Физические и химические свойства меди

КУРСОВАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ: «ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЧЕРНОВОЙ МЕДИ НА ОАО «СРЕДНЕУРАЛЬСКИЙ МЕДЕПЛАВИЛЬНЫЙ ЗАВОД»»

Москва, 2009

Содержание

1 Общие сведения о меди

2 Области использования и потребления меди

3 Физические и химические свойства меди

4 Сырье для производства меди

5 Основные минералы меди

6 История развития ОАО "Среднеуральский медеплавильный завод"

7 Производственный комплекс ОАО «СУМЗ»

8 Организация медеплавильного цеха на ОАО «СУМЗ»

9 Интенсификация Процесса плавки медного сырья

10 Сущность процесса плавки в жидкой ванне

11 Процессы протекающие в надфурменной и подфурменной зонах печи для плавки в жидкой ванне

12 Конструкция печи Ванюкова

13 Технология процесса конвертирования медных штейнов

14 Особенности проведения 1-го и 2-го периодов конвертирования

15 Преимущества и недостатки процесса конвертирования

16 Устройство конвертера

Выводы

Общие сведения о меди

Медь (лат. Cuprum), Cu, химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 29, атомная масса 63,546; мягкий, ковкий металл красного цвета. Природная состоит из смеси двух стабильных изотопов — ⁶³Cu (69,1 % ) и ⁶⁵Cu (30,9 % ).Среднее содержание меди. в земной коре (кларк) 4,7·10^-3 % (по массе. Среди многочисленных минералов меди преобладают сульфиды, фосфаты, сульфаты, хлориды, известны также самородная медь , карбонаты и окислы.

Ткип=2310ºС

Тпл=1083ºС

=8.9 т/м

=7.96 т/м

Медь легко поддается прокатке, может вытягиваться в проволоку, обладает высокой электропроводностью (уступает только серебру), является малоактивным, электроположительным металлом. Не растворяется в соляной и серной кислоте, но легко растворяется в азотной кислоте.

Медь образует многочисленные сплавы с другими металлами: бронза, латунь, мельхиор, нейзильбер.

Области использования и потребления меди

17 Электроника и электротехника – провода, кабели, обмотка электродвигателей, фольга, электропроводимые шины (45-25%)

18 Машиностроение и транспорт – теплообменники, радиаторы, детали и узлы автомобилей, самолетов, судов, вагонов и т.д. (15-25%)

19 Строительные материалы – кровельные материалы, декоративные украшения (8-10%)

20 Химическая промышленность – соли входят в состав красок, катализаторы (3-6%)

21 Изделия бытового назначения – посуда, часы, украшения (10%)

Физические и химические свойства меди

Цвет меди красный, в изломе розовый, при просвечивании в тонких слоях зеленовато-голубой. Металл имеет гранецентрированную кубическую решётку с параметром а = 3,6074 ; плотность 8,96 г/см³ (20 °С). Химическая активность меди невелика. Компактный металл при температурах ниже 185 °С с сухим воздухом и кислородом не взаимодействует. В присутствии влаги и CO₂ на поверхности меди образуется зелёная плёнка основного карбоната. При нагревании меди на воздухе идёт поверхностное окисление; ниже 375 °С образуется CuO, а в интервале 375—1100 °С при неполном окислении меди . — двухслойная окалина, в поверхностном слое которой находится CuO, а во внутреннем — Cu₂O. Влажный хлор взаимодействует с медью уже при обычной температуре, образуя хлорид CuCl₂, хорошо растворимый в воде. Особое сродство медь проявляет к сере и селену; так, она горит в парах серы С водородом, азотом и углеродом медь не реагирует даже при высоких температурах. Растворимость водорода в твёрдой меди незначительна и при 400 °С составляет 0,06 мг в 100 г меди. Водород и другие горючие газы (CO, CH₄), действуя при высокой температуре на слитки меди, содержащие Cu₂O, восстановляют её до металла с образованием CO₂ и водяного пара. Эти продукты, будучи нерастворимыми в меди, выделяются из неё, вызывая появление трещин, что резко ухудшает механические свойства меди.

При пропускании NH₃ над раскалённой медью образуется Cu₃N. Медь подвергается воздействию окислов азота, а именно NO, N₂O (с образованием Cu₂O) и NO₂ (с образованием CuO). Карбиды Cu₂C₂ и CuC₂ могут быть получены действием ацетилена на аммиачные растворы солей М. Нормальный электродный потенциал меди для реакции Cu²⁺ + 2e  Сu равен +,337 в, а для реакции Cu⁺ + е  Сu равен +,52 в. Поэтому медь вытесняется из своих солей более электроотрицательными элементами (в промышленности используется железо) и не растворяется в кислотах-неокислителях. В азотной кислоте медь растворяется с образованием Cu(NO₃)₂ и окислов азота, в горячей концентрации H₂SO₄ — с образованием CuSO₄ и SO₂, в нагретой разбавленной H₂SO₄ — при продувании через раствор воздуха. Все соли меди ядовиты

Медь в двух- и одновалентном состоянии образует многочисленные весьма устойчивые комплексные соединения. Примеры комплексных соединений одновалентной меди (NH₄)₂CuBr₃; K₃Cu(CN)₄ — комплексы типа двойных солей; [Сu {SC (NH₂)}₂]CI и другие. Примеры комплексных соединений 2-валентной меди CsCuCI₃, K₂CuCl₄ — тип двойных солей. Важное промышленное значение имеют аммиачные комплексные соединения меди [Сu (NH₃)₄] SO₄, [Сu (NH₃)₂] SO₄.