Antik çağlardan beri bilinen metaller. Demir, antik çağın yedi metalinden biridir. Modern işleme teknolojisi

Hızlı metin araması

Metal kategorileri

Değerli veya asil metaller, aşınma direncini arttıran, korozyon ve oksidasyondan etkilenmeyen bir dizi maddeyi içerir. Ek olarak, onların kıymetliliği nadirlik tarafından belirlenir. Toplamda 8 tür vardır ve ayırt eder:

. Plastik, korozyona maruz kalmaz, ρ (yoğunluk) \u003d 19320 kg / m3, erime t - 1064 Сᵒ.
. Süneklik ve süneklik vardır, yüksek yansıtıcılığa, elektrik iletkenliğine sahiptir, ρ \u003d 10500 kg / m3, erime t - 961.9 С, 9.
. Viskoz, refrakter, dövülebilir eleman, ρ \u003d 21450 kg / m3, erime t - 1772 Сᵒ.
. Yumuşaklığı ve sünekliği vardır, gümüş-beyaz bir renge sahiptir, en hafif, eriyebilir, sünek elemandır, korozyona yol açmaz, ρ \u003d 12020 kg / m3, erime noktası - 1552 С52
. Sertlik ve refrakterlik ortalamadan daha yüksektir, kırılganlıkları, alkalilere, asitlere ve karışımlarına duyarlı değildir, ρ \u003d 22420 kg / m3, erime noktası - 2450 Сᵒ
. Dışa doğru platine benzer, ancak daha büyük sertliğe, kırılganlığa ve refrakterliğe sahiptir, ρ \u003d 12370 kg / m3, erime noktası - 2950 Сᵒ.
Rodyum. Ortalama sertliğin üzerinde, refrakter, kırılgan, yüksek bir yansıtma özelliğine sahiptir, asitlere maruz kalmaz, ρ \u003d 12420 kg / cm3, erime noktası - 1960 Сᵒ
Osmiyum. Ağır, yüksek refrakterliğe sahiptir, sertlik ortalamanın üzerindedir, kırılgan, asitlere dayanıklı, ρ \u003d 22480 kg / m3, erime t - 3047 Сᵒ.

Kimyasal yapı ve renk (gümüş-beyaz) elementlerinde benzerdir. Bu metallerin 17 çeşidi vardır. Kimyager Johan Gadolin tarafından 1794'te Finlandiya'da keşfedildi. 1907'de bu unsurlardan 14 tanesi zaten vardı: Modern isim “nadir toprak” 18. yüzyılın sonuna kadar bu gruba atandı. Uzun bir süre, bilim adamları bu gruba ait elementlerin nadir olduğunu öne sürdüler. Bu tür nadir toprak metalleri bilinmektedir:

tulyum;

Kimyasal özelliklere ilişkin olarak, metaller refrakter ve suda çözünmeyen oksitler oluşturur.

Metallerin ilk gelişimi

M.Ö. IV binyıl insanlığa kaderi değişiklikler getirdi. En önemli süreç metallerin gelişmesiydi. Şu anda, bir kişi bakır, altın, gümüş, kurşun ve kalay gibi metalleri keşfediyor. En hızlı hakim bakır.

Başlangıçta, metal cevherden açık ateşle çıkarıldı. Bu teknik yaklaşık olarak M.Ö. VI-V binyılında Hindistan, Mısır ve Batı Asya'da uzmanlaşmıştır. En yaygın olarak kullanılan bakır, alet ve silah üretimi içindir. Taş aletlerin yerini alan bakır, insanın çalışmasını büyük ölçüde kolaylaştırdı. İş parçaları kil kalıpları ve erimiş bakır kullanılarak yapılmış, kalıplara dökülmüş ve soğumasını beklemiştir.

Ek olarak, bakırın gelişimi sosyal sistemin gelişimine yeni bir tur kazandırdı. Bu, toplumun refahla tabakalaşmasının başlangıcını işaret ediyordu. Bakır, zenginlik ve refahın bir işareti haline geldi.

Beşinci binyılda, bir kişi gümüş ve altın gibi değerli metallerle tanışır. Bilim adamları ilkinin bakır-gümüş alaşımı olduğunu, buna billon denildiğini öne sürüyorlar.

Bu metallerden elde edilen ürünler eski mezarların buluntularıdır. Eski zamanlarda, bu elementler Mısır, İspanya, Nubia ve Kafkasya'da çıkarıldı. Üretim ayrıca MÖ II-III binyılda Rusya'da da gerçekleşti. Metaller yerleştiricilerden çıkarılırsa, kesilmiş hayvan derileri üzerinde kum ile yıkanırlar. Cevherden metal çıkarmak için ısıtıldı, çatladı, daha sonra ezildi, aşındırıldı ve yıkandı.

Orta Çağ'da gümüşlerin çoğu çıkarıldı. Üretimin çoğu Güney Amerika'da (Peru, Şili, Yeni Granada), Bolivya, Brezilya'da gerçekleştirildi.
On altıncı yüzyılın başında, İspanya sakinleri gümüşü anımsatan platin ve dolayısıyla küçük gümüş veya gümüş anlamına gelen İspanyolca "plata" - "platina" kelimesinin küçültülmüş halini keşfettiler. Bilimsel açıdan, platin 1741'de William Watson tarafından incelendi.

1803 - paladyum ve rodyumun keşfi. 1804 yılında iridyum ve osmiyum. Dört yıl sonra, haberler açıldı, daha sonra rutenyum olarak yeniden adlandırıldı.

Nadir toprak metallerine gelince, yirminci yüzyılın 60'larına kadar, bilimsel topluluklarda ilginç değildi. Bununla birlikte, şu anda saf metallerin ayrılması teknolojisi. Aynı zamanda, bu metallerin güçlü manyetik özellikleri ortaya çıktı. Zamanla, bu metallerin tek kristallerini büyütmek mümkün oldu. Bugün, nadir toprak metalleri, bir kişinin varlığını hayal edemediği birçok ev eşyasının üretimine izin verir, örneğin, enerji tasarruflu lambalar. Askeri ve otomotiv ekipmanlarının yanı sıra.

Değerli metallerin modern madenciliği

Modern zamanlarda, altın en değerli metal olarak kabul edilir. En büyük miktarda kaynağı ayıran onun çıkarımıdır. İlk "altın damarlar" Afrika, Asya ve Amerika'da geliştirildi.

Bugün altın Güney Amerika, Avustralya ve Çin'de çıkarılmaktadır. Rusya en büyük ölçekli altın madenciliği ülkelerinden biridir ve dünyada dördüncü sıradadır. Ekstraksiyon Magadan, Amur Bölgesi, Habarovsk Bölgesi, Krasnoyarsk Bölgesi, Irkutsk Bölgesi ve Çukotka'daki 16 şirket tarafından yürütülmektedir.

Madencilik yöntemleri

Kıymetli metallerin çıkarılması için modern bir teknoloji icat edilene kadar elle çıkarıldı. Ve bunun son derece zaman alıcı bir süreç olduğunu söylemek, hiçbir şey söylememek demektir.

