Populyarnaya biblioteka himicheskih elementov<< Nikel' | Oglavlenie | Cink >>
Med'
Izdatel'stvo "Nauka", 1977
Elektronnaya versiya: "Nauka i Tehnika", 2002
Element N 29. Zhiznenno vazhnyi element. Glavnyi metall elektrotehniki. Odin iz samyh vazhnyh, samyh drevnih i samyh populyarnyh metallov. Populyarnyh ne tol'ko v srede inzhenerov - konstruktorov, elektrikov i mashinostroitelei, no i u lyudei gumanitarnyh professii - istorikov, skul'ptorov, literatorov.
Prochnost'
|
S pomosh'yu etoi nemudrenoi priskazki hitryi Hodzha razdelalsya s prohvostom-rostovshikom, a sam izbezhal raspravy mednolobyh strazhnikov. No dopustim, chto Hodzha Nasreddin horosho znal svoistva medi i svoyu "draznilku" adresoval ne mednolobym strazhnikam, a oruzheinikam. Inache govorya, stoit li delat' iz medi shity?
V lyubom tehnicheskom spravochnike nahodim prochnostnye harakteristiki litoi medi: predel prochnosti 17 kg/mm2 (pri normal'noi temperature), predel tekuchesti*) (pri 500oC - zhestkie, no vpolne real'nye usloviya raboty mnogih izdelii iz medi) 2,2 kg/mm2. Mnogo eto ili malo? Predel tekuchesti obychnoi stali v etih usloviyah dostigaet 100 kg/mm2. Protivodeistvie udarnym nagruzkam (a imenno takie nagruzki v osnovnom dostayutsya shitam) u medi takzhe men'she, chem u mnogih drugih metallov i splavov. Ne otlichaetsya ona i tverdost'yu: med', pravda, tverzhe, chem zoloto i serebro, no v poltora raza myagche zheleza (sootvetstvenno 3,0 i 4,5 po 10-ball'noi shkale).
[ * Predel tekuchesti - napryazhenie, pri kotorom material prodolzhaet deformirovat'sya bez uvelicheniya nagruzki.]
U vas ne sozdalos' vpechatleniya, chto eti cifry, obreti oni vdrug dar rechi, povtorili by vsled za Hodzhoi Nasreddinom: "Tot, kto nosit mednyi shit, tot imeet..."? No ne poddadimsya "ob'ektivnosti" golyh cifr. Ved' vse oni vzyaty iz tehnicheskoi literatury XXstoletiya, a vremya mediyh shitov, kak i mednyh pushek, minovalo mnogo vekov nazad.
Oruzheinikov drevnosti i dazhe srednevekov'ya prochnostnye harakteristiki medi vpolne ustraivali. Vo-pervyh, nagruzka, kotoruyu ispytyval shit pri udare kop'em ili sekiroi, kuda men'she probivnoi sily vintovochnogo vystrela. Vo-vtoryh, u drevnih metallurgov ne bylo drugogo materiala, prochnogo, kak med', i dostupnogo, kak med'. Ne sluchaino antichnyi bog-kuznec Gefest vykoval nepobedimomu Ahillesu mednyi shit. Imenno mednyi!
Kak konstrukcionnyi material med' shiroko ispol'zuetsya i seichas, no glavnuyu cennost' priobreli uzhe ne mehanicheskie, a teplovye i elektricheskie harakteristiki medi. Po sposobnosti provodit' teplo i elektrichestvo med' ustupaet tol'ko dragocennomu serebru. U alyuminiya elektrosoprotivlenie pochti vdvoe bol'she, chem u medi; a u zheleza - pochti v shest' raz.
