не вызывает кислой реакции, можно добавить небольшое количество соляной кислоты.

Метод №4

Сформировать на поверхности медного изделия прочную окисную пленку, отличающуюся насыщенным черным цветом, позволяет его погружение в состав, приготовленный из азотной кислоты и металлической меди. Чтобы изменение цвета медной детали проходило более интенсивно, такой раствор можно дополнительно подогреть.

Получение патины других цветов

Для формирования на меди окисной пленки другого цвета можно даже в домашних условиях воспользоваться одним из следующих методов.

Красно-коричневый

Для получения красно-коричневой окисной пленки медное изделие на несколько минут помещают в состав, приготовленный из одной части медного купороса, одной части хлористого цинка и двух частей воды.

На примере одной детали видно, как изменяется оттенок в зависимости от продолжительности нахождения в растворе

Гамма от светло-коричневого до черного

Чтобы получить такую патину, предмет из меди необходимо поместить в раствор, состоящий из одного литра воды и 20 граммов сернистого аммония. Изменяя температуру нагрева обрабатываемого изделия перед патинированием, можно регулировать интенсивность окрашивания.

Светло-коричневый

Чтобы придать поверхности медного изделия светло-коричневый цвет, необходимо обработать его смесью натриевого хромпика (124 г/литр), азотной (15,5 г/литр) и хлористоводородной (4,65 г/литр) кислот, 18-процентного сульфида аммония (3–5 г/литр). Такой раствор наносится кистью и выдерживается в течение четырех-пяти часов.

Покрывайте поверхности детали, пока не добьетесь нужного оттенка

Гамма от темно- до тепло-коричневого

Для получения поверхности такого цвета медную деталь на 5–25 минут помещают в горячий раствор (90–95°), в состав которого входят персульфат аммония (9,25 г/литр) и едкий натр (50 г/литр). Процедуру для достижения требуемого эффекта повторяют 2–3 раза.

Гамма от оливкового до коричневого

Медное изделие для патинирования на 10–15 минут помещают в подогретый водный раствор бертолетовой соли (50–70 г/л), нитрата меди (40–50 г/л) и хлорида аммония (80–100 г/л).

Благородный бело-зеленый

Наиболее популярным методом создания зеленой патины является погружение медного предмета в состав, приготовленный из воды (1 литр), медного купороса (50 г) и марганцовокислого калия (5 г).

Существует еще множество методов, позволяющих создавать патину разнообразных оттенков зеленого, коричнево-черную, золотистую, золотисто-коричневую с малиновой побежалостью и других.

Медь, объяснение – Global X ETFs

На протяжении более 10 000 лет медь вносила значительный вклад в мировые социальные и технологические достижения. Его особые свойства делают металл полезным для широкого спектра применений, включая строительство, промышленное оборудование, транспорт, производство электроэнергии и электронику. В этой статье мы попытаемся пролить свет на медь, ответив на шесть ключевых вопросов:

Как производится медь?
Где производится?
Как выглядит производственно-сбытовая цепочка меди?
Как используется медь?
Какова динамика спроса и предложения?
Как инвестировать в медь?

Как производится медь?

Медь встречается на поверхности Земли в основном в виде медных минералов или в смешанных рудах с другими металлами, такими как цинк и свинец. В основном его добывают открытым или подземным способом. Добыча открытым способом, на долю которой приходится около 90% производства меди, добывает руды вблизи поверхности земли по градуированным ступеням, ведущим в земную кору. ^1,2

Когда руда слишком глубока для добычи открытым способом, можно использовать подземную добычу, которая включает рытье шахт в поверхности земли, чтобы позволить машинам или взрывчатым веществам отделить руду.

