При якій температурі плавиться мідь: необхідні умови процесу на виробництві і вдома

при якій температурі плавиться мідь

Уже в давнину люди добували і плавили мідь. Цей метал широко застосовувався в побуті і служив матеріалом для виготовлення різних предметів. Бронзу навчилися робити приблизно 3 тис. Років тому. З цього сплаву робили хороша зброя. Популярність бронзи швидко поширювалася, так як метал відрізнявся гарним зовнішнім виглядом і міцністю. З нього робили прикраси, знаряддя полювання і праці, посуд. Завдяки невеликій температурі плавлення міді людина швидко освоїв її виробництво.

Свою латинську назву Cuprum метал отримав від назви острова Кіпр, де його навчилися видобувати в третьому тисячолітті до н. е. В системі Менделєєва Сu отримав 29 номер, а розташований в 11-й групі четвертого періоду.

 

У земній корі елемент на 23-му місці за поширенням і зустрічається частіше у вигляді сульфідних руд. Найбільш поширені мідний блиск і колчедан. Сьогодні мідь з руди видобувається декількома способами, але будь-яка технологій має на увазі поетапний підхід для досягнення результату.

  • На зорі розвитку цивілізації люди вже отримували і використовували мідь і її сплави.
  • У той час видобувати не сульфидная, а малахітова руда, якої не був потрібен попередній випал.
  • Суміш руди і вугілля поміщали в глиняний посуд, який опускався в невелику яму.
  • Суміш підпалювалася, а чадний газ допомагав малахіту відновитися до стану вільного Cu.
  • У природі є самородна мідь, а найбагатші родовища знаходяться в Чилі.
  • Сульфіди міді нерідко утворюються в среднетемпературних геотермальних жилах.
  • Часто родовища мають вигляд осадових порід.
  • Медяний пісковики і сланці зустрічаються в Казахстані і Читинської області.

Фізичні властивості

Метал пластичний і на відкритому повітрі покривається оксидною плівкою за короткий час. Завдяки цій плівці мідь і має свій жовтувато-червоний відтінок, в просвіті плівки колір може бути зеленувато-блакитним. За рівнем рівнем тепло- і електропровідності Cuprum на другому місці після срібла.

  • Плoтность – 8,94 × 103 кг / м3.
  • Питома теплоємність при Т = 20 ° C – 390 Дж / кг х К.
  • Електріческoе питомий при 20-100 ° C – 1,78 × 10-8 Ом / м.
  • Температура кипіння – 2595 ° C.
  • Питома електропрoводность при 20 ° C – 55,5-58 ЧСЧ / м.

 

Плавлення відбувається, коли з твердого стану метал переходить в рідке. Кожен елемент має власну температуру плавлення. Багато що залежить від домішок в металі . Звичайна температура плавлення міді – 1083 ° C. Коли додається олово, температура знижується до 930- 1140 ° C. Температура плавлення залежить тут від змісту в сплаві олова. У сплаві купруму з цинком плавлення відбувається при 900- 1050 ° C.

При нагріванні будь-якого металу руйнується його кристалічна решітка. У міру нагрівання підвищується температура плавлення, але потім вирівнюється після досягнення певної межі температури. У цей момент і плавиться металу. Повністю розплавляється, і температура підвищується знову.

Коли метал охолоджується, температура знижується, в певний момент залишається на колишньому рівні, поки метал не затвердіє повністю. Після повного затвердіння температура знижується знову.

Це демонструє фазову діаграму, де відображений температурний процес з початку плавлення до затвердіння. При нагріванні розігріта мідь при 2560 ° C починає закипати. Кипіння подібно кипіння рідких речовин, коли виділяється газ і з’являються бульбашки на поверхні.

У момент кипіння при максимально високих температурах починається виділення вуглецю, що утворюється при окисленні.

Плавлення в домашніх умовах

Завдяки низькій температурі плавлення стародавні люди могли розплавляти купрум на багатті і використовувати метал для виготовлення різних виробів.

Для плавки міді в домашніх умовах знадобиться:

  • деревне вугілля;
  • тигель та спеціальними щипцями для нього;
  • муфельна піч;
  • побутовий пилосос;
  • горн;
  • сталевий гак;
  • форма для плавлення.

