Что такое черновая медь
Черновая медь
Смотреть что такое «Черновая медь» в других словарях:
черновая медь — [blister copper] медь, получаемая при конвертировании штейна или медного полупродукта автогенной плавки окислением кислородом воздуха (или техническим кислородом) и содержащим примеси, мас. %: 0,05 0,3 Fe; 0,05 0,1 Se; 0,1 1,2 Pb; 0,08 0,25 Sb; 0 … Энциклопедический словарь по металлургии
медь — и; ж. 1. Химический элемент (Сu), ковкий металл желтого цвета с красноватым отливом (широко применяется в промышленности). Добыча меди. Надраить м. самовара. Изготовить из меди котелок. 2. собир. Изделия из этого металла. Вся м. в подвале… … Энциклопедический словарь
МЕДЬ — (символ Сu), переходный элемент красно розового цвета. Красноватая медь встречается в виде самородков, а также в составе нескольких руд, в том числе, куприта (оксид меди) и халькопирита (сульфид меди). Руды извлекают из окружающей их породы и… … Научно-технический энциклопедический словарь
Медь (Cu) — [copper] элемент VIII группы Периодической системы; атомный номер 29; атомная масса 63,546; мягкий, ковкий металл красного цвета. Природная Cu состоит из смеси двух стабильных изотопов: 63Cu (69,1 %) и 65Cu (30,9 %); известна с глубокой древности … Энциклопедический словарь по металлургии
МЕДЬ — (лат. Cuprum от назв. о. Кипр, где в древности добывали медную руду) Сu, хим. элемент I гр. периодич. системы, ат. н. 29, ат. м. 63,546. Прир. М. состоит из смеси двух стабильных изотопов 63 Сu (69,09%) и 65 Сu (30,91%). Поперечное сечение… … Химическая энциклопедия
самородная медь — [native copper] минерал, в котором присутствуют, как правило, в виде примеси Fe, Ag, Au, As и другие элементы. Самородная медь встречается в виде пластинок, губчатых и сплошных масс, а также кристаллов, сложных двойников и дендритов. Поверхность… … Энциклопедический словарь по металлургии
анодная медь — [anode copper] медь, полученная огневым рафинированием и отлитая в виде анодов для электролитического рафинирования. Огневое рафинирование состоит из загрузки и расплавления черновой меди, окисления примесей, снятия шлака, восстановления… … Энциклопедический словарь по металлургии
бескислородная медь — [oxygen free copper] медь, из которой введением раскислителей (Р, Li, В, Be, Ca, чистых С, углеводородов, древесного угля, графита) или вакуумированием удален кислород. Бескислородная медь, как правило, должна иметь следующий химический состав,… … Энциклопедический словарь по металлургии
черная медь — [black copper] медь, получаемая в результате плавки медного вторичного сырья, содержащего другие цветные металлы. Черную медь обычно перерабатывают конвертированием для получения черновой меди; Смотри также: Медь (Cu) черновая медь самородная… … Энциклопедический словарь по металлургии
катодная медь — [cathode copper] медь, полученная электролитическим рафинированием черновой меди в виде расходных, листовых анодов с использованием в качестве катодов тонких листов из Cu повышенной чистоты. Цель электролиза получение металла повышенной чистоты,… … Энциклопедический словарь по металлургии
черновая медь
Полезное
Смотреть что такое «черновая медь» в других словарях:
Черновая медь — Blister copper Черновая (ноздреватая) медь. Неоднородный полуфабрикат меди, полученный в результате ее очистки продувкой при первой плавке в конвертере. Название объясняется большими вздутиями на поверхности из за выделения SO2 и других газов.… … Словарь металлургических терминов
медь — и; ж. 1. Химический элемент (Сu), ковкий металл желтого цвета с красноватым отливом (широко применяется в промышленности). Добыча меди. Надраить м. самовара. Изготовить из меди котелок. 2. собир. Изделия из этого металла. Вся м. в подвале… … Энциклопедический словарь
МЕДЬ — (символ Сu), переходный элемент красно розового цвета. Красноватая медь встречается в виде самородков, а также в составе нескольких руд, в том числе, куприта (оксид меди) и халькопирита (сульфид меди). Руды извлекают из окружающей их породы и… … Научно-технический энциклопедический словарь
Медь (Cu) — [copper] элемент VIII группы Периодической системы; атомный номер 29; атомная масса 63,546; мягкий, ковкий металл красного цвета. Природная Cu состоит из смеси двух стабильных изотопов: 63Cu (69,1 %) и 65Cu (30,9 %); известна с глубокой древности … Энциклопедический словарь по металлургии
МЕДЬ — (лат. Cuprum от назв. о. Кипр, где в древности добывали медную руду) Сu, хим. элемент I гр. периодич. системы, ат. н. 29, ат. м. 63,546. Прир. М. состоит из смеси двух стабильных изотопов 63 Сu (69,09%) и 65 Сu (30,91%). Поперечное сечение… … Химическая энциклопедия
