Внешний вид, структура и сферы применения меди

Группы медных руд

Медь — металл, имеющий огромное количество разновидностей, каждой из которых присущи свои свойства. Существует более 200 видов. Однако в производстве используется не более 20. Все эти разновидности ученые объединяют в несколько групп.

Стратиформная — группа, характеризующаяся месторождениями, которые сформировались осадочным способом. С этим металлом часто находят сланец.

1. Колчеданная — группа, состоящая из единения меди и самородков. Этот вид металлов широко применяется в ювелирном деле.
2. Гидротермальная — группа, характерной чертой которой является то, что в этих месторождениях часто содержатся золото, серебро и другие полезные ископаемые вместе с медью. Их количество превышает норму.
3. Скарновые породы — месторождения таких руд локальны. Они встречаются среди известняковых пород. Здесь концентрация меди не превышает 30 %. Кроме того, она неравномерна.
4. Магматические— к этой группе относят виды, в которых преобладают смеси меди и никеля. Такие породы получились в результат магматических процессов, то есть затвердевания и изменения магмы или лавы.
5. Карбонатные — эта группа состоит из смесей железа и меди. Во всем мире пока обнаружено только одно такое месторождение — в ЮАР.

Способы добычи медной руды

Как уже говорилось, медь имеет разные способы образования и происхождения. Какие-то пласты находятся ближе к поверхности, какие-то дальше. В зависимости от этого и определяется способ добычи этого металла. Так, существуют закрытый и открытый способы.

Закрытый способ применяется в случае, если полезные ископаемые находятся под землей на расстоянии более 600 метров от поверхности. Чаще всего они залегают намного глубже. В таком случае строятся длинные шахты, которые протягиваются на несколько десятков километров. Они оснащаются всем необходимым оборудованием, в частности техникой. Для добычи меди нужны специальные машины, имеющие буровой механизм с шипами. Машина в прямом смысле дробит и царапает породы, тем самым добывая медь. К закрытому способы можно также отнести бурение.

Открытый способ используется чаще, но только в том случае, если полезные ископаемые находятся на глубине не более 500 метров. В таком случае снимаются верхние слои, не имеющие ценности. Затем происходит сама добыча меди. Часто используются взрывные устройства, которые упрощают работу. Такой способ добычи крайне губителен для окружающей среды. После того как месторождение иссякает, его забрасывают, а яма так и остается на поверхности земли. В ней скапливается вода и происходит коррозия почвы, что приводит к образованию оврагов.

Применение металла: от телеграфа до фейерверков

Широкое применение меди началось после изобретения телеграфа. Понадобились огромные объемы металла для телеграфных проводов. С этого времени наш герой не покидает первого места в рейтинге электротехнических металлов.

Применение меди основано на ее свойствах. Электропроводка в старых домах; сейчас дорогой металл заменяют на дешевый алюминий. А вот в приборах медные проводки присутствуют. Компьютеры оснащены медными теплоотводами.

Рекомендуем: БРОНЗА — сплав для всех времен и народов

Сантехническое оборудование, холодильная техника, кондиционеры — везде задействован цветной металл с его замечательными свойствами.

Корабли и кораблики гордятся медными трубопроводами (в них течет жидкость и газ).

А во многих странах медные трубы применяют для водо- и газоснабжения зданий.

Без меди не будет твердого припоя (это «клей» для металлов).

Диоскурид писал: «Из детской мочи и кипрской меди приготовляется припой для золота».

Япония считает медные трубы газопроводов сейсмостойкими.

Медь применяют как лигатуру для золотых сплавов; чистое золото слишком мягкий и склонный к истиранию металл.

Оранжевый цветной металл дает синий цвет пиротехническим изделиям.

Срок эксплуатации медных изделий достигает 200 и больше лет.

Популярные сегодня темы

• Британская кошка

  Британская кошка принадлежит к короткошерстным породам. Ростом взрослое животное около 33 см, весит 6 – 12 кг.