Процес тече поетапно, метал поміщається в тигель, а потім розміщується в муфельній печі. Виставляється потрібна температура, а спостереження за процесом здійснюється через скляне віконце. У процесі в ємності з Cu з’явиться окісна плівка, яку потрібно усунути – відкрити віконце і відсунути в сторону сталевим крюком.

 

При відсутності муфельній печі розплавити мідь можна автогеном. Плавлення піде, якщо їсть нормальний доступ повітря. Паяльною лампою розплавляється латунь і легкоплавка бронза. Полум’я має охопити весь тигель.

Якщо під рукою нічого з перерахованих коштів немає, можна використовувати горн, встановлений на шар деревного вугілля. Для підвищення Т можна використовувати пилосос, включений в режим видування, але шланг повинен мати металевий наконечник, добре, якщо з завужені кінцем, так струмінь повітря буде тонше.

Температура плавлення бронзи і латуні, як температура плавлення міді і алюмінію – невисокі.

Сьогодні в промислових умовах в чистому вигляді Cu не використовується. В її складі міститься багато домішок: нікель, залізо, миш’як, сурма, інші елементи. Якість продукту визначається наявністю змісту в процентах домішок в сплаві (не більше 1″yarpp_widget-2″ class=”widget widget_yarpp_widget amr_widget”>ЧИТАЙТЕ ЩЕ ЗА ТЕМОЮ:

  1. Warning : count (): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /srv/sites/stroim.guru/wp-content/plugins/sp-common/sp-common.php on line 587Warning : count (): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /srv/sites/stroim.guru/wp-content/plugins/sp-common/sp-common.php on line 633

    Мідь – вкрай популярний і поширений метал , який використовується при виробництві електроніки, передачі електроенергії, а також виготовленні різноманітних сплавів.

     

    Яка ж температура плавлення міді, як її добувають і чим вона цікава ? Розповімо про все це.

    Як отримують мідь

    Запаси цього металу на Землі порівняно невеликі (в порівнянні з іншими елементами). Причому зустрічається він як у вигляді самородків, так і в складі складних з’єднань .

    Найчастіше це мідний колчедан, Халькопірит, борної і халькозин. Знаходять їх у осадових породах, але найчастіше – в гідротермальних жилах.

    Загальна кількість родовищ міді в світі дуже багато, але реально великих, що мають важливе стратегічне значення, всього кілька .

    ! міді в руді дуже невелика – 0,3-1″code-block code-block-3″ style=”margin: 8px 0; clear: both;”>

     

    ! Латинська назва “cuprum” походить від назви острова Кіпр, на якому було виявлено велике родовище. Точне походження російського слова “мідь”, на жаль, невідомо – існує лише кілька теорій.

    Обробляти перший метал наші предки навчилися приблизно в 4 тисячолітті до нашої ери . Знаходячи незвичайні за кольором булижники, люди намагалися обробляти їх, звично б’ючи важкими каменями. Однак самородки не розколюється, а лише деформувалися. Таким чином первісні майстри отримали можливість виготовити перші знаряддя праці.

    Цим і був обумовлений перехід від кам’яного віку до мідного. На виготовлення металевого зброї витрачалося не більше сил, ніж на кам’яне. Зате воно служило значно довше, а при пошкодженні мідний сокиру або ніж можна було відремонтувати – кам’яні аналоги доводилося робити заново.

    При скількох градусах плавиться мідь? На сьогоднішній день ця температура не здається фахівцям великий – всього 1083 градуса за Цельсієм.

    Однак для древніх металургів вона була недосяжною, так що плавити матеріал для повноцінної обробки навчилися значно пізніше – тільки в 3 тисячолітті до нашої ери, коли з’явилися необхідні технології. Однак і до цього в багатьох поселеннях майстра нагрівали мідні самородки на вогнищах, помічаючи, що гарячий метал піддається обробці значно легше.

    Що змінилося з часом

    Звичайно, сучасні мідні вироби не йдуть ні в яке порівняння з тими, які виготовлялися п’ять тисячоліть тому. Замість грубих мідних ножів, сокир і наконечників для стріл і списів сьогодні випускаються складні деталі для електроніки. Але ж все властивості металу залишилися незмінними. При якій температурі плавиться мідь сьогодні, при такій плавилася і тисячі років тому. Зате значно покращилися технології.