No iz medi delayut ne tol'ko provoloku i tokoprovodyashie detali apparatury. Ee shiroko ispol'zuyut v himicheskom mashinostroenii pri izgotovlenii vakuum-apparatov, peregonnyh kotlov, holodil'nikov, zmeevikov. Iz medi i ee splavov, kak i prezhde, delayut orudiya truda i instrument. V lyubom cehe, gde rabotayut s vzryvoopasnymi ili legkovosplamenyayushimisya veshestvami, mozhno vstretit' molotki, stameski, otvertki iz mednyh splavov. Konechno, stal'noi instrument prochnee, dolgovechnee, deshevle, no on "iskrit". Poetomu predpochitayut chashe menyat' instrument, bol'she tratit' na ego priobretenie, no umen'shit' pozharo- i vzryvoopasnost'.
Gil'zy patronov i artilleriiskih snaryadov obychno zheltogo cveta. Oni sdelany iz latuni - splava medi s cinkom. (V kachestve legiruyushih dobavok v latun' mogut vhodit' alyuminii, zhelezo, svinec, marganec i drugie elementy). Pochemu konstruktory predpochli latun' bolee deshevym chernym splavam i legkomu alyuminiyu? Latun' horosho obrabatyvaetsya davleniem i obladaet vysokoi vyazkost'yu. Otsyuda - horoshaya soprotivlyaemost' udarnym nagruzkam, sozdavaemym porohovymi gazami.
Bol'shinstvo artilleriiskih latunnyh gil'z ispol'zuetsya neodnokratno. Ne znayu, kak seichas, a v gody voiny v lyubom artilleriiskom divizione byl chelovek (obychno oficer), otvetstvennyi za svoevremennyi sbor strelyanyh gil'z i otpravku ih na perezaryadku.
V gil'zovoi latuni 68% medi.
Vysokaya stoikost' protiv raz'edayushego deistviya solenoi vody harakterna dlya tak nazyvaemyh morskih latunei. Eto latuni s dobavkoi olova.
Znamenityi korrozionno-stoikii splav tompak - eto tozhe latun', no dolya medi v nem bol'she, chem v lyubom drugom splave etoi gruppy - ot 88 do 97%.
Eshe odno vazhnoe svoistvo latuni: ona, kak pravilo, deshevle bronzy - drugoi vazhneishei gruppy splavov na osnove medi.
Pervonachal'no bronzoi nazyvali tol'ko splavy medi s olovom. No olovo - dorogoi metall, i, krome togo, sochetanie Su - Sn ne pozvolyaet poluchit' vseh svoistv, kotorye hotelos' by pridat' splavam na osnove medi. Seichas sushestvuyut bronzy voobshe bez olova - alyuminievye, kremnistye, margancovistye i t.d.
Bronzy
|
No bronza - eto ne obyazatel'no pamyatniki. Bez bronzovyh vkladyshei, vtulok, sal'nikov, klapanov ne obhoditsya ni odin himicheskii apparat. Primenenie bronz vo vseh oblastyah mashinostroeniya iz goda v god rasshiryaetsya. Iz bronzy delayut takzhe instrument, kotorym rabotayut vo vzryvoopasnyh cehah.
Sovremennye bronzy mnogoobrazny po sostavu i svoistvam. Obychnye olovyanistye bronzy soderzhat do 33% Sn. V tak nazyvaemuyu hudozhestvennuyu bronzu, tysyacheletiyami primenyaemuyu dlya skul'pturnogo lit'ya, vhodit okolo 5% olova, do 10% cinka i okolo 3% svinca. V "avtomobil'nyh" i "podshipnikovyh" bronzah olova bol'she - 10...12%. Neskol'ko slov o "bezolovyannyh" bronzah.
Alyuminievye bronzy. 5...11% Al prevrashayut myagkuyu med' v material dlya izgotovleniya pruzhin, a bronza ANZh10-4-4 (10% Al, 4% Ni, 4% Fe) primenyaetsya dlya otvetstvennyh detalei aviacionnyh dvigatelei i turbin.
Svincovye bronzy soderzhat 27...33% Pb. Podshipniki iz takoi bronzy rabotayut na predel'no bol'shih skorostyah.
Kremnistye bronzy (do 5% Si) sluzhat zamenitelyami olovyannistyh i otlichayutsya otnositel'noi desheviznoi.