• Большая пирамида Хеопса

  Легендарные египетские пирамиды, и сейчас хранящие множество загадок — это единственное из семи удивительных чудес света, которое сохранилось до настоящего времени

• Рукописные книги Древней Руси

  Рукописной называют книгу, в которой все выполнено вручную. Такие книги многие века по праву считались предметом гордости, поклонения, признаком роскоши. Большинство таких книг были религиозн

• Луг

  В лесах или в низовье рек образуются различной величины луговые массивы. Обычно они выступают в виде вкраплений определенной растительности в определенной зоне

• Вредные привычки

  Каждый человек имеет вредные привычки. Что же это такое? Вредными называют те привычки, которые мешают человеку нормально жить, становясь своеобразной навязчивой идеей.

• История возникновения химии

  К химии обращались и древние греки. Тогда они знали несколько сплавов. Сам Аристотель считал, что известные сплавы можно смешать и получить нечто другое.

Какие металлы относятся к благородным, их свойства

Название «благородные» эта группа металлов получила благодаря особым характеристикам. В зависимости от разновидности физико-химические свойства у них могут проявляться в разной степени, но они всегда остаются уникальными.

Родий

Родий – представитель платиновой группы. Принадлежит к числу легких металлов, имеет бледно-голубой цвет. Отличается высокой степенью твердости и, вместе с тем, хрупкости.

Ценится за высокую отражательную способность, устойчивость к химическому воздействию. Окислить родий можно только горячей серной кислотой. Процесс плавления начинается при нагреве почти до 2000 °С.

Платина

Из-за белого блеска платина, открытая на рудниках Америки, изначально называлась «серебришком». Только в 1751 году платина получает статус драгметалла, а ее стоимость мгновенно обгоняет известные тогда серебро и золото. Она обладает высокой пластичностью, отлично поддается ковке (из-за чего и полюбилась ювелирам). Вместе с тем платина тверже золота, тугоплавка, устойчива к химическим воздействиям, не подвержена окислению.

Золото

Как и платина, обладает хорошей пластичностью, ковкостью, но имеет более низкие температуры плавления. Реагирует только с царской водкой, неуязвимо для щелочей, солей и кислот. В природе редко встречаются экземпляры чистого золота с выраженной желтой окраской и характерным блеском. Чаще всего старатели сталкиваются с блеклой рудой зеленого цвета.

Осмий

Самый тугоплавкий из благородных металлов. Температура плавления достигает 2700 °С. Кроме того, осмий не растворяется в кислотах. По внешним характеристикам белый и твердый. Принадлежит к группе тяжелых металлов.

Иридий

Как и осмий, относится к тяжелым металлам. Самый прочный, плотный, тугоплавкий и не растворяющийся в кислотах, серо-белого цвета. Температура плавления немного ниже, чем у осмия, и составляет 2454 °С.

Рутений

По внешним характеристикам рутений легко спутать с платиной. По температуре плавления благородный металл напоминает иридий, обладает повышенной прочностью и плотностью. Интересно, что только рутений и осмий под действием щелочи, окислителя и высоких температур образовывают растворимые в воде спеки.

Палладий

Мягкий, ковкий, белого цвета с серебристым отливом. При нагревании до 860 ° C палладий образует оксиды, но при дальнейшем повышении температуры снова становится чистым. Температура плавления составляет 1554 °С.

Серебро

Среди благородных металлов серебро отличается наименьшей плотностью и относительно низкой температурой плавления – 960 °С. Лучше всего поддается ковке, служит отличным тепло- и электропроводником. Практически не реагирует с кислотами, но темнеет под действием сероводорода, входящего в состав атмосферы.

Список полудрагоценных металлов

В ювелирном производстве и приборостроении активно используют металлы, не являющиеся по сути драгоценными, но представляющие определенную ценность. Они условно называются полудрагоценными. Среди наиболее востребованных можно выделить такие виды:

• титан;
• вольфрам;
• мельхиор.

Цена на них колеблется в среднем ценовом диапазоне и не превышает 2 долларов за грамм.

Перечень драгоценных металлов

Известны следующие драгоценные металлы:

1. Золото.
2. Серебро.
3. Платина.
4. Родий.
5. Осмий.
6. Иридий.
7. Рутений.
8. Палладий.

Некоторые ученые выделяют еще один элемент, который можно отнести к благородным металлам – технеций. Однако ввиду своей радиоактивности его не включают в общую классификацию.

Каждый из материалов в природе встречается либо в виде самородков, либо в составе руды или сплавов. Месторождений благородных металлов по всей Земле не так уж много, поэтому разработка их проводится под жестким контролем тех государственных предприятий, на чьей территории они находятся.

