Производство и области применения цинка



Переработка цинковых руд началась в древности при выплавке латуни                    (сплав цинка с медью). В настоящее время производство цинка по масштабам уступает только производству железа, алюминия и меди. Значительная доля цинка расходуется на оцинкование железа (от 30 до 50 % потребляемого цинка). Антикоррозионные цинковые покрытия наносят на листы, трубы, проволоку. Оцинковывают также аппаратуру, фермы мостов, перекрытия зданий и многие другие конструкции. В промышленности широкое применение находят сплавы цинка с другими цветными металлами (40— 50%). Наиболее широко используют латуни и бронзы. Низкая температура плавления и хорошие литейные свойства сплавов на основе цинка позволяют отливать из них под давлением сложные изделия высокой прочности с хорошим качеством поверхности. Изделия, получаемые литьем под давлением, широко используют в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. Доля цинка, расходуемого для литья под давлением, возрастает .Цинковый прокат, на который тратится 5—10 % Zn, применяют для изготовления сухих батарей, типографских плит и строительных конструкций. Оксид цинка (~10 % потребляемого цинка) расходуют на производство цинковых белил, используют в производстве резины для улучшения ее качества. Цинк в виде цинковой пыли применяют как реагент в производстве свинца, благородных и других цветных металлов, а также в химической промышленности.

Свойства меди и ее применение

Медь, очень хорошо проводит электричество и тепло. Удельное сопротивление меди равно 0,018 Ом-мм2/м, а теплопроводность при 20 °С составляет 385 ВтУ(м-К). По электропроводности медь лишь немного уступает серебру. Ее электропроводность в 1,7 раза выше, чем у алюминия, и примерно в 6 раз выше, чем у железа. Медь обладает ценными механическими свойствами — ковкостью и тягучестью,

Поэтому медь и ее сплавы находят широкое применение при строи­тельстве линий электропередач и устройстве различного вида связи, в электромашиностроении и приборостроении, в холодильной тех­нике 'Около 50 % всей меди расходует электропромышленность. На основе меди создано большое число сплавов с такими металлами, как Zn, Sn, А1, Ве, Ni, Мп, РЬ, Тi, Al, Аu и др., и реже с неметал­лами Р, S, О и др. Область применения этих сплавов очень обширна. Многие из них обладают высокими антифрикционными свойствами' Бронзы применяют для изготовления подшипников, теплообменников и. других изделий в виде листа, прутков и труб в химической, бумажной и пищевой промышленности.

Сплавы меди с хромом и порошковый сплав с вольфрамом идут на изготовление электродов и электроконтактов.

Сырье для получения меди

Для получения меди применяют медные руды, а также отходы меди и ее сплавов.    В рудах содержится 1—6 % меди. В рудах медь обычно находится в виде сернистых соединений (медный колчедан или халькопирит СиFeS2, халькозин Си2S, ковеллин СиS), окислов (куприт Си2О, тенорит СиО) или гидрокарбона­тов [малахит СuCO2 Сu (ОН)2, азурит 2СuCО3 Сu (ОН)2].Руды разделяют на сульфидные, окисленные и смешанные. Суль­фидные руды обычно бывают первичного происхождения, а окисленные руды образовались в результате окисления минералов сульфид­ных руд. В рудах иногда содержатся значительные количества других металлов: цинка, свинца, никеля, золота, серебра, селена, талия и др.

    Сульфидные руды содержат, %: 1-6 Сu, 8-40 Fe, 9-46S, 1-6Zn,5-55 SiO2; 2-12Al2O3, 0,3-4CaO, 0,3-1,5MgO, а в окисленных рудах обычно находится,%:-2Cu;-1Fe; 0,1-0,2S; 60-68 SiO2; 10-16Al2O3; 0,3-0,7 CaO и 0,3-0,7 Mg.

Никелевые минералы и руды

Никелевые минералы классифицируются на три группы: окисленные, сульфидные и мышьяковистые. По различным подсчетам содержание никеля в составе земной коры составляет около 0,02%, т. е. больше, чем содержание меди. Однако соединения никеля более рассеяны в природе, чем соединения меди, поэтому общие запасы никеля в месторождениях мира значительно меньше общих разведанных запасов меди.

 Окисленные никелевые руды Окисленные никелевые руды отличаются большой неоднородностью и в отдельных случаях непостоянством состава. Другой их особенностью является большая влажность; содержание влаги в окисленных рудах обычно составляет около 20 - 25%, а иногда достигает 30 и даже 40%.

Таблица 1.5. Окисленные минералы никеля

Минералы Химическая формула
Гарниерит (Ni, Mg)O.SiO2.2H2O
Ревдинскит и непуит 3(Ni,Mg)O.2 SiO2.2H2O
Нонтронит nNiO.(Al, Fe)2O3.4SiO2.4H2O

 

Таблица 1.6. Химический состав окисленных никелевых руд

NiO CoO SiO2 MgO Fe2O3 СаО А12O3
1,0-5,2 0,05-0,17 15,0-42,0 2,0-25,0 16,0-65,0 0,5-2,0 5,0-16,0

 

Сульфидные руды, как правило, содержат медь, обычно в форме халькопирита, и являются медно-никелевыми рудами. Обычным спутником никеля в сульфидных рудах является пирротин, в редких случаях пирит. В сульфидных медно-никелевых рудах содержится кобальт в количестве до 3 - 4% от содержания никеля и присутствуют в относительно значительных количествах металлы платиновой группы: платина, палладий и др.В отличие от месторождений окисленных руд, залегающих на небольшой глубине и часто выходящих на дневную поверхность, месторождения сульфидных медно-никелевых руд уходят обычно на большую глубину и добыча таких руд, производится системами подземных разработок. Большая часть разведанных запасов никеля в природе приходится на долю сульфидных месторождений (более 80% мировых запасов никеля).

Из сульфидных минералов никеля наиболее распространенным в природе является пентландит (Fe,Ni) S — железо-никелевый колчедан, минерал кубической системы, имеющий уд. вес около 5 и твердость — 4. Состав его непостоянный, т. е. никель изоморфно замещает железо в различных отношениях. Более редко в природе встречается чистый никелевый сульфид - миллерит NiS, обладающий уд. весом 5,3 и твердостью 3,5. Из других сульфидов можно отметить полидимит 3NiS.FeS2, с уд. весом 4,8 и твердостью 4,5, кобальто-никелевый колчедан (Ni, Со)3S4.Среднее содержание никеля в сульфидных рудах может изменяться в очень широких пределах, от десятых долей процента до 5—7% и больше. Содержание меди чаще всего меньше содержания никеля, но в отдельных случаях содержания выравниваются или содержание меди превышает содержание никеля.

Таблица 1.7. Химический состав сульфидных медно-никелевых руд, %

Ni Сu Co S SiO2 Аl2O3 MgО
0,3 –5,5 0,2-4,5 0,02-0,2 30-40 17-28 10-30 5-8 1-10

 

В отличие от окисленных руд, сульфидные руды содержат небольшое количество влаги и зимой обычно не смерзаются.


Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 323; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!