Какие у меди свойства
Медь – это пластичный золотисто-розовый металл с характерным металлическим блеском. В периодической системе Д. И. Менделеева этот химический элемент обозначается, как Сu (Cuprum) и находится под порядковым номером 29 в I группе (побочной подгруппе), в 4 периоде.
Латинское название Cuprum произошло от имени острова Кипр. Известны факты, что на Кипре ещё в III веке до нашей эры находились медные рудники и местные умельцы выплавляли медь. Купить медь можно в комании «КУПРУМ».
По данным историков, знакомству общества с медью около девяти тысячелетий. Самые древние медные изделия найдены во время археологических раскопок на местности современной Турции. Археологи обнаружили маленькие медные бусинки и пластинки для украшения одежды. Находки датируются рубежом VIII-VII тыс. до нашей эры. Из меди в древности изготавливали украшения, дорогую посуду и различные инструменты с тонким лезвием.
Великим достижением древних металлургов можно назвать получение сплава с медной основой – бронзы.
Основные свойства меди
1. Физические свойства.
На воздухе медь приобретает яркий желтовато-красный оттенок за счёт образования оксидной плёнки. Тонкие же пластинки при просвечивании зеленовато-голубого цвета. В чистом виде медь достаточно мягкая, тягучая и легко прокатывается и вытягивается. Примеси способны повысить её твёрдость.
Высокую электропроводность меди можно назвать главным свойством, определяющим её преимущественное использование. Также медь обладает очень высокой теплопроводностью. Такие примеси как железо, фосфор, олово, сурьма и мышьяк влияют на базовые свойства и уменьшают электропроводность и теплопроводность. По данным показателям медь уступает лишь серебру.
Медь обладает высокими значениями плотности, температуры плавления и температуры кипения. Важным свойством также является хорошая стойкость по отношению к коррозии. К примеру, при высокой влажности железо окисляется значительно быстрее.
Медь хорошо поддаётся обработке: прокатывается в медный лист и медный пруток, протягивается в медную проволоку с толщиной, доведённой до тысячных долей миллиметра. Этот металл является диамагнетиком, то есть намагничивается против направления внешнего магнитного поля.
2. Химические свойства.
Медь является сравнительно малоактивным металлом. В нормальных условиях на сухом воздухе её окисления не происходит. Она легко реагирует с галогенами, селеном и серой. Кислоты без окислительных свойств не оказывают воздействия на медь. С водородом, углеродом и азотом химических реакций нет. На влажном воздухе происходит окисление с образованием карбоната меди (II) – верхнего слоя платины.
Медь обладает амфотерностью, то есть в земной коре образует катионы и анионы. В зависимости от условий, соединения меди проявляют кислотные или основные свойства.
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.
1. 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%.
2. 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.
Главная » Металлы » Свойства и характеристики металла медь
На чтение 5 мин.
Люди давно научились плавить твердые металлы, изготавливать из них орудия труда, оружие, украшения, посуду. Медь — металл, который был освоен одним из первых. Она легко поддавалась обработке после сильного нагрева. Этот материал применялся для изготовления посуды, украшений. Когда люди узнали про физические, химические свойства этого металла, он начал внедряться в разные сферы промышленности.
Медь
История открытия
Самые древние изделия из меди были найдены на территории современной Турции. Находились они в руинах поселения Чатал-Хююк. За каменным веком наступил медный век. Ученые в XX веке смогли доказать, что с помощью инструментов, изготовленных из меди, можно быстрее обрабатывать материалы.
Из меди изготавливались сплавы с оловом, которые называются бронзой. Их применяли для создания украшений, инструментов, оружия. Когда бронза получила большую популярность, наступил бронзовый век, который сменил медный.
Первые большие рудники были найдена на территории Кипра. Они разрабатывались около 3000 лет до н. э. В России самые старые рудники датируются 2000 лет до н. э.
Промышленная выплавка медных слитков была освоена в XIII–XIV веке. В Москве в XV веке основался Пушечный двор, который производил орудия, боеприпасы из бронзы.
Состав и структура
Медь — соединение огромного количества кристаллов серебра, кальция, золота, свинца, никеля. Металлы, из которых состоит купрум, отличаются простотой обработки, относительной пластичностью.
Элементарная ячейка структурной решетки — кубическая форма. Каждая из ячеек представляет собой соединение 4 атомов.
Во время добычи руда насыщена огромным количеством примесей. Они влияют на технические характеристики переплавленного металла, его структуру. Распространенные примеси:
- Кислород — примесь, содержание которой в составе может достигать 0,008%. Под воздействием высоких температур содержание кислорода быстро сокращается.
- Висмут — компонент, который негативно сказывается на технических характеристиках готового металла. Допустимое количество в составе — до 0,001%.
- Марганец — практически не влияет на свойства купрума.