A berillievye bronzy (do 2,3% Be) edva li ne samye prochnye iz vseh cvetnyh splavov.
Istoriya
|
Sem' metallov prinyato nazyvat' doistoricheskimi. Zoloto, serebro, med', zhelezo, olovo, svinec i rtut' byli izvestny lyudyam s drevneishih vremen. Rol' medi v stanovlenii chelovecheskoi kul'tury osobenna. Kamennyi vek smenilsya mednym, mednyi - bronzovym. Ne vezde etot process proishodil odnovremenno. Korennoe naselenie Ameriki perehodilo ot kamennogo veka k mednomu v XVIv.n.e., vsego 400 let nazad! A v drevnem Egipte mednyi vek nastupil v IV tysyacheletii don.e. 2mln300tys. kamennyh glyb, iz kotoryh primerno 5000 let nazad byla slozhena 147-metrovaya piramida Heopsa, dobyty i obtesany mednym instrumentom...
Podobno zolotu i serebru, med' inogda obrazuet samorodki. Vidimo, iz nih okolo 10tys. let nazad byli izgotovleny pervye metallicheskie orudiya truda. Rasprostraneniyu medi sposobstvovali takie ee svoistva, kak sposobnost' k holodnoi kovke i otnositel'naya prostota vyplavki iz bogatyh rud.
Mednyi vek dlilsya okolo tysyachi let - vdvoe men'she, chem bronzovyi. Harakterno, chto v Grecii kul'tura medi zarodilas' pozzhe, chem v Egipte, a bronzovyi vek nastupil ran'she. Ruda, iz kotoroi vyplavlyali med' egiptyane, ne soderzhala olova. Grekam v etom otnoshenii povezlo bol'she. Oni dobyvali "olovyannyi kamen'" inogda tam zhe, gde i mednuyu rudu. Otkrytie bronzy proizoshlo, po-vidimomu, sluchaino, odnako bol'shie tverdost' i plotnost', a takzhe otnositel'naya legkoplavkost' (dobavka 15%Sn snizhaet temperaturu plavleniya medi s 1083 do 960oC) pozvolili bronze bystro vytesnit' med' iz mnogih proizvodstvennyh sfer.
Iskusstvo vyplavki i obrabotki medi i bronzy ot grekov unasledovali rimlyane. Oni poluchali med' iz pokorennyh stran, v pervuyu ochered' iz Gallii i Ispanii, prodolzhali nachatuyu grekami dobychu mednoi rudy na Krite i Kipre. Kstati, s nazvaniem poslednego ostrova svyazyvayut latinskoe imya medi - "kuprum". A olovyannyi kamen' rimlyane vyvozili s Kassiteridskih ostrovov (tak togda nazyvali ostrova Britanii); osnovnoi mineral olova i seichas nazyvaetsya kassiteritom. Vo II...Ivv.don.e. oruzhie rimlyan delalos' uzhe v osnovnom iz zheleza, no v proizvodstve predmetov domashnego obihoda vse eshe preobladali bronza i med'.
Bronza i med' sygrali vydayushuyusya rol' ne tol'ko v stanovlenii material'noi kul'tury bol'shinstva narodov, no i v izobrazitel'nom iskusstve. V etom kachestve oni proshli cherez veka. I v nashi dni otlivayut bronzovye skul'ptury, delayut barel'efy i gravyury na medi. Podrobno ob etom rasskazyvat', veroyatno, ne stoit. Proizvedeniya izobrazitel'nogo iskusstva luchshe smotret', nezheli rassuzhdat' o nih.
Metallurgiya
|
Metallurgam proshlogo mozhno pozavidovat'. Med' deistvitel'no byla "izobil'nei gorazdo". Eshe v XIXv. rentabel'nymi schitalis' tol'ko te mednye rudy, v kotoryh soderzhanie elementa N 29 dostigalo 6...9%. A seichas ruda s 5% medi priznaetsya ochen' bogatoi, bol'shinstvo zhe ispol'zuemyh rud soderzhit lish' 2...3% Su. V ryade stran pererabatyvayutsya rudy, v sostave kotoryh tol'ko polprocenta medi!