Открытие морского пути в Индию

Вплоть до островов Зеленого мыса плавание проходило без происшествий, поскольку Васко да Гама мог пользоваться результатами небольших исследовательских путешествий к западному побережью Африки и прорывной экспедиции Бартоломеу Диаша, а также опытом умелого штурмана Перу Аленкера.

Однако, чем дальше корабли заходили в незнакомые воды, тем меньше у мореплавателя оставалось ориентиров, и тем сложнее было добывать сведения. Нередко информацию о водных путях и планах местных царьков Васко да Гама получал, пытая и показательно убивая мавров и индийцев.

Достичь желанной страны путешественнику удалось, воспользовавшись знаниями арабского лоцмана Ахмеда ибн Маджида. Заключение договора о торговле тоже потребовало от офицера немалой выдержки и изворотливости: корона не предоставила путешественникам богатых даров для поднесения властям, а конкурирующие мавры пытались очернить португальцев перед местным правителем, саморином.

Подлинно открытой для торговли с Португалией Индия стала уже после второго плавания Васко, когда мощь европейского оружия подавила сопротивление местной знати и арабских работорговцев, а в Кананаре была выстроена крепость и поставлен падран.

Биологическая ценность для человека

Медь относится к категории жизненно-необходимых элементов, и в организме взрослого человека, содержится около 100 граммов этого металла. Переоценка токсичности данного вещества проводилась в 2003 году Всемирной Организацией Здравоохранения. Исследования установили, что медь не является причиной заболеваний пищеварительного тракта, и не провоцирует развитие болезни Вильсона-Коновалова (гепатоцеребральная дистрофия, поражающая печень и головной мозг), как считалось ранее. Учёные пришли к выводу, что для здоровья человека больше вреден недостаток меди, а не её переизбыток.

Бактерицидность меди известна давно, а последние исследования в этой области подтвердили эффективность металла в профилактике свиного гриппа, поражения золотистым стафилококком. В экспериментах было установлено, что на медной поверхности погибает 99% болезнетворных бактерий в течение 2-х часов. Поэтому медь и её сплавы широко применяется для обеззараживания воды. В Европе из этого металла изготавливаются дверные ручки, замки, петли и перила, которые устанавливаются в медучреждениях и местах общего пользования.

Источники

• https://vseprokamni.ru/metal/kak-vyglyadit-med.html
• https://cuprum-metall.ru/informatsiya/med/
• https://othodynet.ru/othody/med-tsvet-osobennosti-dobychi-harakteristika-metalla
• https://mineralpro.ru/minerals/copper/
• https://metalik-msk.ru/kak-otlichit-med-ot-latuni.html
• http://met-all.org/cvetmet-splavy/med/osnovnoj-tsvet-i-ottenki-medi.html
• https://ocvete.ru/raznye-cveta/mednyj-cvet.html
• https://xlom.ru/vidy-metalloloma/uchimsya-opredelyat-med-i-otlichat-ee-ot-drugix-metallov-i-splavov
• https://instanko.ru/drugoe/kak-opredelit-med.html
• https://rcycle.net/metally/cvetnye/kak-opredelit-latun-ili-med-ih-osnovnye-otlichiya
• https://cu-prum.ru/med.html

Сплавы меди

Помимо относительно чистой формы, характеризуемой ничтожным содержанием примесей, медь – составляющий элемент многих сплавов, среди которых наиболее известны:

латунь;

Латунь – сплав меди

бронза;

Бронза

мельхиор.

Мельхиор – больше относится к серебру, нежели к меди

Отдельно стоит выделить медный сплав с никелем, именуемый мельхиор. Он известен широкой аудитории по разменным монетам советских времен, начиная с 10 копеек а также подарочные наборы столовых приборов, но существенно уступает первым двум в степени востребованности.

Наиболее перспективными для нужд человека остаются: латунь и бронза. Желтая медь, так иначе называют латунь, на бытовом уровне широко востребована в сантехнике. Те, кто сталкивался с подбором крана или смесителя, хорошо знают это. По химическому составу различают:

двойные латуни – сплав меди с цинком;

многокомпонентные, в которых Zn остается основным легирующим элементом.

