Медная руда. Эпоха в истории человечества

Видео: Человечество История всех нас 02 Железный век

Одним из первых металлов, с которым научился работать человек, была медь, или по-латыни Cuprum (Cu). Ее роль в развитии человеческой цивилизации преувеличить просто невозможно: целая эпоха в истории получила название «бронзовый век» (бронза – сплав олова и меди). Получать этот красивый и ковкий металл (цвет меди – золотисто-розовый) научились до нашей эры. Слова «борнит», «халькопирит», «халькозин», «ковелин», «энаргит», «куприт» звучат как названия чего-то необычного, хотя на самом деле так называются некоторые из медесодержащих руд. Источником получения этого металла была медная руда.

В природе Cuprum может быть как в виде самородков, так и виде соединений. Существует несколько различных типов медных руд, которые по составу можно разделить на сульфидные, окисленные и смешанные. Обычно медная руда является комплексной, в ней присутствуют многие другие элементы и соединения – сульфиды свинца, цинка, никеля и других элементов. Кроме того, в ее составе имеются рассеянные элементы – селен, теллур, кадмий, индий и им подобные. По стоимости эти металлы составляют не менее 50% от Cuprum, извлекаемой из породы.

Чаще всего используются сульфидные руды, включающие соединения Cu с серой. Само производство меди состоит из нескольких самостоятельных этапов. Основным способом ее получения является пирометаллургический.

Видео: Амулет. Оккультный топор БРОНЗОВОГО ВЕКА археология, находки, хабар

Обычно медная руда содержит незначительное количество Cuprum, поэтому породу предварительно подвергают обогащению. Для этого ее размельчают, смешивают с водой и некоторыми специальными веществами, а затем помещают во флотационную машину. Там все это перемешивается, частицы сульфидов поднимаются на поверхность в виде пены и уносятся, а пустая порода оседает на дно.

Следующий этап переработки, который проходит медная руда, называется «плавка на штейн». К полученному концентрату добавляют песок и нагревают смесь до температуры плавления металла. При таком воздействии сера окисляется в оксид серы, а расплавленный металл собирается внизу печи. Этот расплав заливают в конвертор и продувают воздухом. В итоге в результате окисления серы получается металлическая медь, которую разливают по формам. При охлаждении таких слитков (в них содержание Cu достигает 98%) выделяется диоксид серы. Его улавливают и затем используют как сырье для производства серной кислоты.

Для получения металла нужной чистоты черновую медь необходимо подвергнуть рафинированию. Оно бывает двух типов – огневое или электролитическое. При рафинировании можно также получить благородные металлы, содержащиеся в полученной черновой меди.

Огневое рафинирование осуществляют в специальных печах, электролиз проводят в ваннах, выложенных свинцом или винипластом.

Для огневого рафинирования полученную заготовку загружают в печь и расплавляют. Потом начинают продувку воздуха через жидкий металл. При окислении часть примесей переходит в шлак, а другая возгоняется и уносится с печными газами. Окисляется также и Cuprum. Все благородные металлы остаются в расплаве. Восстановление окисленной меди происходит при взаимодействии с углеродом, источником которого выступают газ, паромазутная смесь и т. д. Такая операция получила название дразнение меди. При этом Cu восстанавливается углеродом древесины. Затем происходит разливка в слитки или специальные анодные плиты для проведения электролизного рафинирования.

К электролизному рафинированию прибегают в случае, когда медь предназначена для использования в электротехнической промышленности, или когда она содержит большое количество благородных металлов (серебра, золота, платины).

Видео: Лекция Епимахова Эпоха бронзы .avi

При электролизе ванну заполняют электролитом, помещают в нее в качестве анода рафинированную медь, а в качестве катода чистый Cu, и пропускают через ванну ток. В итоге на катоде осаждается чистый металл (чистота – до 99,95%).