Eto, estestvenno, uslozhnilo tehnologiyu proizvodstva etogo metalla. Poluchenie medi - mnogostupenchatyi process.
V pervuyu ochered' rudu drobyat, a zatem podvergayut flotacii. Vo flotacionnyh mashinah izmel'chennaya ruda smeshivaetsya s vodoi, v kotoruyu zaranee vvedeny special'nye dobavki - flotoagenty. Syuda zhe podaetsya vozduh. Obrazuetsya penyashayasya pul'pa. Zerna mineralov, soderzhashie metally i ploho smachivaemye vodoi, prilipayut k puzyr'kam vozduha i vsplyvayut na poverhnost', a pustaya poroda osedaet na dno. Umelym podborom reagentov mozhno eshe pri flotacii chastichno otdelit' sobstvenno modnuyu rudu ot soedivestii drugih metallov. Tak, dobavka cianidov i cinkovogo kuporosa umen'shaet flotiruemost' (ot angliiskogo float - "plavat'") sernistogo cinka - chastogo sputnika medi v sul'fidnyh rudah. Dobavka izvesti pozvolyaet "utopit'" chast' zhelezosoderzhashego pirita. Sul'fidy zheleza prisutstvuyut v bol'shinstve mednyh rud.
Pervaya v SSSR obogatitel'naya fabrika dlya flotacii mednoi rudy byla postroena v 1929 g. v Kazahstane.
V rezul'tate flotacionnogo obogasheniya poluchaetsya koncentrat, kotoryi postupaet v medeplavil'nye pechi.
Naibolee rasprostraneny seichas otrazhatel'nye pechi. Eto krupnye gorizontal'nye agregaty, zanimayushie bol'shuyu ploshad'. Shihtu zagruzhayut v pech', na otkosy, idushie vdol' ee bokovyh sten. Gazoobraznoe, zhidkoe ili pylevidnoe toplivo podaetsya ne v shihtu, a v prostranstvo nad nei, i teplo, obrazuyusheesya pri sgoranii, kak by otrazhaetsya ot sten pechi; temperatura v otrazhatel'noi pechi okolo 1200oC.
Pri plavke zdes' obrazuetsya ne med', a tak nazyvaemyi shtein, sostoyashii v osnovnom iz treh elementov - medi, zheleza i sery.
Estestvenno, obrazuetsya i shlak. Rasplavy shteina i shlaka ne smeshivayutsya, bolee legkii shlak plavaet na poverhnosti shteina.
Kvarcevyi flyus vvoditsya v sostav shihty dlya togo, chtoby umen'shit' soderzhanie zheleza v shteine. Okislennoe zhelezo splavlyaetsya s kvarcem i chastichno perehodit v shlak. Krome togo, chtoby uvelichit' soderzhanie v shteine medi, koncentrat predvaritel'no podvergayut okislitel'nomu obzhigu.
No, nesmotrya na vse uhishreniya, kolichestvo medi v shteine redko prevyshaet 30%. Poetomu sleduyushaya stadiya proizvodstva - prevrashenie shteina v chernovuyu med'. Etot process proishodit v konverterah, napodobie bessemerovskih, pohozhih, pravda, ne na grushu, a na bochonok, ulozhennyi na bok. Poskol'ku kolichestvo primesei, kotorye nado vyzhech' v konvertere, ochen' veliko, process idet dolgo; shlak, obrazuyushiisya pri etom, prihoditsya neodnokratno slivat'.
Podogrevat' konverter ne nuzhno: shtein v nego zalivaetsya v rasplavlennom sostoyanii, a reakcii okisleniya zheleza i sery soprovozhdayutsya vydeleniem bol'shih kolichestv tepla. Poetomu v konverter podayutsya lish' vozduh i - cherez gorlovinu - izmel'chennyi kvarc.
