Как выглядит медь: Цвет меди – описание, оттенки, фото

Основные отличия металлолома меди

Если в доме скопилось некоторое количество похожего на медь ненужного лома, возникает вопрос: можно ли удостовериться, что это действительно Cu? Стоит ли везти металлолом в приемный пункт? Можно ли сдать медь в Москве цена которой обеспечит высокий доход?

Пункты приема металлолома охотно принимают в неограниченном количестве изделия из чистой меди и ее сплавов, оплачивая их по выгодным расценкам.

Наши цены на прием меди

Вид меди	Цена за кг, руб
Лом меди блеск	590-608
Кусок меди	585-596
Медный микс	577-590
Лом меди жженка	480-496
Лом луженой меди, пережженные отходы	408-420

Профильные специалисты достаточно быстро и абсолютно точно могут установить состав лома методом спектрального анализа специальными приборами – анализаторами металлов.

А что можно сделать дома, когда варианты определения химического состава металлолома ограничены?

Нам могут быть доступны некоторые способы, в частности:

• использование собственных органов чувств;
• применение легкодоступных химикатов;
• воздействие огнем;
• использование несложных приборов.

Как отличить медь визуально от других металлов?

Прежде всего материал внимательно осматривают, чтобы определить основные внешние отличительные особенности меди:

• цвет металла должен быть золотисто-розовым;
• обычно на поверхности имеется оксидная пленка, добавляющая желтовато-красный оттенок.

Похожую окраску имеют всего несколько металлов, к числу которых относятся золото (Au), цезий (Cs), осмий (Os). Однако, поскольку эти химические элементы в чистом виде встречаются редко и производятся в малых количествах, то ошибиться при визуальном осмотре и идентификации Cu среди перечисленных материалов практически невозможно.

Следует рассматривать материал при хорошем дневном освещении, так как при искусственном цвета обычно искажаются. Еще рекомендуется избавиться от оксидной пленки. Делается это механическим способом с помощью напильника, которым зачищают поверхность, или выполняется идентификация по свежему срезу.

Многие медные изделия маркируются. Если попробовать тщательно осмотреть поверхность и найти маркировку, то ее наличие позволит точно идентифицировать материал по справочнику.

Как отличить медь от латуни?

Несколько сложнее обстоит дело в идентификации медного сплава – латуни. Латунный лом принимают в пунктах приема несколько дешевле, поскольку кроме Cu в нем присутствует химический элемент цинк (Zn) в количестве от 4 до 45 % массы сплава.

1. Цвет. Окрас сплава светлее, чем Cu. Причем, чем большее количество Zn в нем содержится, тем более цвет переходит в желтый. Хотя в случае небольшого количества легирующей добавки (до 10 %) идентифицировать металл визуально все-таки сложно.
2. Звук. Латунь звенит при ударе, а мягкая медь издает приглушенный звук. Этот способ хорошо применять на примере достаточно габаритных изделий.
3. Пластичность. При сгибе Cu это происходит легко за счет высокой пластичности. В случае с латунью это сделать значительно труднее: твердость сплава выше и, соответственно, податливость меньше.
4. Вес. Средняя плотность латуни составляет 8,6 г/куб. см, меди – 9 г/куб. см. Идентифицировать металл можно с помощью точных весов (если они есть в доме).
5. Форма стружки. После обработки медная стружка имеет спиральную, а латунная – прямую игольчатую форму.
6. Химический способ. Латунный сплав при воздействии соляной кислоты образует на своей поверхности белый налет. Если то же проделать с медью, то ничего не произойдет.

Методы, позволяющие отличить медь от бронзы

Несложные способы, которые дают возможность найти отличия Cu от ее сплава с оловом (Sn):

1. Пластичность. Если на медь воздействовать чем-нибудь твердым путем надавливания, в этом месте появится выемка. Деформировать более твердую бронзу таким способом не удастся.
2. Окисление. Поверхность Cu со временем покрывается оксидной пленкой, меняющей цвет металла. Бронзовый сплав на воздухе не окисляется.
3. Химический способ. В емкости из металла нагревается до 50 градусов солевой раствор из расчета на 1 л воды 200 г соли поваренной. Если поместить туда медь на 15 минут, то ее цвет изменится. Бронзовый сплав никак не отреагирует на такие условия.

Как отличить от алюминия?

В кабельно-проводниковой продукции часто используется луженая медь и омедненный алюминий (Al). Идентифицировать металлы можно таким образом:

1. Цвет. Омедненный алюминий имеет желтый оттенок, а поверхность Cu после лужения приобретает серебристый.
2. Пластичность. Медные жилы при сгибании-разгибании несколько раз более устойчивы, а алюминиевые быстро ломаются.
3. Измерение сопротивления. Сопротивление медной витой пары (100 м) колеблется от 4 до 8 Ом, алюминия – от 12 до 20 Ом.
4. Воздействие пламенем. Al начинает плавиться при 600 градусах. Температура, при которой появятся признаки плавления Cu, значительно выше.

Прочие случаи испытания огнем, кислотой

При воздействии на медь открытым пламенем она начинает тускнеть вплоть до полного потемнения.