- Никель — снижает теплопроводность.
- Мышьяк — не влияет на свойства переплавленного металла. Мышьяк нейтрализует негативное воздействие висмута, кислорода, сурьмы на конечный материал.
- Олово — усиливает теплопроводность.
- Сурьма — снижает тепло- и электропроводность. Допустимое содержание в составе — до 0,05%.
- Сера, селен — снижают показатель пластичности, если их количество в составе превышает 0,001%.
- Цинк — практически не влияет на физические, химические свойства.
- Фосфор — главный раскислитель. Улучшает механические свойства.
Процентное содержание примесей при производстве может уменьшаться или увеличиваться.
Медная руда (Фото: Instagram / alex_tango1910)
Характеристики и свойства
Невозможно точно определить сферы применения металла, если не разобраться с его физическими, химическими свойствами, основными характеристиками. Физические свойства чистой меди:
- достаточный показатель мягкости;
- высокая пластичность;
- простая обработка (сырье без примесей);
- тягучесть;
- высокий показатель электро- и теплопроводности.
По показателям тепло- и электропроводности медь уступает только серебру. Чтобы уменьшить эти показатели, при производстве к ней добавляют сурьму, фосфор, железо, мышьяк или олово.
Химические свойства меди:
- При стандартных условиях эксплуатации не окисляется.
- Вступает в реакцию с галогенами, селеном, серой.
- Не подвергается влиянию кислот без окислительных свойств.
- Азот, водород, углерод не могут спровоцировать реакцию.
Медь в земной коре может образовывать анионы, катионы.
Кашпо из меди (Фото: Instagram / lublu_vintage)
Добыча и запасы
В земной коре содержится около (4,7-5,5)·10−3% меди. Содержание в морской воде — 3·10−7% и 10−7%. Основной способ добычи медной руды — открытый. Содержание меди в одной части руды — 1%.
По оценке экспертов, на 2000 год мировое содержание меди доступной для добычи достигало 954 млн тонн. Из этого числа 687 млн тонн является подтвержденным количеством. Российская доля от подтвержденных запасов — 3,2%.
Производство меди — процесс, который состоит из нескольких этапов:
- Руда измельчается с помощью специальных дробилок.
- Крупицы дробятся мельницами шарового типа.
- Процесс флотации. Измельченный расходный материал смешивается с флотореагентом, засыпается во флотационную машину.
- Руда загружается в моноподовые печи, происходит процесс обжига. Он нужен, чтобы вывести из расходного сырья остаточную серу.
- Обожженная руда загружается в печное оборудование отражательного типа, производится плавка шихты.
- Медный порошок смешивается с кварцевым флюсом, продувается конвектором. Длительность процедуры — 24 часа.
- Металл расплавляется, рафинируется с помощью специальных нагревательных установок.
Последний этап производства — электролитическое рафинирование.
Сферы применения
Сферы применения:
- Изготовление инструментов с тонким лезвием.
- Производство посуды, украшений.
- Изготовление проводов, радиодеталей.
- Производство труб. Элементы для сборки трубопроводов из этого цветного металла считаются лучшими, если сравнивать их с изделиями из других материалов.
- Сборка бытовой техники.
Медные трубы (Фото: Instagram / estardaltd)
Преимущества и недостатки
Преимущества:
- Устойчивость к образованию ржавчины.
- Привлекательный вид.
- Высокий показатель теплопроводности.
- Пластичность, гибкость, прочность.
- Низкое сопротивление.
Главный недостаток — высокая цена.
Сплавы
Далеко не всегда в промышленности применяется чистая медь. Чтобы изменить технические характеристики цветного металла к нему добавляются различные компоненты. В итоге получаются сплавы, которые имеют медную основу. Самые распространенные:
- Бронза — изготавливается путем добавления олова.
- Латунь — производится из медной основы, к которой добавляется цинк.
Это далеко не все соединения, где медь — главный компонент.
Бронзовая статуэтка (Фото: Instagram / antik_kiev_ua)
Способы обработки
Механическую обработку можно выполнить путем:
- Протяжки. Технологический процесс, применяющийся при изготовлении проводов, проволоки разного диаметра. Для производства применяется экструдерный механизм.
- Прокатки. Технологический процесс производства плоских изделий из меди. Заготовки прокатываются через установку с подвижными вальцами.
- Полировки. Для придания медным изделиям характерного металлического блеска, применяются войлочные, тканевые диски.
- Шлифования. Применяется для снятия определенного слоя металла, его очистки от налета, загрязнений. Шлифовка осуществляется с помощью абразивов.
Также внимания заслуживает токарный способ обработки медных заготовок. С его помощью изготавливаются шайбы, шпильки, штуцера, втулки, фланцы.
Медь — востребованный цветной металл с хорошими физическими и химическими свойствами. Металл подходит для изготовления украшений, деталей промышленных станков, бытовой техники, радиодеталей.