Процентное содержание цинка, даже в двойной латуни, широко варьируется. Сплавы, где доля Zn составляет не более 20%, именуют томпаком.

Пули из томпака

Определить состав латуни можно исходя из маркировки: для двойных сплавов после буквы «Л» указывается процентное содержание меди, например Л60. Маркировка многокомпонентных сплавов строится аналогично, только за «Л» следуют легирующие примеси с их концентрациями. Таким образом, многокомпонентная латунь марки ЛМц58- 2, использования при изготовлении деталей машин, гаек, болтом, арматуры, подразумевает содержание меди – 58%, цинка – 40%, марганца – 2%.

Бронза – в стандартном понимании, представляет медный сплав с оловом, однако на практике также обладает весьма вариативным составом. Фактически под бронзой принято понимать любой медный сплав, где никель и цинк не являются основными легирующими элементами. Стоит отметить, что найти оловянную бронзу достаточно сложно. Большее распространение получили ее безоловянные сорта.

Где можно купить или продать?

Основными лотами на рынке остаются платина и золото. Если вы представляете какую-то фирму или имеете ИП, выгоднее покупать металлы у официально зарегистрированных брокерских компаний, работающих с ведущими заводами производителями.

Какой драгметалл самый дорогой?

Если мы говорим о самых востребованных и популярных металлах, то лидирующую строчку в рейтинге цен занимают палладий, платина и золото.

Однако самым дорогим металлом на земле по праву считается калифорний.

Его добывают в процессе работы мощнейших ядерных реакторов. Цена за 1 грамм калифорния составляет 6,5 миллионов долларов. Следующий в списке дорогих металлов идет родий. Его оценивают в 225 тысяч долларов за грамм.

Медь

Медь — минерал из класса самородных элементов. В природном минерале обнаруживаются Fe, Ag, Au, As и другие элементы в виде примеси или образующие с Cu твёрдые растворы. Простое вещество медь — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки).

Один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. Он входит в семёрку металлов, известных человеку с очень древних времён. Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных.

История меди

Человечество начало добывать медь несколько тысячелетий назад. Самые древние изделия, найденные из этого металла, датируются 7-6 веками до нашей эры. Среди них – украшения, инструменты, посуда и орудия труда.

Большим шагом вперед в развитии металлургии было открытие сплава меди с оловом – бронзы. Этот материал отличался повышенной прочностью и способностью к ковке, благодаря чему все изделия из данного медного сплава получались более качественными.

На территории нашей страны медь издавна добывают на Урале, Алтае и в Сибири. Из нее отлиты известнейшие культурные памятники: Царь-пушка, Царь-колокол, Медный всадник.

Добыча металла

В природе медь в виде самородков встречается чаще, по сравнению с золотом, серебром или железом. Древнейшие медные предметы, а также шлак, свидетельствующий о выплавке её из руды, были обнаружены в Турции при раскопках древних поселений. Из истории известно, что за каменным веком последовал медный, характеризующийся изготовлением и применением медных предметов. Исследования учёных говорят о том, что даже при мягкости металла орудия труда из меди выигрывают в скорости строгания, рубки, сверления и распила древесины у каменных изделий.Медные руды — это залежи минералов, которые содержат не только медь, но и другие вещества, способствующие формированию их свойств, например, никель. Медными считают те виды руд, в которых содержание количества меди было бы достаточным для целесообразной добычи промышленными способами. Таким требованиям соответствуют руды, содержащие цветной металл в пределах от 0,5 до 1%. Земля располагает ресурсами, содержащими медь, 90% из которых — медно-никелевые руды.

Из-за прочности металла и способности сохранять свои физико-химические свойства продолжительное время жизненный цикл у меди довольно долгий, хотя изделия приходят со временем в негодность. Они сдаются в металлоприемные пункты, и начинается новый процесс переработки медного лома, состоящий из нескольких этапов и положительно влияющий на экономику производства. При этом недра земли остаются нетронутыми, к тому же переработка руды требует немалых затрат энергии, а на переработку лома расходуется на 90% меньше. Таким высоким показателем характеризуются далеко не все металлы.

