Как получить медь
- Медь: основные характеристики
- Способы получения меди
- Конвертирование штейна
- Рафинирование меди
- Электрохимическое рафинирование
Медь: основные характеристики
Медь (Cuprum) - это элемент I-ой группы периодической системы Менделеева с атомным номером 29 и атомной массой 63,546. Валентность меди обычно составляет II и I, реже - III и IV. Она находится в четвертом периоде таблицы Менделеева и принадлежит к группе IB, которая также включает золото (Au) и серебро (Ag).
Способы получения меди
Промышленное получение меди - это сложный и многоэтапный процесс. Сначала добытый металл дробится, а затем очищается от породы с помощью флотационного метода обогащения. Затем полученный концентрат (содержащий 20-45% меди) подвергается обжигу в печи с помощью воздушного дутья. Обжиг приводит к образованию огарка - твердого вещества, содержащего примеси различных металлов. Огарок затем плавится в отражательной или электрической печи, что приводит к образованию штейна, содержащего 40-50% меди.
Конвертирование штейна
Штейн затем подвергается конвертированию. Это означает, что нагретый штейн продувается сжатым и обогащенным кислородом. Кроме того, добавляется кварцевый флюс (песок SiO2). В результате конвертирования сульфид железа FeS превращается в шлак и выделяется в форме сернистого газа SO2. Одновременно сульфид одновалентной меди Cu2S окисляется и образуется оксид Cu2O, который вступает в реакцию с сульфидом меди.
Рафинирование меди
В результате всех описанных операций получается черновая медь, содержащая около 98,5-99,3% меди по массе. Черновая медь подвергается рафинированию. На первой стадии медь плавится и пропускается через нее кислород. Примеси более активных металлов, содержащиеся в меди, реагируют с кислородом и образуют оксидные шлаки.
Электрохимическое рафинирование
В заключительной части процесса получения меди она подвергается электрохимическому рафинированию в растворе оксида серы. Черновая медь служит анодом, а очищенная медь - катодом. Благодаря этой очистке примеси менее активных металлов выпадают в осадок, а примеси более активных металлов остаются в электролите. Таким образом, чистота катодной меди, прошедшей все стадии очистки, достигает 99,9% и выше.