Snachala vyzhigaetsya zhelezo. Kak metall menee blagorodnyi, ono okislyaetsya kislorodom vozduha ran'she, chem med'. Ego okisly reagiruyut s kvarcem, i obrazuetsya shlak - silikaty zheleza.
Zatem nachinaetsya okislenie svyazannoi s med'yu sery. Temperatura v konvertere vse vremya nahoditsya primerno na odnom urovne - okolo 1200oC. Produvku konvertera vozduhom prekrashayut, kogda v nem ostaetsya tak nazyvaemaya chernovaya med', soderzhashaya 98...99% osnovnogo metal la; ostal'noe prihoditsya glavnym oorazom na zhelezo, seru, nikel', mysh'yak, sur'mu, serebro i zoloto.
Mysh'yak, sur'ma, sera i zhelezo - primesi vrednye. Oni otricatel'no vliyayut na samoe vazhnoe svoistvo medi - elektroprovodnost'. Ih neobhodimo udalit'. A zoloto, serebro i deficitnyi nikel' slishkom cenny sami po sebe. Poetomu chernovuyu med' podvergayut rafinirovaniyu - ognevomu i elektroliticheskomu. Pervaya v Rossii elektroliticheskaya med' byla poluchena v konce 80-h godov proshlogo veka.
V vannu s elektrolitom pomeshaetsya katod - tonkii list iz chistoi medi. Anodom sluzhit tolstaya litaya plita iz chernovoi medi. Anod rastvoryaetsya v elektrolite, i iony medi razryazhayutsya na katode. V elektrolite soderzhitsya sernaya kislota, kotoraya perevodit v rastvor takie primesi, kak nikel', zhelezo, cink. No tak kak v ryadu napryazhenii oni raspolozheny znachitel'no levee medi, na katode oni ne osazhdayutsya - ostayutsya v rastvore. A zoloto, serebro i tellur v rastvor ne perehodyat i pri razrushenii anoda osazhdayutsya na dno vanny v vide shlama.
Znamenatel'no, chto vse zatraty na rafinirovanie obychno okupayutsya izvlechennymi iz chernovoi medi dragocennymi metallami.
V rafinirovannoi medi summa primesei ne prevyshaet 0,1%.
V zhivom organizme
|
Naschet volos ne ruchayus', a vot v pecheni med' est' opredelenno i v dovol'no znachitel'nyh kolichestvah - 0,0004mg na 100g vesa. Est' ona i v krovi: v organizme vzroslogo cheloveka primerno 0,001mg/l. Med' uchastvuet v processah krovetvoreniya i fermentativnogo okisleniya. Ona vhodit v sostav neskol'kih fermentov - laktazy, oksidazy i dr.
V organizme nekotoryh nizshih zhivotnyh otnositel'noe soderzhanie medi vyshe. Gemocianin - pigment krovi mollyuskov i rakoobraznyh - soderzhit 0,15...0,26% Su.
Med' nuzhna i rasteniyam. Eto odin iz vazhneishih mikroelementov, uchastvuyushii v processe fotosinteza i vliyayushii na usvoenie rasteniyami azota. Nedostatochno medi v pochve - rasteniya huzhe plodonosyat ili voobshe stanovyatsya besplodnymi. Mednye udobreniya sodeistvuyut sintezu belkov, zhirov i vitaminov; krome togo, oni povyshayut morozoustoichivost' myaogih sel'skohozyaistvennyh kul'tur.
Obychno med' vnosyat v pochvu v vide samoi rasprostranennoi ee soli - mednogo kuporosa - CuSO4ž5H2O. Eto sine-goluboe kristallicheskoe veshestvo poluchayut iz othodov medi, obrabatyvaya ih podogretoi sernoi kislotoi pri svobodnom dostupe kisloroda.
V sel'skom hozyaistve mednyi kuporos ispol'zuetsya i v drugih celyah. V ego rastvorah protravlivayut semena pered posevom. Kak i mnogie drugie soli medi, kuporos yadovit, osobenno dlya nizshih organizmov. Rastvor kuporosa unichtozhaet spory plesnevyh gribov na semenah.
