การใช้คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของทองแดง คุณสมบัติของทองแดง: องค์ประกอบ โครงสร้าง และเทคโนโลยีการผลิต

คำนิยาม

ทองแดง- องค์ประกอบที่ยี่สิบเก้าของตารางธาตุ การกำหนด - Cu จากภาษาละติน "cuprum" ตั้งอยู่ในช่วงที่ 4 กลุ่ม IB หมายถึงโลหะ ประจุนิวเคลียร์คือ 29

แร่ธาตุที่สำคัญที่สุดรวมอยู่ในองค์ประกอบ แร่ทองแดงคือ: chalcocite หรือทองแดงความมันวาว Cu 2 S; chalcopyrite หรือทองแดง pyrite CuFeS 2; มาลาไคต์ (CuOH) 2 CO 3 .

ทองแดงบริสุทธิ์เป็นโลหะที่มีความหนืดและมีสีชมพูอ่อน (รูปที่ 1) รีดเป็นแผ่นบางได้ง่าย นำความร้อนและไฟฟ้าได้ดีมาก รองจากเงินในเรื่องนี้ ในอากาศแห้ง ทองแดงยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากฟิล์มออกไซด์บางๆ ที่ก่อตัวบนพื้นผิว (ทำให้ทองแดงมีสีเข้มขึ้น) ทำหน้าที่ป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติมได้ดี แต่เมื่อมีความชื้นและคาร์บอนไดออกไซด์ พื้นผิวทองแดงจะถูกเคลือบด้วยไฮดรอกซีคอปเปอร์คาร์บอเนต (CuOH) 2 CO 3 สีเขียว

ข้าว. 1. ทองแดง. รูปร่าง.

มวลอะตอมและโมเลกุลของทองแดง

คำนิยาม

น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของสาร(M r) คือตัวเลขที่แสดงจำนวนครั้งที่มวลของโมเลกุลที่กำหนดมากกว่า 1/12 มวลของอะตอมคาร์บอน และ มวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุ(A r) - มวลเฉลี่ยของอะตอมมีกี่เท่า องค์ประกอบทางเคมีมากกว่า 1/12 มวลของอะตอมคาร์บอน

เนื่องจากโครเมียมในสถานะอิสระมีอยู่ในรูปของโมเลกุล Cu monatomic ค่าของมวลอะตอมและโมเลกุลจึงตรงกัน มีค่าเท่ากับ 63.546

ไอโซโทปของทองแดง

เป็นที่ทราบกันว่าในธรรมชาติทองแดงสามารถพบได้ในรูปของไอโซโทปเสถียรสองชนิด 63 Cu (69.1%) และ 65 Cu (30.9%) เลขมวลคือ 63 และ 65 ตามลำดับ นิวเคลียสของอะตอมของไอโซโทปทองแดง 63 Cu ประกอบด้วยโปรตอน 29 ตัวและนิวตรอน 34 ตัว และไอโซโทป 65 Cu มีจำนวนโปรตอนและนิวตรอน 36 ตัวเท่ากัน

มีไอโซโทปทองแดงที่ไม่เสถียรประดิษฐ์ซึ่งมีมวลตั้งแต่ 52 ถึง 80 เช่นเดียวกับนิวเคลียสไอโซเมอร์เจ็ดสถานะซึ่งไอโซโทปที่มีอายุยาวนานที่สุด 67 Cu มีครึ่งชีวิต 62 ชั่วโมง

ไอออนทองแดง

สูตรอิเล็กทรอนิกส์ที่สาธิตการกระจายวงโคจรของอิเล็กตรอนทองแดงมีดังนี้:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 .

อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมี ทองแดงจะปล่อยเวเลนซ์อิเล็กตรอนออกไป เช่น เป็นผู้บริจาคและกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก:

ลูกบาศ์ก 0 -1e → ลูกบาศ์ก + ;

ลูกบาศ์ก 0 -2e → ลูกบาศ์ก 2+ .

โมเลกุลทองแดงและอะตอม

ในสถานะอิสระ ทองแดงมีอยู่ในรูปของโมเลกุล Cu ที่มีอะตอมเดี่ยว ต่อไปนี้เป็นคุณสมบัติบางประการที่แสดงถึงอะตอมและโมเลกุลของทองแดง:

โลหะผสมทองแดง

โลหะผสมทองแดงที่สำคัญที่สุดกับโลหะอื่นคือทองเหลือง (โลหะผสมของทองแดงและสังกะสี) โลหะผสมทองแดง-นิกเกิล และทองแดง

โลหะผสมทองแดง-นิกเกิลแบ่งออกเป็นโครงสร้างและไฟฟ้า หินโครงสร้าง ได้แก่ คิวโปรนิกเกิลและเงินนิกเกิล คิวโปรนิกเกิลประกอบด้วยนิกเกิล 20-30% และ ปริมาณเล็กน้อยเหล็กและแมงกานีส และเงินนิกเกิลประกอบด้วยนิกเกิล 5-35% และสังกะสี 13-45% โลหะผสมทองแดง-นิกเกิลทางไฟฟ้า ได้แก่ ค่าคงที่ (นิกเกิล 40%, แมงกานีส 1.5%), แมงกานีส (นิกเกิล 3% และแมงกานีส 12%) และโคเปล (นิกเกิล 43% และแมงกานีส 0.5%)

บรอนซ์จะถูกแบ่งตามส่วนประกอบหลักในองค์ประกอบ (ยกเว้นทองแดง) ออกเป็นดีบุก อลูมิเนียม ซิลิคอน ฯลฯ

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ตัวอย่างที่ 2

ออกกำลังกาย	อิเล็กโทรดทองแดง ชิ้นละ 20 กรัม ถูกจุ่มลงในสารละลายน้ำของคอปเปอร์ (II) คลอไรด์ และเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิด กระแสตรง. หลังจากนั้นครู่หนึ่ง แคโทดจะถูกเอาออกและละลายโดยการให้ความร้อนในกรดซัลฟิวริกเข้มข้น จากนั้นจึงเติมโซเดียมไฮดรอกไซด์ส่วนเกินลงในสารละลาย ส่งผลให้เกิดตะกอนที่มีน้ำหนัก 49 กรัม กำหนดมวลของแอโนดหลังอิเล็กโทรไลซิส
สารละลาย	ลองเขียนสมการปฏิกิริยา: แคโทด: Cu 2+ +2e → Cu 0 ; (1) ขั้วบวก: Cu 0 - 2e → Cu 2+ (2) ลูกบาศ์ก + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O; (3) CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 ↓ + นา 2 SO 4 ; (4) ลองคำนวณปริมาณของทองแดง (II) สารไฮดรอกไซด์ (ตะกอน) (มวลโมลาร์คือ 98 กรัม/โมล): n (Cu(OH) 2) = ม. (Cu(OH) 2) / M (Cu(OH) 2); n (Cu(OH) 2) = 49 / 98 = 0.5 โมล ให้เรากำหนดปริมาณของสารและมวลของทองแดง (แคโทด) ที่จุดสิ้นสุดของปฏิกิริยา (มวลโมลาร์ - 64 กรัม/โมล): ม. สุดท้าย (Cu) = n (Cu(OH) 2) =0.5 โมล; ม. สุดท้าย (Cu) = n (Cu) × M (Cu); ม. สุดท้าย (Cu)= 0.5 × 64 = 32 กรัม มาหามวลของทองแดงที่เกาะอยู่บนแคโทด: ม.(Cu) = ม. สุดท้าย (Cu) - ม. ผู้ปกครอง (Cu); ม.(ลูกบาศ์ก) = 32 - 20 = 12 ก. ให้เราคำนวณมวลของขั้วบวกเมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยา มวลของขั้วบวกลดลงเท่ากับมวลของขั้วลบที่เพิ่มขึ้น: ม. แอโนด = ม. พาเรนต์ (แอโนด) - ม.(Cu); ม. แอโนด = 20 - 12 = 8 ก.
คำตอบ	มวลแอโนดคือ 8 กรัม

ทองแดงเป็นหนึ่งในโลหะที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ ความใกล้ชิดของมนุษย์กับทองแดงในช่วงแรกนั้นได้รับการอำนวยความสะดวกโดยข้อเท็จจริงที่ว่ามันเกิดขึ้นในธรรมชาติในสภาวะอิสระในรูปแบบของนักเก็ตซึ่งบางครั้งก็มีขนาดที่สำคัญ ทองแดงและโลหะผสมมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาวัฒนธรรมทางวัตถุ เนื่องจากออกไซด์และคาร์บอเนตสามารถรีดิวซ์ได้ง่าย ทองแดงจึงเป็นโลหะชนิดแรกที่มนุษย์เรียนรู้ที่จะลดจากสารประกอบออกซิเจนที่มีอยู่ในแร่ ชื่อภาษาละติน Copper มาจากชื่อของเกาะไซปรัส ซึ่งเป็นที่ที่ชาวกรีกโบราณขุดแร่ทองแดง ในสมัยโบราณ ในการแปรรูปหิน มันถูกให้ความร้อนเหนือไฟและเย็นลงอย่างรวดเร็ว และหินก็แตกร้าว ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ กระบวนการฟื้นฟูก็เป็นไปได้ ต่อมามีการบูรณะโดยใช้เพลิงไหม้โดยใช้ถ่านหินจำนวนมากและมีการฉีดอากาศผ่านท่อและเครื่องเป่าลม ไฟถูกล้อมรอบด้วยกำแพงที่ค่อยๆ ถูกยกขึ้น ซึ่งนำไปสู่การสร้างเตาหลอม ต่อมา วิธีการรีดิวซ์ทำให้เกิดการถลุงแร่ทองแดงซัลไฟด์แบบออกซิเดชันเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง - เคลือบ (โลหะผสมของซัลไฟด์) ซึ่งมีทองแดงเข้มข้น และตะกรัน (โลหะผสมของออกไซด์)