Modern altın madenciliği süreçleri:

Eleme. Bu tür altın madenciliği Amerika'daki Gold Rush sırasında popülerdi. Bu yöntem çok çaba, sabır ve beceri gerektiriyordu. Ana aletler elekler, altta ızgaralı kovalar veya torbalardı. Bir damla bile altın bulmak için, bir adam nehir bel derinliğine girdi, suyu topladı ve bir elek üzerine ve kafesli bir tabana sahip bir kovaya döktü. Böylece yüzeyinde büyük taşlar ve altın parçacıkları kaldı. Aynı zamanda, istenmeyen taşları, kumu ve suyu yıkamak ve sadece değerli metal parçacıkları bırakmak için elek veya ızgara tabanı yüzeyde sürekli tutulmalıdır. Bugün, bu yöntem nadiren kullanılmaktadır.
Altın cevheri madenciliği. Aynı zamanda manuel bir madencilik yöntemidir. Burada aletler bir kürek, cevheri ezmek için bir çekiç ve bir çekiciydi. Bu yöntem dağlara tırmanmayı, toprağı kazmayı, siperleri ve mayınları içerir. Bu üretim esas olarak Rusya'da gerçekleştirildi.
Endüstriyel yöntem. Bilimin gelişimi ve bazı kimyasal bileşiklerin keşfi sayesinde üretim oranı önemli ölçüde arttı ve küçük ve büyük ekipmanlar da kullanıldı. Bu süreç otomatik olarak gerçekleştirilir ve pratik olarak insanın uygulanmasını gerektirmez.

Endüstriyel üretim, sırayla, ayrılır:

Almagalmirovanie. Bu yöntemin anlamı cıva ve altının etkileşimidir. Civa değerli bir metali çekme ve sarmalama yeteneğine sahiptir. Metali tespit etmek için, cevher altta cıva bulunan varillere dökülür. Altın civaya çekildi ve geri kalanı boşaltılan cevher atıldı. Bu yöntem talep edildi ve 20. yüzyılın ortalarında etkili oldu. Oldukça ucuz ve basit kabul edildi. Bununla birlikte, cıva hala toksik bir elementtir ve bu nedenle yöntem terk edilmiştir. Kıymetli metalin yapışık partikülleri her zaman cıvadan tamamen ayrılmamıştır, bu pratik değildir ve çıkarılan metalin bir kısmının kaybına yol açar.
Liç. Bu yöntem sodyum siyanür kullanılarak yapılır. Bu element ile değerli metal parçacıkları suda çözünür siyanür bileşiklerinin durumuna aktarılır. Bundan sonra, kimyasal reaktiflerin yardımıyla tekrar katı hale getirilirler.
Yüzdürme. Suya duyarlı olmayan ve ıslanmayan altın parçacıkları çeşitleri vardır. Hava kabarcıkları gibi yüzeyde yüzerler. Bu tür kaya ezilir, daha sonra sıvı veya çam yağı ile dökülür ve karıştırılır. Gerekli altın parçacıkları hava kabarcıkları gibi yüzer, temizlenir ve nihai sonucu alırlar. Endüstriyel ölçekte söz konusu olduğunda, çam yağı hava ile değiştirilir.

Modern işleme teknolojisi

Değerli metalleri işlemenin iki yolu vardır.

döküm

Bu yöntem nispeten basittir. Aslında, gereken tek şey erimiş metali bakır, kurşun, ahşap veya balmumundan yapılmış önceden hazırlanmış bir kalıba dökmektir. Tamamen soğutulduktan sonra ürün kalıptan çıkarılır, cilalanır.

Metali yumuşatmak için özel eritme fırınları kullanılır. Bunlar indüksiyon ve mufladır.

İndüksiyon ocağı en popüler ve fonksiyonel eritme türü olarak kabul edilir. İçinde ısıtma, girdap akımlarının etkisi nedeniyle oluşur.
Bir kül fırını, belirli malzemeleri belirli bir sıcaklığa kadar ısıtmanıza izin verir.

Kül fırınları, ısıtma elemanı tipine (elektrik, gaz), koruyucu arıtma moduna (hava, gaz, vakum), yapı tipine (dikey yükleme, çan tipi, yatay yükleme, boru şeklinde) bağlı olarak farklı tiplere ayrılır.

presleme

Bu yöntemin daha karmaşık olduğu düşünülmektedir. Burada metal erimez, ancak daha fazla çalışma için gerekli olan duruma kadar ısıtılır. Daha sonra, çekiçlerin yardımıyla, bir kurşun substrat üzerinde, yumuşatılmış hammadde ince bir tabakaya dönüştürülür. Ayrıca, gelecekteki ürüne gerekli şekil verilir.

Uygulama ve ürün çeşitleri

Değerli metallerin kullanımı söz konusu olduğunda akla ilk gelen şey kuyumculuk endüstrisidir. Bugün her zevke uygun çeşitli mücevher ve ürünler bolluğu görüyoruz. Bu hem mücevher hem de ev eşyaları, örneğin sofra takımı, tabaklar. Her bir mücevher parçasının özgünlüğüne ve belirli bir teste karşılık gelen bir işareti vardır. Bununla birlikte, bu değerli metallerin kullanımının sadece küçük bir kısmıdır.

Otomotiv sektöründe kullanımları talep görmektedir.

Platin olmadan, iridyum, paladyum, altın tıp alanında yapamaz. Tıbbi iğneler bunun en iyi örneğidir. Ayrıca, beyaz metal temelinde protezler, çeşitli aletler, parçalar ve preparatlar yapılır.

Ayrıca, değerli metallerin yardımıyla, elektrik endüstrisinde yüksek mukavemetli ve stabil cihazlar üretilmektedir. Örneğin, antikorozif cihazlar ve bir elektrik ark cihazının oluşumuna sabit. Platinun katalitik özellikleri sülfürik ve nitrik asit üretiminde kullanılır. Formalin, argentum'un kimyasal özellikleri kullanılarak yapılır. Altın olmadan, bir petrol arıtma endüstrisini hayal etmek zor.

Daha sert metaller, daha agresif koşullarda kullanılan parçaları eritmek için kullanılır. Örneğin, yüksek sıcaklıklar, agresif kimyasal reaksiyonlar, elektrik ve daha fazlası ile çalışmak söz konusu olduğunda.

Ayrıca, bu metallerin birikimi diğerlerini kaplamak için kullanılır. Bu korozyondan kurtulmaya yardımcı olur, değerli metallerin doğasında bulunan koruyucu özellikler sağlar.

fiyatlandırma

Değerli metallerin fiyatı, teknik, temel ve spekülatif dahil olmak üzere birçok işlemle önceden belirlenir. Ancak en önemli faktör arz ve taleptir. Bu faktörden, takı için fiyat belirlerken itiliyorlar. Talep, alıcılar tarafından oluşturulur. Çeşitli endüstrilerde metaller kullanıyorlar - tıp, mühendislik, radyo mühendisliği, mücevher. Ayrıca, değerli metal ürünlerinin varlığı genellikle bir kişinin belirli bir statüye ait olduğunu belirler. Diğerleri arasında en popüler olanı altındır. Bunun nedeni, her bir devletin kendi altın rezervine sahip olması ve ölçeğinin, devletin dünya sahnesindeki ağırlığını kısmen belirlemesidir.

Rusya Federasyonu Merkez Bankası'na göre, bir gram altın maliyeti 2686.17 ruble, gümüş - 31.78 ruble / gram, platin - 1775, 04 ruble / gram, paladyum - 2179, 99 ruble / gram.

İnsanlık gelişiminde Taş Devri'nden sonraki adım, maden cevherinden metal çıkarma ve işleme sanatı ile ilişkilidir ve bu nedenle metallerin yaşı olarak adlandırılır. Tarih öncesi çağda başlayan ve bugün de devam eden en eski - bronz ve daha sonra - demire ayrılmıştır.

Bu en üst seviyeye, insanlık taş aletlerden yavaş ve kademeli olarak geçti ve geçişin başlangıcı sıcak metal dökme ve dövme yeteneği olarak düşünülmelidir. Amerika'da olduğu gibi orada da bol miktarda yerli bakırın olduğu yerde ve bir taş çekiçle Neolitik çağda soğuk metalden bir taşla çeşitli ürünler dövülüyor; meteor demir de taşla birlikte ok uçları ve mızrak yapmak için kullanıldı.