Iz drugih soedinenii medi osoboi populyarnost'yu pol'zuetsya malahit Su2(OH)2CO3, primenyaemyi kak podelochnyi kamen'.
No malahit ispol'zuetsya i kak syr'e dlya proizvodstva medi. Potomu chto bol'she, chem krasivye ukrasheniya, chelovechestvu nuzhna med' - glavnyi metall elektrotehniki.
Med' v zemnoi kore
Soderzhanie medi v zemnoi kore sravnitel'no neveliko - 0,007%. Eto v 1000 raz men'she, chem alyuminiya, v 600 raz men'she, chem zheleza. Odnako med' vhodit v sostav 200 mineralov. Mnogie iz nih otlichayutsya yarkoi i krasivoi okraskoi. Bornit Cu5FeS4 i lazurit Su3(OH)2CO3 sinego cveta, hal'kopirit CuFeS2 zolotistogo, a temno-zelenye gromadnye vazy iz malahita Su2(OH)2CO3 i ubranstvo znamenitogo "malahitovogo zala" pomnit kazhdyi, kto hot' raz pobyval v leningradskom Ermitazhe. Glavnye istochniki medi - sul'fidnye rudy i medistye peschaniki.
Bogatstvo Afriki
V molodyh afrikanskih gosudarstvah sosredotocheny ogromnye zalezhi medistyh peschanikov - peschanikov so znachitel'nymi vkrapleniyami soedinenii medi. Razvedannye zapasy medi v etih stranah znachitel'no bol'she, chem v Chili - tradicionnom eksportere mednoi rudy.
Russkaya med'
Pervye v Rossii medeplavil'nye proizvodstva byli sozdany, po-vidimomu, v XIIIv. Iz dokumentov izvestno, chto eshe v 1213 g. nedaleko ot Arhangel'ska bylo naideno Cil'menskoe mestorozhdenie mednoi rudy.
V 1479 g. v Moskve uzhe sushestvovala "pushechnaya izba" i delalis' bronzovye pushki raznyh kalibrov.
V XVI...XVIIvv. Rossiya ispytyvala ostruyu nuzhdu v metallah i osobenno v medi. "Dlya sysku mednyya rudy" russkie umel'cy otpravlyalis' na sever, za Volgu, na Ural. V 1652 g. kazanskii voevoda donosil caryu: "Mednyya rudy... syskano mnogo i zavody... k mednomu delu zavodim". I deistvitel'no zavodili. Izvestno, chto za 12 let, nachinaya s 1652 g., "v prisylke bylo iz Kazani k Moskve chistyya medi 4641 pud 6 grivenok".
No metalla vse ravno ne hvatalo. Ne sluchaino Lomonosov pisal, chto metally "...do trudov Petrovyh pochti vse poluchaemy byli ot okrestnyh narodov, tak chto i voennoe oruzhie inogda u samih nepriyatelei nuzhda zastavlyala perekupat' cherez drugie ruki dorogoyu cenoi".
PetrI mnogoe sdelal dlya razvitiya russkoi metallurgii. K koncu ego carstvovaniya (v 1724 g.) tol'ko na Urale bylo 11 plavil'nyh i 4 "pereplavnyh" pechei, vypuskavshih med'. Nachalas' dobycha cvetnyh metallov i na Altae.
A v 1760 g. v Rossii bylo uzhe bol'she 50 medeplavil'nyh zavodov. Ezhegodnaya vyplavka medi dostigla 180tys. pudov, ili okolo 3tys.t. K seredine XIXv. ona eshe udvoilas'. V eto vremya proizvodstvo medi bylo sosredotocheno v osnovnom na Urale, Kavkaze i v Kazahstane.
Mednye den'gi
PetrI ne raz vyskazyval mysl' o neobhodimosti zameny serebryanoi razmennoi monety na mednuyu. Pri ego zhizni etot perehod i byl osushestvlen. V 1700 g. poyavilis' mednye "den'ga" - 1/2 kopeiki, "polushka" - 1/4 kopeiki i "polupolushka" - 1/8 kopeiki. Pervaya mednaya kopeika otchekanena v 1704 g.