Наибольшим спросом на рынке вторичного сырья пользуется медь. Это цветной металл с пластичными свойствами. Он имеет золотисто-розовый цвет. Уникальные особенности элемента способствуют образованию оксидной пленки на поверхности изделий из чистой меди при контакте металла с воздухом. Медь добывается из минералов или медной руды путем пирометаллургии, электролиза или гидрометаллургии. В чистом виде данный металл практически не встречается. В наших пунктах приема проводится скупка меди по цене за кг от 340 рублей. Мы принимаем цветной лом на вторичную переработку, предоставляем услуги вывоза и бесплатную оценку, а также делаем наценки оптовым клиентам.
Стоимость медного металлолома
Наши цены на прием меди
| Вид меди | Цена за кг, руб |
|---|---|
| Лом меди блеск | 360-370 |
| Кусок меди | 350-360 |
| Медный микс | 335-345 |
| Лом меди жженка | 335-350 |
| Лом луженой меди, пережженные отходы | 315-320 |
Физические и химические свойства меди
В чистом виде металл очень мягкий и даже текучий. Однако добавление ряда элементов в сплавы создает оптимальные свойства меди, обеспечивающие широкие возможности применения. К основным физико-механическим особенностям этого металла относятся:
- высокий показатель электропроводимости;
- отличная теплопроводность;
- повышенная плотность, а также температуры плавления и кипения;
- устойчивость к коррозии;
- легко обрабатывается на производстве.
Медь не поддается коррозии, но легко окисляется. При взаимодействии с воздухом цвет металла изменяется на желто-красный, а тонкие листы при просвечивании отдают зелено-голубыми оттенками. Практически все физические свойства определяются составом сплава. При добавлении к меди олова, железа, сурьмы или фосфора, показатели тепло- и электропроводимости уменьшаются. Поскольку в чистом виде металл не используется, наиболее высокий процент содержания меди заметен в электротехнической продукции (силовых кабелях, проводке, электронике и так далее).
В химическом отношении медь является малоактивным металлом. При нормальных условиях элемент не подвергается окислению. Однако медные сплавы хорошо реагируют с серой, селеном и галогенами. Металл вступает в реакцию только с кислотами, обладающими окислительными свойствами. Медь обладает амфотерностью (образует в местах залегания руды катионы и анионы).
Применение меди
Уникальные свойства и эксплуатационные характеристики металла послужили причиной его использования практически во всех сферах деятельности человека. Основные области применения:
- Электротехника. Металл отличается низким показателем удельного сопротивления, поэтому активно используется для изготовления силовых кабелей, проводов, трансформаторов и проводников, применяющихся в электротехнике.
- Теплообмен. Благодаря эффективной теплопроводности, медь является одним из основных металлов, используемых для изготовления теплообменников и теплоотводного оборудования (радиаторов, кондиционеров, кулеров и так далее).
- Производство труб. Часто для создания инженерной сети, необходимы трубы с высокой устойчивостью к коррозии, давлению и химическим реакциям. Медь и ее сплавы становятся отличным решением для обустройства систем водоснабжения и отопления.
Медь также используется в медицине, автомобилестроении, сельском хозяйстве, бытовых условиях и многих других областях деятельности.
Виды медных сплавов
В качестве компонента медь активно применяется во многих металлических и неметаллических составах. Однако в качестве основного элемента данный металл применяется для создания следующих сплавов:
- Латунь. Легирующим компонентом выступает цинк или олово. Также в составе присутствуют марганец, никель, железо, свинец и прочие вещества. Обычно в латунных сплавах присутствует порядка 60-70% меди. Остальные 30-40% приходятся на легирующий металл и дополнительные элементы.
- Бронза. Разделяется на оловянную или безоловянную. Количество меди в сплаве обычно составляет примерно 80%, остальные 20% приходятся на легирующий элемент с разбросом дополнительных веществ в пределах 3%.
- Мельхиор. Сплав меди (до 60%) и никеля (около 40%). Существуют отдельные медно-никелевые сплавы, в которых Ni достигает 67% от общего объема сплава.
Существуют также двойные латуни и многокомпонентные составы, в которых присутствуют большое количество меди (например, томпак – до 97% меди). Однако такие металлы имеют ограниченные сферы применения.
Медь, как цветной лом
Металл скупается на вторичном рынке по высоким ценам. Спрос на медь постоянно растет. Основными источниками медного лома становятся:
- бытовая электропроводка;
- элементы бытовой техники;
- детали автомобилей;
- радиаторы отопления;
- старые трубы и прочее.
Однако не всегда владельцам удается отличить обычную медь от ее сплавов. Стоимость побочной продукции ниже. Чтобы узнать, как отличить медь, читайте подробную статью на нашем сайте по ссылке.