Kupfererz. Die Epoche in der Geschichte der Menschheit

Eines der ersten Metalle, mit denen der Mensch arbeitete, war Kupfer oder im lateinischen Cuprum (Cu). Es ist einfach unmöglich, seine Rolle in der Entwicklung der menschlichen Zivilisation zu übertreiben: eine ganze Epoche in der Geschichte hieß die "Bronzezeit" (Bronze ist eine Legierung aus Zinn und Kupfer). Erhalten Sie dieses schöne und verformbare Metall (Kupferfarbe – goldenes Rosa), das vor unserer Ära gelernt wurde. Die Worte "Bornit", "Chalkopyrit", "Chalkosin", "Kovelin", "Enargit", "Cuprite" klingen wie die Namen von etwas Ungewöhnlichem, obwohl in der Tat einige der Erz-Erze so genannt werden. Die Quelle dieses Metalls war Kupfererz.

In der Natur kann Cuprum sowohl in Form von Nuggets als auch in Form von Verbindungen sein. Es gibt verschiedene Arten von Kupfererzen, die in Sulfid unterteilt, oxidiert und in der Zusammensetzung vermischt werden können. In der Regel ist Kupfererz komplex, viele andere Elemente und Verbindungen sind in ihm vorhanden – Sulfide von Blei, Zink, Nickel und anderen Elementen. Darüber hinaus enthält es zerstreute Elemente – Selen, Tellur, Cadmium, Indium und dergleichen. Bei den Kosten sind diese Metalle mindestens 50% des Cuprums, extrahiert aus der Rasse.

Die am häufigsten verwendeten Sulfid-Erze, die Verbindungen von Cu und Schwefel enthalten. Die Herstellung von Kupfer besteht aus mehreren unabhängigen Stufen. Der wichtigste Weg, um es zu bekommen ist pyrometallurgisch.

Normalerweise enthält Kupfererz eine kleine Menge von Cuprum, so dass der Fels vorläufig angereichert ist. Um dies zu tun, wird es zerkleinert, mit Wasser und einigen speziellen Substanzen vermischt und dann in eine Flotationsmaschine gestellt. Da all dies gemischt wird, steigen die Teilchen der Sulfide in Form von Schaum an die Oberfläche und werden weggetragen, und der leere Felsen setzt sich auf den Boden.

Die nächste Stufe der Verarbeitung, die das Kupfererz passiert, heißt "Schmelzen auf Matte". Dem resultierenden Konzentrat wird Sand zugesetzt, und das Gemisch wird auf den Schmelzpunkt des Metalls erhitzt . Bei dieser Wirkung wird der Schwefel zu Schwefeloxid oxidiert und das geschmolzene Metall wird am Boden des Ofens gesammelt. Diese Schmelze wird in den Konverter gegossen und mit Luft gespült. Als Ergebnis erzeugt die Oxidation von Schwefel metallisches Kupfer, das in Formen gegossen wird. Beim Abkühlen solcher Blöcke (in ihnen der Inhalt von Cu erreicht 98%), wird Schwefeldioxid freigesetzt. Es wird gefangen und dann als Rohstoff für die Herstellung von Schwefelsäure verwendet.

Um das Metall der erforderlichen Reinheit zu erhalten, muß das schwarze Kupfer verfeinert werden. Es kann von zwei Typen sein – Feuer oder elektrolytisch. Beim Raffinieren ist es auch möglich, die in dem resultierenden Blister Kupfer enthaltenen Edelmetalle zu erhalten.

Die Feuerveredelung erfolgt in speziellen Öfen, die Elektrolyse erfolgt in mit Blei oder Viniplast ausgekleideten Bädern.

Für die Feuerveredelung wird die resultierende Vorform in den Ofen geladen und geschmolzen. Dann wird die Luft durch das flüssige Metall geblasen . Während der Oxidation gelangt ein Teil der Verunreinigungen in die Schlacke, während der andere sublimiert und mit den Ofengasen abgeführt wird. Oxidiert auch Cuprum. Alle Edelmetalle bleiben in der Schmelze. Die Reduktion von oxidiertem Kupfer tritt auf, wenn es mit Kohlenstoff wechselwirkt, dessen Quelle Gas ist, ein Dampf-Öl-Gemisch usw. Dieser Vorgang wurde als Kupferplattierung bezeichnet. Zudem wird Cu durch den Kohlenstoff aus Holz reduziert. Dann gibt es Guss in Barren oder spezielle Anodenplatten zur Durchführung der Elektrolyseverfeinerung.

Elektrolyse-Raffination wird verwendet, wenn Kupfer für den Einsatz in der Elektroindustrie bestimmt ist oder wenn es eine große Anzahl von Edelmetallen (Silber, Gold, Platin) enthält.

Während der Elektrolyse wird das Bad mit einem Elektrolyten gefüllt, das raffinierte Kupfer wird als Anode in sie gelegt, und es wird eine reine Kathode als Kathode verwendet, und ein Strom wird durch das Bad geführt. Als Ergebnis fällt reines Metall auf der Kathode aus (Reinheit – bis zu 99,95%).