    Наприклад, раніше чистий (порівняно чистий, звичайно) метал з руди добували самими примітивними способами. Наприклад, в глиняний глечик складали руду і вугілля. Посудина встановлювали в яму, суміш підпалювали, а яму засипали. При горінні вугілля виділявся чадний газ. Контактуючи з рудою, він запускав реакцію, в результаті якої виділявся метал і невелика кількість води.

     

    Сьогодні, як уже говорилося вище, для видалення домішок з руди застосовують різні методи. Використовуючи спеціальний графік плавлення міді і різні методи обробки , фахівці можуть отримати практично абсолютно чистий метал. Розглянемо для прикладу гідрометалургійний як найпростіший для розуміння.

    Мідна руда заливається сірчаною кислотою . Мідь як порівняно активний метал вступає в реакцію, перетворюючись в сульфат міді. Залізо при контакті з ним витісняє мідь. В результаті реакції виходить сульфат заліза і мідь.

    Як розплавити в домашніх умовах

    Деякі люди мають хобі, пов’язані з литтям з металів . Ті ж, хто тільки встає на цей захоплюючий шлях, часто цікавляться, як розплавити мідь в домашніх умовах. Для цього знадобиться:

    • форма для плавлення;
    • щипці;
    • сировина для плавки;
    • газовий пальник високого тиску – краще рішення, так як горн є не в кожному господарстві;
    • захисне спорядження (окуляри, товсті рукавички).

    Якщо у вас є все необхідне, можна починати плавку в домашніх умовах. Покрокова інструкція досить проста:

    1. Метал по можливості подрібнити – можна за допомогою напилка перетворити в тирсу. Це дозволить швидше розплавити його.
    2. Помістити в форму для плавлення – вона повинна бути з матеріалу з високою температурою плавлення.
    3. Одягти захисне спорядження, запалити пальник і направити струмінь полум’я на сировину.
    4. Коли мідь розплавиться, захопити форму для плавлення щипцями і вилити рідкий метал в підготовлену форму.

    Як бачите, все досить просто. Втім, цей метод підійде не для всіх сплавів. Наприклад, температура плавлення і стали занадто висока – звичайна горілка тут не підійде. Це стосується також сплаву міді та заліза.

     

    Сфера застосування досить обширна . Наведемо лише кілька прикладів:

    • передача електрики – низький опір робить цей метал вкрай затребуваним;
    • приладобудування – стійкість перед водою, в тому числі морської, дуже важлива у багатьох сферах;
    • при пайку – також завдяки гарній електропровідності;
    • водопровідні труби – вона прекрасно проводить тепло;
    • радіатори охолодження – теплопровідність металу дозволяє не тільки зігрівати приміщення, а й охолоджувати обладнання.

    джерело: https://s-tehnika.com.ua/wp-content/uploads/fe99d01abccdce41a0b9a2d6880bb56d-400x300.jpg" alt="при якій температурі плавиться мідь" width="400" height="300" class="alignleft size-medium">

    Вироби з міді активно використовуються не тільки в різних галузях промисловості, а й у побуті. У зв’язку з цим цілком природно, що у багатьох умільців виникає питання про те, як розплавити мідь і в домашніх умовах виготовляти з неї різні вироби методом лиття. Знання такої технології, яка відома людству ще з давніх часів, дозволяє створювати різні предмети не тільки з міді, а й з її сплавів – латуні і бронзи.

    ЦЕ ЦІКАВО:

    Другий спосіб передбачає проведення нагріву до температури, що активує окислення сульфіду сірки. Вищі фракції проходять стадію дисоціації. Нижчі фракції піддаються окисленню незначно.

    Вибір оптимальної температури для цього процесу залежить від наступних умов:

    • параметрів процесу спалювання палива;
    • характеристик теплообміну;
    • якості ізоляційних властивостей печі (її стійкість футеровки);
    • характеристик теплообміну самого матеріалу, що переробляється.