Taştan bronz ve demire geçiş, farklı ülkelerde farklı zamanlarda gerçekleşti, her yerde değil aynı sırada. Bazı yerlerde, örneğin, İsviçre'de, Mısır'da ve eski Troya'nın bulunduğu Gissarlik tepesindeki kazık yapılarda bulunan bulgular, Neolitik kültürün evrimini demir haline getirir, ancak diğer yerlerde doğrudan demirden demire dönüşürler. Yani, Orta ve Güney Afrika'da Taş Devri tabakasının üzerindeki doğrudan demir kültürünün tabakası yatıyor, orada en eski çağda, muhtemelen Mısır'dan aktarılıyor. Taş Devri'nde yaşayan birçok modern insan, uzun zamandır demir kullanan Avrupalılarla temas ettikten sonra doğrudan Demir Çağı'na geçti. Öte yandan, metallerin tarih öncesi kültürel dönemi, modern bilimin daha da ileri gittiği tarihsel döneme yavaş yavaş geçiyor.

İnsanın alet ve silah yapmaya başladığı ilk metal bakırdı, çünkü bazen yeryüzünde doğal bir şekilde bulundu. Bu bakır kullanımı bölgeye bağlı olarak az çok uzundu ve Tunç Çağı'na bir girişti. Bakır çok yumuşak olduğu için teneke (yaklaşık% 10) eklenmiş ve bronz, altın parlaklığı ve yeterli sertliğe sahip bir alaşım almıştır. Bronzdan sonra ve belki de daha önce, altın ve gümüşün işlenmesi başladı, ancak sadece mücevher için. Eski Dünya'daki bakır ve bronz ürünler, daha önce bakır ve kalay bulunan Yakın Doğu ülkelerinde, daha sonra Mısır'da ve daha sonra Avrupa'da ortaya çıktı. Bu metallerin bulunmadığı ülkelerde, bakır ve bronz ürünler ticaret yoluyla nüfuz etmiştir.

Bakır eksenler ve poleakslar

İnsan kültürünün tüm ana unsurları karşılıklı organik bir bağlantıya sahiptir ve bunlardan birinde meydana gelen değişiklikler, maddi durumda ve bir insanın tüm yaşam tarzında değişiklikler gerektirir. Bu, İsviçre kazık yapılarındaki arkeolojik buluntularla doğrulanabilir.

Taştan metale geçiş döneminde, taş ürünlere ek olarak bakır aletler, silahlar ve mücevherler ortaya çıkar; bronz ilk başta az miktarda görünür, ancak yavaş yavaş baskın bir pozisyon alır. Şeklinde, bu bakır ve hatta bronz eşyalar uzun süre taştan farklı değildir, ancak zamanla daha uygun, daha çeşitli ve daha zarif hale gelirler. Dökme veya şişirilmiş bronz eksenler (keltler) görünür, marangozluk ve marangozluk için dar ve geniş keskiler, metal üzerindeki kalıpları ekstrüzyon için zımbalar, sap için saplı bıçaklar, kılıflı çift kenarlı kılıçlar, zarif pimler, bilezikler ve diğer mücevherler. Geliştirilmiş metal aletler sayesinde, kazık yapılarını kıyıdan (200 - 300 m) daha uzağa taşımak ve daha kapsamlı binalar inşa etmek mümkün oldu. Bina yığınları genellikle dörtgen bir şekle sahiptir ve uçları iyi kesilmiştir. Mütevazı Taş Devri kulübeleri, sadece insanlar için değil, evcil hayvanlar için de barınak görevi gören sağlam ve büyük evlerle değiştiriliyor. Bu konutların, seramik ürünlerin, altın ve kehribardan yapılmış mücevherlerin envanteri, bu konutların sakinlerinin sadece konfor için değil, aynı zamanda lüks için de isteklerine tanıklık ediyor. Konut binalarına ek olarak, bronz, eritme potaları, kalıplar ve döküm ve metal işleme araçlarının bulunduğu atölyeler de vardı. Antik Doğu ülkelerinde, Tunç Çağı maddi kültürünün daha da büyük ve hatta görkemli başarılarını bulacağız.

Bu dönemde tarım ve sığır yetiştiriciliği büyük adımlar attı. Toprağın çapası, hayvanların koştuğu bir pulluk ekimi ile değiştirilir ve bu sayede ekili arazi alanı ve tahıl bitkileri genişler; kuru tarım alanlarında yapay sulama yaygın olarak kullanılmaktadır. Tarımla bağlantılı olarak, sığır yetiştiriciliği önemli boyutlar almış, böylece tarımın en büyük sürdürülebilirliğini sağlamaktadır. Daha yaygın hale gelen yeni sığır ve at ırkları ortaya çıktı, görüntüleri Asur anıtlarında bulunan büyük köpekler, kümes hayvanları yetiştiriciliği (tavuklar, tavus kuşu, kazlar, ördekler) başladı. Mısır'daki evcil hayvanlar arasında, evin iyi ruhu olarak dini onurdan zevk alan bir kedi var; ancak uzun bir süre, Mısır sınırlarıyla sınırlıydı, Afrika'nın derinliklerine bile nüfuz etmiyordu.

Bronz Çağında sadece nehir değil, aynı zamanda deniz seyri de ortaya çıktı, ticaret gelişti, para, yazı, sanat ve bilim ortaya çıktı, tarihsel sahnede halklar ve devletler oluştu ve ortaya çıktı. Antik Doğu tarihinin önemli bir kısmı Tunç Çağı'na akar. Mezopotamya'da bakır çağı MÖ 6000'de başlar. X. Semitler tarafından geliştirilen ve desteklenen yüksek bir Babil kültürünün temelini oluşturan Sumy arasında, 4000 ila 1700 ila s. X., eski Babil krallığı ortaya çıktığında ve geliştiğinde. Mısır'da, bakır 5000'den beri Asya'dan gelen Semitik istila ile birlikte ortaya çıkmıştır, ancak bronz III-XVII hanedanlarının (1300-1600) krallarının altında kalmaktadır. Bu dönemin kültürel kazanımları piramitlerin (III-V hanedanlığı) ve eski Mısır'ın diğer anıtlarının yapımı ile değerlendirilebilir. Yahudilerin tarihi, İbrahim (2000'den s.X.) ile başlayan Bronz Çağı'na ve alfabemizin mucitleri olan Fenike denizcilere kadar uzanıyor. 3. binyılın sonundan 1250'ye kadar. X. Girit adasında ve Ege Denizi kıyısında, İngiliz Evans ve diğer arkeologların araştırmasıyla keşfedilen teknoloji ve sanat, Girit veya Ege kültürü alanındaki başarıları şaşırtıcıdır. Etkisi altında, Yunan bronz kültürü (2500'den s.X'e kadar) doğdu, bunun sonu Homeros'un şiirlerinin ortaya çıkış zamanına denk geliyor. Hindistan ve Çin'de, Neolitik, Bakır ve Bronz Çağlarının arkeolojik bulguları biliniyor, ancak kronolojileri kurulamadı. Bronz, MÖ 1500 yıllarında Japonya'ya geldi. X., demir - yaklaşık MÖ 700. X. Amerika'da (Meksika ve Peru'da) yerliler demire aşina değildiler ve taş ve taştan ayrılmadan bakır ve bronz aletler kullandılar. Buna ek olarak, alaşımlar için kalay, kurşun, altın ve gümüş kullandılar (Perulu bronzda% 5-10 gümüşten). Amerikan bronz ürünlerinin türleri ve şekli Avrupalı \u200b\u200bürünlere karşılık gelir. Amerikan bronz kültürünün başarıları oldukça yüksekti, ancak hala (Lama hariç) evcil hayvanı olmadığı ve çapa çiftçiliği ile sınırlı olduğu için Eski Dünya'dan daha düşüktü.

Demir, MÖ 1500 civarında Mısır ve Asur-Babil'de ortaya çıktı. X., Avrupa'da biraz sonra (p. X.'den önceki ikinci binyılın sonunda).