самородная медь — [native copper] минерал, в котором присутствуют, как правило, в виде примеси Fe, Ag, Au, As и другие элементы. Самородная медь встречается в виде пластинок, губчатых и сплошных масс, а также кристаллов, сложных двойников и дендритов. Поверхность… … Энциклопедический словарь по металлургии
анодная медь — [anode copper] медь, полученная огневым рафинированием и отлитая в виде анодов для электролитического рафинирования. Огневое рафинирование состоит из загрузки и расплавления черновой меди, окисления примесей, снятия шлака, восстановления… … Энциклопедический словарь по металлургии
бескислородная медь — [oxygen free copper] медь, из которой введением раскислителей (Р, Li, В, Be, Ca, чистых С, углеводородов, древесного угля, графита) или вакуумированием удален кислород. Бескислородная медь, как правило, должна иметь следующий химический состав,… … Энциклопедический словарь по металлургии
черная медь — [black copper] медь, получаемая в результате плавки медного вторичного сырья, содержащего другие цветные металлы. Черную медь обычно перерабатывают конвертированием для получения черновой меди; Смотри также: Медь (Cu) черновая медь самородная… … Энциклопедический словарь по металлургии
катодная медь — [cathode copper] медь, полученная электролитическим рафинированием черновой меди в виде расходных, листовых анодов с использованием в качестве катодов тонких листов из Cu повышенной чистоты. Цель электролиза получение металла повышенной чистоты,… … Энциклопедический словарь по металлургии
Что такое черновая медь
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Blister copper. Specifications
Дата введения 2011-09-01
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Уральский научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых» (ОАО «Уралмеханобр»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 368 «Медь»
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Приказом Росстандарта от 23.03.2015 N 153-ст c 01.09.2015
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 7, 2015 год
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на черновую медь, применяемую для производства электролитической меди.
Настоящий стандарт устанавливает требования к черновой меди, выплавляемой из первичного и вторичного сырья.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 8.563-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений
ГОСТ Р 12.1.019-2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ Р 55685-2013 Медь черновая. Методы анализа
ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.3.009-76 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание
ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования
ГОСТ 17.2.3.02-78 Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями
ГОСТ 2228-81 Бумага мешочная. Технические условия
ГОСТ 2991-85 Ящики дощатые неразборные для грузов массой до 500 кг. Общие технические условия
ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия
ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия
ГОСТ 19433-88 Грузы опасные. Классификация и маркировка
ГОСТ 22235-2010 Вагоны грузовые магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие требования по обеспечению сохранности при производстве погрузочно-разгрузочных и маневровых работ
ГОСТ 24231-80 Цветные металлы и сплавы. Общие требования к отбору и подготовке проб для химического анализа
ГОСТ 25086-2011 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа
3 Технические требования
3.1 Основные положения
3.1.1 Черновую медь изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической инструкции, утвержденной в установленном порядке.
3.1.2 В зависимости от суммарной массовой доли меди, золота, серебра и массовой доли примесей производят черновую медь следующих марок: МЧ0, МЧ1, МЧ2, МЧ3, МЧ4, МЧ5, МЧ6.
3.1.3 Химический состав черновой меди должен соответствовать нормам, указанным в таблице 1.
Получение черновой меди
Металлургия меди
Медь используется человечеством с древнейших времен. Большое значение медь имеет и для современной техники. Наиболее ценными свойствами меди, обеспечивающими ее широкое применение, являются ее высокая электропроводность, высокая теплопроводность, высокая пластичность и способность образовывать сплавы с хорошими механическими свойствами и хорошей обрабатываемостью.
Предел прочности чистой меди, как и у железа (170–210 МПа или 17–21кг/мм2) невысок и составляет 220МПа(22кг/мм2). Твердость почти в два раза меньше, чем у железа. Температура плавления 1083∘C.
Чистая медь используется, главным образом, электротехнической, радиотехнической и электронной промышленностью (более 50%). Машиностроение использует медь в основном в виде сплавов (30–40%), из которых основными являются бронзы и латуни.