После добычи руда должна быть обработана для достижения высокого уровня чистоты. Сульфидные руды проходят пятиэтапный процесс: 1) руда измельчается в мелкий песок для разрыхления медных минералов; 2) это пенопласт, когда песок смешивается с водой и химикатами, чтобы сделать частицы меди водоотталкивающими; 3) через смесь пропускается воздух, что позволяет минералам меди прикрепляться к пузырькам и всплывать на поверхность; 4) богатая медью пена затем сгущается в концентрат, который можно переплавить в более чистый медный концентрат, называемый анодными плитами; и 5) эти пластины далее перерабатываются посредством электролиза в пластины с медным катодом, которые 9Медь чистотой 9,99%. Руды оксида меди проходят трехстадийный процесс для достижения высокого уровня концентрации. Во-первых, в процессе, называемом кучным выщелачиванием, серная кислота используется для отделения меди от руды. Затем на стадии экстракции растворителем медь перемещается из выщелачивания в растворитель, удаляя примеси. Наконец, электролиз включает пропускание электрического тока через растворитель для положительного заряда ионов меди, что позволяет им наноситься на катод. ³

Где производится?

Чили — крупнейший в мире производитель меди, на долю которого приходится 27 % мирового производства.

По производству рафинированной меди, которая включает как медные аноды, так и металлолом, Китай является лидером, на его долю приходится 36% от общего объема аффинажа в мире.

Как выглядит производственно-сбытовая цепочка меди?

На приведенной ниже диаграмме показана цепочка создания стоимости меди, включая роль каждого из этих участников.

Как используется медь?

Медь и ее сплавы имеют широкий спектр применения, учитывая свойства металла как хорошего проводника электричества и тепла, а также устойчивость к коррозии. Вот некоторые из ее применений:

Оборудование: Медь широко используется в производстве оборудования, например, для проводов, разъемов и переключателей в электронном оборудовании, в качестве теплообменников в охлаждающем оборудовании, таком как кондиционеры и холодильники, а также в микропроцессорах мобильные телефоны, компьютеры и другие бытовые приборы.

Инфраструктура: Учитывая, что медь намного дешевле драгоценных металлов с аналогичной электропроводностью, ее часто выбирают для производства, передачи и распределения электроэнергии. Он также является ключевым компонентом систем возобновляемой энергии и передачи данных в телекоммуникационной отрасли, включая интернет-услуги и кабельную проводку. (Нажмите на эту ссылку, чтобы узнать, почему медь играет важную роль в инфраструктуре. )

Строительство: 9Медь 0020 часто используется для электропроводки жилых и коммерческих зданий. Учитывая его устойчивость к коррозии, он также часто применяется в кровельных, водопроводных и спринклерных системах. Поскольку медь и ее сплавы обладают противомикробными свойствами, латунные (изготавливаемые из меди и цинка) дверные ручки широко используются в общественных местах.

Транспорт: Медь используется в большинстве видов транспорта, таких как самолеты, поезда, грузовики и автомобили. В среднем автомобиль использует около 22,5 кг меди в виде двигателей, проводов, тормозов, подшипников, разъемов и радиаторов. ⁴ В более современных устройствах, таких как бортовые компьютеры, системы спутниковой навигации и устройства безопасности, также используется медь. Медный никель используется в лодках и кораблях из-за его коррозионной стойкости и противообрастающих свойств. Электрические и гибридные транспортные средства, самолеты и высокоскоростные поезда следующего поколения еще больше полагаются на медь, чем более ранние версии, учитывая их более сильную зависимость от электроники.

Промышленность: Медь необходима для высокоэффективных двигателей, трансформаторов и генераторов. Он также используется для изготовления шестерен, подшипников и лопаток турбин. Его можно найти в теплообменных материалах, сосудах под давлением и чанах. Гребные винты, нефтяные платформы и береговые электростанции, подверженные воздействию морской среды, также сильно зависят от меди. ^5,6,7

На Азию приходится 69% мирового потребления меди, за ней следуют Европа (18%) и Северная Америка (10%). Только на Китай приходится 50% мирового спроса на медь, что обусловлено крупными инвестициями страны в инфраструктуру. ⁸

Какова динамика спроса и предложения?

Спрос на медь тесно связан с глобальной экономической активностью. Поскольку на Азию приходится 69% мирового потребления меди, спрос со стороны развивающихся экономик, таких как Китай и Индия, значительно влияет на общий спрос на металл. Еще одним важным драйвером меди является жилищная промышленность США.