Homeric döneminde demir nadirdi ve sadece mücevherler için ve sadece 6. yüzyıldan s. X. Avrupa'da nihayet bronz yerine geçer. Demirin geç ortaya çıkmasının nedeni Avrupa'da değil, aynı zamanda daha kültürlü Doğu'da da çıkarılması ve işlenmesinin zorluğunda yatmaktadır. Demir sadece 1600 ° C sıcaklıkta erir ve cevherden ayrılması zordur. En eski demir yumuşaktır ve çok fazla toksin içerir, daha sonra iyileşir ve Romalılar onu çeliğe dönüştürmeyi öğrendi. Demir, kapalı kil fırınlarında eritildi, burada cevher katmanları kömür katmanları ile değişti ve metal fırının altındaki potalarda toplandı.

Fırını soğutduktan sonra, demir külçeler daha ileri işleme tabi tutuldu.

Avrupa'da Demir Çağı'nın başlangıcına Gallstatt dönemi (M.Ö. 1000-500) denir ve daha sonra demirin nihayet bronzun yerini aldığı ve tamamen kullanılmaya başlandığı dönem Laden olarak adlandırılır.

Avrupa'da Demir Çağı, her şeyden önce, Latinler hariç, VIII.Yüzyıldan itibaren İtalya'da yolunu açtı. Yunan sömürgeciler yerleşmeye başladı ve MÖ 900 civarında. X. Etrüsklerin gizemli insanlarına, ne görünüşte ne de dilde, ne Yunanlılarda ne de Romalılarda değil, tıknaz, koyu tenli, kısa boyda yerleşti. Etrüsklerin anavatanının Küçük Asya ve Ege Denizi'nin kuzey adaları olduğuna inanılmaktadır. Etrüsk antik eserleri (resimler, gemiler, bronz ve demir ürünler, sur kalıntıları, tapınaklar, vb.) Romalıları etkileyen Etrüsk kültürünün yüksek seviyesine tanıklık eder.

Hizmete giren Etrüskler ve Yunanlılar, bronz ve demir ürünleri üretiminde yetenekli ustalardı. Etrüskler Romalılarla uzun süre savaştılar ve demir bu mücadelede önemli bir rol oynadı: Etrüsk kralı Porsenna, Romalıları yenerek demir işlememelerini zorunlu kıldı.

Avrupa Demir Çağı'nın ilk döneminde yüksek kültür seviyesinin tam bir resmi, eski zamanlardan beri tuz madenlerinin geliştirildiği ve bu bölgenin sakinleri için bir refah kaynağı olarak hizmet veren Gallstatt'taki arkeolojik buluntular tarafından verilmektedir. Orada binden fazla mezar incelendi (1846-1886), burada cesetlerle birlikte çok çeşitli şeyler döşendi. Zaman zaman birçok bronz, ancak demir hakim olan taş ürünler vardır. Kılıç ve hançer (bronz saplı), ok uçları ve mızraklar, eksenler, bıçaklar, keskiler ve diğer aletler demirden yapılmıştır. Bronzdan yapılmış süs eşyaları ve kaplar, elle yapılan, güzel şekillendirilmiş, grafit veya boyalı süslemelerle kaplı kil kaplar ve çizimler çok zariftir. Tüm bu bulgular nüfusun yüksek bir kültürel düzeyini, ileri teknolojiyi, lüks arayışını ve kuzey (kehribar) ve güney (İtalyan ve Yunan tarzındaki şeyler) ile uzak ticaret ilişkilerini göstermektedir.

Latensky ürünleri, Demir Çağı'nın Batı ve Orta Avrupa'sına ve Gaul'dan Almanya'ya yayılan kültürüne yönelik tam bir saldırıyı işaret ediyor. Bu ürünler teknik olarak Hallstatt ürünlerinden daha üstündür ve lüks olmaktan çok pratiklik arzusu gösterir. Lathan dönemindeki demir aletler kesinlikle gerekliydi ve parası Yunan ve Roma sikkelerinin taklidi olan bir madeni para ile ödendi. Çömlekte bir takım tezgahı ve çömlek sobaları görünür. Gaul'da, müstahkem şehirler büyüyor, kalın duvarlarının arkasında, kerpiç evlerde nüfus sığınıyor.

Doğu Avrupa'da kuzeyde Bronz ve Demir Çağında Batı Avrupa denen farklıdır. Ural-Altay tarzı ve güneyde - İskit (barrows), Yunan etkisini yansıtıyor.

Başarıları şimdiki zamanla yadsınamaz bir bağlantıya sahip olan ve modern insanlığın kültürel yolunun başlangıç \u200b\u200bnoktaları olan ilkel kültürün ortaya çıkışı ve gelişimi ile tanıştık. Loggerhead ve dikenli, bazı insanların öldüğü veya geride kaldığı, diğerlerinin çok ileri gittiği bu yoldu. Zamanımıza ne kadar yakın olursa, ego hareketi o kadar hızlı ve arkadaşça olur; ve çemberleri çekiyor. İnsan kültürünün tarihi, bildiğimiz gibi, nispeten kısa bir süreyi kapsar ve insanlık için muazzam beklentiler açar. Hem en eski hem de en yeni kültürel halklar, eğer tarihlerini genel olarak insan ırkının antikliği açısından düşünürsek, kökleri dünyanın hayatının en uzak dönemlerinin derinliklerinde kaybolan insanlığın eski gövdesi üzerinde sadece küçük sürgünlerdir. Ve dünya yaşamındaki bu yüzyıllar, evrenin gelişiminin devam ettiği milyonlarca yıla kıyasla yine sadece kısa anlardır.

Slayt 1

Slayt açıklaması:

Slayt 2

Slayt açıklaması:

Slayt 3

Slayt açıklaması:

4. Slayt

Slayt açıklaması:

5. Slayt

Slayt açıklaması:

Slayt 6

Slayt açıklaması:

Olympioderus (VI c.), Yunan filozofu ve astrolog, İskenderiye Okulu'nda profesör. 7 eski gezegeni 7 metalle ilişkilendirdi ve bu metallerin gezegen sembolleri (Altın-Güneş, Gümüş-Ay, Merkür-Merkür, Bakır-Venüs, Demir-Mars, Kalay-Jüpiter, Kurşun-Satürn) ile tanımladı. Olympioderus (VI c.), Yunan filozofu ve astrolog, İskenderiye Okulu'nda profesör. 7 eski gezegeni 7 metalle ilişkilendirdi ve bu metallerin gezegen sembolleri (Altın-Güneş, Gümüş-Ay, Merkür-Merkür, Bakır-Venüs, Demir-Mars, Kalay-Jüpiter, Kurşun-Satürn) ile tanımladı. "Metal" terimi Yunanca metallon kelimesinden gelir (metalleuo'dan - kazarım, yeryüzünden benim). Simya kavramlarına göre, metaller gezegenlerin ışınlarının etkisi altında dünyanın bağırsaklarından kaynaklandı ve yavaş yavaş gelişti ve gümüş ve altına dönüştü. Simyacılar metallerin “metalikliğin başlangıcı” (cıva) ve “yanıcılığın başlangıcı” (kükürt) içeren karmaşık maddeler olduğuna inanıyorlardı.