การกระจายตัวของทองแดงในธรรมชาติปริมาณทองแดงเฉลี่ยในเปลือกโลก (คลาร์ก) อยู่ที่ 4.7 10 -3% (โดยมวล) ในส่วนล่างของเปลือกโลกที่ประกอบด้วยหินพื้นฐานมีมากกว่านั้น (1 10 -2%) มากกว่าใน ส่วนบน (2 10 -3%) ซึ่งมีหินแกรนิตและหินอัคนีที่เป็นกรดอื่น ๆ ครอบงำ ทองแดงอพยพอย่างแรงทั้งในน้ำร้อนที่ระดับความลึกและในสารละลายเย็นของชีวมณฑล ไฮโดรเจนซัลไฟด์จะตกตะกอนคอปเปอร์ซัลไฟด์ต่างๆ จากน้ำธรรมชาติ ซึ่งมีความสำคัญทางอุตสาหกรรมเป็นอย่างมาก ในบรรดาแร่ธาตุทองแดงจำนวนมาก ซัลไฟด์ ฟอสเฟต ซัลเฟต และคลอไรด์มีมากกว่า นอกจากนี้ ทองแดงพื้นเมือง คาร์บอเนต และออกไซด์ยังเป็นที่รู้จักอีกด้วย

ทองแดงเป็นองค์ประกอบสำคัญของชีวิตและเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางสรีรวิทยาหลายอย่าง ปริมาณทองแดงโดยเฉลี่ยในสิ่งมีชีวิตคือ 2·10 -4% สิ่งมีชีวิตเป็นที่รู้กันว่าเป็นตัวทำให้เป็นทองแดง ในไทกาและภูมิประเทศอื่นๆ ที่มีภูมิอากาศชื้น ทองแดงจะถูกชะล้างออกจากดินที่เป็นกรดค่อนข้างง่าย ในบางพื้นที่มีการขาดทองแดงและโรคของพืชและสัตว์ที่เกี่ยวข้อง (โดยเฉพาะในทรายและหนองพรุ) ในสเตปป์และทะเลทราย (โดยมีลักษณะเป็นสารละลายด่างอ่อน) ทองแดงจะไม่ใช้งาน ในบริเวณที่มีคราบทองแดงสะสมอยู่ในดินและพืชมากเกินไป ทำให้สัตว์เลี้ยงป่วยได้

ทองแดงในน้ำแม่น้ำมีน้อยมาก 1·10 -7% ทองแดงที่ถูกนำลงสู่มหาสมุทรโดยที่น้ำไหลบ่ากลายเป็นตะกอนทะเลอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ดินเหนียวและหินดินดานจึงมีทองแดงค่อนข้างมาก (5.7·10 -3%) และน้ำทะเลมีทองแดงไม่อิ่มตัวอย่างมาก (3·10 -7%)

ในทะเลแห่งยุคทางธรณีวิทยาในอดีต ในบางสถานที่มีการสะสมทองแดงในตะกอนอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของตะกอน (เช่น Mansfeld ในเยอรมนี) ทองแดงยังอพยพอย่างแรงในน้ำใต้ดินของชีวมณฑล การสะสมของแร่ทองแดงในหินทรายเกี่ยวข้องกับกระบวนการเหล่านี้

คุณสมบัติทางกายภาพของทองแดงสีของทองแดงคือสีแดง สีชมพูเมื่อแตก และสีเขียวแกมน้ำเงินเมื่อโปร่งแสงเป็นชั้นบางๆ โลหะมีโครงตาข่ายลูกบาศก์วางตรงกลางหน้า โดยมีพารามิเตอร์ a = 3.6074 Å; ความหนาแน่น 8.96 ก./ซม.3 (20 °C) รัศมีอะตอม 1.28 Å; รัศมีไอออนิก Cu + 0.98 Å; ลูกบาศ์ก 2 + 0.80 Å; ถึง 1,083 °C; จุดเดือด 2,600 °C; ความจุความร้อนจำเพาะ (ที่ 20 °C) 385.48 J/(kg K) เช่น 0.092 แคลอรี่/(กรัม °C) คุณสมบัติที่สำคัญและใช้กันอย่างแพร่หลายของทองแดง: ค่าการนำความร้อนสูง - ที่ 20 °C 394.279 W/(m K) นั่นคือ 0.941 cal/(cm วินาที °C); ความต้านทานไฟฟ้าต่ำ - ที่ 20 °C 1.68·10 -8 ohm·m. ค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนของการขยายตัวเชิงเส้นคือ 17.0·10 -6 ความดันไอเหนือทองแดงมีค่าเล็กน้อย โดยความดัน 133.322 n/m2 (เช่น 1 มม.ปรอท) ทำได้ที่อุณหภูมิ 1628 °C เท่านั้น ทองแดงเป็นแม่เหล็ก ความไวต่อแม่เหล็กของอะตอม 5.27·10 -6 ความแข็งของทองแดงบริเนลคือ 350 Mn/m2 (เช่น 35 kgf/mm2) ความต้านทานแรงดึง 220 MN/m2 (เช่น 22 kgf/mm2) การยืดตัวสัมพัทธ์ 60% โมดูลัสยืดหยุ่น 132·10 3 MN/m2 (เช่น 13.2·103 kgf/mm2) โดยการชุบแข็ง ความต้านทานแรงดึงสามารถเพิ่มเป็น 400-450 Mn/m2 ในขณะที่การยืดตัวลดลงเหลือ 2% และค่าการนำไฟฟ้าจะลดลง 1-3% การหลอมทองแดงงานเย็นควรดำเนินการที่อุณหภูมิ 600-700 °C สิ่งเจือปนขนาดเล็กของ Bi (หนึ่งในพันของ %) และ Pb (หนึ่งในร้อยของ %) ทำให้ทองแดงเปราะ และสิ่งเจือปน S ทำให้เกิดความเปราะในความเย็น

คุณสมบัติทางเคมีของทองแดงในแง่ของคุณสมบัติทางเคมี ทองแดงมีตำแหน่งตรงกลางระหว่างองค์ประกอบของกลุ่มสามกลุ่มแรกของกลุ่ม VIII และองค์ประกอบอัลคาไลของกลุ่ม I ของระบบธาตุ ทองแดง เช่น Fe, Co, Ni มีแนวโน้มที่จะเกิดการก่อตัวที่ซับซ้อน ทำให้เกิดสารประกอบที่มีสี ซัลไฟด์ที่ไม่ละลายน้ำ เป็นต้น ความคล้ายคลึงกับ โลหะอัลคาไลไม่มีนัยสำคัญ ดังนั้นทองแดงจึงสร้างสารประกอบโมโนวาเลนต์จำนวนหนึ่ง แต่สถานะ 2 วาเลนต์นั้นเป็นเรื่องปกติมากกว่า เกลือของทองแดงโมโนวาเลนต์แทบไม่ละลายในน้ำและสามารถออกซิไดซ์เป็นสารประกอบของทองแดงไดวาเลนต์ได้ง่าย ในทางกลับกัน เกลือทองแดงชนิดไดวาเลนต์ละลายได้สูงในน้ำและแยกตัวออกจากกันอย่างสมบูรณ์ในสารละลายเจือจาง ไอออน Cu 2+ ไฮเดรตเป็นสีน้ำเงิน สารประกอบที่ทองแดงเป็นไตรวาเลนต์ก็เป็นที่รู้จักเช่นกัน ดังนั้นโดยการกระทำของโซเดียมเปอร์ออกไซด์ในสารละลายโซเดียมคิวไพร์ต Na 2 CuO 2 จะได้ Cu 2 O 3 ออกไซด์ - ผงสีแดงที่เริ่มปล่อยออกซิเจนแล้วที่อุณหภูมิ 100 ° C Cu 2 O 3 เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง (เช่นปล่อยคลอรีนจากกรดไฮโดรคลอริก)

กิจกรรมทางเคมีของทองแดงต่ำ โลหะขนาดกะทัดรัดไม่ทำปฏิกิริยากับอากาศแห้งและออกซิเจนที่อุณหภูมิต่ำกว่า 185 °C เมื่อมีความชื้นและ CO 2 ฟิล์มสีเขียวของคาร์บอเนตพื้นฐานจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของทองแดง เมื่อทองแดงถูกให้ความร้อนในอากาศ จะเกิดออกซิเดชันที่พื้นผิว ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 375 °C CuO เกิดขึ้นและในช่วง 375-1100 °C โดยมีการเกิดออกซิเดชันที่ไม่สมบูรณ์ ทองแดงเป็นสเกลสองชั้นในชั้นผิวที่มี CuO และในชั้นใน - Cu 2 O เปียก คลอรีนทำปฏิกิริยากับทองแดงที่อุณหภูมิปกติทำให้เกิดคลอไรด์ CuCl 2 ซึ่งละลายได้ดีในน้ำ ทองแดงรวมตัวกับฮาโลเจนอื่น ๆ ได้อย่างง่ายดาย ทองแดงมีความสัมพันธ์พิเศษกับซัลเฟอร์และซีลีเนียม ดังนั้นจึงเผาไหม้ด้วยไอกำมะถัน ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน ไนโตรเจน และคาร์บอนแม้ที่อุณหภูมิสูง ความสามารถในการละลายของไฮโดรเจนในทองแดงที่เป็นของแข็งไม่มีนัยสำคัญ และที่ 400 °C คือ 0.06 มก. ต่อทองแดง 100 กรัม ไฮโดรเจนและก๊าซไวไฟอื่น ๆ (CO, CH 4) ซึ่งทำหน้าที่ที่อุณหภูมิสูงบนแท่งทองแดงที่มี Cu 2 O ลดความเป็นโลหะด้วยการก่อตัวของ CO 2 และไอน้ำ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ซึ่งไม่ละลายในทองแดงจะถูกปล่อยออกมาทำให้เกิดรอยแตกร้าวซึ่งทำให้คุณสมบัติเชิงกลของทองแดงแย่ลงอย่างมาก