Новые источники спроса появляются в результате таких важных тем, как возобновляемые источники энергии, электромобили и развитие инфраструктуры. Например, для выработки солнечной энергии требуется около 5 кг меди на киловатт вырабатываемой энергии, что примерно вдвое больше, чем для производства обычной энергии. Для электромобиля требуется около 89 кг меди, что почти в четыре раза больше, чем для автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. ^9,10

Несмотря на обильные запасы, иногда возникают сбои из-за забастовок и стихийных бедствий в крупных производственных регионах, таких как Южная Америка. Возможность использования заменителей меди, ставшая возможной благодаря развитию технологий, может негативно сказаться на спросе на этот металл. Например, алюминий все чаще используется вместо меди в силовых кабелях, электрооборудовании и холодильниках, а сталь и титан могут использоваться в качестве теплообменников. ¹¹

Международная исследовательская группа по меди (ICSG) прогнозирует, что мировое производство рафинированной меди вырастет на скромные 2,5% в 2018 году. Закрытие крупных плавильных заводов и сокращение производства на заводах в Чили, Японии и США привели к снижению уровня производства в 2017 году. Тем не менее, в 2018 году ожидается рост производства, поскольку производство на этих объектах возобновится, а Китай нарастит свои мощности.

Ожидается, что спрос на медь вырастет на 2% в 2018 году, главным образом за счет развития инфраструктуры в крупных странах, таких как Индия, Китай и США. Синхронизированный глобальный экономический рост в 2018 году также должен поддержать спрос. В целом ожидается, что в 2018 году спрос немного превысит предложение9.0023 12

Как инвестировать в медь?

Как и в случае со многими товарами, существует множество инвестиционных подходов к получению доступа к металлу, каждый из которых имеет свои собственные потенциальные преимущества и компромиссы. Вот несколько распространенных подходов:

Физическая медь: Инвестор может купить медные слитки непосредственно у торговца металлами. Однако складирование большого количества меди может привести к значительным затратам на хранение и страхование.
Медные компании: Инвестиции в обыкновенные акции компаний, занимающихся добычей, разведкой или переработкой меди, могут косвенно влиять на изменение цен на медь. Доходность может быть обусловлена и другими факторами, такими как динамика цен на побочные продукты добычи меди, специфические деловые риски и геополитическая напряженность, которые могут снизить доходность.
Фьючерсы на медь: Фьючерсы позволяют инвесторам делать ставки на цену меди на определенную дату. Однако, как и другие товарные фьючерсы, фьючерсы на медь сопряжены с риском контанго, когда будущие цены, как правило, превышают текущие спотовые цены, что со временем может привести к упадку инвестиций.

Связанные ETF

COPX : ETF Global X Copper Miners предоставляет инвесторам доступ к широкому кругу компаний по добыче меди по всему миру.

Как производится медь? | Из чего сделана медь?

Как добывают и извлекают медь

Ничто так не иллюстрирует красоту и долговечность меди, как Статуя Свободы. Несмотря на более чем 130-летнее воздействие ураганных морских ветров, проливных дождей и палящего солнца, медная кожа Леди Свободы стала только красивее и осталась практически нетронутой. Богатая зеленая патина статуи является доказательством способности меди противостоять капризам времени. Химический анализ показывает, что с момента установки в 1884 году произошло только 0,005 дюйма выветривания и окисления, что является еще одним свидетельством долговечности меди.

Статуя Свободы — всего лишь один из примеров эстетики и долговечности меди. Предметы искусства из меди украшают музеи и дома на протяжении тысячелетий, и металл часто является основным ингредиентом декоративных изделий для дома, таких как ванны, дверная фурнитура, перила и отделка. Благодаря своим токопроводящим характеристикам медь является эффективным электрическим проводником для бытовой техники и электроники, а также предпочтительным материалом для сантехнических и кровельных работ. Продолжайте читать, чтобы открыть для себя захватывающую историю меди вместе с CopperSmith!

Итак, что за история о меди?

История меди особенная, потому что медь — это первый металл, используемый людьми в больших количествах.