Медь обнаружена в природе в составе очень большого числа минералов (БСЭ – 170), но только очень немногие из них являются медными рудами. Медные руды содержат от 0,5% до 8% меди. Основная же масса меди добывается из руд, содержащих 1–2% меди.
В мировой добыче меди около 80% дают сульфидные руды, в составе которых медь находится в виде сернистых соединений.
CuS – ковеллин, Cu2S – халькозин, CuFeS2 – халькопирит (медный колчедан), Cu5FeS4 – борнит.
Второе место по значимости занимают окисленные медные руды, содержащие медь в виде оксидов.
Cu2O – куприт, CuO – тенорит, CuCO3·Cu(OH)2 – малахит
Медные руды часто бывают полиметаллическими, т. е. одновременно являются рудами нескольких металлов, содержащими цинк 1–8%, свинец 1–5%, никель 0,3–4%, золото до 5 г/т, серебро до 60 г/т и другие редкие металлы. В медных рудах в значительных количествах присутствуют железо, сера, кремнезем, глинозем.
Бедные медью руды экономически не целесообразно непосредственно сразу подвергать металлургической переработке, поэтому они в обязательном порядке подвергаются обогащению, в результате которого не только получают богатые медью концентраты, но и разделяют минералы.
Почти все медные руды подвергают обогащению методом флотации, после которого получают концентрат, содержащий:
· кремнезема SiO2 14–25%,
· глинозема Al2O3 6–8%,
· оксида кальция 2–4,5%,
· и небольшое количество других примесей.
Подготовка концентрата к плавке завершается окислительным обжигом с целью частичного удаления серы. Обжиг ведут при 750–800∘C с окислением концентрата кислородом воздуха. После обжига в концентрате должно оставаться столько серы, чтобы связать всю медь в сульфид меди Cu2S, а все железо в сульфид железа FeS.
Для обжига не требуется топлива, так как в медном концентрате содержится до 40% пирита – Fe2S, при сгорании которого выделяется тепло.
В мировой практике 80% меди из концентрата получают пиротехническим способом, основанном на расплавлении всей массы материала.
Из медного концентрата выплавляют промежуточный продукт – штейн, состоящий из сульфидов меди и сульфидов железа. Выплавку штейна осуществляют в отражательных или шахтных печах. Расплавление обожженного концентрата приводит к образованию штейна и переходу пустой породы (SiO2, CaO, Al2O3 и др.) в шлак из-за меньшей плотности (около 3500), чем у штейна (около 5000кг/м3). Отделение шлака от штейна сложности не представляет.
Отражательная печь имеет длину около 40 метров и ширину порядка 9 метров и плавит одновременно более 100 тонн концентрата.
СХЕМА ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ
Расплавление шихты происходит за счет тепла, выделяемого при сжигании в топочном пространстве 1 нефти, газа или угольной пыли. Факел пламени, проходя над ванной 2, расплавляет концентрат и затем уходит в дымовую трубу. Концентрат загружают через отверстия 3 в своде печи. Продукты плавки – штейн и шлак по мере их накопления выпускают через шлаковое окно 4 и летку для штейна 5. Температура над ванной около 1600∘C, на входе в дымоход около 1200∘C.
В процессе плавки вследствие большого сродства меди к сере, а компонентов пустой породы к кислороду, медь концентрируется в сульфидном расплаве, а оксиды образуют шлак.
Отражательная плавка – это процесс, основанный на внешнем источнике тепла – процесс несовершенный. Более совершенным является процесс плавки, основанный на использовании теплотворной способности сульфидов, составляющих основную массу медных концентратов.
Полученный штейн состоит по массе на 80–90% из сульфидов меди и сульфидов железа (20–50% Cu, 20–40% Fe, 22–25% S до 8% кислорода и примеси золото, серебро, свинец, цинк).
Медь, содержащаяся в медном концентрате, почти полностью переходит в штейн (до 96–99%). Потеря меди происходит за счет уноса пыли рудного концентрата и за счет перехода в шлак.
Для плавки медной руды, содержащей значительное количество пирита FeS2, может применяться плавка в шахтных печах.
Шахтные печи имеют вертикально расположенное рабочее пространство, образованное Металлическими плитками, в полостях которых непрерывно циркулирует вода, охлаждающая стенки. Это приводит к тому, что расплавленная шихта образует на стенках затвердевшую корку, служащую футеровкой. Такое оригинальное решение применяют потому, что обычная футеровка из огнеупоров очень быстро разъедается расплавленным шлаком.