Если воздействовать на Cu азотной кислотой, то в месте соприкосновения поверхность станет сине-зеленой.

Видео о том как отличить медь от других металлов

Учимся определять медь и отличать ее от других металлов и сплавов — Портал о ломе, отходах и экологии

Содержание:

• Как отличить медь от других металлов на глаз?
• Как отличить медь от латуни и бронзы
• Как отличить медь от бронзы
• Как отличить медь от алюминия
• Прочие случаи испытания огнем, кислотой
• Напоследок

Химически чистая медь обладает тремя отличительными характеристиками. Это имеющий цвет, пластичный и стойкий к коррозии металл. Последнее свойство обусловлено формированием тонкой оксидной пленки. Этот слой делает медь химически инертной в неагрессивной среде, а также привносит красный оттенок в ее золотисто-розовый цвет.

Наилучший способ точно идентифицировать медь – спектральный анализ, требует дорогостоящего оборудования — анализатора металлов, тогда как отличить медь в домашних условиях – задача с ограниченным набором средств. Тут лучшими приборами выступают органы чувств, легкодоступные химикаты, огонь и подручные приспособления.

Как отличить медь от других металлов на глаз?

Визуальное восприятие – наиболее простой, но не всегда достаточно точный метод. Впрочем, в большинстве случаев он работает и отличить лом меди от лома другого цветмета не трудно. Действительно, несмотря на название категории цветные металлы, одинаково окрашенными оказываются только:

• медь;
• золото;
• цезий;
• осмий.

Остальные металлы характеризуются серой тональностью и отличаются преимущественно по интенсивности блеска. Поэтому цвет – отличное «средство идентификации», в таких вопросах как отличить медь от алюминия, цинка или никеля.

Чистая медь с характерным медным цветом

Естественный окрас чистого элемента Cu – красно-розовый. Смотреть на металл рекомендуется при естественном свете. Искусственное освещение, за исключением светодиодных ламп теплых цветовых температур, меняет оттенок в сторону желто-зеленого тона.

Второе правило визуальной идентификации меди – требуется устранить поверхностную оксидную пленку. Окисление создает на поверхности металла зеленовато голубой налет. Поэтому определять на цвет, что у вас медь, желательно по свежему спилу или обработав материал напильником. Намного сложнее обстоит ситуация с медными сплавами: латунью и бронзой. Также визуально трудно различить Cu и омедненный алюминий.

к содержанию ↑

Как отличить медь от латуни и бронзы

Первый металл представляет сплав Cu-Zn.

Содержание цинка варьируется в интервале 4 – 45%. Когда сплав характеризуется высоким добавлением основной примеси, отличить его от чистого металла несложно по цвету. Окрас меди розово-красный, латуни – светлее, но у лома латуни может быть загрязненным поверхность. Чем больше цинка в сплаве, тем сильнее его цвет смещается от красного к желтому оттенку. Поэтому визуальное восприятие неприемлемо  для высокомедных латуней, где вхождения примесей на уровне 10%. В этом случае остается 3 варианта как отличить медь от латуни без использования инструмента:

1. По звуку. Тут желательно иметь музыкальный слух. При ударе о металл, мягкая медь звучит приглушенно, тогда как латунь – звонко. Метод хорошо работает для массивных, габаритных изделий – труб, например.
2. По сгибу. Пластичность меди, позволяет легко сгибать металл. Более твердая латунь не настолько податлива.
3. На вес. Плотность Cu9 г/куб.см выше чем у Zn (7.1). Результирующая величина характеристики у латуни, в среднем 8.
   6 г/куб.см. Разница невысокая, но при наличии точных весов, отличить металлы возможно.

Визуальное отличие меди от бронзы и латуни

Хорошим идентификатором меди, относительно латуни выступает стружка. У чистого металла она спиралеобразная. Напротив стружка латуни прямая, игольчатой формы.

Более сложный подход связан с использованием химикатов, а именно соляной кислоты. Химически инертная медь не реагирует в растворе, тогда как при погружении латуни на поверхности металла образуется белый налет. Это хлорид цинка, результат реакции этого металла на кислоту.

Стружка меди

Видео — медь и латунь:

к содержанию ↑

Как отличить медь от бронзы

Определить какой из металлов перед вами по цвету не всегда возможно. Бронза – сплав меди с оловом, также характеризуется розово-красным оттенком, лом бронзы может быть в чем угодно. В этом случае основной отличительной характеристикой становится пластичность чистого металла. Надавив на медь твердым предметом, получим выемку на поверхности. Деформировать бронзу существенно сложнее.

Изделия из бронзы — визуально от меди отличить очень трудно

Альтернативный вариант, как отличить медь от бронзы в домашних условиях – солевой раствор. В металлическую емкость, содержащую 1 литр воды, добавляют 200 грамм поваренной соли. Раствор подогревают до температуры выше 50 °C. Далее в нагретую жидкость помещают металл и выдерживают около 15 минут. Цвет меди меняется. Бронза к воздействию солевого раствора остается нечувствительной.