Примерно к 6400 г. до н.э. турки плавили и отливали медь в различные декоративные предметы, которые затем скопировали египтяне около 4000 г. до н.э. Большая часть меди, используемой турками, поступала из естественных поверхностных отложений или из метеоритов, упавших на землю. В истории меди первое историческое упоминание об организованной добыче медной руды относится примерно к 3800 г. до н.э. в египетской ссылке на добычу полезных ископаемых на Синайском полуострове.

Примерно 800 лет спустя, после того как римляне открыли большие залежи медной руды на острове Кипр, завоеватели дали металлу латинское название — aes cyprium — , которое со временем сократилось до cyprium, измененное на cuprum, прежде чем окончательно принять его. английского воплощения, слова меди.

Медь использовалась еще в 500 г. до н.э. в Перу, и металлургия меди была в полном расцвете к тому времени, когда империя инков пала перед испанцами в 1500-х годах.

Первый медный рудник в США начал работу в Бранби, штат Коннектикут.

Как и любой другой природный ресурс, доступность чистой или самородной меди из-под земли ограничена. Хорошей новостью является то, что медь легко перерабатывается — фактически, почти треть покупаемой сегодня меди перерабатывается. Медь уникальна своей устойчивостью к непрерывному повторному плавлению и повторному использованию без потери свойств.

В настоящее время Соединенные Штаты и Чили являются крупнейшими производителями меди в мире. Россия, Канада и Китай — другие страны, где добывают медь.

Чистая медь встречается редко, но медные руды в изобилии

Как уже упоминалось, чистая медь встречается редко, потому что большая ее часть естественным образом соединяется с другими химическими веществами, образуя медные руды. Наиболее распространенными медными рудами — их добывают около 15 в 40 странах — являются сульфидные руды.

Факты о меди

1) Чистая медь плавится при температуре 1981 градус по Фаренгейту (1083° по Цельсию). Превосходная теплопередача, электропроводность и коррозионная стойкость — три его наиболее важных свойства.

2) На 29 рудников приходится 99% производства меди в США. Он обладает высокой пластичностью, ковкостью, электропроводностью и чрезвычайно устойчив к коррозии. Эти свойства делают его важным промышленным металлом. Это также ключевое диетическое питательное вещество, обладающее противомикробными свойствами, которые с каждым днем становятся все более ценными за способность предотвращать инфекцию.

4) Медь является 29-м ^-м-м элементом в периодической таблице. Полудрагоценный цветной металл имеет сотни применений, включая электротехнику и электронику, сантехнику, строительство, архитектуру, общую промышленность, транспорт и здравоохранение.

5) Медь занимает третье место в США по потребляемому количеству, уступая только железу и алюминию.

6) По оценкам, в США имеется 1,6 миллиарда метрических тонн меди, в основном в Аризоне, Юте, Нью-Мексико, Неваде и Монтане.

7) Латунь и бронза являются наиболее известными семействами сплавов на основе меди. Латуни состоят из меди и цинка, а бронзы в основном состоят из меди, сплавленной с оловом, алюминием, кремнием или бериллием.

8) C36000, желтая латунь со свинцом, чрезвычайно легко поддается механической обработке и стала эталоном обрабатываемости металлов.

9) Латунь является стандартным сплавом для изготовления точных изделий, таких как часы и навигационные приборы, поскольку ее легко изготавливать и обрабатывать, а также она обладает высокой коррозионной стойкостью.

10) Бронза тверже чистой меди, поэтому египтяне использовали ее для своего оружия и инструментов. Он также известен как основной металл для египетских скульптур. Бронза расширяется при нагревании, заполняя все уголки и щели формы, а затем сжимается при охлаждении, позволяя легко извлечь скульптуру из формы.

11) Другие семейства медных сплавов включают медно-никелевые, медно-никель-цинковые, которые часто называют никелем

Как производится медь?

Процесс создания меди зависит от типа руды и чистоты конечного продукта. Каждый метод включает ряд этапов физического или химического удаления нежелательных материалов, что увеличивает концентрацию меди. Эти этапы могут происходить на шахте или на отдельных объектах.

Где добывают медь? Как обрабатывается медь? Давайте посмотрим, как образуется медь.