Процесс плавления в шахтной печи идет за счет сгорания FeS2. Для устойчивости процесса в шихту добавляют кокс (3–4%) от массы руды.
Шахтные печи применяют для плавки на штейн богатой медной руды, когда она находится в больших кусках. Однако, применение шахтных печей менее экономично, чем отражательных.
По сравнению с плавкой штейна в отражательной печи, плавка в шахтной печи отличается меньшим содержанием меди в штейне (75–85%). Это объясняется тем, что медная руда не проходит предварительного обогащения, поэтому выход шлака на единицу массы штейна значительно выше.
Получение черновой меди
Полученный в различных плавильных устройствах штейн заливают в медеплавильный конвертор для получения черновой меди.
СХЕМА МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО КОНВЕРТЕРА
Медеплавильный конвертор имеет цилиндрическую форму, образованную стальным кожухом 1 с огнеупорной футеровкой 2 и горловиной 3. Через фурмы 4 в конвертер вдувается воздух. Воздух здесь, в отличие от сталеплавильного конвертера, подается не в ванну, а над ванной в связи с высокой теплопроводности меди, которая может привести к затвердеванию расплава. Корпус конвертера установлен на роликах и может поворачиваться на 180° от среднего положения.
Заливка штейна и выпуск полученной меди осуществляется через горловину. Подача флюса (кремнезем) производится через отверстие 5 в одной из торцевых стенок. Емкость конвертера 15–120 тонн.
В конвертере окисляется большое количество серы и железа, содержащихся в штейне, (до 80% по весу), поэтому процесс может длиться 20 и более часов. Окисление серы и железа сопровождается выделением тепла, поддерживающего в конверторе температуру 1100–1200∘C.
Переработка штейна в конверторе происходит в два периода.
Первый период – это окисление FeS и Cu2S и ошлаковывание оксидов железа флюсом SiO2.
Благодаря присутствию FeS, оксид меди в силу большего сродства меди к сере, чем к кислороду, снова превращается в сульфид:
Поэтому в первом периоде окисляется только железо. Железо уходит в шлак:
Образующийся шлак периодически сливают и в конвертор добавляют штейн и флюс. Продолжительность 1-го периода от 6 до 20 часов.
Первый период заканчивается, когда в штейне окисляется все железо ив расплаве остается только Cu2S.
Второй период – это окисление Cu2S и восстановление меди:
Второй период длится 2–3 часа.
Конверторные газы содержат 12–17% SO2, который после очистки от пыли используют для получения серной кислоты.
Полученная в конверторе черновая медь содержит примеси железа, цинка, никеля, мышьяка, сурьмы, кислорода, серы и др. в количестве 1–2%, что требует дальнейшей очистки (рафинирования).
Рафинирование меди
Существуют два способа рафинирования меди – огневой и электролитический.
При огневом способе в расплавленную черновую медь вдувают воздух. В зависимости от степени активности по отношению к кислороду примеси окисляются в такой последовательности: Al, Si, Mn, Zn, Sn, Fe, Ni, As, Sb, Pb, Bi, Cu. Часть примесей уходит в шлак, часть удаляется с газами. Золото и серебро остаются растворенными в меди.
Чтобы не окислялась, медь на ванну металла насыпают слой древесного угля и начинают восстановление оксидов меди, находящихся в расплаве.
Для восстановления оксида меди проводят процесс, называемый дразнением меди. Медь перемешивают сырыми сосновыми или березовыми бревнами (шестами):
Одновременно из ванны удаляются газы.
Огневое рафинирование обеспечивает получение чистоты 99,0–99,5%. Медь разливают в слитки, идущие на дальнейшую электролитическую очистку или для переплавки и получения сплавов меди.
Для электролитического рафинирования из черновой меди изготовляют аноды толщиной 30–45 мм и массой 200–350 кг. Катоды делают толщиной 0,5–07мм.
Ванна заполняется электролитом, представляющим водный раствор Cu2SO4 (10–16%) и H2SO4 (10–16%). Ванны облицовывают листовым свинцом или пластмассами (винипласт, хлорвинил).
При пропускании постоянного тока происходит растворение меди анода и осаждение ее на катоде:
Примеси вместе с драгоценными металлами осаждаются на дно (шлам). Процесс продолжается до 20 дней. Прирост катода на 100 кг за 10–12 дней. Расход энергии на 1 т катодной меди 250–350 кВт.