เมื่อ NH 3 ถูกส่งผ่านทองแดงที่ร้อนจะเกิด Cu 3 N ขึ้น เมื่อถึงอุณหภูมิที่ร้อนทองแดงจะสัมผัสกับไนโตรเจนออกไซด์ ได้แก่ NO, N 2 O (โดยมีการก่อตัวของ Cu 2 O) และ NO 2 (ที่มีการก่อตัว ของ CuO) สามารถรับคาร์ไบด์ Cu 2 C 2 และ CuC 2 ได้โดยการกระทำของอะเซทิลีนกับสารละลายแอมโมเนียของเกลือทองแดง ศักย์ไฟฟ้าปกติของทองแดงสำหรับปฏิกิริยา Cu 2+ + 2e -> Cu คือ +0.337 V และสำหรับปฏิกิริยา Cu + + e -> Cu คือ +0.52 V ดังนั้นทองแดงจึงถูกแทนที่จากเกลือด้วยองค์ประกอบอิเล็กโทรเนกาติวิตี้มากขึ้น (เหล็กใช้ในอุตสาหกรรม) และไม่ละลายในกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ ในกรดไนตริก ทองแดงละลายด้วยการก่อตัวของ Cu(NO 3) 2 และไนโตรเจนออกไซด์ใน H 2 SO 4 เข้มข้นที่ร้อน - ด้วยการก่อตัวของ CuSO 4 และ SO 2 ในเจือจางความร้อน H 2 SO 4 - เมื่ออากาศถูกเป่า ผ่านการแก้ปัญหา เกลือทองแดงทั้งหมดเป็นพิษ

ทองแดงในสถานะไดและโมโนวาเลนต์มีความเสถียรมากจำนวนมาก สารประกอบเชิงซ้อน. ตัวอย่างของสารประกอบเชิงซ้อนของทองแดงโมโนวาเลนท์: (NH 4) 2 CuBr 3; K 3 Cu(CN) 4 - คอมเพล็กซ์ประเภทเกลือคู่ CLและอื่นๆ. ตัวอย่างของสารประกอบเชิงซ้อนของทองแดง 2 วาเลนต์: CsCuCl 3, K 2 CuCl 4 - เกลือคู่ชนิดหนึ่ง สารประกอบเชิงซ้อนแอมโมเนียของทองแดงมีความสำคัญทางอุตสาหกรรมอย่างมาก: [Cu (NH 3) 4 ] SO 4 , [Cu (NH 3) 2 ] SO 4

รับทองแดงแร่ทองแดงมีลักษณะเป็นปริมาณทองแดงต่ำ ดังนั้นก่อนการถลุงแร่ที่บดละเอียดจะต้องได้รับการเสริมสมรรถนะทางกล ในกรณีนี้แร่ธาตุอันมีค่าจะถูกแยกออกจากมวลหินเสียหลัก เป็นผลให้ได้รับความเข้มข้นทางการค้าจำนวนหนึ่ง (เช่นทองแดง, สังกะสี, ไพไรต์) และหางแร่

ในทางปฏิบัติทั่วโลก ทองแดง 80% ถูกสกัดจากสารสกัดเข้มข้นโดยใช้วิธีไพโรเมทัลโลจิคัล โดยอาศัยการหลอมมวลทั้งหมดของวัสดุ ในระหว่างกระบวนการถลุง เนื่องจากทองแดงมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับกำมะถันมากขึ้น และส่วนประกอบของเศษหินและเหล็กต่อออกซิเจน ทองแดงจึงมีความเข้มข้นในการหลอมซัลไฟด์ (ด้าน) และออกไซด์จะเกิดเป็นตะกรัน ด้านจะถูกแยกออกจากตะกรันโดยการตกตะกอน

ในโรงงานที่ทันสมัยที่สุด การถลุงจะดำเนินการในเตาเผาแบบสะท้อนหรือไฟฟ้า ในเตาเผาแบบสะท้อนกลับ พื้นที่ทำงานจะยาวออกไปในแนวนอน พื้นที่เตา 300 m2 ขึ้นไป (30 ม. x 10 ม.) ความร้อนที่จำเป็นสำหรับการหลอมนั้นได้มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงคาร์บอน ( ก๊าซธรรมชาติ,น้ำมันเชื้อเพลิง) ในช่องแก๊สเหนือพื้นผิวอ่างอาบน้ำ ในเตาไฟฟ้าความร้อนได้มาจากการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านตะกรันหลอมเหลว (กระแสจะถูกส่งไปยังตะกรันผ่านอิเล็กโทรดกราไฟท์ที่แช่อยู่ในนั้น)

อย่างไรก็ตาม การหลอมละลายทั้งแบบสะท้อนแสงและการหลอมด้วยไฟฟ้าโดยอาศัยแหล่งความร้อนภายนอก ถือเป็นกระบวนการที่ไม่สมบูรณ์ ซัลไฟด์ซึ่งเป็นส่วนประกอบของทองแดงเข้มข้นมีปริมาณสูง ค่าความร้อน. ดังนั้นจึงมีการใช้วิธีการถลุงมากขึ้นซึ่งใช้ความร้อนจากการเผาไหม้ของซัลไฟด์ (ออกซิไดเซอร์ - อากาศอุ่น, อากาศที่อุดมด้วยออกซิเจน หรือออกซิเจนทางเทคนิค) ซัลไฟด์เข้มข้นที่ละเอียดและแห้งก่อนจะถูกเป่าด้วยออกซิเจนหรืออากาศจนร้อน อุณหภูมิสูงอบ. อนุภาคเผาไหม้ในสารแขวนลอย (การถลุงออกซิเจนด้วยแฟลช)

ในบางกรณี แร่ก้อนซัลไฟด์ที่อุดมสมบูรณ์ (2-3% Cu) ที่มีปริมาณกำมะถันสูง (35-42% S) จะถูกส่งโดยตรงไปหลอมในเตาหลอมแบบเพลา (เตาที่มีพื้นที่ทำงานแนวตั้ง) ในการถลุงเพลาประเภทหนึ่ง (การถลุงทองแดงกำมะถัน) โค้กละเอียดจะถูกเติมลงในประจุซึ่งจะลด SO 2 ในขอบเขตด้านบนของเตาเผาลง ธาตุกำมะถัน. ทองแดงยังมีความเข้มข้นอยู่ในเนื้อด้านในกระบวนการนี้

ของเหลวเคลือบที่เกิดขึ้น (ส่วนใหญ่เป็น Cu 2 S, FeS) ถูกเทลงในคอนเวอร์เตอร์ - ถังทรงกระบอกที่ทำจากเหล็กแผ่นบุด้วยอิฐแมกนีไซต์ด้านในพร้อมกับแถวด้านข้างของ tuyeres สำหรับการฉีดอากาศและอุปกรณ์สำหรับหมุนรอบ แกน อากาศอัดถูกเป่าผ่านชั้นเคลือบด้าน การแปลงแมตต์เกิดขึ้นในสองขั้นตอน ขั้นแรก เหล็กซัลไฟด์จะถูกออกซิไดซ์ และควอตซ์จะถูกเพิ่มเข้าไปในคอนเวอร์เตอร์เพื่อจับกับเหล็กออกไซด์ ตะกรันคอนเวอร์เตอร์เกิดขึ้น จากนั้นคอปเปอร์ซัลไฟด์จะถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้างโลหะทองแดงและ SO 2 ทองแดงพุพองนี้ถูกเทลงในแม่พิมพ์ แท่งโลหะ (และบางครั้งก็เป็นทองแดงพุพองที่หลอมละลายโดยตรง) จะถูกส่งไปกลั่นไฟเพื่อสกัดดาวเทียมอันมีค่า (Au, Ag, Se, Fe, Bi และอื่นๆ) และกำจัดสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย มันขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ที่มากขึ้นของโลหะเจือปนสำหรับออกซิเจนมากกว่าทองแดง: Fe, Zn, Co และ Ni บางส่วนและอื่น ๆ ในรูปของออกไซด์จะผ่านเข้าไปในตะกรันและกำมะถัน (ในรูปของ SO 2) จะถูกกำจัดออกด้วยก๊าซ หลังจากเอาตะกรันออกแล้ว ทองแดงจะถูก "ล้อ" เพื่อคืนสภาพ Cu 2 O ที่ละลายอยู่ในนั้นโดยการจุ่มปลายไม้เบิร์ชดิบหรือท่อนไม้สนในโลหะเหลว หลังจากนั้นจึงหล่อลงในแม่พิมพ์แบน สำหรับการกลั่นด้วยไฟฟ้า แท่งโลหะเหล่านี้จะถูกแขวนไว้ในอ่างสารละลาย CuSO 4 ที่มีความเป็นกรดด้วย H 2 SO 4 พวกมันทำหน้าที่เป็นขั้วบวก เมื่อกระแสผ่านไป แอโนดจะละลายและทองแดงบริสุทธิ์จะสะสมอยู่บนแคโทด - แผ่นทองแดงบาง ๆ ซึ่งได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสในอ่างเมทริกซ์แบบพิเศษ เพื่อแยกคราบสกปรกที่หนาแน่นและเรียบ สารเติมแต่งที่ออกฤทธิ์ต่อพื้นผิว (กาวไม้ ไทโอยูเรีย และอื่นๆ) จะถูกใส่เข้าไปในอิเล็กโทรไลต์ แคโทดทองแดงที่ได้จะถูกล้างด้วยน้ำแล้วละลาย โลหะมีตระกูล, Se, Te และดาวเทียมอันมีค่าอื่นๆ ทองแดงมีความเข้มข้นในตะกอนแอโนด ซึ่งถูกสกัดด้วยกระบวนการพิเศษ นิกเกิลมีความเข้มข้นในอิเล็กโทรไลต์ ด้วยการเอาสารละลายบางส่วนสำหรับการระเหยและการตกผลึกออก จะได้ Ni ในรูปของนิกเกิลซัลเฟต

นอกเหนือจากวิธีการไพโรเมทัลโลจิคัลแล้ว ยังใช้วิธีการไฮโดรเมทัลโลจิคัลในการรับทองแดงด้วย (ส่วนใหญ่มาจากแร่ออกซิไดซ์และแร่พื้นเมืองที่ไม่ดี) วิธีการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการเลือกละลายแร่ธาตุที่มีทองแดง ซึ่งมักจะอยู่ในสารละลายอ่อนของ H 2 SO 4 หรือแอมโมเนีย ทองแดงตกตะกอนจากสารละลายด้วยเหล็กหรือแยกออกด้วยกระแสไฟฟ้าด้วยขั้วบวกที่ไม่ละลายน้ำ วิธีการไฮโดรโฟเลตแบบผสมผสานมีแนวโน้มที่ดีเมื่อใช้กับแร่ผสม โดยสารประกอบออกซิเจนของทองแดงจะถูกละลายในสารละลายกรดซัลฟิวริก และซัลไฟด์จะถูกแยกออกด้วยการลอยอยู่ในน้ำ กระบวนการไฮโดรเมทัลโลหการแบบ Autoclave ซึ่งเกิดขึ้นด้วย อุณหภูมิที่สูงขึ้นและแรงกดดัน