Следующий способ – патинирование меди. Окисление чистого металла со временем на воздухе – неизбежный процесс, приводящий к образованию зеленовато-голубого налета. Бронза патинированию не подвержена.

к содержанию ↑

Как отличить медь от алюминия

Естественно, металлы несложно отличить по цвету. Ситуация усложняется, когда требуется определить из чего изготовленные жилы кабеля. Луженная медь приобретает серебристый оттенок, тогда как омедненный алюминий – желтый. Результат, отличить металлы между собой по цвету, крайне сложно.

Луженая медь в кабелях

Оптимальный вариант – измерить сопротивление. У медной витой пары, длинной около 100 метров, величина параметра достигает 4 – 8 Ом. Сопротивление аналогичного кабеля из алюминия существенно выше: 12 – 20 Ом. Этот метод хорош отсутствием механического воздействия на металл.

Второй способ – сгибание/разгибание жилы. Алюминиевый проводник быстро сломается. Следующий вариант – испытание пламенем. Температура плавления алюминия – 600 °C, у меди – намного выше.

к содержанию ↑

Прочие случаи испытания огнем, кислотой

Воздействие пламени, используют не только для идентификации металла относительно алюминия. Под эти цели достаточно наличия газовой плиты, зажигалки или костра. Нагревание меди приводи к образованию ее оксида, что сказывается на изменении цвета. Поверхность металла постепенно тускнеет, пока не приобретает совсем темный оттенок.

Азотная кислота – еще один идентификатор меди в домашних условиях. Тут также важно проявлять осторожность. Лучше просто капнуть жидкостью на металл. Чистая медь в месте контакта приобретет сине-зеленый цвет.

Видео — как отличить алюминий от меди:

к содержанию ↑

Напоследок

Прежде чем приступать к определению материала изготовления детали, можно тщательно изучить ее поверхность. Многие изделия имеют маркировку. Она поможет определить не только тип металла, но и марку.

Медь | Geoscience Australia

Введение

Различные медные фитинги. Источник: Wikimedia Commons

Каждый раз, когда вы включаете свет, пользуетесь бытовыми приборами или открываете кран, именно медь поставляет вам электричество или воду. Таким образом, медь является очень важным металлом для человека и сочетает в себе больше полезных свойств, чем любой другой металл.

В среднем семейном доме содержится более 90 кг меди: 40 кг электропроводки, 30 кг сантехники, 15 кг строительных скобяных изделий, 9кг внутри электроприборов и 5 кг латунных изделий. Реактивный самолет Боинг 747-200 содержит около 1,8 тонны меди. Статуя Свободы в Нью-Йорке содержит более 27 тонн меди.

Свойства

Халькопирит. Источник: Geoscience Australia

Медь — единственный встречающийся в природе металл, кроме золота, который имеет характерный цвет. Подобно золоту и серебру, медь является отличным проводником тепла и электричества. Он также очень податлив и пластичен. Медь также устойчива к коррозии (она не очень легко ржавеет). Медь мягкая, но прочная. Он легко смешивается с другими металлами для образования сплавов, таких как бронза и латунь. Бронза — это сплав олова и меди, а латунь — это сплав цинка и меди. Медь и латунь легко перерабатываются – возможно, 70% используемой в настоящее время меди подвергались переработке хотя бы один раз.

9 0025

Пластичность

90 023

.
Руда	Чаще всего встречается как халькопирит, CuFeS 2
9 0004 Относительная плотность	8,96 г/см 3
Твердость	3 по шкале Мооса
Пластичность	Высокая
Высокая
Температура плавления	1084°C
Температура кипения	2562°C

Применение

Сегодня медь, поскольку она является хорошим проводником электричества, используется в электрогенераторах с и двигатели для электропроводки и в электронных товарах, таких как радиоприемники и телевизоры. Медь также хорошо проводит тепло, поэтому она используется в автомобильных радиаторах, кондиционерах и системах отопления домов.

Поскольку медь не подвержена коррозии, она также используется для водопроводных труб. Его ковкость означает, что медные трубы можно легко согнуть, не сломав их.

Сульфат меди используется в качестве фунгицида, чтобы корни растений не блокировали стоки и канализационные системы. Сине-зеленый цвет обработанной древесины является результатом нафтаната меди и хром-арсената меди, которые были введены под давлением, чтобы защитить древесину от сверлильных станков.

Медь также используется для изготовления монет и научных инструментов, а также в декоративных целях.

В мобильном телефоне содержится около 15 граммов меди, а в последнее время медь заменяет алюминий в компьютерных чипах.