Гидрометаллургический способ получения меди заключается в выщелачивании металла из руды с получением водорастворимой соли этого металла и последующим извлечением металла из раствора с помощью электролиза. Например, из медной руды, содержащей нерастворимое в воде соединение CuCO3·Cu(OH)2 – малахита, можно получить водорастворимый сульфат меди при воздействии на руду серной кислотой:
Дальнейшее получение меди сводится к электролизу полученного раствора. Пустая порода остается в нерастворимом остатке, который отфильтровывается и выбрасывается.
Маркировка меди буквенно-цифровая: М00, М0, М1, М2, М3, где «М» обозначает медь, а цифры указывают на чистоту меди от 99,99% до 99,5%.
Технически чистую медь широко применяют в электротехнической промышленности для изготовления проводов и токопроводящих деталей электрических машин. Медь используют в радиотехнической и электронной промышленности. Медь применяют в химическом машиностроении, судостроении, котлостроении для теплообменников.
Большая часть меди используется для получения сплавов. Из сплавов меди основными являются латуни и бронзы.
Латуни – это сплавы меди с цинком и в меньших количествах с другими элементами, где вторым компонентом является цинк с содержанием до 45%.
Как и все сплавы, по технологическим свойствам латуни делят на деформируемые, обрабатываемые давлением, и литейные.
Маркировка латуней следующая: первая буква «Л» указывает на название сплава «латунь», следующее за ней число обозначает содержание меди, например, – Л60.
В специальных латунях, содержащих дополнительные компоненты, принято их следующее обозначение:
Примеры маркировки: ЛЖС58-1-1, где первые две цифры, следующие за буквами, указывают процентное содержание меди, а последующие цифры – содержание других элементов, остальное до 100% – цинк.
Литейные латуни применяют для изготовления втулок подшипников и других антифрикционных деталей, для арматуры и деталей морского судостроения, коррозионностойких деталей общего машиностроения.
Бронзы– это сплавы меди с оловом и другими элементами, кроме цинка.
По технологическим свойствам бронзы делят на деформируемые и литейные.
По химическому составу бронзы делят на бронзы оловянные и бронзы безоловяные.
Маркировка бронз основана на том же принципе, что и маркировка латуней:
· БрОФ 6,5-0,15 означает 6–7% олова, около 0,15% фосфора;
· БрАЖМц10-3-1,5 означает 10% алюминия, 3% железа, 1,5% марганца.
Первая бронза – оловяная, вторая бронза – безоловяная.
Деформируемые бронзы обладают высокой коррозионной стойкостью и находят применение для деталей аппаратуры химической промышленности.
Литейные бронзы используются для фасонного литья в различных областях машиностроения, в том числе для деталей, работающих в агрессивных средах и при больших давлениях, а также для антифрикционных деталей.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Черновая медь
Черновая медь содержит примеси, которые снижают ее качество, уменьшают электропроводность. Часто черновая медь имеет пузырчатое строение из-за незакончившихся в ней реакций между соединениями меди ( Cu2O, Cu2S), сопровождающихся выделением газов. [6]
Черновая медь на специальных машинах разливается в чушки или в плиты и подвергается рафинированию, так как при наличии в ней газов и примесей в виде окислов и сернистых соединений она не может быть использована в технике. При наличии в заводе миксера черновая медь поступает для рафинирования в жидком состоянии. Шлак, содержащий до 5 % Си, используется при получении штейна. Сернистые газы улавливаются через горловину и используются для изготовления кислоты. [8]
Черновая медь на специальных машинах разливается в чушки или в плиты и подвергается рафинированию ввиду непригодности ее для использования из-за наличия в ней газов, окислов и сернистых соединений. При наличии миксера она рафинируется в жидком состоянии. Шлак, содержащий до 5 % меди, используется в первой стадии бессемерования. Сернистые газы улавливаются и используются для изготовления серной кислоты. [9]
Черновая медь всегда подвергается рафинированию для удаления из нее примесей, ухудшающих ее свойства, а также для извлечения из нее золота и серебра. В современной практике рафинирование проводят последовательно двумя принципиально различными методами: пирометаллургическим и электролитическим. [10]
Черновая медь содержит до 2 % примесей железа, серы, цинка, никеля, свинца и др. Ее разливают в слпгкн на ленточных разливочных машинах и отправляют на рафинирование. [11]
Черновая медь рафинируется в отражательной печи для получения меди огневого рафинирования и, если требуется, может быть подвергнута в дальнейшем электролитическому рафинированию. [13]