การใช้ทองแดงบทบาทขนาดใหญ่ของทองแดงในเทคโนโลยีนั้นเนื่องมาจากคุณสมบัติอันมีค่าหลายประการ และเหนือสิ่งอื่นใดคือค่าการนำไฟฟ้า ความเหนียว และค่าการนำความร้อนสูง เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้ ทองแดงจึงเป็นวัสดุหลักสำหรับสายไฟ ทองแดงที่ขุดได้มากกว่า 50% ใช้ในอุตสาหกรรมไฟฟ้า สิ่งเจือปนทั้งหมดจะลดการนำไฟฟ้าของทองแดง ดังนั้นในงานวิศวกรรมไฟฟ้า จึงใช้โลหะเกรดสูงสุดที่มี Cu อย่างน้อย 99.9% การนำความร้อนสูงและความต้านทานการกัดกร่อนทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนสำคัญของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ตู้เย็น อุปกรณ์สูญญากาศ ฯลฯ จากทองแดงได้ ทองแดงประมาณ 30-40% ใช้ในรูปแบบของโลหะผสมต่างๆ ได้แก่ มูลค่าสูงสุดมีทองเหลือง (ตั้งแต่ 0 ถึง 50% Zn) และบรอนซ์ชนิดต่างๆ เช่น ดีบุก อลูมิเนียม ตะกั่ว เบริลเลียม เป็นต้น นอกจากความต้องการของอุตสาหกรรมหนัก การสื่อสาร การขนส่งแล้ว ยังมีทองแดงอีกจำนวนหนึ่ง (ส่วนใหญ่อยู่ในรูปของ เกลือ) ถูกนำมาใช้ในการเตรียมเม็ดสีแร่ การควบคุมศัตรูพืชและโรคพืช เป็นปุ๋ยขนาดเล็ก ตัวเร่งปฏิกิริยาของกระบวนการออกซิเดชั่น เช่นเดียวกับในอุตสาหกรรมเครื่องหนังและขนสัตว์ และในการผลิตไหมเทียม

ทองแดงถูกใช้เป็นวัสดุทางศิลปะมาตั้งแต่ยุคทองแดง (เครื่องประดับ ประติมากรรม เครื่องใช้ จาน) ปลอมแปลงและ ผลิตภัณฑ์หล่อทำจากทองแดงและโลหะผสมตกแต่งด้วยการไล่การแกะสลักและการนูน ความง่ายในการแปรรูปทองแดง (เนื่องจากความนุ่มนวล) ช่วยให้ช่างฝีมือได้พื้นผิวที่หลากหลาย การลงรายละเอียดอย่างละเอียดอย่างละเอียด และการสร้างแบบจำลองรูปร่างที่ประณีต ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากทองแดงมีความโดดเด่นด้วยความสวยงามของโทนสีทองหรือสีแดง รวมถึงความสามารถในการให้ความแวววาวเมื่อขัดเงา ทองแดงมักจะปิดทอง เคลือบ ย้อมสี และตกแต่งด้วยอีนาเมล ตั้งแต่ศตวรรษที่ 15 เป็นต้นมา ทองแดงก็ถูกนำมาใช้ทำแผ่นพิมพ์ด้วย

ทองแดงในร่างกายทองแดงเป็นธาตุขนาดเล็กที่จำเป็นสำหรับพืชและสัตว์ หน้าที่ทางชีวเคมีหลักของทองแดงคือการมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาของเอนไซม์ในฐานะตัวกระตุ้นหรือเป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์ที่มีทองแดง ปริมาณทองแดงในพืชอยู่ระหว่าง 0.0001 ถึง 0.05% (ขึ้นอยู่กับวัตถุแห้ง) และขึ้นอยู่กับชนิดของพืชและปริมาณทองแดงในดิน ในพืช ทองแดงเป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ออกซิเดสและโปรตีนพลาสโตไซยานิน ในความเข้มข้นที่เหมาะสม ทองแดงจะเพิ่มความต้านทานต่อความเย็นของพืช ส่งเสริมการเจริญเติบโตและการพัฒนา ในบรรดาสัตว์ต่างๆ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีทองแดงมากที่สุด (หอยและสัตว์ที่มีเปลือกแข็งมีทองแดงอยู่ในฮีโมไซยานิน 0.15-0.26%) เมื่อรับประทานพร้อมกับอาหาร ทองแดงจะถูกดูดซึมในลำไส้ และจับกับโปรตีนในเลือด - อัลบูมิน จากนั้นจะถูกดูดซึมโดยตับ จากนั้นทองแดงจะกลับสู่เลือดโดยเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีนเซรูโลพลาสมิน และถูกส่งไปยังอวัยวะและเนื้อเยื่อ

ปริมาณทองแดงในมนุษย์อยู่ในช่วง (ต่อน้ำหนักแห้ง 100 กรัม) ตั้งแต่ 5 มก. ในตับถึง 0.7 มก. ในกระดูก, ในของเหลวในร่างกาย - จาก 100 mcg (ต่อ 100 มล.) ในเลือดถึง 10 mcg ในน้ำไขสันหลัง; ปริมาณทองแดงทั้งหมดในร่างกายมนุษย์ที่เป็นผู้ใหญ่คือประมาณ 100 มก. ทองแดงเป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์หลายชนิด (เช่น ไทโรซิเนส, ไซโตโครมออกซิเดส) และกระตุ้นการทำงานของเม็ดเลือดของไขกระดูก ทองแดงในปริมาณเล็กน้อยส่งผลต่อการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต (ลดน้ำตาลในเลือด) แร่ธาตุ (ลดปริมาณฟอสฟอรัสในเลือด) และอื่นๆ การเพิ่มขึ้นของปริมาณทองแดงในเลือดนำไปสู่การเปลี่ยนสารประกอบแร่เหล็กให้เป็นสารอินทรีย์และกระตุ้นการใช้ธาตุเหล็กที่สะสมในตับในระหว่างการสังเคราะห์ฮีโมโกลบิน

เมื่อขาดทองแดง พืชธัญพืชจะได้รับผลกระทบจากโรคที่เรียกว่าโรคแปรรูป พืชผลไม้จะได้รับผลกระทบจากการคลายตัว ในสัตว์การดูดซึมและการใช้ธาตุเหล็กจะลดลงซึ่งนำไปสู่ภาวะโลหิตจางพร้อมด้วยอาการท้องเสียและอ่อนเพลีย ใช้ปุ๋ยหมักทองแดงและอาหารสัตว์ด้วยเกลือทองแดง พิษจากทองแดงทำให้เกิดโรคโลหิตจาง โรคตับ และโรควิลสัน ในมนุษย์ พิษไม่ค่อยเกิดขึ้นเนื่องจากกลไกการดูดซึมและการขับออกของทองแดงเพียงเล็กน้อย อย่างไรก็ตามในปริมาณมาก ทองแดงจะทำให้อาเจียน เมื่อทองแดงถูกดูดซึม อาจเกิดพิษทั่วไปได้ (ท้องเสีย หายใจไม่สะดวกและหัวใจเต้นผิดจังหวะ หายใจไม่ออก โคม่า)

ในทางการแพทย์ คอปเปอร์ซัลเฟตใช้เป็นน้ำยาฆ่าเชื้อและยาสมานแผลในรูปแบบของยาหยอดตาสำหรับเยื่อบุตาอักเสบและดินสอเขียนขอบตาในการรักษาโรคริดสีดวงทวาร สารละลายคอปเปอร์ซัลเฟตยังใช้สำหรับการเผาไหม้ฟอสฟอรัสที่ผิวหนัง บางครั้งคอปเปอร์ซัลเฟตก็ถูกใช้เป็นยาระบาย คอปเปอร์ไนเตรตใช้เป็นยาทาตาสำหรับโรคริดสีดวงทวารและเยื่อบุตาอักเสบ

ผู้คนศึกษาคุณสมบัติของทองแดงซึ่งพบในธรรมชาติในรูปของนักเก็ตขนาดค่อนข้างใหญ่ ย้อนกลับไปในสมัยโบราณ เมื่ออาหาร อาวุธ เครื่องประดับ และผลิตภัณฑ์ในครัวเรือนต่างๆ ทำจากโลหะนี้และโลหะผสมของทองแดง การใช้โลหะนี้อย่างแข็งขันเป็นเวลาหลายปีนั้นไม่เพียงเกิดจากคุณสมบัติพิเศษเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความง่ายในการแปรรูปด้วย ทองแดงซึ่งมีอยู่ในแร่ในรูปของคาร์บอเนตและออกไซด์นั้นสามารถลดลงได้ง่ายมาก ซึ่งเป็นสิ่งที่บรรพบุรุษสมัยโบราณของเราเรียนรู้ที่จะทำ

ในขั้นต้น กระบวนการนำโลหะนี้กลับคืนมานั้นดูดั้งเดิมมาก กล่าวคือ แร่ทองแดงถูกทำให้ร้อนเหนือไฟ จากนั้นจึงเย็นลงอย่างกะทันหัน ซึ่งนำไปสู่การแตกร้าวของชิ้นส่วนแร่ ซึ่งทองแดงสามารถสกัดออกมาได้แล้ว การพัฒนาต่อไปเทคโนโลยีนี้ทำให้อากาศถูกเป่าเข้าไปในกองไฟ ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิความร้อนของแร่เพิ่มขึ้น จากนั้นแร่ก็เริ่มได้รับความร้อนในโครงสร้างพิเศษซึ่งกลายเป็นต้นแบบแรกของเตาหลอมแบบเพลา