Горнодобывающая промышленность Медь

Сульфидные руды обычно извлекаются из крупных карьеров путем бурения, а затем взрываются взрывчатыми веществами. При использовании этого метода вскрышные породы, т. е. материалы, лежащие непосредственно над рудой, удаляются, чтобы вскрыть месторождение руды. В результате образовалась открытая яма шириной более мили. Для этого метода требуется дорога, обеспечивающая доступ для оборудования. Вскрытая руда, собранная экскаваторами и помещенная в большие самосвалы, готова к транспортировке из карьера.

Обогащение меди

После транспортировки медной руды из карьера ее необходимо очистить от отходов, таких как грязь, глина и многочисленные минералы, не содержащие меди. Это называется обогащением и обычно выполняется методом дробления и измельчения руды, чтобы отделить ее от отходов (породы и другие частицы). Вот этапы процесса концентрации.

После дробления рабочие смешивают руду с водой и измельчают ее в еще более мелкие частицы с помощью стержневой мельницы. Мельница состоит из цилиндрического контейнера, заполненного множеством коротких стальных стержней. Когда цилиндр вращается вокруг своей горизонтальной оси, стержни вращаются и дробят руду на крошечные фрагменты диаметром около 0,13 дюйма (3 миллиметра). Комбинация руды и воды еще больше измельчается в двух шаровых мельницах, в которых вместо стержней для измельчения руды используются стальные шары.

Взвесь руды, которая появляется, содержит мелкоизмельченные частицы руды диаметром около 0,01 дюйма (0,25 миллиметра).

Теперь к суспензии смешиваются различные химические реагенты, покрывающие частицы меди, и добавляется пенообразователь (сосновое масло или спирт с длинной цепью), чтобы помочь отделить медь от других нежелательных материалов. Смесь, нагнетаемая во флотационные камеры, аэрируется через днище резервуаров. Химические реагенты заставляют частицы меди прилипать к пузырькам, когда они поднимаются на поверхность суспензии.

Наконец, вспениватель превращает смесь в толстый слой пузырьков, которые перетекают из резервуаров шаровой мельницы в приемные желоба. Пузырьки конденсируются, и вода стекает, оставляя смесь, называемую медным концентратом. В смеси содержится 25-35% меди, помимо сульфидов меди и железа и мелких частиц золота, серебра и других веществ. Оставшиеся отходы, известные как хвосты или пустая порода, перекачиваются в отстойники для сушки.

Процесс выплавки меди

После разделения отходов из медного концентрата необходимо удалить железо и серу. Этот процесс, называемый плавкой, обычно включает одну или две печи.

Процесс начинается с подачи медного концентрата в печь вместе с кварцевым материалом, называемым флюсом. Обогащенный кислородом воздух, нагнетаемый в нижнюю часть печи, сгорает с мазутом, чтобы расплавить медь и флюс. Затем эта расплавленная смесь собирается на дне печи. Большая часть железа в концентрате соединяется с флюсом, образуя шлак, который плавает на поверхности расплавленного металла, как пена на поверхности бульона. Таким же образом его снимают с поверхности расплавленного материала. Сера в концентрате соединяется с кислородом с образованием диоксида серы, который выбрасывается в виде газа и используется для производства серной кислоты. Расплавленный материал, который остается на дне печи, называется штейном и представляет собой смесь сульфидов меди и железа, содержащую около 60% меди по весу.

Штейн переносится во вторую печь, называемую конвертером. В смесь добавляют дополнительный флюс кремнезема, и через печь вводят кислород, в результате чего флюс вступает в реакцию с оставшимся железом с образованием шлака. В то же время кислород реагирует с оставшейся серой и образует диоксид серы. Шлак подается обратно в печь в качестве флюса, а диоксид серы направляется на кислотный завод для переработки. Затем впрыскиваемый кислород удаляет большую часть серы. Полученный материал, блистер, состоит примерно из 99% меди по весу.

Процесс рафинирования меди

Медный блистер на 99% состоит из чистой меди, но содержит достаточное количество серы, кислорода и других примесей, препятствующих дальнейшему рафинированию. Для удаления или снижения уровня примесей черновую медь перед отправкой на окончательное электрорафинирование подвергают огню.