Slayt 7

Slayt açıklaması:

8. Slayt

Slayt açıklaması:

9. Slayt

Slayt açıklaması:

Slayt 10

Slayt açıklaması:

Kurşun (lat. Plumbum) Kurşun mavimsi gri yumuşak ve ağır bir metaldir, demir dışı metaldir. Yerkabuğundaki kurşun içeriği ağırlıkça% 1.6 × 10-3'tür. Doğal kurşun çok nadirdir. Çoğu zaman, kurşun PbS sülfür olarak bulunur. Bu kırılgan parlak gri mineral galena veya kurşun parlaklık olarak adlandırılır. Kurşun 327.4 ° C sıcaklıkta erir ve 1725 ° C'de kaynar. Yoğunluğu 11.34 g / cm'dir. Kurşun plastik, yumuşak bir metaldir: bir bıçakla kesilir, tırnakla çizilir. Havada hızla ince bir PbO oksit tabakası ile kaplanır. Seyreltilmiş hidroklorik ve sülfürik asitlerin kurşun üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur, ancak konsantre sülfürik ve nitrik asitlerde çözünür. XIV yüzyılın ortalarından beri. 15. yüzyılda ateşli silah mermileri kurşuntan atıldı Almanya'daki Guttenberg, antimon, kurşun ve kalay veya garthın ünlü tipografik alaşımını hazırladı ve tipografinin başlangıcını işaret etti. Eriyebilir, işlenmesi kolay, kurşun bugün yaygın olarak kullanılmaktadır. Kurşun, X-ışını ve radyoaktif radyasyonu iyi emer

Slayt 14

Slayt açıklaması:

Kaynaklar Kritsman V.A., Stanzo V.V. Genç Kimyager Ansiklopedik Sözlüğü 1982 Dibrov I.A. İnorganik kimya. SPb.: Yayın. "Doe", 2001. Fiziksel ve kimyasal miktarlara hızlı bir referans / KP Mishchenko A.A. tarafından düzenlendi. Ravdel. L.: Kimya, 1999 *. Neugebauer O. Antik dönemde kesin bilimler. - M: "Bilim", 1968.

(Lat.Ferrum).

Demir zamanımızın ana metali olarak adlandırılabilir. Bu kimyasal element çok iyi çalışılmıştır. Bununla birlikte, bilim adamları demirin ne zaman ve kim tarafından keşfedildiğini bilmiyorlar: çok uzundu. MÖ 1. binyılın başında demir ürünleri kullanmaya başladı. Bronz çağın yerini demir olana bıraktı. Avrupa ve Asya'daki demir metalurjisi 9-7. Yüzyıllar arasında gelişmeye başladı. M.Ö. İnsanın eline düşen ilk demir muhtemelen doğaüstü kökenlidir. Her yıl binden fazla meteor Dünya'ya düşer, bazıları demir, çoğunlukla nikel demirden oluşur. Keşfedilen en büyük demir göktaşı yaklaşık 60 ton ağırlığındadır ve 1920'de güneybatı Afrika'da bulundu. “Göksel” demirin önemli bir teknolojik özelliği vardır: ısıtıldığında, bu metal dövülemez, sadece soğuk göktaşı demiri dövülebilir. Yüzyıllardır "göksel" metal silahlar son derece nadir ve değerli kaldı. Demir savaşın metali, ama aynı zamanda barışçıl teknolojinin en önemli metali. Bilim adamları, Dünya'nın çekirdeğinin demirden oluştuğuna ve genel olarak Dünya'daki en yaygın unsurlardan biri olduğuna inanıyor. Ayda demir, iki değerlikli ve yerli bir halde büyük miktarlarda bulundu. Aynı formda, Dünya üzerinde demir vardı, üzerindeki indirgeyici atmosfer oksitleyici, oksijene dönüşmedi. Eski zamanlarda bile, dikkat çekici bir fenomen keşfedildi - demirin manyetik özellikleri, demir atomunun elektron kabuğunun yapısal özellikleri ile açıklanmaktadır. Eski zamanlarda demir çok değerliydi. Demirin çoğu endüstriyel olarak geliştirilebilen birikintilerdedir. Yerkabuğundaki rezervler açısından demir, oksijen, silikon ve alüminyumdan sonra tüm elementler arasında 4. sırada yer alır. Gezegenin çekirdeğinde çok daha fazla demir. Ancak bu donanım mevcut değildir ve öngörülebilir gelecekte mevcut olması muhtemel değildir. Çoğu demir -% 72.4 - manyetittedir. SSCB'deki en büyük demir cevheri yatakları, Urallarda (Magnitnaya, Vysokaya, Blagodat dağları) ve Kazakistan'da Sokolovskoye ve Sarbaiskoye yatakları olan Kursk Manyetik Anomali, Krivorozhskoye demir cevheri yatağıdır. Demir parlak gümüş-beyaz bir metaldir, işlenmesi kolaydır: kes, döv, rulo, damga.

Muhtemelen bir insanın yeni Taş Devri'nde (yaklaşık 6 bin yıl önce Eski Doğu'da ve yaklaşık 4 bin yıl önce Avrupa'da) tanıştığı ilk metal bakırdı. Doğada doğal olarak plakalar, süngerimsi ve sürekli kütleler ve kristaller şeklinde bulunur. Bulunan en büyük külçe 420 ton ağırlığındaydı Bakır bakır külçeleri doğada diğer metal külçelerinden çok daha yaygındır. Bu nedenle, alet üretimi için uygun ırkların araştırılmasında, insanın her şeyden önce tam olarak bakır külçeleri ile buluşması doğaldır. Bu toplantı bakır çağının başlangıcı oldu.

Muhtemelen, insanlar yeni malzemenin faydalarını hızla takdir ettiler. Doğal bakırdan yapılmış ürünlerin yaşı 6 bin yıla ulaşıyor. Özellikle Kuzey Amerika'da Hudson Körfezi ve Superior Gölü kıyısında büyük külçeler bulundu. İlk insan aletleri taştan yapılmıştır, bu nedenle ilk bakır ürünleri taş eksenli bakır külçelerinin işlenmesi sonucunda doğmuştur. Uzun süre taş ve bakır aletler birlikte kullanıldı. Bu dönemde, bakır örneğini kullanan bir adam, metalurji ve metal biliminin temellerini kavradı.

Bakır külçelerinin taş baltayla işlenmesi elbette sınırlı olasılıklara sahipti. Soğuk dövme plaka şeklindeki külçeler ile küçük boyutlu nesneler yapılabilir - pimler, kancalar, ok uçları, vb. Soğuk dövme ile sac bakır elde etmek imkansızdır - malzeme çatlar. Karmaşık bir profilin soğuk dövme nesnelerini yapmak da imkansızdır: gemiler, tavalar, vb. O zamana kadar, insanlar zaten ateşi güvenle kontrol ettiler. 700-800 ° C sıcaklıktaki kamp ateşi, daha yüksek bir sıcaklığa ulaşılan fırını değiştirdi - 1000-1200 ° C. Örneğin Mısır'da, M.Ö. 5 bin yıl öncesine ait seramik kaplar bulunmuştur. ateşleme işlemi 1100-1200 ° C'de gerçekleştirildi. Bakır 1084 ° C sıcaklıkta erir, bu nedenle doğal olarak insanın metalurjik uygulamasında bir sonraki adım erimiş bakır elde etmekti. Bu, bakır yapımı ürün yelpazesini önemli ölçüde genişletti.

Bununla birlikte, doğal bakır nadirdir ve bu metal için hızla artan talebi karşılamak için açıkça yeterli değildi. Bir sonraki aşamada, insan cevherinin eritilmesini azaltarak bakır almaya başladı. Bakır cevherleri - doğal mineraller, bu miktarlarda bakır içeren agregalar ve metal ekstraksiyonunun ekonomik olarak uygun olduğu bileşikler. Şu anda, sadece 10-15'i pratik öneme sahip olan 170'den fazla bakır içeren mineral bilinmektedir. En önemli mineraller şunlardır: kalkopirit CuFeS 2 (% 30 bakır), kalkopin - “bakır parlaklık” Cu 2 S (% 79.8 bakır), covelin CuS (% 64.4 bakır), malakit CuCO 3 · Cu (OH) 2 (% 57.4 bakır), azurit 2CuCO3 · Cu (OH) 2 (% 55.5 bakır), cuprite Cu20 (% 81.8 bakır). Modern endüstriyel yatakların cevherleri neredeyse hiçbir zaman yalnızca bakır minerallerinden oluşmaz. Bakır içeren mineraller genellikle metalik olmayan minerallerle (kuvars, barit vb.) Ve bazı demir ve demir dışı metal cevheri mineralleriyle (pirit, piritit vb.) Birleştirilir.