    Найбільш популярним вважається метод випалу мідного концентрату в многоподових печах. У них одночасно здійснюється механічне перемішування завантаженої суміші. Найбільша ефективність технологічного процесу проявляється в печах десятіподовой конструкції.

    У таких печах не тільки найбільш ефективно видаляється сірка, але і якісно перемішується концентрат введеними добавками і флюсами. У цьому випадку така піч виконує роль змішувача апарату. У печі підтримується температура в інтервалі від 450 до 500 градусів.

    Склад завантажується суміші і якість випалу (десульфуризації) залежить від оптимальності обраних параметрів.

    Крім цього методу існує випал готових концентратів в киплячому шарі. Для його реалізації використовуються спеціальні агрегати здатні створювати такі умови. Їх складна і дорога конструкція істотно обмежує їх застосування.

    Плавка на штейн

    Основними складовими в сировину для отримання Штейна є сульфіди двох металів: заліза і міді. У його складі присутні оксиди різних металів, наприклад, алюмінію, кальцію.

    Проведення процесу плавки дозволяє отримати два продукти в рідкому вигляді. Одним є штейн, в якому концентрується мідь. Вона переходить туди з оксидів шихти. Другим виходить шлак.

    У ньому зберігаються інші сполуки.

    Сировиною для виплавки служить підготовлений концентрат. Його змішують з флюсом. Вони повинні стимулювати протікання цього процесу. Такими добавками служать вапняк або кварц. Сплав штейн отримують декількома способами. Для цього використовують відбивні, шахтні і електродугової печі.

    Найбільшу популярність отримав технологічний процес плавки в відбивних печах.Оні мають наступні геометричні розміри: завдовжки до сорока метрів, ширина не перевищує десяти метрів і максимальна висота від поду до зводу повинна бути не більше чотирьох з половиною метрів.

    Під печі, спирається на обладнаний фундамент. Його виготовляють декількома способами. Може застосовуватися спеціальний динасовий цегла, або наварюють із кварцового піску. Найбільш оптимальною товщиною пода вважається розмір від 0,6 метра до 1,5 метрів.

    Стіни зсередини викладають магнезітохромітового цеглою. Звід виготовляють арочним распорно-трапецієподібної форми. Для вилучення готового штейну готують спеціальні шпури. Після завершення операції вивантаження вони закриваються глиняного пробкою.

    У деяких конструкціях для вивантаження встановлюють спеціальні сифонні пристрої.

    Рафінування з використанням катодного міді

    Процес рафінування призначений для виділення чистої міді з різних добавок і домішок. У сучасній промисловості економічно доцільним вважається проведення цього процесу в два етапи. Перший полягає в температурному рафинировании, другий в електролітичному. Другий спосіб здійснюється із застосуванням катодного міді.

    Проведення електролітичного рафінування дозволяє вирішити два завдання:

    1. Глибоке очищення від домішок.
    2. Забезпечення високої електропровідності.

    Залежно від складу сировини в окремих випадках вдається отримати супутні метали (срібло, селен і навіть золото). Сам технологічний процес протікає в спеціальних ваннах завдовжки до 5 метрів і глибиною до 1,5 метрів. Стінки таких ванн оброблені кислотостойкими матеріалами. Над ванною створюється система кріплення, до якої закріплюють катоди.

    Як катодів використовують плоскі пластини, виготовлені з чистої міді. Одна пластина виконує роль катода, друга – анода. Ванна заповнюється електролітом. В якості електроліту застосовується сірчана кислота (H2SO4) в якій розчинений сульфат міді (CuSO4). До цих катодам подається невисока напруга величиною 0,4 В.

    Після замикання ланцюга починається процес електролітичного розчинення анода. Під впливом різниці потенціалів іони міді з анода переходять на катод, осідаючи на ньому у вигляді чистої міді. Електроліт періодично оновлюють. Це необхідно, тому що в його складі утворюються розчини металів, що уповільнюють процес електролізу. Крім цього на дні ванни накопичується осад званий шлам.

    Його також періодично вивантажують. На сучасних підприємствах повне розчинення анода відбувається протягом 30 діб.

    Послідовність вивантаження проводиться з інтервалом від шести до дванадцяти діб. Процес електролізу досить електрозатратен. Для отримання однієї тонни чистої міді необхідно забезпечити потужність до 350 кВт.