Медь принадлежит к группе цветных металлов, даже руда отличается выраженным медным цветом. Добычу руды осуществляют в основном открытым способом, то есть без шахтных сооружений, а металл извлекается с применением обогащения методом флотации. Рудная порода смачивается водой, вещества, не содержащие металл, увлажняются и слипаются, образуя отходы, а не смоченные частицы поднимаются вверх и образуют пену. Затем медная руда подвергается дополнительному циклу очистки, отправляется в плавильную печь, потом на изготовление заготовок.

Способы получения меди

В природе медь существует в соединениях и в виде самородков. Соединения представлены оксидами, гидрокарбонатами, сернистыми и углекислыми комплексами, а также сульфидными рудами. Самые распространённые руды – это медный колчедан и медный блеск. Содержание меди в них составляет 1-2%. 90% первичной меди добывают пирометаллургическим способом и 10% гидрометаллургическим.

Пирометаллургический способ

Пирометаллургический способ включает в себя такие процессы: обогащение и обжиг, плавка на штейн, продувка в конвертере, электролитическое рафинирование. Обогащают медные руды методом флотации и окислительного обжига. Сущность метода флотации заключается в следующем: частицы меди, взвешенные в водной среде, прилипают к поверхности пузырьков воздуха и поднимаются на поверхность. Метод позволяет получить медный порошкообразный концентрат, который содержит 10-35% меди.

Окислительному обжигу подлежат медные руды и концентраты со значительным содержанием серы. При нагреве в присутствии кислорода происходит окисление сульфидов, и количество серы снижается почти в два раза. Обжигу подвергаются бедные концентраты, в которых содержится 8-25% меди. Богатые концентраты, содержащие 25-35% меди, плавят, не прибегая к обжигу.

Следующий этап пирометаллургического способа получения меди – это плавка на штейн. Если в качестве сырья используется кусковая медная руда с большим количеством серы, то плавку проводят в шахтных печах. А для порошкообразного флотационного концентрата применяют отражательные печи. Плавка происходит при температуре 1450 °С.

В горизонтальных конвертерах с боковым дутьём медный штейн продувается сжатым воздухом для того, чтобы произошли процессы окисления сульфидов и феррума. Далее образовавшиеся окислы переводят в шлак, а серу в оксид. В конвертере образуется черновая медь, которая содержит 98,4-99,4% меди, железо, серу, а также незначительное количество никеля, олова, серебра и золота.

Черновая медь подлежит огневому, а далее электролитическому рафинированию. Примеси удаляют с газами и переводят в шлак. В результате огневого рафинирования образуется медь с чистотой до 99,5%. А после электролитического рафинирования чистота составляет 99,95%.

Гидрометаллургический способ

Гидрометаллургический способ заключается в выщелачивании меди слабым раствором серной кислоты, а затем выделении металлической меди непосредственно из раствора. Такой способ применяется для переработки бедных руд и не допускает попутного извлечения драгоценных металлов вместе с медью.

Применение меди

Благодаря ценным качествам медь и медные сплавы используются в электротехнической и электромашиностроительной отрасли, в радиоэлектронике и приборостроении. Существуют сплавы меди с такими металлами, как цинк, олово, алюминий, никель, титан, серебро, золото. Реже применяются сплавы с неметаллами: фосфором, серой, кислородом. Выделяют две группы медных сплавов: латуни (сплавы с цинком) и бронзы (сплавы с другими элементами).

Медь обладает высокой экологичностью, что допускает её использование в строительстве жилых домов. К примеру, медная кровля за счёт антикоррозионных свойств, может прослужить больше ста лет без специального ухода и покраски.

Медь в сплавах с золотом используется в ювелирном деле. Такой сплав увеличивает прочность изделия, повышает стойкость к деформированию и истиранию.

Для соединений меди характерна высокая биологическая активность. В растениях медь принимает участие в синтезе хлорофилла. Поэтому её можно увидеть в составе минеральных удобрений. Недостаток меди в организме человека может вызвать ухудшение состава крови. Она есть в составе многих продуктов питания. К примеру, этот металл содержится в молоке

Однако важно помнить, что избыток соединений меди может вызвать отравление. Именно поэтому нельзя готовить пищу в медной посуде

Во время кипячения в пищу может попасть большое количество меди. Если же посуда внутри покрыта слоем олова, то опасности отравления нет.