Bakır cevheri yatakları, büyük bakır külçelerinin yataklarından çok daha yaygındır ve antik çağlardan beri insan tarafından bilinmektedir. Şimdi cevherlerden bakırın eritilmesinin nasıl keşfedildiğini ve bunun bir kişinin doğal bakırla tanışmasından çok daha sonra olup olmadığını bulmak zor. Zaten M.Ö. 7 bin yıl olduğuna dair kanıtlar var. e. Ortadoğu'da metalurjik bakır kullanılmıştır. Doğal bakırın çıkarılması ve cevherlerden bakırın eritilmesi - görünüşte dünyanın farklı yerlerinde teknik ve teknolojik bakımdan önemli ölçüde farklı olan operasyonlar insan tarafından aynı anda yönetildi.

Başlangıçta, oksitlenmiş cevherler kullanıldı. Kimyasal olarak bağlı sülfürü çıkarmak için böyle bir tedavinin gerekli olduğu sülfür cevherlerinden farklı olarak ön ateşleme gerektirmezler. Malakit cevherlerinin eritilmesinin azaltılması ilkel fırınlarda gerçekleştirildi. Bunlar, sığ bir çukura yerleştirilen cevher ve kömürle dolu kil potalarıydı. Üzerine bir kat kömür dökülmüştür.

Kömür yakmak, malakit ile etkileşime giren ve kimyasal olarak bağlanmış bakırı metale geri yükleyen karbon monoksit (II) oluşturur:

CO + CuCO 3 \u003d 2CO2 + Cu

İç mekan cihazlı fırınlar, reaksiyon ortamının, havadaki fazla oksijenden yalıtılmasını sağladı; Bir erkeğin bakırın bu şekilde eritilmesi gerektiği fikrine nasıl geldiği bilinmemektedir, ancak açıkçası, deneyler için çok zaman ve azim vardı. Bakırın metalürjik eritme ile bir kişinin çok erken tanıdığına dair kanıtlar vardır. Örneğin Mısır'da, Sina Yarımadası'nın bakır cevherlerinin işlenmesi zaten M.Ö. IV binyılda gerçekleştirildi. e. Eski zamanlardan beri, Kıbrıs adasındaki bakır cevherleri biliniyordu. Bakırın bilimsel adı olan cuprum kelimesinin, eski Romalıların bakır madenlerinin bulunduğu Kıbrıs adasının adından geldiği düşünülmektedir.

Avrupa'da, Mitterberg'de Avusturya'da eski bakır madenleri bulundu. Bu madenlerin geliştirildiği taş aletler de orada bulundu. Don ve Dinyeper havzasında yaşayan eski Slavların ataları, mevcut Donbass ve su altındaki Dinyeper Rapids bölgesinde bulunan zengin bakır yatakları kullanmamışlardır. Silah, ev eşyaları ve mücevher yapmak için bakır kullandılar.

Bazı bilim adamlarına göre, Rusça "bakır" kelimesi, SSCB'nin modern topraklarının Avrupa kısmında yaşayan bazı eski kabilelerde genellikle metal olarak adlandırılan "smid" kelimesinden geliyor. XVII-XVIII yüzyılların başında. Rusya'da bakırın endüstriyel işlenmesinin başlangıcı Nikita Demidov tarafından atıldı. Tagil Müzesi üzerinde büyük bir katlanır bakır masa var: "Bu Rusya'da Sibirya'da bulunan ilk bakır ... Nikita Demidovich M. Demidov tarafından büyük Egemen İmparator Büyük 1702 ve 1706 ve 1709'daki mektuplara göre ve bu ilk erimiş 1715 yılında bakır bir masa yapıldı. "

Bir kişi bakır almayı ve işlemeyi öğrendikten sonra, birkaç bin yıldır, taşla birlikte, antik çağın ana katı malzemesiydi (Şekil 12). Zaten ilkel metalürjistler bunun sertliğini yumuşak metal yerine saf formunda artırmaya çalıştılar. Başlangıçta, görünüşe göre, kalay ve bakır içeren bazı cevherlerin birlikte işlenmesi sırasında meydana gelebilecek kalaylı bir bakır alaşımının kazara oluşumu, bakırın mekanik özelliklerini geliştirmek için arama yönünü belirledi. Bakırın kalayla başarılı kombinasyonu zaten insan tarafından bilinçli olarak çoğaltılmıştır.

Doğal olarak, diğer metallerle (çinko, arsenik, nikel vb.) Bakır bileşimleri de test edilmiştir. Örneğin eski İran'da çinko içeren bir bakır alaşımı elde edildi. Azerbaycan'da bulunan bakır-arsenik-nikel tetrahedral şaka 5 bin yıldan daha eski. Bakır-nikel alaşımlarından yapılan ürünler Almanya, İspanya, Portekiz'de bulunur ve yaklaşık aynı döneme aittir.

İnsanın pratik faaliyetlerinde özel bir yer bronzdur - kalaylı bir bakır alaşımı. Bronz sertlikte bakırdan daha üstündür, işlemeye kendini verir ve oksidasyona karşı çok dirençlidir. M.Ö. III binyılın başlangıcından itibaren tarih dönemi. e. MÖ 1. binyıl başlamadan önce e. Bronz Çağı denir. Şu anda, bronzdan yapılmış yeni, daha çeşitli aletler ve silahlar ortaya çıktı (baltalar, bıçaklar, oraklar), bronz mutfak eşyaları ortaya çıktı - bardaklar, kaseler, kazanlar, vb. Bronzdan yapılmış eşyalar Mısırlılar, Hintliler, Süryaniler tarafından atıldı. Takı, heykel ve sanatsal yaratıcılığın diğer nesnelerinin üretimi için yaygın olarak kullanılan bronz.

Heykel 32 metre yükseklikte, MÖ 290'da yaratıldı. e. Güneş tanrısı Helios - Rodos Colossus onuruna bronz olarak atılmış ve liman girişinde Ege Denizi'nin en doğu adası olan Rodos'a yerleştirilmiştir. Japonya'da 749'da dört yüz tonluk Buda heykeli atıldı ve Todaiji Tapınağı'na yerleştirildi. Antik dünyanın sanatında bronzun büyük dağılımı, bize ulaşan heykellerle (Diskobol, Sleeping Satyr, Marcus Aurelius, vb.) Yargılanabilir. "Bronz" kelimesinin kendisi nispeten geç bir kökene sahiptir ve çeşitli bronz ürünlerin satıldığı Adriyatik Bridzini Denizi'ndeki İtalyan ticaret kasabasının adı ile ilişkilidir.

İnsanlık teknik ve teknolojik deneyim kazandıkça, çeşitli değerli özelliklere sahip diğer bakır alaşımları bronz ile birlikte ortaya çıktı. Şu anda, bakırın diğer elementlerle oluşturduğu çok sayıda alaşım vardır: Zn, Sn, Al, Ni, Pb, Mn, Be, Fe, Mg, Hg, Ag, Au, Si. Bakır alaşımlarının geniş dağılımı, farklı gruplarının farklı avantajlara sahip olmasıyla açıklanmaktadır. Bu avantajlar arasında antifriksiyon, korozyon direnci, süneklik, iyi döküm özellikleri, güzel görünüm, vb. Bulunur. Bakır ve çinko alaşımları pirinç olarak adlandırılır ve iyi akışkanlığa sahip kırmızı pirinç (% 20 Zn'den az) olarak ayrılır; sarı pirinç (% 20-50 Zn); kırılgan beyaz pirinç (% 50-80 Zn) ve bakır ve çinko ile birlikte Ni, Mn, Fe, Sn ve Al içeren özel pirinç.

