Плавка медного концентрата во взвешенном состоянии
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
алахит CuCO3•Cu(OH)257,4
В современной практике обычно разрабатывают руды с содержанием меди 0,8-1,5%, а иногда и выше. Однако для крупных месторождений вкрапленных руд минимальное содержание меди, пригодное для разработки в современных условиях, составляет 0,4-0,5%.
Наряду с медными минералами в рудах находятся в больших или меньших количествах сульфиды других тяжелых цветных металлов (цинка, свинца, никеля) и железа. Железо может присутствовать как в форме самостоятельных, так и в виде комплексных сульфидов типа халькопирита и борнита. Основными природными сульфидами железа являются пирит FeS2 и пирротин Fe7S8 (Fe1-xS).
Халькопирит, ковеллин, борнит и пирит относятся к высшим сульфидам. Они содержат избыток серы сверх стехиометрического содержания, соответствующего валентным отношениям. При нагреве высшие сульфиды диссоциируют с образованием низших сульфидов и выделением паров элементарной серы.
Кроме рудных минералов в медных рудах содержится пустая порода в виде кремнезёма, глинозёма, кальцита, различных силикатов и др. В практике медного производства встречаются кислые руды, в пустой породе которых преобладает кремнезём SiO2 и основные руды со значительными количествами известняка и других минералов.
При обогащении медных руд основным продуктом являются медные концентраты, содержащие до 55% Cu (чаще 10-30%). Извлечение меди в концентраты при флотации колеблется от 80 до 95%. Отходами обогащения являются отвальные хвосты. Флотационные концентраты представляют собой тонкие порошки с частицами крупностью 89-95% -74 мкм с влажностью 8-10%. [3]
Таблица 2. Примерный состав различных медных концентратов [3]
Тип концентратаСодержание компонентов, %CuPbZnFeSSiO2Al2O3CaOМедный18,5-36,50-0,050-1,17,1-31,616,6-35,55,5-24,82,1-7,80,1-2,4Медно-цинковый 113,6-16,10-0,85,4-8,328,7-31,739-440,7-1,10,7-3,40,1Медный, никель-содержащий 24,7 1,8 Ni - 34,9 32,6 1,7 1,5 0,7
1.2 Физико-химические свойства
Кристаллическая решетка металлической меди кубическая гранецентрированная. Плотность 8,92 г./см3, температура плавления 1083,4C, температура кипения 2567C. Медь среди всех других металлов обладает одной из самых высоких теплопроводностей и одним из самых низких электрических сопротивлений.
В сухой атмосфере медь практически не изменяется. Во влажном воздухе на поверхности меди в присутствии углекислого газа образуется зеленоватая пленка состава Cu(OH)2CuCO3. Так как в воздухе всегда имеются следы сернистого газа и сероводорода, то в составе поверхностной пленки на металлической меди обычно имеются и сернистые соединения меди. Такая пленка, возникающая с течением времени на изделиях из меди и ее сплавов, называется патиной. Патина предохраняет металл от дальнейшего разрушения. Для создания на художественных предметах налета старины на них наносят слой меди, который затем специально патинируется.
При нагревании на воздухе медь тускнеет и, в конце концов чернеет из-за образования на поверхности оксидного слоя. Сначала образуется оксид Cu2O, затем - оксид CuO.
При сплавлении меди с серой образуется нерастворимый в воде сульфид Cu2S. Сульфид меди (II) CuS выпадает в осадок, например, при пропускании сероводорода через раствор соли меди (II):
2S + CuSO4 = CuS + H2SO4 (1)
водородом, азотом, графитом, кремнием медь не реагирует. При контакте с водородом медь становится хрупкой (так называемая водородная болезнь меди) из-за растворения водорода в этом металле.
В присутствии окислителей, прежде всего кислорода, медь может реагировать с соляной кислотой и разбавленной серной кислотой, но водород при этом не выделяется:
2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2O (2)
С азотной кислотой различных концентраций медь реагирует довольно активно, при этом образуется нитрат меди (II) и выделяются различные оксиды азота. Например, с 30%-й азотной кислотой реакция меди протекает так:
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (3)
С концентрированной серной кислотой медь реагирует при сильном нагревании:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2+ 2H2O (4)
Практическое значение имеет способность меди реагировать с растворами солей железа (III), причем медь переходит в раствор, а железо (III) восстанавливается до железа (II):
FeCl3 + Cu = CuCl2 + 2FeCl2 (5)
Этот процесс травления меди хлоридом железа (III) используют, в частности, при необходимости удалить в определенных местах слой напыленной на пластмассу меди.
Ионы меди Cu2+ легко образуют комплексы с аммиаком, например, состава [Cu(NH3)]2+. При пропускании через аммиачные растворы солей меди ацетилена С2Н2 в осадок выпадает карбид (точнее, ацетиленид) меди CuC2.
Гидроксид меди Cu(OH)2 характеризуется преобладанием основных свойств. Он реагирует с кислотами с образованием соли и воды, например:
Сu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O (6)
Но Сu(OH)2 реагирует и с концентрированными растворами щелочей, при этом образуются соответствующие купраты, например:
Сu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4] (7) [4]
1.3 Применение
Перечисленные выше характерные свойства меди обуславливают многочисленные области ее применения. Основными потребителями меди и ее соединений являются:
) электротехника и электроника (провода, кабели, обмотки электродвигателей, детали радиоэлектроники и др.);
) машиностроение (теплообменники, опреснительные установки и др.);
) транспорт (детали и узлы железнодорожных вагонов, автомобилей, самолетов, морских и речных судов и др.);
) магнитогидродинамические генераторы;
) ракетная техника;
) строительные материалы (кровельные листы, детали декорати?/p>