ความจริงที่ว่าทองแดงถูกใช้โดยมนุษยชาติมาตั้งแต่สมัยโบราณนั้นมีหลักฐานจากการค้นพบทางโบราณคดีซึ่งเป็นผลมาจากการพบผลิตภัณฑ์ที่ทำจากโลหะนี้ นักประวัติศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าผลิตภัณฑ์ทองแดงชนิดแรกปรากฏขึ้นแล้วในสหัสวรรษที่ 10 ก่อนคริสต์ศักราช และเริ่มมีการขุด แปรรูป และนำไปใช้อย่างแข็งขันมากที่สุดในอีก 8-10,000 ปีต่อมา โดยธรรมชาติแล้ว ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการใช้โลหะนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถสกัดแร่ออกจากแร่ได้ง่ายเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติเฉพาะตัวด้วย: แรงดึงดูดเฉพาะความหนาแน่น คุณสมบัติทางแม่เหล็ก ไฟฟ้า ตลอดจนค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ เป็นต้น

ในปัจจุบันหาได้ยากในรูปแบบนักเก็ตแล้วโดยปกติจะขุดจากแร่ซึ่งแบ่งออกเป็นประเภทดังต่อไปนี้

• Bornite - แร่นี้สามารถประกอบด้วยทองแดงในปริมาณมากถึง 65%
• Chalcocite เรียกอีกอย่างว่าความแวววาวของทองแดง แร่ดังกล่าวสามารถมีทองแดงได้มากถึง 80%
• คอปเปอร์ไพไรต์ หรือที่เรียกว่า chalcopyrite (มีเนื้อหามากถึง 30%)
• Coveline (เนื้อหามากถึง 64%)

ทองแดงสามารถสกัดได้จากแร่ธาตุอื่นๆ อีกหลายชนิด (มาลาไคต์ คิวไพร์ต ฯลฯ) พวกมันบรรจุอยู่ในปริมาณที่แตกต่างกัน

คุณสมบัติทางกายภาพ

ทองแดงในรูปแบบบริสุทธิ์คือโลหะซึ่งมีสีตั้งแต่สีชมพูไปจนถึงสีแดง

รัศมีของไอออนทองแดงที่มีประจุบวกสามารถรับค่าต่อไปนี้:

• หากดัชนีการประสานงานสอดคล้องกับ 6 - สูงถึง 0.091 นาโนเมตร
• ถ้า ตัวบ่งชี้นี้สอดคล้องกับ 2 - สูงถึง 0.06 นาโนเมตร

รัศมีของอะตอมทองแดงคือ 0.128 นาโนเมตร และยังมีลักษณะพิเศษด้วยความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนที่ 1.8 eV เมื่ออะตอมถูกแตกตัวเป็นไอออน ค่านี้สามารถรับค่าได้ตั้งแต่ 7.726 ถึง 82.7 eV

ทองแดงเป็นโลหะทรานซิชันที่มีค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้ 1.9 ในระดับพอลลิง นอกจากนี้สถานะออกซิเดชันอาจมีค่าต่างกัน ที่อุณหภูมิตั้งแต่ 20 ถึง 100 องศา ค่าการนำความร้อนอยู่ที่ 394 W/m*K ค่าการนำไฟฟ้าของทองแดงซึ่งมีเฉพาะเงินแซงหน้าเท่านั้น อยู่ในช่วง 55.5–58 MS/m

เนื่องจากทองแดงในซีรีย์ที่เป็นไปได้นั้นอยู่ทางด้านขวาของไฮโดรเจน จึงไม่สามารถแทนที่ธาตุนี้จากน้ำและกรดต่างๆ ได้ ของเธอ เซลล์คริสตัลมีแบบลูกบาศก์หันหน้าตรงกลาง มีค่า 0.36150 นาโนเมตร ทองแดงละลายที่อุณหภูมิ 1,083 องศา และจุดเดือดของมันคือ 26570 คุณสมบัติทางกายภาพทองแดงยังถูกกำหนดโดยความหนาแน่นซึ่งก็คือ 8.92 g/cm3

จากเธอ คุณสมบัติทางกลและตัวชี้วัดทางกายภาพก็ควรสังเกตสิ่งต่อไปนี้ด้วย:

• การขยายตัวเชิงเส้นด้วยความร้อน - 0.00000017 หน่วย
• ความต้านทานแรงดึงที่ผลิตภัณฑ์ทองแดงสอดคล้องคือ 22 kgf/mm2
• ความแข็งของทองแดงในระดับ Brinell สอดคล้องกับค่า 35 kgf/mm2;
• ความถ่วงจำเพาะ 8.94 g/cm3;
• โมดูลัสยืดหยุ่นคือ 132000 Mn/m2;
• ค่าการยืดตัวคือ 60%

คุณสมบัติทางแม่เหล็กของโลหะนี้ซึ่งเป็นแม่เหล็กโดยสมบูรณ์ถือได้ว่ามีเอกลักษณ์เฉพาะตัวอย่างสมบูรณ์ คุณสมบัติเหล่านี้พร้อมกับพารามิเตอร์ทางกายภาพ ได้แก่ ความถ่วงจำเพาะ ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ และอื่นๆ เองที่อธิบายความต้องการโลหะนี้อย่างกว้างขวางในการผลิตผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้าได้ครบถ้วน อลูมิเนียมมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันซึ่งยังประสบความสำเร็จในการใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ เช่น สายไฟ สายเคเบิล ฯลฯ

ส่วนหลักของคุณลักษณะที่ทองแดงมีแทบเป็นไปไม่ได้ที่จะเปลี่ยนแปลง ยกเว้นความต้านทานแรงดึง คุณสมบัตินี้สามารถปรับปรุงได้เกือบสองเท่า (สูงถึง 420–450 MN/m2) หากเป็นเช่นนั้น การดำเนินงานทางเทคโนโลยีเหมือนการชุบแข็ง

คุณสมบัติทางเคมี

คุณสมบัติทางเคมีของทองแดงถูกกำหนดโดยตำแหน่งในตารางธาตุซึ่งมีหมายเลขซีเรียล 29 และอยู่ในคาบที่สี่ ที่น่าสังเกตคือจัดอยู่ในกลุ่มเดียวกันกับโลหะมีตระกูล นี่เป็นการยืนยันอีกครั้งถึงความเป็นเอกลักษณ์ของคุณสมบัติทางเคมีซึ่งควรกล่าวถึงในรายละเอียดเพิ่มเติม

ในสภาวะที่มีความชื้นต่ำ ทองแดงแทบจะไม่มีฤทธิ์ทางเคมีเลย ทุกอย่างจะเปลี่ยนไปหากวางผลิตภัณฑ์ในสภาพที่มีความชื้นสูงและมีเนื้อหาสูง คาร์บอนไดออกไซด์. ภายใต้สภาวะดังกล่าว ปฏิกิริยาออกซิเดชันของทองแดงจะเริ่มต้นขึ้น: บนพื้นผิวจะมีฟิล์มสีเขียวประกอบด้วย CuCO3, Cu(OH)2 และสารประกอบกำมะถันต่างๆ ฟิล์มนี้เรียกว่าคราบ (patina) ทำหน้าที่สำคัญในการปกป้องโลหะจากการถูกทำลายเพิ่มเติม

ออกซิเดชันเริ่มเกิดขึ้นอย่างแข็งขันเมื่อผลิตภัณฑ์ถูกให้ความร้อน หากโลหะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 375 องศา คอปเปอร์ออกไซด์จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวหากสูงกว่า (375-1100 องศา) ก็จะเกิดสเกลสองชั้น

ทองแดงทำปฏิกิริยาค่อนข้างง่ายกับองค์ประกอบที่เป็นส่วนหนึ่งของหมู่ฮาโลเจน หากวางโลหะในไอกำมะถัน มันจะติดไฟ ระดับสูงเขายังแสดงเครือญาติกับซีลีเนียมด้วย ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน คาร์บอน และไฮโดรเจนแม้ที่อุณหภูมิสูง

ปฏิกิริยาของคอปเปอร์ออกไซด์กับสารต่าง ๆ สมควรได้รับความสนใจ ดังนั้นเมื่อมันทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกจะเกิดซัลเฟตและทองแดงบริสุทธิ์โดยมีกรดไฮโดรโบรมิกและไฮโดรไอโอดิก - คอปเปอร์โบรไมด์และไอโอไดด์

ปฏิกิริยาของคอปเปอร์ออกไซด์กับด่างซึ่งส่งผลให้เกิดคัพเรตจะดูแตกต่างออกไป การผลิตทองแดงซึ่งโลหะถูกลดสถานะให้อยู่ในสถานะอิสระนั้นดำเนินการโดยใช้คาร์บอนมอนอกไซด์ แอมโมเนีย มีเทน และวัสดุอื่น ๆ

ทองแดงเมื่อทำปฏิกิริยากับสารละลายเกลือของเหล็กจะเข้าสู่สารละลายและธาตุเหล็กจะลดลง ปฏิกิริยานี้ใช้เพื่อขจัดชั้นทองแดงที่สะสมอยู่ออกจากผลิตภัณฑ์ต่างๆ

ทองแดงโมโนและไดวาเลนต์สามารถสร้างสารประกอบเชิงซ้อนซึ่งมีความเสถียรสูง สารประกอบดังกล่าวคือเกลือทองแดงสองเท่าและส่วนผสมของแอมโมเนีย ทั้งสองพบการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ

การประยุกต์ทองแดง

การใช้ทองแดงเช่นเดียวกับอลูมิเนียมซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายกันมากที่สุดเป็นที่รู้จักกันดีในการผลิตผลิตภัณฑ์เคเบิล ลวดและสายเคเบิลทองแดงมีลักษณะความต้านทานไฟฟ้าต่ำและคุณสมบัติทางแม่เหล็กพิเศษ สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์เคเบิลจะใช้ทองแดงประเภทที่มีความบริสุทธิ์สูง หากมีการเติมสิ่งเจือปนจากโลหะแปลกปลอมจำนวนเล็กน้อยลงในองค์ประกอบ เช่น อะลูมิเนียมเพียง 0.02% ค่าการนำไฟฟ้าของโลหะดั้งเดิมจะลดลง 8–10%