Önceden, sadece kalaylı bir bakır alaşımı bronz olarak adlandırılıyordu. Kalay kıtlığı nedeniyle, benzer özelliklere sahip alaşımlar bakıra diğer metaller eklenerek elde edilmeye başlandı. Şimdi, kalay, alüminyum, kurşun, silikon, kadmiyum ve diğer bronzlara ek olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Tüm bu alaşımlar, kalitelerini arttıran az miktarda alaşım bileşenleri içerir. Çok çeşitli özellikler nedeniyle, bakır alaşımlarının kullanımı çok geniş olmuştur. Topçu parçaları% 90'lık bakır ve% 10'luk kalaydan dökülmüştür. Çanları dökmek için% 76-82 bakır,% 16-22 kalay ve% 4'e kadar kurşun içeren bir alaşım kullanılmıştır. Böyle bir çan metali, Moskova Kremlin'in Spasskaya kulesinin bir "saat" ve 10 "çeyrek" çanını yaptı. Bu çanlar XVII-XVIII yüzyıllarda kullanılmıştır. ve tartın: "saat" - 2160 kg, "çeyrek" - 300 ila 350 kg.

Sanat ürünlerinin üretimi için,% 70-80 bakır,% 10'a kadar çinko,% 5-8 kalay ve% 3 kurşun içeren bir alaşım kullanılır. Bu sanatsal bronz olarak adlandırılır. 1863'te, Şili sahillerinden 600 km uzaklıkta bulunan adalardan birinde (Mas-a-Tierre), ünlü Robinson Crusoe'nun prototipi olan bir İskoç denizci Alexander Selkirk üzerine sanatsal bronzdan bir plaka yerleştirildi. Varsayım Katedrali'ndeki Moskova Kremlin'de, 1625'te sanatsal bronzdan yapılmış bir açık çadır var - Rus zanaatkârların en yüksek yeteneğine bir örnek. Rusya'da bronz heykel döküm tarihi, I. Peter dönemi ile başlar. 1714'te, ilk Samson heykeli Peterhof'taki çeşme için kullanıldı. Ünlü "Bronz Süvari" nin bir adımındaki en zor döküm - Peter I anıtı, heykeltıraş E. Falconet'in projesine göre 1775 yılında gerçekleştirildi. Dökümhane, 1764 yılında St.Petersburg Sanat Akademisi'nde kuruldu. saray süslemeleri ve heykel eserleri.

Bakır üretimi. Endüstriyel formda saf bakır içeren mineraller ticari ölçekte bulunmaz. Cevher parçalarında farklı elementler içeren mineraller birbiriyle yakından ilişkilidir. Birlikte büyürler, küçük kapanımlar oluştururlar. Tipik olarak, bakır cevherleri% 0.5 ila% 2 bakır içerir. Sadece Kongo'da bakır içeriği% 20'ye kadar olan tortular vardır. Cevherlerdeki düşük bakır konsantrasyonu madenciliği zorlaştırır ve bakır üretimi karmaşık çok aşamalı bir süreç haline gelir.

Sülfit cevherlerinden bakır esas olarak pirometalurjik yöntemle ve oksitlenmiş cevherlerden hidrometalurjik yöntemle çıkarılır. Pirometalurjik yöntem şu anda tüm çıkarılan bakırın% 75'ini üretmektedir. Bu yöntem, sülfür cevherlerinin bakır oksitlere kısmi oksidasyonuna dayanır, bu da sülfürün fazlalığıyla metalik bakıra indirgenir:

2Cu 2 O + Cu 2 S \u003d 6Cu + SO 2

Cevherlerdeki düşük bakır konsantrasyonu doğal olarak iyileşmeyi zorlaştırır. Bu nedenle, çıkarılan cevherin yeniden eritilmesine izin verilmeden önce zenginleştirilir - bakır yüzdesi yapay olarak artar. Zenginleştirme yapmak için, cevher, orijinal cevherden daha fazla bakır yüzdesi olan tahılları seçmenize izin veren bir boyuta ezilir. Daha sonra, bu tür “zengin” taneler, farklı bileşimin tanelerinin farklı özelliklere sahip olması gerçeği kullanılarak diğerlerinden ayrılır. Bu özellikler şunları içerir: renk, parlaklık, kütle, elektriksel ve manyetik duyarlılık, ıslanabilirlik.

Şimdi en yaygın zenginleştirme yöntemi yüzdürmedir (Şekil 13). Metalurjide, yüzdürme esas olarak sülfür minerallerini atık kayadan ayırmak ve çeşitli metallerin cevher parçacıklarını ayırmak için kullanılır. Yöntem adsorpsiyondaki farka dayanır

kükürtlü metaller ve gang silikat parçacıklarının yüzey özellikleri. Bakır cevherlerinin yüzdürülmesi aşağıdaki gibidir. Su içinde ince öğütülmüş cevher (0.05-0.5 mm), pulpa denilen bir süspansiyona, uzun bir hidrokarbon zincirine sahip bir tür polar organik madde eklenir - bir toplayıcı. Toplayıcı, kutup uçlarının bakır cevheri parçacıklarının yüzeyinde seçici bir şekilde adsorbe etme yeteneğine sahiptir. Aynı zamanda, hidrokarbon ucu sulu fazda kalır. Böylece, sorpsiyon sonucu, parçacığın yüzeyi bir hidrokarbon "fırça" ile kaplanır ve ıslatılabilirliğini azaltır. Polar bir yüzeye sahip gang parçacıkları iyice ıslatılır.

Daha sonra, kuvvetli karıştırma ile hamur hava ile üflenir, bu da kabarcıklar oluşturur. Suya yerleştirilen polar olmayan moleküllerin öncelikle su-hava arayüzüne yerleşmeye çalıştıkları bilinmektedir. Cevher parçacığını kaplayan toplayıcının polar olmayan uçları aynı şekilde davranır. Onlar için en erişilebilir su-hava arayüzü kabarcıkların yüzeyidir. Sonuç olarak, cevher parçacıkları kabarcıklara yapışır ve onlarla birlikte köpük şeklinde yüzer. Atık kaya - “kuyruk” - kağıt hamurunda kalır. Köpük çıkarılır, susuzlaştırılır ve konsantre elde edilir ve atıklar döküntüye boşaltılır. Elde edilen konsantre zaten% 55'e kadar bakır içeriyor. Bu üst sınırdır. Çoğu durumda, flotasyondan sonra, konsantredeki bakır içeriği% 11-35 aralığındadır. Bakır ile birlikte kükürt, demir, çinko, silikon, alüminyum, kalsiyum oksitleri ve ayrıca küçük miktarlarda asil metaller - altın, gümüş, platin vardır. Sülfit cevherleri genellikle çok miktarda pirit içerir, bu nedenle konsantredeki demir ve kükürtün önemli bir kısmı bunun tarafından açıklanır.

Saf bakır elde etmek için, safsızlıklar atılmalıdır. Bu hemen değil, birkaç aşamada yapılabilir. Bunlardan ilki konsantre kavurmadır. Konsantre sülfür içeriğini azaltmak için ateşlenir. Ek olarak, ateşleme sonucunda sülfür (IV) oksit, sülfürik asit üretimi için daha da kullanılabilecek konsantrasyonlarda elde edilir. Entegre hammadde kullanımı, endüstriyel atıklardan kaynaklanan hava kirliliğinin azalmasına yol açar.