V 1766 g. na Altae byl organizovan novyi Kolyvanskii monetnyi dvor. Nerazumno bylo vozit' iz Sibiri med', a v Sibir' monety, otchekanennye iz etoi samoi medi. V Kolyvani stali chekanit' novye monety iz medi dostoinstvom v 1, 5 i 10 kopeek. Na reverse - oborotnoi storone ih byla nadpis': "Sibirskaya moneta" i gerb Sibiri - dva sobolya. Za 15 let, s 1766 po 1781 g. na Kolyvanskom monetnom dvore takih monet bylo otchekaneno pochti na 4mln rublei.
Sovremennye mednye monety delayutsya iz alyuminievoi bronzy - splava medi s 4,5...5,5% alyuminiya.
Pech' iz "svyatyh" kirpichei
V 1919 g. geolog N.N.Urvancev obnaruzhil v Noril'ske ostatki medeplavil'noi pechi. Vyyasnilos', chto ona postroena eshe v 1872 g. kupcom Sotnikovym. O tom, chto na Taimyre est' ruda, vo vtoroi polovine proshlogo veka uzhe znali, no stroitel'nye materialy, osobenno kirpich, obhodilis' tam ochen' dorogo.
Predpriimchivyi kupec dobilsya ot gubernatora razresheniya na stroitel'stvo v Dudinke derevyannoi cerkvi. V gubernatorskoi kancelyarii, estestvenno, ne znali pro to, chto v Dudinke uzhe est' cerkov', no ne derevyannaya, a kamennaya. Sotnikov poluchil les i deistvitel'no postroil iz nego cerkov', a staruyu - razobral i iz "svyatyh" kirpichei vystroil medeplavil'nuyu pech'. Na nei bylo vyplavleno neskol'ko sot pudov medi.
Tak na 69-i paralleli poyavilos' pervoe metallurgicheskoe predpriyatie, kotoroe mozhno schitat' "pradedushkoi" izvestnogo vsemu miru Noril'skogo gorno-metallurgicheskogo kombinata.
Pervaya elektroliticheskaya
Pervyi v Rossii ceh elektroliticheskogo rafinirovaniya medi byl postroen na Kalukeptskom zavode (Azerbaidzhan).
"Delayutsya dovol'no udachnye opyty polucheniya chistoi medi putem elektroliza pryamo iz kupfershteina; pochislovye dannye, a takzhe podrobnosti proizvodstva zavodoupravlenie derzhit v taine. Na Kalakentskom zavode, gde est' zapas zhivoi sily vody, delayutsya teper' grandioznye prigotovleniya dlya elektroliza, prichem dpnamoelektromashina Vernera Simensa budet privodit'sya v dvizhenie pri pomoshi turbiny".
Tak soobshal ob etom stareishii v Rossii nauchnyi "Gornyi zhurnal" v 1887 g.
"Draznyat" med'
Elektroliticheskomu rafinirovaniyu medi obychno predshestvuet ognevoe. Ego provodyat v nebol'shoi pechi, otaplivaemoi neft'yu, gazom ili ugol'noi pyl'yu. V pech' vduvaetsya vozduh, kotoryi okislyaet nebol'shuyu chast' metalla do zakisi Su2O. Mnogie primesi, imeyushie bol'shee, chem med', srodstvo k kislorodu (zhelezo, kobal't, sera, mysh'yak), posle rasplavleniya metalla otnimayut kislorod u zakisi medi i vsplyvayut na poverhnost' v vide shlaka.