Катушка с медной проволокой. Источник: Geoscience Australia

Компьютерные печатные платы, содержащие медь. Источник: Geoscience Australia

Использование	Описание
Электричество и связь	основное использование в электрических генераторах, бытовой/автомобильной электропроводке и провода в бытовой технике, компьютерах, осветительных приборах, двигателях, телефонных кабелях, радиоприемниках и телевизорах.
Монеты	Сплав «мельхиор», состоящий из 75% меди и 25% никеля, используется для изготовления «серебряных» монет, таких как австралийские 5, 10, 20 и 50 центов. Австралийские монеты номиналом 1 и 2 доллара на 92% состоят из меди, смешанной с алюминием и никелем.
Трубы	Поскольку медь не ржавеет и легко соединяется, она используется для изготовления водопроводных труб (и гидравлических систем). Использование меди в водопроводных трубах восходит к древним египтянам и римлянам.
Теплопроводность	Способность меди проводить тепло означает, что она используется для автомобильных радиаторов, кондиционеров, домашних систем отопления и котлов для производства пара. Он также идеально подходит для основания кастрюль.
Фунгициды и инсектициды	Сульфат меди используется для подавления цветения водорослей в водоемах, для защиты древесины, для защиты корней растений от засорения дождевых и канализационных систем и для уничтожения насекомых.
Удобрения	Производство меди увеличилось в 1950-х и 1960-х годах из-за потребности в удобрениях на основе меди, чтобы способствовать росту сельскохозяйственных культур на ранее неплодородных землях.
Бронза	Бронза (90% меди, 10% олова) используется для изготовления статуй и подшипников автомобильных двигателей и тяжелой техники. Самые ранние бронзы были природными сплавами, полученными из месторождений полезных ископаемых, которые также содержали олово.
Латунь	Латунь (70 % меди, 30 % цинка) особенно устойчива к ржавчине и поэтому используется для изготовления корпусов парусных лодок и другого морского оборудования. Многие музыкальные инструменты сделаны из латуни. Он также используется для декоративных элементов, от осветительных приборов до кранов и инструментов для астрономии, геодезии, навигации и других научных целей.

История

Старинная медная посуда в ресторане Иерусалима. Источник: Викисклад

Медь была первым металлом, использованным людьми. Он был обнаружен человеком эпохи неолита около 9000 лет назад и использовался вместо камня, поскольку его было гораздо легче формировать. Ранние медники в Иране обнаружили, что нагревание меди смягчает ее, а ковка меди делает ее более твердой. Таким образом, они могли превращать медь в различные полезные предметы, такие как сосуды и посуда — большой шаг вперед для человечества. Красивый цвет меди также делал ее привлекательной для использования в ювелирных изделиях и украшениях.

Есть свидетельства того, что медь использовалась с давних времен, кусок медной трубки, использовавшейся 5000 лет назад, был обнаружен археологами в пирамиде Хеопса в Египте. Около 4000 г. до н.э. бронза (еще более твердый сплав) была открыта путем смешивания меди с небольшим количеством олова. Из него делали оружие, доспехи, инструменты и украшения – так начался медно-бронзовый век. Хотя производство бронзовых инструментов в значительной степени прекратилось с началом железного века около 1000 г. до н.э., медь продолжала использоваться из-за ее других свойств. Поскольку это один из двух цветных металлов, его красота делает его очень желательным для изготовления украшений, а его устойчивость к коррозии делает его подходящим для использования в море или вблизи него.

Способность ковать медь в листы и ее устойчивость к ржавчине сделали ее популярным кровельным материалом на важных зданиях.

Мэрия Миннеаполиса с медной крышей. Источник: Wikimedia Commons

Рост производства меди был тесно связан с увеличением использования электроэнергии. Электрические применения по-прежнему являются основным применением металла, что можно объяснить двумя физическими свойствами. Он является отличным проводником электричества (и тепла) и достаточно пластичен, чтобы его можно было вытянуть в проволоку и сбить в листы без разрушения. Медь широко используется в компонентах сантехники и является основным компонентом сплавов, многие из которых тверже, прочнее и жестче, чем отдельные составляющие их элементы. В 1837 году Чарльз Уитстон и Уильям Кук запатентовали первый электрический телеграф с использованием медного провода. В 1876 году Александр Грэм Белл первым использовал медный телефонный провод. В 1878 году Томас Эдисон изобрел первый электрический свет, используя медь для передачи тока. В течение нескольких лет массовое использование этих двух изобретений вызвало невероятный рост добычи и производства меди.

Формация

Малахит и азурит. R29797 Источник: Geoscience Australia

Поскольку медь легко вступает в реакцию с другими веществами, она может образовываться в земной коре различными способами. Он часто встречается в месторождениях с другими металлами, такими как свинец, цинк, золото и серебро.

Безусловно, самые большие количества меди находятся в земной коре в телах, известных как медно-порфировые месторождения. Эти отложения когда-то были большими массами расплавленной породы, которые остыли и затвердели в земной коре. По мере их охлаждения вырастало несколько крупных кристаллов, которые затем по мере остывания были окружены более мелкими кристаллами — геологи называют эти породы порфирами. Сначала медь распространялась по большой массе расплавленной породы в небольших концентрациях. По мере остывания магмы и образования кристаллов количество расплава становилось меньше. Медь оставалась в расплаве, становясь все более и более концентрированной. Когда порода почти полностью затвердела, она сжималась и трескалась, а оставшаяся богатая медью жидкость выдавливалась в трещины, где и она окончательно затвердевала. За многие миллионы лет породы, покрывающие эти отложения, размылись, и отложения в конце концов вышли на поверхность. Примеры месторождений порфира включают Cadia Hill (NSW) и Cerro Colorado (Панама).