ต่ำและมีความแข็งแกร่งสูงตลอดจนความสามารถในการยอมแพ้ หลากหลายชนิด เครื่องจักรกล- คุณสมบัติเหล่านี้เป็นคุณสมบัติที่ทำให้สามารถผลิตท่อจากท่อที่สามารถนำไปใช้ในการขนส่งก๊าซน้ำร้อนและน้ำเย็นและไอน้ำได้สำเร็จ ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่ท่อเหล่านี้ใช้เป็นส่วนหนึ่งของการสื่อสารทางวิศวกรรมสำหรับที่อยู่อาศัยและ อาคารบริหารในประเทศยุโรปส่วนใหญ่

ทองแดงนอกเหนือจากการนำไฟฟ้าที่สูงเป็นพิเศษแล้วยังโดดเด่นด้วยความสามารถในการนำความร้อนได้ดี ด้วยคุณสมบัตินี้ จึงสามารถนำไปใช้เป็นส่วนหนึ่งของระบบต่อไปนี้ได้สำเร็จ

ทองแดงเป็นโลหะที่อยู่ในกลุ่มของโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เนื่องจากมีสีชมพูอมแดงสดใส อาจมีสีน้ำตาล เขียว หรือทองตามระดับการประมวลผลที่แตกต่างกัน โลหะนี้มีคุณสมบัติอิเล็กโทรไลต์สูง การนำความร้อน ความแข็งแรง และความยืดหยุ่น ทองแดงเป็นกระบวนการที่ง่ายและเป็นส่วนประกอบของโลหะผสมหลายชนิด จึงเพิ่มคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ โลหะผสมที่มีชื่อเสียงที่สุดคือทองแดง - ดีบุก 7 - 10% จะถูกเติมลงในทองแดงจำนวนมาก, โลหะผสมทองแดง - นิกเกิล - ค่าคงที่ (นิกเกิลมากถึง 40% ในมวลทั้งหมด) และแมงกานีส (โลหะผสมรวมถึงนิกเกิลและแมงกานีส) การมีคุณสมบัติที่โดดเด่นจำนวนมากและความพร้อมของโลหะเป็นตัวกำหนดการใช้ทองแดงอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เกษตรกรรม,ก่อสร้าง,ยารักษาโรค.

ทองแดงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอย่างไร?

ทองแดงถูกถลุงในอุตสาหกรรม

ในการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ ฉันใช้ทองแดงทั้งในรูปแบบบริสุทธิ์และในรูปโลหะผสมกับโลหะต่างๆ ในรูปแบบบริสุทธิ์ โลหะจะใช้ทำสายเคเบิลเครือข่ายและสายไฟ ทองแดงมีความโดดเด่นด้วยความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็วและไม่มีการสูญเสีย ตามตัวบ่งชี้นี้ มันเป็นรองจากเงินเท่านั้น แต่เนื่องจากเป็นของ โลหะมีค่าและมีต้นทุนสูงจึงนิยมใช้ทองแดงในการเดินสายไฟฟ้า ในการผลิตแกนของสายเคเบิล - แกนทองแดง - ใช้เฉพาะโลหะบริสุทธิ์เท่านั้น การมีสิ่งเจือปนใด ๆ จะช่วยลดผลกระทบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้อย่างมาก เพื่อให้ได้ทองแดงบริสุทธิ์ ช่องว่างทองแดงจะต้องผ่านกระบวนการกลั่นด้วยไฟฟ้า มันเกี่ยวข้องกับการแช่โลหะในอ่างที่เต็มไปด้วยสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟตและอิเล็กโทรดที่เชื่อมต่อกับไฟฟ้าก็ถูกแช่อยู่ที่นั่นด้วย ไอออนของโลหะจะเคลื่อนที่เข้าหาอิเล็กโทรด และอนุภาคของสิ่งเจือปนจะรวมตัวกันใกล้กับขั้วบวก จึงสามารถกำจัดออกได้ ส่งผลให้วัสดุมีทองแดงบริสุทธิ์ 99.999%

โลหะผสมทองแดง-นิกเกิลมีลักษณะต้านทานไฟฟ้าสูง และใช้ในการผลิตเครื่องมือ โลหะผสมเหล่านี้ทนทานต่อการกัดกร่อนและไม่แตกตัวแม้ในน้ำทะเล โลหะผสมที่เรียกสังกะสี 40% เรียกว่าทองเหลือง มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น และมีต้นทุนต่ำทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลาย:

• ในสาขาวิศวกรรมเครื่องกล
• ในการผลิตเครื่องใช้ในครัวเรือน
• ในอุตสาหกรรมเคมี

ผลิตจากทองเหลือง:

• ท่อ;
• หม้อน้ำ;
• แขนเสื้อ;
• อุปกรณ์ตกแต่งรถยนต์และอื่นๆ

การชุบทองแดงใช้สำหรับเหล็กชุบโครเมี่ยม ผลิตภัณฑ์เหล็กมักถูกเคลือบด้วยโครเมียมหรือนิกเกิลเพื่อการตกแต่ง แต่สารเคลือบนี้มีอายุการใช้งานสั้นและอาจหลุดออกระหว่างการใช้งาน เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ จึงมีการชุบทองแดงระหว่างเหล็กกับชั้นโครเมียม ซึ่งให้การยึดเกาะที่ดีกว่า

การใช้ทองแดงในอุตสาหกรรมสามารถสังเกตได้ในระหว่างการบัดกรีซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการนี้อย่างมากและชิ้นส่วนมีความสม่ำเสมอและทนทาน โลหะนี้ค่อนข้างเหนียวสามารถใช้สำหรับการผลิตท่อน้ำที่มีรูปแบบต่าง ๆ ได้ ในรัสเซียการใช้ท่อดังกล่าวไม่แพร่หลาย แต่ในยุโรป ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวสามารถพบได้ค่อนข้างบ่อย

ผลิตภัณฑ์ทองแดงในชีวิตประจำวัน

โลหะนี้ใช้ไม่เพียงเพื่อการผลิตเท่านั้น สินค้าอุตสาหกรรม, ผลิตภัณฑ์ทองแดงสามารถพบได้ในชีวิตประจำวัน:

รายการทั้งหมดนี้สามารถพบได้ในเกือบทุกบ้าน

ปุ๋ยดินที่มีคอปเปอร์ซัลเฟตมีบทบาทสำคัญในการเกษตร - ช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชผลต่าง ๆ ปกป้องพวกเขาจากศัตรูพืชต้นไม้พุ่มไม้และเมล็ดพืชได้รับการบำบัดด้วยสารละลายซัลเฟต

อุปกรณ์ตกแต่งภายในทำจากทองแดง

เมื่อสร้างบ้านจะใช้แผ่นทองแดงในงานมุงหลังคา เป็นที่ทราบกันว่าโลหะชนิดนี้ทนทานต่อปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศต่าง ๆ ภายใต้อิทธิพลของพวกมันชั้นป้องกันจะเกิดขึ้น - คราบซึ่งมีโทนสีเขียว Patina ป้องกันการกัดกร่อนของโลหะและหลังคาที่เคลือบด้วยสารนี้จะมีอายุการใช้งานยาวนาน

เหรียญทองแดง

ทองแดงยังสามารถใช้ในการชุบด้วยไฟฟ้าได้ โดยเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2416 การทำกัลวาโนพลาสตี้คือ ชนิดพิเศษศิลปะซึ่งมีพื้นฐานมาจากการสะสมด้วยไฟฟ้าของโลหะในสารละลายเกลือที่เป็นน้ำ วิธีการนี้เกินขอบเขตของศิลปะมายาวนานและถูกนำมาใช้ อุตสาหกรรมอวกาศ,การบิน,วิศวกรรมเครื่องกล. สาระสำคัญอยู่ที่ความจริงที่ว่าแบบจำลองที่สร้างขึ้นของผลิตภัณฑ์เช่นทำจากปูนปลาสเตอร์หรือดินน้ำมันนั้นถูกทำให้เป็นโลหะหลังจากถอดแบบจำลองออกแล้วจะเหลือเพียงรูปแบบโลหะเท่านั้น กระบวนการทำให้เป็นโลหะเกิดขึ้นโดยการใช้ชั้นโลหะบาง ๆ กับแบบจำลอง มักใช้กราไฟท์และวางชิ้นงานไว้ในสารละลายที่มีเกลือของทองแดง แบบจำลองนี้มีบทบาทเป็นแคโทดและดึงดูดอนุภาคโลหะ ซึ่งต่อมาจะกลายเป็นรูปร่างของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

การใช้ทองแดงในการแพทย์

ยาแผนโบราณถือว่าทองแดงมีมาก องค์ประกอบที่สำคัญกิจกรรมในชีวิตมนุษย์ ในร่างกายสารนี้มีอยู่ในปริมาณ 2 * 10 -4% ของมวลทั้งหมด ทุกวันคนเราบริโภคทองแดงได้มากถึง 60 มก. พร้อมอาหารโดยดูดซึมได้ประมาณ 2 มก. ซึ่งเป็นบรรทัดฐานที่จำเป็นสำหรับร่างกายที่แข็งแรง ทองแดงมีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์ฮีโมโกลบิน ในการรักษาระดับน้ำตาล คอเลสเตอรอล และกรดยูริก สำหรับ ดำเนินการตามปกติระบบหัวใจและหลอดเลือด สมอง และระบบย่อยอาหารจำเป็นต้องใช้ทองแดง ในกรณีที่มีข้อบกพร่องจะเกิดสิ่งต่อไปนี้:

• ใช้รักษาอาการขาดเฉียบพลัน ยาที่มีองค์ประกอบขนาดเล็กนี้
• ในการบำบัด - การใช้แอปพลิเคชันโลหะหรือกำไล

ธาตุขนาดเล็กที่สุดพบได้ในอาหาร เช่น:

• แชมปิญอง;
• มันฝรั่ง;
• ตับปลา;
• ธัญพืช;
• หอยนางรมและปลาหมึก

ในเวลาเดียวกันทองแดงส่วนเกินในร่างกายเมื่อมีปริมาณเกิน 250 มก. จะทำให้เกิดอาการมึนเมาและการหยุดชะงักของตับ การพัฒนาของโรควิลสัน และโรคโลหิตจาง