В медицине медь используют, как антисептическое и вяжущее средство. Она является компонентом глазных капель от конъюнктивита и растворов от ожогов.

Не все золото, что блестит

Проверить золотое изделие и выдать достоверное заключение на принадлежность к благородному металлу может лишь ювелир, в распоряжении которого имеется все необходимое аналитическое оборудование. Профессиональную проверку осуществляет Пробирная Палата. Экспертиза золотых украшений — удовольствие не из дешевых, цена услуги колеблется в пределах от 10 до 20% от оценочной стоимости изделия. Золото подделывают все чаще, а тратить деньги впустую не хочется никому. Кстати, необходимость проверки золота на подлинность может возникнуть не только в отношении ювелирных изделий, но и, например, при покупке слитков или самородков.

Самая сложный вид подделки  для самостоятельного определения золота – болванка украшения, на которую нанесен тончайший слой драгметалла. Определить подлинность такой работы в домашних условиях без причинения вреда изделию крайне сложно.

Самые распространенные методы подделки золотых изделий:

• поверхностная позолота;
• замена медью;
• сплавы алюминия и других металлов;
• сплав титана и золота.

Поддельные украшения из сплавов, по цвету близких к золоту, оставляют на коже пятна с зеленым оттенком, особенно при длительном ношении кольца. Подмену золота на менее ценные сплавы металлов другими или похожее напыление можно определить, используя широко известные методы.

Первый этап — проверка золота путем сравнения. Наверняка у вас есть ювелирное украшение, в подлинности которого вы не сомневаетесь. На жестком предмете следует начертить линию двумя этими украшениями. Золотые изделия оставят одинаковый след, если же есть различия — это прямой повод усомниться в качестве.

С помощью лупы всмотритесь в клеймо, на котором должна отражаться проба золота. Оно должно быть четким, без повреждений.

Стоимость грамма золота ежедневно меняется, однако, на нее следует опираться при покупке украшений, даже если они приобретаются не в магазине.

Так же бытует мнение о том, что звук помогает вычислить копию. Хрустальный звон при ударе о твердую поверхность издают золотые изделия. Глухой или любой другой звук – повод для беспокойства.

Проверка йодом

Йод способен менять цвет большинства компонентов, которые используются для фальсификации драгоценного металла, но при этом такая проба совершенно безобидна для ювелирных украшения с пробой выше 500 (т. е. в которых содержится более 50 массовых процентов золота).

На изделие, вызывающее сомнение, следует нанести каплю аптечного спиртового раствора йода, и через 10-15 секунд удалить его остатки салфеткой. Если след от йода остался, то перед вами не золотое изделие. Не измененный цвет металла может свидетельствовать о подлинности.

Проверка магнитом

Драгоценные металлы не подвергаются воздействию магнита. Изделия из стали, покрытые тонким слоем позолоты, мгновенно притянутся к поверхности магнита, настоящее золотое украшение на магнит не отреагирует.

Индифферентность к магниту — условие обязательное, но не достаточное. К примеру, немагнитными являются большинство сплавов меди и олова. Однако, такие изделия значительно легче: разницу в весе можно почувствовать даже без аналитических весов.

Проверка уксусом

Дешевая подделка почернеет под действием уксусной кислоты. Если вы спустите в нее золото с пробой выше 500, то с ним ничего не случится. Это еще один верный метод распознавания подлинности. 3-5 минут хватит для того, чтобы провести эксперимент.

На зубок

Вы наверняка видели в фильмах, как золотую монету главные герои пробовали «на зубок». Данный метод подходит лишь для высокопробного золота (белее 900), которое является относительно мягким.  На таком золоте след от зубов обязательно останется, так как его твердость значительно ниже, чем у других металлов.

Определение подлинности золота с помощью аналитических приборов

Моментальное распознавание компонентов металла на дому возможно при помощи специального прибора под названием анализатор металлов. Результат выводится на экран в течение 2-3 секунд. Для его получения необходимо навести прибор на исследуемый объект. Анализатор широко используется добытчиками драгоценных металлов.

Для того чтобы не сомневаться в подлинности золотого украшения следует правильно выбирать место его приобретения. Ювелирные салоны и ломбарды – точки реализации настоящего благородного металла. Покупка с рук — всегда риск.