Смесь меди, железа и серы, называемая халькопиритом (CuFeS ₂ ) или «золотом дураков», обманула многих старожилов! Халькопирит в Австралии встречается в породах, возраст которых превышает 250 миллионов лет. Борнит (Cu ₅ FeS ₄ ), ковеллит (CuS) и халькоцит (Cu ₂ S) являются важными источниками меди в мире, и многие рудные тела также содержат небольшое количество малахита (CuCO ₃ .Cu(OH) ) ₂ ), азурит (Cu ₃ (CO ₃ )2.Cu(OH) ₂ ), куприт (Cu ₂ O), тенорит (CuO) и самородная медь. Сульфиды, дающие большую часть меди, добываемой во всем мире, обычно занимают более глубокие части залежей, не подвергшиеся выветриванию. Вблизи поверхности они изменяются в результате окисления и других химических воздействий с образованием оксидов и карбонатов. Эти вторичные медные минералы могут образовывать богатую руду в верхних частях многих месторождений, и благодаря их характерному зеленому или синему цвету даже небольшие количества меди легко обнаруживаются в породах, в которых они залегают. Медьсодержащие минералы обычно встречаются в ассоциации с минералами, которые могут содержать золото, свинец, цинк и серебро.

Ресурсы

В Австралии поиски меди начались вскоре после заселения европейцами. Первое крупное открытие меди в Австралии было сделано в Капунде в Южной Австралии в 1842 году, когда Фрэнсис Даттон нашел медную руду во время поисков заблудшей овцы. К 1860-м годам Южная Австралия была известна как «Медное королевство», потому что здесь находились одни из крупнейших медных рудников в мире.

По данным Геологической службы США (USGS), Австралия владеет значительной долей меди в мире и в 2016 году занимала 2-е место после Чили. У нас есть несколько медных рудников мирового значения, в том числе медно-свинцово-цинковое месторождение Маунт-Иса в Квинсленде и медно-ураново-золотое месторождение Олимпик-Дам в Южной Австралии, где ведется разработка одного из крупнейших меденосных месторождений в мир. Другими примерами важных ресурсов меди являются медно-золотые месторождения Prominent Hill и Carrapateena в Южной Австралии, медно-золотые месторождения Northparkes, медно-свинцово-цинковые месторождения CSA и медные месторождения Girilambone в Новом Южном Уэльсе, месторождения меди Ernest Henry, Osborne и Mammoth. и медно-золотые месторождения в Селвине в Квинсленде и медно-цинковые месторождения в Голден-Гроув и медном месторождении Нифти в Западной Австралии.

Крупнейшие медные месторождения и рудники Австралии (2016 г.). Источник: Geoscience Australia

• Дополнительная информация о ресурсах и производстве

Добыча полезных ископаемых

Хотя крупные месторождения меди добываются открытым способом во многих основных странах-производителях, большая часть медной руды, добываемой в Австралии, поступает из подземных рудников. Традиционный метод, используемый на большинстве рудников, заключается в дроблении руды и выносе ее на поверхность для дробления. Затем руда тонко измельчается до того, как медьсодержащие сульфидные минералы концентрируются в процессе флотации, при котором зерна рудного минерала отделяются от отходов или пустой породы. В зависимости от типа медьсодержащих минералов в руде и применяемых процессов обработки концентрат обычно содержит от 25 до 30% меди, однако может достигать примерно 60% меди. Затем концентрат перерабатывается в плавильном цехе.

Обработка

На некоторых австралийских рудниках медь выщелачивается из руды для получения раствора, богатого медью, который затем обрабатывается для извлечения металлической меди. Руда сначала разбивается и выкладывается на площадки для выщелачивания, где она растворяется раствором серной кислоты для выщелачивания меди. Богатый медью раствор затем перекачивается на установку экстракции растворителем для отделения меди в виде медного комплекса. Его концентрируют, и раствор направляют на установку электрохимического извлечения меди. Медные катоды, полученные методом электролиза, содержат 99,99% меди, которая подходит для использования в электротехнике. Весь этот процесс известен как электролиз с экстракцией растворителем (SX-EW).

Для преобразования концентратов в металлическую медь используются различные методы плавки. Один из методов заключается в плавлении их с флюсами в плавильной печи с получением медного штейна, представляющего собой смесь в основном сульфидов железа и меди, обычно содержащую от 50 до 70% меди. Расплавленный штейн заливают в конвертер, содержащий больше флюсов, и превращают в черновую медь, что составляет около 9Чистота от 8 до 99%. Черновая медь выпускается, подвергается дальнейшему рафинированию в анодной печи и, наконец, электролитическому рафинированию до чистой катодной меди.

На Олимпийской плотине концентрат переплавляется непосредственно в черновую медь. В этом процессе медный концентрат подается в плавильный цех с воздухом, обогащенным кислородом. Мелкий концентрат мгновенно вступает в реакцию или «вспыхивает», когда сернистая фракция сульфидов меди сгорает и превращается в газообразный диоксид серы. Расплавленная медь и шлак попадают в горн плавильной печи. Шлак образует слой на поверхности расплавленной черновой меди. Черновую медь периодически извлекают для дальнейшей очистки в анодной печи и электролитического рафинирования.

Дополнительная информация

• Дополнительная информация о ресурсах и производстве

Медь | Музей наук о Земле

Вернуться к статьям о горных породах и минералах

Питер Рассел и Келли Снайдер

Медь, мягкий металл красного цвета, была одним из первых металлов, используемых в древнем мире. Он эксплуатировался не менее 7000 лет. Название происходит от греческого слова Kyprios , названия острова Кипр в Средиземном море, где добывается медь. Латинское слово cuprum (Cu) также означает «металл Кипра», так как у римлян на острове были большие медные рудники.

Медь является отличным проводником тепла и электричества и используется в большинстве гибких кабелей, используемых в мире. Его мягкость также делает его подходящим для труб для водопроводных труб и систем центрального отопления, поскольку его можно легко согнуть, чтобы он подходил по углам. Прежде всего, его можно смешивать с другими металлами для получения чрезвычайно полезных сплавов, таких как латунь и бронза.

Медь представляет собой металл, который был осажден из горячих растворов серы, созданных в вулканических регионах. Горячие растворы концентрировали медь в тысячу раз больше, чем обычно содержится в горных породах. Образовавшиеся обогащенные породы называются медными рудами.

Самородная медь, очищенная от пластов протерозойских не таких сланцев, шахта Уайт Пайн, округ Онтонагон, Мичиган. Коллекция Музея наук о Земле Университета Ватерлоо. Черные осколки сланца все еще прилипают к меди. Рудник Уайт Пайн был последним из медных рудников, закрытых в северном Мичигане в 1996 году.

Около девяти десятых мировых запасов меди находятся всего в четырех районах: Большой бассейн на западе США, центральная Канада. , Анды Перу, Чили и Замбии. В каждом случае добыча меди имеет решающее значение для страны. Количество меди в земле относительно невелико, и большая часть ее содержится в бедных рудах, которые необходимо дважды перерабатывать для извлечения меди.

Вот почему так важно повторно использовать как можно больше меди, и почему около одной трети меди, потребляемой в большинстве промышленно развитых стран, перерабатывается из металлолома.

Медь можно найти как в чистом виде, так и в сочетании с другими элементами. Известно более 166 минералов меди. Медные минералы делятся на пять групп в зависимости от их химического состава.

Самородная медь — чистая медь

Сульфиды – медь в сочетании с серой

Оксиды – медь в сочетании с кислородом

Карбонаты – медь в сочетании с углеродом и кислородом 9 0005

Комплексные минералы меди – медь в сочетании с : железо, никель, кобальт, свинец, цинк или серебро и другие элементы

Вулканогенные месторождения массивных сульфидов

Вулканогенные месторождения массивных сульфидов являются основным источником меди, цинка, свинца, серебра и золота. Обнаружено, что эти отложения активно формируются при температуре 350°С. Гидротермальные источники на раскидистых гребнях дна океана, например, в восточной части Тихого океана, активно осаждают сульфиды металлов. Эти отложения образуются в результате сброса растворов на морское дно.

Месторождения меди-порфира

Месторождение меди-порфира получило свое название от порфирового штока, расположенного в центре месторождения материала. Шток возникает из цилиндрической массы магмы, которая движется вверх через земную кору под стратовулканом и остывает. В порфировой породе часть минералов представляет собой очень крупные кристаллы (до 10 см в длину), а остальные микроскопические. Обычно мы находим, что верхние части стратовулкана разрушены эрозией. Окружающая вмещающая порода, в которую проник шток, часто подвергается метаморфозам под воздействием тепла и давления. Во время этого метаморфизма в породах, окружающих шток, образуются сульфидные минералы. Тепло и давление заставляют ранее существовавшие породы превращаться в новый тип породы. Затем вблизи поверхности этих отложений образуется обогащенный минералами покров или окисленная зона.

Порфировые запасы в центре системы могут не содержать достаточного количества медных минералов, чтобы быть рудным месторождением. Однако порода, окружающая шток, может быть богатой медной минерализацией.

Порфировое сырье является двигателем, позволяющим разрабатывать полезные ископаемые. Рудные минералы находятся в ряде зон, расходящихся наружу от штока. Каждая из этих зон содержит определенный набор минералов, включая азурит, малахит, золото, серебро, халькозин и халькопирит. Крупнейшее месторождение меди-порфира в Канадских Кордильерах составляет около одного миллиарда тонн с содержанием меди чуть менее 0,5%; большинство из них намного меньше. В настоящее время примерно половина мировых запасов меди, 60% канадских ресурсов меди и 90% запасов Британской Колумбии содержится в порфировых отложениях.

Минералы зоны окисления

Медь обычно начинается в виде халькопирита, сульфида, который затем окисляется и обогащается при взаимодействии с атмосферой, природной кислой дождевой водой и близлежащими горными породами и минералами. Верхушка обогащенного медного месторождения представляет собой губчатую массу оксидов железа, оставшуюся после удаления сульфата железа и серной кислоты из сульфидных минералов. Затем образовавшаяся жидкость превращает сульфиды меди в сульфат меди, запуская цепную реакцию. По мере того как раствор сульфата меди просачивается через ненасыщенную зону месторождения (где доступны воздух и вода), реакция продолжается. Если раствор контактирует с известняком или другими породами, содержащими кальций, сульфат меди вступает в реакцию с образованием малахита и азурита, которые представляют собой карбонаты меди. Он также может реагировать с сульфидом меди (халькопиритом) с образованием борнита или халькозина.

Медные жилы, образовавшиеся в зонах разломов в сланцах Nonsuch, шахта White Pine, округ Онтонагон, штат Мичиган. Коллекция Музея наук о Земле Университета Ватерлоо .

Окисленные зоны достигают значительной глубины в засушливых районах. Нижняя граница зоны окисления всегда находится на уровне грунтовых вод (где начинается зона насыщения). Окисление здесь прекращается, и без кислорода реакция не может продолжаться. Другие реакции происходят, когда сульфат меди реагирует с сульфидами меди. Сульфиды меди обогащены от 34% меди в халькопирите до 66% в ковеллите, одном из минералов, образовавшихся в этой обогащенной зоне. В ходе этого процесса медь извлекается из верхних частей рудного тела и откладывается на уровне грунтовых вод. Ниже зоны обогащения концентрация сульфидов может оказаться недостаточной для покрытия затрат на глубокую добычу. Окисленные зоны образуются в засушливых районах США, Мексики, Перу, Чили и Африки. Многие привлекательные и красочные минералы находятся в окисленных зонах месторождений меди.

Использование меди:

Медь уступает только серебру по способности проводить электричество (и намного дешевле и распространеннее). Бактерии не будут расти на меди. Медь необходима человеку в качестве микроэлемента в нашем рационе. Он используется организмом для формирования костного хряща, сухожилий и оболочки вокруг нервов. Это также важный элемент в производстве гемоглобина в крови высших животных.

Слиток меди из шахты Певабик, полуостров Кевино, штат Мичиган. Коллекция Музея наук о Земле Университета Ватерлоо. Пароход «Певабик» шел на юг в Тандер-Бей озера Гурон, у берегов Альпины, штат Мичиган, 9 августа 1865 года. «Певабик» столкнулся с родственным кораблем, «Метеором», и затонул с грузом из 170 тонн медных слитков. Этот слиток был обнаружен летом 1974 года компанией Busch Oceanographic из Сагино, штат Мичиган. Чтобы прочитать историю гибели Pewabic, посетите этот веб-сайт: Pewabic

 

 

Чтобы узнать больше о Pewabic, в том числе о потере корабля и усилиях по его спасению, нажмите здесь .

Около девяти миллионов тонн меди ежегодно используется самыми разными способами. Около половины всей меди используется в электротехнической промышленности.

• Алкогольные дистилляторы
• Батареи
• Деревья бонсай – тренировочный трос
• Котлы для производства электроэнергии
• Кассовые аппараты
• Церковные колокола
• Печатные платы
• Часы
• Монеты
• Компьютер
• Посуда
• Опилки проводников – заземляющие стержни
• Для высокого напряжения и осветительных стержней
• Медные катоды
• Декоративные металлоконструкции
• Электротехническая промышленность
• Прокладки двигателя
• Золотая краска на упаковках
• Петли
• Ювелирные изделия – Бижутерия
• Замки
• Формы для пластмасс
• Музыкальные инструменты
• Оборудование для производства бумаги
• Пигменты – зеленый или синий цвета
• Печатные формы
• Печатные платы для компьютеров
• Холодильники
• Кровля
• Судостроение
• Хирургия
• Термостаты
• Зубные щетки – для удержания щетины в
• Автомобильные радиаторы
• Гидравлический
• трубки для тормозов
• Часы
• Водопроводные трубы
• Электропроводка – электрическая и телефонная
• Застежки-молнии 

В Северной Америке

• 40 % производимой меди используется в строительстве
• 24% для электрических и электронных изделий
• 13% транспортное оборудование
• 12% промышленное оборудование
• 10% потребительские товары и товары общего назначения

Известные месторождения меди

Keweenawan Copper связан с лавовыми потоками и конгломератами на полуострове Кевино в Мичигане. Это месторождение также можно увидеть на мысе Мамайз, к северу от Су-Сент-Мари. Медь отлагалась в основном в конгломератах и ​​потоках базальта, особенно вблизи вершин потоков, где в породе имелись газовые пузырьки (везикулы). Горячая вода, содержащая серу и медь, мигрировала вверх по базальтовым потокам и двигалась поверху лавовых потоков, где была запечатана непроницаемой преградой вышележащего потока. Гематит (оксид железа) в лаве окислял серу, откладывая медь. Железо и сера уносились в виде сульфата железа.

Иногда медь откладывалась в трещинах горных пород. Некоторые образования, образующиеся при переломах, имеют необычный размер. Крупнейшим из них была масса, найденная в жиле Миннесота на полуострове Кевино в 1880 году. Масса весила 500 тонн и имела толщину 14 метров. Эти большие массы было трудно выгодно добывать, поэтому они все еще находятся под землей!

Медная галька и валуны с полуострова Кевино были перемещены на юг ледниками во время ледникового периода. Медь использовалась коренными жителями для изготовления инструментов. Они придали меди желаемую форму. Эта ковка делала медь тверже, как кузнец закаляет сталь. При такой закалке можно было делать ножи, которые были намного лучше каменных или костяных ножей, использовавшихся ранее.

Медь использовалась еще 15 000 лет назад. Металл был найден в виде кусков самородной меди, и его можно было легко превратить в украшения, инструменты или контейнеры для приготовления пищи и хранения. Использование меди увеличилось около 5500 лет назад, когда было обнаружено, что ее можно легко смешивать или сплавлять с другими металлами, такими как олово, цинк или свинец. Из этих сплавов получали бронзу и латунь с различными полезными свойствами.

Mamainse Point

В Онтарио около 5000 лет назад на восточном берегу Верхнего озера впервые была добыта самородная медь. В 1600-х годах миссионеры-иезуиты отметили широкое использование меди для изготовления украшений и кухонной утвари. В этих сообщениях отмечалось, что куски меди вырезались из большого валуна самородной меди на острове Мичипикотен, недалеко от Вавы. Первый медный рудник в Онтарио был открыт в Маманс-Пойнт, к северу от Су-Сент-Мари, в 1770 году. Редкие запасы руды и обвал стали причиной первых смертельных случаев на шахтах в Онтарио и в конечном итоге привели к закрытию рудника вскоре после его открытия.

Шахты Брюса

Первый успешный медный рудник в Онтарио был открыт в 1847 году на шахтах Брюса на северном берегу озера Гурон, к востоку от Су-Сент. Мари. Халькопиритовая руда добывалась на этом руднике в течение 50 лет. Месторождения в этом районе были обширными и поддерживали несколько рудников, в том числе рудник Патер, открытый в 1954 году. До закрытия в 1970 году рудник Патер произвел более 36 393 килотонн меди. области первоначально работали на медь. Обильные сульфиды никеля в руде считались загрязнителем и затрудняли извлечение меди. Метод разделения двух металлов был открыт в 189 г.1, и был найден рынок для никеля, в результате чего медь была заменена в качестве основного металла, добываемого в Садбери.

Manitouwadge

Следующим открытием медной руды в Онтарио были богатые залежи в районе Manitouwadge, к северу от озера Верхнее. Джеймс Томпсон, геолог из Департамента горнодобывающей промышленности Онтарио, обнаружил несколько участков ржавой выветриваемой породы, называемой госсан. Госсан, губчатая масса оксидов железа, образуется в результате выветривания сульфидных минералов. Карта и отчет Томпсона вызвали интерес у старателей, хотя большинство из них интересовались только золотым потенциалом. Наконец старатели осознали потенциал добычи меди в этом районе и сделали ставку на то, что впоследствии стало шахтами Geco и Wilroy (рудник Wilroy назван в честь двух старателей — Уильяма Давидовича и Роя Баркера). Рудник Geco, принадлежащий Норанде, все еще находится в эксплуатации и произвел металлов на сумму почти 2 миллиарда долларов, включая медь, цинк и золото.

Тимминс

Шахта Кидд-Крик в Тимминсе была обнаружена в 1959 году с помощью аэроэлектроразведки. Бурение началось в 1963 году и определило, что это был самый большой рудник цветных металлов в мире. Рудник Кидд-Крик в Фальконбридже продолжает производить большую часть серебра, цинка и большой процент меди в провинции Онтарио. Другие продукты включают индий и серную кислоту.

Калумет Конгломерат с самородной медью, заменяющей тонкую матрицу, которая должна была быть оксидом железа. Калумет и шахта Хекла, штат Мичиган. Коллекция Музея наук о Земле Университета Ватерлоо.

Медные сплавы

Латунь

Латунь является одним из наиболее широко используемых сплавов. В основном это медь, в сплаве которой содержится от 5 до 40 процентов цинка. Латунь часто используется для коррозионно-стойких декоративных целей, таких как дверные ручки, замки и молотки. Он намного тверже и прочнее меди и хорошо поддается механической обработке.

Можно изготовить форму из латуни, которая изменяет свою форму при повышении определенной температуры и возвращается к своей первоначальной форме при охлаждении. Эта латунь с «памятью» может использоваться для управления устройствами безопасности и другими приложениями. Он используется, например, в устройствах автоматического переключения во многих электрических кувшинах и чайниках.

Применение для латуни: 

• Карнизы 
• Декоративные элементы
• Электронные разъемы – кабельное телевидение и т. д.
• Электрические кувшины и чайники
• Крепеж – винты, гайки, болты и замки
• Музыкальные инструменты
• Сантехника, краны и фитинги
• Кастрюли и сковороды

Бронза

Бронза — это сплав меди, существенно отличающийся от латуни. Бронза представляет собой сплав меди с оловом в качестве основного вторичного компонента.

Бронза с древних времен использовалась для изготовления декоративных металлических предметов, а также монет. Это был один из первых используемых металлических сплавов, положивший начало первому веку металлообработки, известному как бронзовый век, более 3000 лет назад.