วิดีโอ: วิธีทำสายทองแดง

คำพ้องความหมาย: ส่วนผสมบางๆ ของทองแดงพื้นเมืองและคิวไพร์ตเรียกว่าคิวโปรคิวไพร์ต (Vernadsky, 1910) Whitneyite (Ghent, 1859) และ Darwinite (Forbes, 1860) เป็นทองแดงสารหนูที่ก่อให้เกิดส่วนผสมกับอัลโกโดไนต์

ที่มาของชื่อ

ชื่อภาษาละตินของทองแดงคือ cuprum มาจากชื่อของเกาะไซปรัส ซึ่งเป็นแหล่งนำเข้าทองแดงในสมัยโบราณ ที่มาของชื่อรัสเซียไม่ชัดเจน

ชื่อภาษาอังกฤษของแร่ Copper คือ Copper

• องค์ประกอบทางเคมี
• พันธุ์
• รูปแบบของการอยู่ในธรรมชาติ
• คุณสมบัติทางกายภาพ
• คุณสมบัติทางเคมี. คุณสมบัติอื่นๆ
• สัญญาณการวินิจฉัย ดาวเทียม.
• ต้นกำเนิดของแร่
• สถานที่เกิด
• การใช้งานจริง
• ซื้อ

สูตร

องค์ประกอบทางเคมี

บางครั้งอาจมีสิ่งสกปรก เช่น Fe, Ag, Pb, Au, Hg, Bi, Sb, V, Ge 3 (ทองแดงเงินที่มี 3-4% Ag, ทองแดงที่เป็นเหล็กมี 2.5% Fe และทองแดงสีทองที่มี 2-3% Au) สิ่งเจือปนมักพบในทองแดงพื้นเมืองปฐมภูมิ ทองแดงรีไซเคิลมักจะบริสุทธิ์กว่า องค์ประกอบของทองแดงพื้นเมืองจากแหล่งสะสม Shamlug (อาร์เมเนีย): Cu - 97.20 -97.46%, Fe - 0.25%; 98.3% Cu หรือมากกว่าถูกกำหนดในทองแดงจากแหล่งสะสมของอัลไต

ลักษณะทางผลึกศาสตร์

ซินโกนี.คิวบิก

ระดับ.หกเหลี่ยม

โครงสร้างคริสตัล

โครงสร้างผลึกมีลักษณะเป็นโครงขัดแตะตรงกลางหน้า อะตอมของทองแดงตั้งอยู่ที่มุมและตรงกลางหน้าของลูกบาศก์ระดับประถมศึกษา นี่เป็นการแสดงออกอย่างเป็นทางการของความจริงที่ว่าในโครงสร้างของทองแดงนั้นมีการบรรจุแบบปิด (เรียกว่าการบรรจุแบบลูกบาศก์ปิด) ของอะตอมโลหะที่มีรัศมี 1.27 A และระยะห่างระหว่างอะตอมที่ใกล้ที่สุดคือ 2.54 A โดยมีการเติมเต็มช่องว่าง 74.05% อะตอม Cu แต่ละอะตอมล้อมรอบด้วยอะตอมที่คล้ายกัน 12 อะตอม (หมายเลขพิกัด 12) ซึ่งอยู่รอบๆ ตรงจุดยอดของสิ่งที่เรียกว่าทรงลูกบาศก์อาร์คิมีดีน

แบบฟอร์มหลัก:a (100), d (110), o (111), l (530), e (210), h (410)

รูปแบบของการอยู่ในธรรมชาติ

ลักษณะคริสตัล. การปรากฏตัวของคริสตัลคือลูกบาศก์, tetrahexahedral, dodecahedral, น้อยกว่า - octahedral (อาจเป็น pseudomorphs ของ cuprite) ขอบมักจะหยาบ มีรอยกดหรือระดับความสูง คริสตัลธรรมดานั้นหายาก

คู่ฝาแฝดที่เติบโตตาม (111) เป็นเรื่องปกติ บางครั้งเป็นโพลีสังเคราะห์ มักมีลักษณะเป็นแผ่นในทิศทางของแกนแฝดหรือขนานยาวกับแฝดแนวทแยงของเครื่องบิน โดยทั่วไปแล้ว คริสตัล (แบบธรรมดาและแบบแฝด) จะได้รับการพัฒนาไม่สม่ำเสมอ: ยืดออก, สั้นลง หรือผิดรูป ลักษณะเฉพาะคือรูปแบบเดนไดรต์ ซึ่งแสดงถึงการสะสมของผลึกจำนวนมากอย่างสม่ำเสมอ (มีรูปร่างผิดปกติหรือสม่ำเสมอ) ในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ผลึกคู่ (111) ซึ่งทอดยาวไปตามแกนสมมาตรลำดับที่ 2 และเสริมขนานกับใบหน้าของรูปทรงสิบสองหน้าขนมเปียกปูน) หรือการเจริญเติบโตที่ซ้อนกันของผลึกแฝดปกติ ซึ่งแตกแขนงไปในทิศทางของขอบและแนวทแยงของใบหน้าแปดด้าน เช่นเดียวกับการเรียงกันของผลึกที่ขนานกันซึ่งยืดออกในทิศทางแกนลำดับที่ 4 ในการสะสมของทองแดงพื้นเมืองอย่างต่อเนื่องในระหว่างการแกะสลัก สัญญาณของการตกผลึกโดยรวมจะถูกเปิดเผยเมื่อมีการพัฒนาของเกรนขนาดใหญ่ แลกกับเกรนโซนที่มีขนาดเล็กกว่าที่มีรูปร่างผิดปกติ

มวลรวมผลึกที่บิดเบี้ยวเป็นเม็ดเดี่ยวที่ไม่ปกติ มีการเจริญเติบโตคล้ายเดนไดรต์ มีลักษณะคล้ายเกลียว คล้ายลวด มีตะไคร่น้ำ แผ่นบาง คอนกรีต การสะสมของผง และมวลของแข็งที่มีน้ำหนักมากถึงหลายร้อยตัน

คุณสมบัติทางกายภาพ

ออปติคัล

สีของการแตกหักสดเป็นสีชมพูอ่อนเปลี่ยนเป็นสีแดงทองแดงอย่างรวดเร็วจากนั้นก็เป็นสีน้ำตาล มักมีคราบเหลืองหรือรอยด่าง

ริ้วเป็นสีแดงทองแดงมันเงา

เงางามเป็นโลหะ

ความโปร่งใส ทึบแสง ในแผ่นเปลือกโลกที่บางที่สุดจะส่องผ่านเป็นสีเขียว

ดัชนีการหักเหของแสง

อึ้ง = , นิวตันเมตร = และ Np =

เครื่องกล

ความแข็ง 2.5-3

ความหนาแน่น 8.4-8.9

ไม่พบความแตกแยก

รอยแตกร้าวและติดตะขอ

คุณสมบัติทางเคมี

มันละลายได้ง่ายใน HNO 3 และ Aqua Regia ที่เจือจางใน H 2 SO 4 - เมื่อถูกความร้อนใน HCl - ด้วยความยากลำบาก แอมโมเนียละลายในสารละลายที่เป็นน้ำ แล้วเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน ในส่วนขัดมันจะถูกสลักด้วยรีเอเจนต์หลักทั้งหมด โครงสร้างภายในเปิดเผยได้ง่ายโดยใช้ NH 4 OH + H 2 O 2 หรือ HCl + CrO 3 (สารละลาย 50%)

คุณสมบัติอื่นๆ

อ่อนตัวและมีความหนืดมาก ค่าการนำไฟฟ้าสูงมาก ลดลงอย่างเห็นได้ชัดจากสิ่งสกปรก

พฤติกรรมการให้ความร้อน ทำความสะอาด ทองแดงละลายที่ 1,083° ค่าการนำความร้อนน้อยกว่าเงินเล็กน้อย

การผลิตแร่เทียม

สามารถหาได้ง่ายจากการหลอมละลายหรือโดยอิเล็กโทรไลซิสจากสารละลายเกลือทองแดง

สัญญาณการวินิจฉัย

แร่ธาตุที่คล้ายกัน

เป็นที่รู้จักจากสีแดงของพื้นผิวที่สด มีริ้วเป็นมัน มีความแข็งปานกลางและมีความอ่อนตัวได้ มักปกคลุมไปด้วยแร่ทองแดงออกซิไดซ์สีเขียว สีดำ สีน้ำเงิน ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ที่มีแสงสะท้อน จะสามารถกำหนดสีและการสะท้อนแสงได้อย่างง่ายดาย

แร่ธาตุที่เกี่ยวข้องคัพรัสโกลด์, คาลโคไซต์, แคลไซต์, ไดโอไซด์, อะพาไทต์, สฟีน, แมกนีไทต์, มาลาไคต์, แบไรท์, ควอตซ์, คาลโคไพไรต์

แหล่งกำเนิดและที่ตั้ง

ความร้อนใต้พิภพ สะสมอยู่ใน placers นักเก็ตที่มีน้ำหนักมากถึง 450 ตันได้รับการอธิบายว่าเป็นปรากฏการณ์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะ

ทองแดงพื้นเมืองเกิดขึ้นภายใต้สภาวะรีดิวซ์ระหว่างกระบวนการทางธรณีวิทยาต่างๆ ส่วนสำคัญของมันถูกปล่อยออกมาจากสารละลายความร้อนใต้พิภพ เกิดขึ้นเมื่อจุลทรรศน์สะสมในหินอัคนีส่วนใหญ่เป็นหินมาฟิคจำนวนมากซึ่งสัมผัสกับสารละลายไฮโดรเทอร์มอล เช่น เพอริโดไทต์แบบเซอร์เพนติไนซ์ ดูไนต์ และเซอร์เพนไทต์ ในกรณีนี้การปรากฏตัวของทองแดงพื้นเมืองอาจเกี่ยวข้องกับการสลายตัวของคอปเปอร์ซัลไฟด์ที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้เช่น cubanite (Urals, Transcaucasia) ต้นกำเนิดที่คล้ายกันสามารถนำมาประกอบกับทองแดงพื้นเมืองในหินพื้นฐานแบบแอมฟิโบไลต์ของภูมิภาค Serov ภูมิภาคสแวร์ดลอฟสค์. ในเงินฝากทองคำทองแดงของคาราบาช ภูมิภาคเชเลียบินสค์ทองแดงพื้นเมืองพบได้ในเนื้อหินไดโอไซด์โกเมนที่มีลักษณะคล้ายหลอดเลือดดำซึ่งเกิดขึ้นในหมู่งู สำหรับ ทองแดงพื้นเมืองลักษณะนี้มีความเกี่ยวข้องกับทองคำถ้วยรัส, คาลโคไซต์, แคลไซต์, ไดออปไซด์, อะพาไทต์, สฟีน, แมกนีไทต์ ฯลฯ
ในหินภูเขาไฟโบราณบางชนิด (เมลาไฟร์ ไดแอเบส ฯลฯ) แปรสภาพภายใต้อิทธิพลของไอระเหย ก๊าซ และสารละลายไฮโดรเทอร์มอล ทองแดงจะก่อตัวเป็นอะมิกดาเล ก่อตัวเป็นซีเมนต์ระหว่างแร่ธาตุของลาวาที่เปลี่ยนแปลง เติมเต็มช่องว่างและรอยแตก พร้อมด้วยแร่ธาตุจากความร้อน: analcime, laumontite, prehnite, datolite, adularia, chlorite, epidote, pumpelyite, quartz, calcite เงินฝากที่ใหญ่ที่สุดประเภทนี้พบบนคาบสมุทร Keweenaw ในภูมิภาคทะเลสาบสุพีเรีย (มิชิแกน สหรัฐอเมริกา) ซึ่งการทำให้เป็นแร่ถูกจำกัดอยู่ในลำดับโปรเทอโรโซอิกตอนบน ทองแดงจำนวนมากถูกขุดจากเมลาไฟร์และกลุ่มบริษัทในเครือ แต่แหล่งทองแดงที่ใหญ่ที่สุด (มากถึง 400 ตันหรือมากกว่า) จะพบได้ในเส้นเลือดแคลไซต์ที่มีเงินพื้นเมืองและโดมไมต์

การเปลี่ยนแปลงแร่ธาตุ

ผลิตภัณฑ์ดัดแปลงที่พบมากที่สุดของทองแดงพื้นเมือง ได้แก่ คิวไพร์ต มาลาไคต์ และอะซูไรต์

สถานที่เกิด

มีการสังเกตการแยกตัวของทองแดงพื้นเมืองในบริเวณ Diabase ของ Novaya Zemlya ในกับดักของ Siberian Platform ท่ามกลางหินหลักที่ไหลออกมาในอิตาลี บนหมู่เกาะแฟโร (เดนมาร์ก) ใน Nova Scotia (แคนาดา) และที่อื่นๆ ตัวแทนของแหล่งสะสมไฮโปจีนที่หายากของทองแดงพื้นเมือง ได้แก่ แหล่งสังกะสีแมงกานีสแฟรงคลิน (นิวเจอร์ซีย์ สหรัฐอเมริกา) และแหล่งแมงกานีสลองบาห์นและจาคอบส์เบิร์ก (สวีเดน) เห็นได้ชัดว่าเงินฝากทองแดงพื้นเมืองที่มีน้ำหนักมากถึงหลายตันจากเงินฝาก Kalmaktas ที่พัฒนาก่อนหน้านี้ในคาซัคสถานซึ่งแสดงอยู่ในพิพิธภัณฑ์ด้วยตัวอย่างที่ดีเยี่ยมนั้นมีความเป็นพิษเกินควร
ในเขตออกซิเดชัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนล่าง ทองแดงพื้นเมืองส่วนใหญ่เป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงตั้งแต่เนิ่นๆ ของแร่ธาตุทองแดงซัลไฟด์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นคาลโคไซต์ ประกอบด้วยตะกอนที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งพบไม่บ่อยนักคือผลึกและมวลรวมที่มีลักษณะคล้ายเดนไดรต์
ส่วนใหญ่แล้วทองแดงพื้นเมืองจะมาพร้อมกับคาลโคไซต์, คิวไพร์ต, แคลไซต์และลิโมไนต์ พบได้ในเงินฝากจำนวนมากในคาซัคสถาน (Dzhezkazgan, Berkara, Uspenskoye ฯลฯ ), Rudny Altai (Belousovskoye, Zyryanovskoye, Chudak, Talovskoye ฯลฯ ) สหรัฐอเมริกา (Bisbee และ Clifton-Morenci ในรัฐแอริโซนา Tintik ในยูทาห์ ฯลฯ)
ส่วนหนึ่งของทองแดงพื้นเมืองในเขตออกซิเดชันเกิดจากการสะสมของสารละลายที่มีคอปเปอร์ซัลเฟต ตัวอย่างเช่น นี่คือทองแดงพื้นเมือง ซึ่งก่อให้เกิดการแยกตัวในโพรงระหว่างมวลรวมลิโมไนต์ บางครั้งเชื่อมโยงกับคิวไพร์ต (การสะสมของ Mednorudyanekoe ในภูมิภาค Sverdlovsk เป็นต้น) Pseudomorphoses ของทองแดงพื้นเมืองเป็นที่รู้จักกันว่าก่อตัวในเขตออกซิเดชันของ chalcocite, cuprite, antlerite, chalcanthite, azurite, แคลไซต์, aragonite และแร่ธาตุอื่น ๆ
ตัวอย่างทองแดงพื้นเมืองที่สวยงามเป็นพิเศษ (คริสตัลและการเจริญเติบโตระหว่างเดนไดรต์) มาจากเหมือง Turinsky ในภูมิภาค Sverdlovsk
ในงานเหมืองบางแห่ง สิ่งที่เรียกว่าซีเมนต์ทองแดงจะถูกปล่อยออกมาจากน้ำที่มีทองแดงบนวัตถุที่เป็นเหล็กในรูปของฟิล์มและเปลือกโลก นอกจากนี้ยังมีกรณีของการก่อตัวของทองแดงบนซากไม้ที่เน่าเสียครึ่งหนึ่ง
ในปริมาณที่เพิ่มขึ้น ทองแดงพื้นเมืองจะสังเกตเห็นได้ในหินตะกอนบางชนิด (หินทราย ดินเหนียว ดินเหนียว) ซึ่งมีซากพืชอยู่ ในรูปแบบของสารคัดหลั่งที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ บางครั้งก็อยู่ในรูปแบบเทียมบนไม้หรือในรูปของปม ตัวอย่างเช่น หินทราย Cuprous แบบเพอร์เมียนในบางภูมิภาคของรัสเซีย (ภูมิภาค Ural, Tatarstan ฯลฯ) หินทราย Naukat ในคีร์กีซสถาน และหินทราย Cuprous ในยุคครีเทเชียสของ Korokoro และ Kobritsos ในโบลิเวีย เป็นต้น
การก่อตัวของทองแดงพื้นเมืองในพื้นที่พรุบางแห่งยังเกี่ยวข้องกับกระบวนการลดขนาดเช่นในภูมิภาค Sverdlovsk - ริมแม่น้ำ Levikha ในลุ่มน้ำ Tagila และในภูมิภาค Sysert
ในรูปแบบของก้อนกรวดและเมล็ดพืช ทองแดงพื้นเมืองพบได้ในรัสเซียในบางพื้นที่: ในเทือกเขาอูราล ตามแนวแม่น้ำเยนิเซ ตามแนวแม่น้ำบอลชายา ซาร์คอยอิ ในบูเรียเทีย ตามแนวแม่น้ำโชโรคห์ในจอร์เจีย บนหมู่เกาะผู้บัญชาการ และสถานที่อื่น ๆ ในรัฐคอนเนตทิคัต (สหรัฐอเมริกา) พบทองแดงพื้นเมืองในตะกอนน้ำแข็งในรูปแบบของการแยกส่วนซึ่งมีน้ำหนักมากถึง 75 กิโลกรัม การสะสมของทองแดงพื้นเมืองขนาดเล็กที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอถูกพบในเหล็กพื้นเมืองของอุกกาบาต Vengerovo ร่วมกับทรอยไลท์

การใช้งานจริง

สำคัญ ส่วนประกอบแร่ทองแดงบางชนิด ซึ่งบางครั้งก็เป็นแร่ทองแดงหลักของแร่ดังกล่าว

ใช้ในวิศวกรรมไฟฟ้า การทำเครื่องมือ โลหะผสมต่าง ๆ ที่มีทองแดง (ทองแดง, ทองเหลือง, คิวโปรนิกเกิล) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย

วิธีการวิจัยทางกายภาพ

การวิเคราะห์เชิงความร้อนแบบดิฟเฟอเรนเชียล

บรรทัดหลักเกี่ยวกับการถ่ายภาพรังสี:

วิธีการแบบโบราณมันละลายอยู่ใต้หลอดลม เมื่อได้รับความร้อนสีขาว มันจะค่อยๆ ออกซิไดซ์ กลายเป็นเปลวไฟสีเขียว

Render(( blockId: "R-A-248885-7", renderTo: "yandex_rtb_R-A-248885-7", async: true )); )); t = d.getElementsByTagName("สคริปต์"); s = d.createElement("สคริปต์"); s.type = "ข้อความ/จาวาสคริปต์"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = จริง; t.parentNode.insertBefore (s, t); ))(นี่, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks");

คุณสมบัติทางแสงของคริสตัลในการเตรียมแบบบาง (ส่วน)

ในส่วนขัดเงา สีชมพูในแสงสะท้อน การสะท้อนแสง(เป็น%): สำหรับรังสีสีเขียว - 61 สำหรับสีส้ม - 83 สำหรับสีแดง - 89 ไอโซทรอปิก ดัชนีการหักเหของแสง (ตาม Kundt) ในปริซึมสำหรับแสงสีแดง - 0.45 สำหรับสีขาว - 0.65 สำหรับสีน้ำเงิน - 0.95; ในแสงสะท้อนแสง (ตาม Drude) สำหรับ Na-light 0.641 สำหรับสีแดง - 0.580 ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับของ Na-light คือ 4.09 สำหรับแสงสีแดง - 5.24

ทองแดง. เสือภูเขา