    Отримані катоди направляються для подальшої переробки. В результаті отримують окремі злитки або заготовки заданої форми. Плавка катодів проводиться в відбивних або печах шахтного типу.

    Створення температури при якій плавляться катоди здійснюється спалюванням природного газу, з використанням електродугових або індукційних установок. Отримана мідь розливається по готових формах. Для отримання дроту її поміщають в так звані вайербаси.

    Весь процес відбувається на установках безперервної або напівбезперервна розливання.

    Виробництво міді в Росії і світі

    За даними аналітичних агентств Російська Федерація впевнено займає п’яту позицію серед країн, що займаються видобутком і отриманням чистої міді. Виробництво міді в Росії в середньому за рік становить 860 тисяч тонн.

    Основу сучасної структури виробництва міді складають три великих холдингу: ВАТ «ГМК» Норільський нікель »(« Норнікель »), ТОВ« УГМКХолдінг »(УГМК) і ЗАТ« Російська мідна компанія »(РМК). Ці компанії здійснюють повний цикл виробництва від видобутку руди до виготовлення готових злитків, прокату і дроту.

    У кожен холдинг входить декілька підприємств, оснащених найдосконалішими технологіями виробництва. Завдяки динамічному розвитку в минулому році вдалося підвищити виробництво міді на сім відсотків.

    Світове виробництво міді досить консолідовано. Майже 35″Левітаційного плавка алюмінію” width=”700″ height=”525″ src=”https://www.youtube.com/embed/R6z2q1aaTV8″ frameborder=”0″ allow=”accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture” allowfullscreen=”” style=”width: 710px; height: 533px;”>

    Найпростішим способом для плавлення міді будинку є муфельна піч. У майстрів по металу знайдеться такий пристрій, яким можна буде скористатися. Шматочки металу лягають в спеціальну ємність – тигель.

    Він встановлюється в піч, на якій виставляється необхідна температура. Через оглядове вікно можна помітити процес переходу в рідкий стан, і відкривши дверцята видалити оксидну плівку. Робити це необхідно сталевим крюком і в захисній рукавичці.

    Жар від печі досить сильний, тому діяти необхідно акуратно.

    Ще одним способом плавки міді в домашніх умовах є пропан-кисневе полум’я. Воно добре підходить і для сплавів металу з цинком або оловом. Як робочий інструмент в руках майстра може бути пальник або різак.

    Ацетилен-кисневе полум’я теж підійде, але погріти матеріал доведеться трохи довше. Шматочки сплаву поміщають в тигель, що встановлюється на жаропрочное підставу. Пальником виконують довільні рухи по всьому корпусу ємності.

    Швидкий ефект можна отримати, якщо стежити щоб факел полум’я стосувався поверхні тигеля кінчиком синього кольору. Там найбільша температура.

    Ще одним способом є потужна мікрохвильовка. Але щоб підвищити теплозберігаючі властивості і захистити внутрішні деталі техніки від перегріву, необхідно помістити тигель в жароміцний матеріал і накрити його зверху. Це можуть бути спеціальні види цегли.

    Найпростішим в економічному плані способом служить шар деревного вугілля, на який встановлюється горн з міддю. Посилити жар можна за допомогою пилососа, що працює на видув. Кінчик шланга спрямований на вугілля повинен бути металевим, а сопло мати плоску форму для посилення потоку повітря.

    Виготовлення деталей і інших елементів з міді, шляхом її плавки в домашніх умовах, можливо завдяки відносно низькій температурі руйнування кристалічної решітки в матеріалі. Використовуючи описані вище пристосування і ознайомившись з відео, у більшості вийде реалізувати цю мету.

    джерело: https://svarkalegko.com/tehonology/plavka-medi-v-domashnih-usloviyah.html

    Температура і умови плавлення міді в домашніх умовах

    З давніх часів мідні предмети користувалися попитом у людей. В даний час матеріал цінується за декоративні властивості. Однак здійснити плавлення міді в домашніх умовах непросто. Умільці пробують різні методи, щоб провести цю процедуру самостійно.

    Мідь можна розплавити в домашніх умовах

Ви також можете насолодитися:

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *