Proprietățile cuprului și aplicațiile sale

Cuprul este utilizat pe scară largă sub formă pură și sub formă de aliaje în industria ingineriei electrice și radio, unde se consumă aproximativ 50% din cuprul produs, în ingineria mecanică și instrumentație, precum și în echipamentele militare. Cuprul pur este un metal de culoare roz, cu o densitate de 8,93, un punct de topire de 1084° C și un punct de fierbere de 2582° C. Cuprul are o conductivitate electrică ridicată și o conductivitate electrică ridicată. Cuprul are conductivitate electrică și termică ridicată, are o bună maleabilitate și ductilitate și este ușor de laminat în foi subțiri și de tras în sârmă.

Aliajele de cupru cu zinc — alama și cupru cu staniu — bronzul — sunt cunoscute și larg răspândite încă din antichitate. Alama conține de la 10 la 30% 2p și, în unele cazuri, cantități mici de staniu și plumb. Alama este bine prelucrată, are o rezistență mecanică mai mare comparativ cu cuprul și, în plus, este mai ieftină decât cuprul pur. Bronzul conține până la 20 % Bp. În ciuda durității lor relativ ridicate, bronzul este bine prelucrat și umple bine matrița atunci când este turnat. Bronzurile au o rezistență ridicată la uzură, un coeficient de frecare scăzut și, prin urmare, sunt utilizate pentru prepararea cojilor de rulmenți, a angrenajelor și a altor piese. Bronzul este utilizat și în producția chimică.

Cuprul conduce foarte bine electricitatea și căldura. Rezistivitatea cuprului este de 0,018 Ohm-mm 2 /m, iar conductivitatea termică la 20 ° C este de 385 W/(m — K). Cuprul este doar puțin inferior argintului în ceea ce privește conductivitatea electrică. Conductivitatea sa electrică este de 1,7 ori mai mare decât cea a aluminiului și de aproximativ 6 ori mai mare decât cea a platinei și a fierului. Cuprul are proprietăți mecanice valoroase de maleabilitate și ductilitate.

În prezența aerului, a umidității și a gazului sulfuros, cuprul se acoperă treptat cu o peliculă densă gri-verzuie de sare bazică de acid sulfuric, care protejează metalul de oxidarea ulterioară. De aceea, cuprul și aliajele sale sunt utilizate pe scară largă în construcția liniilor electrice și a diferitelor tipuri de comunicații, în ingineria electrică și instrumentație, în ingineria frigului (producția de schimbătoare de căldură pentru dispozitive de răcire) și în ingineria chimică (producția de aparate de vid, bobine). Aproximativ 50 % din cantitatea totală de cupru este utilizată de industria electrică. Pe baza cuprului a fost creat un număr mare de aliaje cu metale precum Zn, Sn, Al, Al, Ve, Ni, Mn, Pb, Ti, Ag, Au etc. și mai rar cu nemetale P, S, O etc. Domeniul de aplicare al acestor aliaje este foarte vast. Multe dintre ele au proprietăți antifricțiune ridicate. Aliajele sunt utilizate în stare turnată și forjată, precum și sub formă de produse pulverulente.

De exemplu, aliaje precum aliajele de staniu (4- 33 % Sn), aliajele de plumb (~ 30 % Pb), aluminiu (5-11 % Al), siliciu (4-5 % Si) și bronzuri cu antimoniu. Bronzurile sunt utilizate pentru fabricarea rulmenților, a schimbătoarelor de căldură și a altor produse sub formă de foi, bare și tuburi în industria chimică, a hârtiei și alimentară.

Aliajele de cupru cu crom și aliajele de pulberi cu tungsten sunt utilizate pentru producția de electrozi și contacte electrice.

Alama, un aliaj de cupru cu zinc (până la 50 % Zn), la care se adaugă de obicei cantități mici de alte elemente (Al, Si, Ni, Mn), este, de asemenea, utilizată pe scară largă în industria chimică și ingineria mecanică. Aliajele de cupru cu fosfor (6-8 %) sunt utilizate ca aliaje de sudură.

Sunt cunoscute două metode de extracție a cuprului din minereuri și concentrate: hidrometalurgică și pirometalurgică.

Prima dintre ele nu este utilizată pe scară largă. Aceasta este utilizată în prelucrarea minereurilor slab oxidate și a minereurilor pepite. Spre deosebire de metoda pirometalurgică, această metodă nu permite extragerea metalelor prețioase împreună cu cuprul.

Cea mai mare parte a cuprului (85-90%) este produsă prin metoda pirometalurgică din minereuri sulfurate. În același timp, este rezolvată sarcina de a extrage din minereuri și alte metale prețioase asociate, în plus față de cupru. Metoda pirometalurgică de producere a cuprului este în mai multe etape. Principalele etape ale acestei producții sunt: pregătirea minereului (îmbogățire și uneori prăjire suplimentară), topirea mattei (topirea mattei de cupru), transformarea mattei pentru a produce cupru blister și rafinarea cuprului blister (mai întâi prin foc și apoi prin rafinare electrolitică).

Data ultimei actualizări: 7-21-2024