No vmesto staryh primesei poyavlyaetsya novaya - chast' zakisi medi ostaetsya neproreagirovavgaei, l chtoby udalit' ee, med' "draznyat". Delaetsya eto tak: v vannu s rasplavlennym metallom opuskayut svezhespilennoe brevno. Vanna nachinaet burlit'. Krome parov vody iz brevna vydelyayutsya i produkty suhoi peregonki drevesiny. Nekotorye iz nih (vodorod, okis' ugleroda) reagiruyut s zakis'yu medi i vosstanavlivayut ee. Odnovremenno iz rasplava udalyaetsya rastvorennyi v metalle sernistyi gaz.
Na mnogih zavodah vmesto drevesiny v processe "drazneniya" ispol'zuyut mazut ili prirodnyi gaz.
Krasnaya i chernaya
S kislorodom med' reagiruet ochen' legko, obrazuya dva okisla - zakis' Su2O krasnogo cveta i okis' SuO chernogo cveta. No takzhe legko med' i vosstanavlivaetsya. Eto netrudno prosledit' po tomu, kak menyaet cvet mednaya plastinka pri perenose iz vosstanovitel'noi zony plameni v okislitel'nuyu i obratno. Na etom svoistve osnovano primenenie medi v kachestve katalizatora pri proizvodstve nekotoryh organicheskih soedinenii. Med' sluzhit perenoschikom kisloroda.
Bez vody - nikak
Sul'fat medi sushestvuet obychno v vide kristallogidratov, ego molekula svyazana s neskol'kimi molekulami vody. V mednom kuporose, naprimer, na odnu molekulu CuSO4 prihoditsya pyat' molekul N2O. Chetyre iz nih pri nagrevanii dovol'no legko otsheplyayutsya, no pyataya uderzhivaetsya ochen' krepko; chtoby otorvat' ee, nuzhny ochen' vysokie temperatury. Bezvodnyi sul'fat v otlichie ot kristallogidratov imeet ne sinyuyu, a beluyu okrasku. On ochen' aktivno prisoedinyaet vodu i, estestvenno, pri etom menyaet cvet. Ego primenyayut kak reaktiv na prisutstvie vody v organicheskih zhidkostyah. Esli benzin, naprimer, soderzhit hotya by nemnogo rastvorennoi vody, to pri dobavlenii bezvodnogo CuSO4 poslednii momental'no sineet.
Mednye "usy"
Izvestno, chto prakticheskaya prochnost' vseh metallov vo mnogo raz men'she teoreticheskoi. Prichinoi tomu dislokacii - narusheniya v kristallicheskoi strukture metallov. Med' ne isklyuchenie sredi nih. Ne bud' dislokacii, prochnost' medi izmeryalas' by sotnyami (!) kilogrammov na kvadratnyi millimetr. I eto ne golaya teoriya. Uzhe polucheny mednye "usy" - nitevidnye kristally, prakticheski lishennye dislokacii; ih prochnost' na rastyazhenie okolo 300 kg/mm2. Pravda, diametr etih kristallov znachitel'no men'she millimetra - vsego 1,25 mkm.
Mednye "usy" poluchayut tak. V special'nuyu pech' pomeshayut vannochku s himicheski chistym monohloridom medi CuCl. Tuda zhe podaetsya tshatel'no ochishennyi vodorod. V pechi podderzhivaetsya strogo postoyannaya temperatura poryadka 600oC. Proishodit reakciya 2SuSl+N2=2Su+2HCl. Obrazuyushiisya hloristyi vodorod otvoditsya v drugoi sosud, gde ulavlivaetsya vodoi. Napravlennomu rostu kristalla sposobstvuet elektricheskoe pole.
S uvelicheniem razmerov udel'naya prochnost' nitevidnyh kristallov znachitel'no umen'shaetsya. No neskol'ko let nazad sovetskim uchenym I.A.Odingu i I.M.Kop'evoi udalos' poluchit' "usy" diametrom okolo 100 mkm iz splava zheleza i medi pri vosstanovlenii smesi FeCl2 i CuCl.
<< Nikel' | Oglavlenie | Cink >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
himicheskie elementy - atomy - periodicheskaya tablica Mendeleeva
Publikacii so slovami: himicheskie elementy - atomy - periodicheskaya tablica Mendeleeva | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