Нагретая в печи, похожей на конвертер, черновая медь циркулирует через воздух для окисления некоторых примесей. В некоторых случаях флюс с карбонатом натрия предназначен для удаления следов мышьяка и сурьмы. После осмотра образца расплавленного материала и определения приемлемого уровня примесей расплавленная медь — около 9Чистота 9,5% — разливается в формы, образуя электрические аноды, которые работают как положительные клеммы в процессе электрорафинирования.

Слизь, собирающаяся на дне резервуаров, содержит золото, серебро, селен и теллур. Он собирается и перерабатывается для восстановления этих драгоценных металлов.

Литье медных катодов

После этапа рафинирования медным катодам отливают различные формы, такие как слитки или стержни, в зависимости от конечного применения. Слитки – это кирпичи, которые переплавляются в изделия из латуни и бронзы. Стержни круглые и обычно отливают в очень длинные бухты. Затем медь превращается в проволоку.

Доставка меди на рынок

Теперь, когда мы рассмотрели, как производится медь, давайте обсудим, как она попадает на рынок. Медь, продаваемая горнодобывающими компаниями, поставляется в двух формах: концентрат или катод. Концентрат представляет собой порошок, который часто продается плавильным заводам и содержит от 24 до 40 процентов меди. Хотя условия продажи варьируются, в целом плавильный завод оплачивает около 96 процентов стоимости меди в концентрате за вычетом любых затрат на обработку и рафинирование.

Плата за переработку рассчитывается на основе тонны, а плата за рафинирование рассчитывается за фунт рафинированного металла. Хотя сборы варьируются в зависимости от рынка, они обычно фиксируются ежегодно. Обе эти платы колеблются и имеют тенденцию к увеличению, когда доступность меди высока.

Шахтеры обычно поставляют медь с определенной концентрацией, хотя нередки выборочные проверки третьими лицами, пока материал находится в пути к аффинажному заводу. Кроме того, на рудник могут быть наложены штрафы, если будет установлено, что медный концентрат содержит неприемлемые уровни вредных элементов, таких как свинец или вольфрам. С другой стороны, горняки получают кредиты за содержание ценных минералов в концентрате, таких как золото и серебро. Сборы за обработку и очистку взимаются с каждого из этих металлов.

Плавильные заводы обычно взимают плату за проезд, но они также продают рафинированные металлы для горняков, а это означает, что все риски и выгоды, связанные с изменением цен на медь, ложатся на горняков.

Медный концентрат обычно продается в качестве промежуточного продукта по спотовым или долгосрочным контрактам. По спотовым контрактам горнякам платят в соответствии с ценой на медь, когда медеплавильный завод осуществляет продажу. Ценообразование по долгосрочным контрактам основано на цене, согласованной на будущее, обычно через 90 дней после того, как рудник поставит концентрат на плавильный завод.

Медь в доме

Теперь, когда мы изучили историю меди и способы ее производства, давайте сосредоточимся на том, как мы используем ее в быту. Медь была популярным материалом, используемым в строительстве и отделке дома на протяжении нескольких тысяч лет. Это не только отличный проводник тепла и электричества, как уже говорилось, но его податливость и привлекательный красновато-оранжевый оттенок делают его прекрасным дополнением к домашнему декору, независимо от темы или направления.

Медь совместима с целым рядом стилей, от раннего американского до 17 ^-й-й век Французский, и от современного к традиционному. Вот несколько способов использования меди в домашнем декоре.

Подвесные горшки

Из меди можно сделать что-то чисто функциональное и декоративное. Возьмем, к примеру, медные кастрюли и сковородки. Любая кухня приобретет более деревенский вид с использованием медных вешалок для кастрюль и сковородок. Вы можете сохранить эти предметы блестящими и новыми, время от времени натирая их полиролью для меди.

Декор для стен

В то время как слишком много изделий из меди может сделать ваш дом похожим на мастерскую по обработке металлов, немного то тут, то там придаст ощущение свежести. Медный декор для стен – отличный способ сделать это. Такие вещи, как таблички, прессованная плитка или зеркала в медной оправе, могут преобразить комнату.

Фурнитура для шкафа

Будь то ручки для выдвижных ящиков или дверные ручки, фурнитура для шкафа производит красивое впечатление.