Ateşleme, çok ocaklı fırınlarda 600-700 ° C'lik bir sıcaklıkta gerçekleştirilir. Fırın, bir sonraki aşama - eritme matı için gerekli olan akı (kuvars, kireçtaşı) içeren bir karışımda konsantre edilir. Ateşleme sırasında, sülfürün oksidasyonu ile birlikte, bir dizi işlem gerçekleşir: karmaşık sülfürlerin ayrışması, mineralin doğrudan oksidasyonu, safsız metallerin ferritlerinin oluşumu, vb. Daha önce belirtildiği gibi, ateşlemeye maruz kalan konsantre önemli miktarda pirit içerir (% 40-50). Ateşleme sırasında yanması, havanın erişimine bağlı olarak, denklemlerle tanımlanır:

3FeS 2 + 8О 2 \u003d Fe 3 О 4 + 6SО 2 + 2349 kJ

4FeS 2 + 11О 2 \u003d 2Fe 2 О 3 + 8SO 2 + 3282 kJ

Bu reaksiyonlara önemli miktarda ısı salınımı eşlik eder. Sonuç olarak, ateşleme yakıt tüketimi olmadan kendiliğinden gerçekleşir. İşlemin başlangıcında, karışımı geçici fırınlarla sülfürlerin tutuşma sıcaklığına kadar ısıtmak yeterlidir. Ateşleme sırasında cevherden tüm kükürt alınmaz. Pişirmeden sonra, karışımda bakır ve demir sülfürleri kalır, kararlı oksitler - Cu20, Fe203, Fe3O4, ZnO, PbO ve akı.

Bakır üretimindeki bir sonraki aşama, pişmiş mat konsantresinden eritme ve cüruftan ayrılmasıdır.

Mat, belirli sülfürlerin (Zn, Pb, Ni) ve oksitlerin (Fe, Si, Al, Ca) safsızlıkları olan FeS ile Cu2S alaşımıdır

Mattaki bakır içeriği% 10 ila 79.9 arasındadır (saf Cu2S). Cüruflar, çeşitli metallerin silikat alaşımlarıdır. Bakır metalurjisinde bunlar çoğunlukla demir silikatlardır. Mat, kalsine edilmiş yükün yerleştirildiği yansıtıcı fırınlarda (Şekil 14) eritilir. Kömür tozu, akaryakıt veya doğal gaz yakıt olarak kullanılır. Sıcaklık, yakıt enjeksiyon yerinden uzaklığa bağlıdır ve 1200-1600 ° C aralığındadır.

Bu aşamada meydana gelen ana kimyasal süreç, demirin cürufa geçişidir:

FeS + 3F 3 O 4 + 5SiO 2 \u003d 5Fe 2 SiO 4 + SO 2

Demir sülfürün bir kısmı bakır oksit ile değişim reaksiyonuna harcanır:

Cu20 + FeS \u003d Cu2S + FeO

Kuvars varlığında FeO ayrıca silikata da bağlanır. Sülfit ve silikatların sıvı alaşımları karşılıklı olarak çözünmez ve yoğunlukları değişir. Bu durum onları ayırmak için kullanılır. Cüruf üst tabakada bulunur, alt Cu 2 S · FeS - mat sülfürlerin bir alaşımdır. Farklı seviyelerde bulunan özel çıkış açıklıkları yoluyla biriktikçe ayrılırlar.

Mat kelimesinin kendisi Almanca - taş kelimesinden gelir. Bunun nedeni, bakır ve demir sülfürlerin sertleştirilmiş alaşımının taşa çok benzemesidir. Matın daha fazla işlenmesi, hava üflemeli bir dönüştürücüde gerçekleştirilir ve amaç, blister bakır elde etmektir. Sıvı mat (sıcaklık 1200 ° C) konvertöre dökülür ve orada ezilmiş (6-20 mm) kuvars yüklenir. Mattan hava temizlemede, içinde meydana gelen süreçlerin kimyasında farklı olan iki aşama ayırt edilebilir. İlk başta demir sülfür oksitlenir ve cüruf oluşur:

2FeS + 3О 2 + SiО 2 \u003d Fe 2 SiО 4 + 2SО 2 + 966кJ

Bu reaksiyon, dönüştürücü işlemleri için ana ısı kaynağıdır.

Bu aşamada da elde edilen bakır oksit (I):

Cu 2 S + O 2 \u003d Cu 2 O + SO 2

hemen reaksiyonla sülfite dönüşür:

Cu20 + FeS \u003d Cu2S + FeO

Daha sonra kuvarsa bağlanan FeO cürufa geçer. Birikmiş cüruf, konvertörü eğerek boyundan dökülür. Cürufun boşaltılmasından sonra, matın yeni bir kısmı dönüştürücüye yüklenir ve temizleme prosedürü, dönüştürücüde yeterli miktarda bakırca zengin eriyik birikinceye kadar tekrarlanır. Böylece, temizlemenin bu aşamasında demir bakırdan ayrılır: demir cürufla çıkarılır, bakır eriyik olarak dönüştürücüde kalır.

İkinci bir aşamada, bir bakır sülfür eriyiğinden metalik bakır elde edilir. Demirin oksidasyonundan ve cürufun boşaltılmasından sonra, Cu2S dönüştürücüde oksidasyona tabi tutulur:

2Cu 2 S + 3О 2 \u003d 2Cu 2 О + 2SО 2

İlk aşamadan farklı olarak, reaksiyon ortamında demir sülfür olmadığından, bakır oksit zaten fazla bakır sülfür ile reaksiyona girer. Sonuç blister bakırdır:

Cu 2 S + 2Cu 2 O \u003d 6Cu + SO 2

Toplamda, temizlemenin ikinci aşamasında dönüştürücüde meydana gelen işlem, aşağıdaki reaksiyonla tarif edilebilir:

Cu 2 S + О 2 \u003d 2 Cu + SO 2 + 215 kJ

Külçeleri süngü denilen blister bakır (Alman Stück parçasından),% 1 safsızlık (Fe, S, O 2, As, Ni, Zn, vb.) İçerir ve buna ek olarak, içerdiği değerli metallerin tüm safsızlıklarını içerir. kaynak cevheri ve eritkenler. Birçok kirlilik, metalin mekanik özelliklerini kötüleştirir, elektrik iletkenliğini azaltır ve daha az sünek yapar. Safsızlıklardan kurtulmak ve değerli değerli metalleri çıkarmak için, blister bakır saflaştırma - rafine işlemine tabi tutulur.

Arıtma iki şekilde yapılır: yangın (1150 ° C sıcaklıkta hava üfleme) ve elektrolitik. İlk yöntem, safsızlıklardan bakırda çözünmeyen oksitlere dönüştürerek kurtulmayı başarır:

4Cu + O 2 \u003d 2Cu 2 O

Me + Cu20 \u003d MeO + 2Cu

Safsızlık oksitleri yüzeye çıkar ve kuvars akışıyla cüruflanır. Elde edilen bakır (I) oksit, kuru odun damıtma ürünleri ile indirgenir. Bunun için, cüruf çıkarıldıktan sonra rafinerinin yapıldığı fırına ham bir ağaç (direkler, kütükler) sokulur. Suyun ve hidrokarbonların serbest bırakılması, bakırın karıştırılması, gazların ondan çıkarılmasına katkıda bulunur ve metalik bakıra dönüştürülür:

4Сu 2 О + СН 4 \u003d \u200b\u200bСО 2 + 2Н 2 О + 8Сu

Bununla birlikte, yangın yöntemi, asil metallerin bakırdan çıkarılmasına izin vermez. Bu, bakırın elektrolitik rafine edilmesine tabi tutularak yapılabilir. Anlamı, saflaştırılmış bakırın anodik çözünmesinde ve saf bakırın katotta çökelmesinde yatmaktadır. Bu amaçla, anotlar ateşle ön temizlik yapılmış bakırdan dökülür. Asmak için uygun özel bir şekle sahiptirler (Şekil 15). Kütleleri 250-320 kg'dır. Saf bakır levhalar katot olarak kullanılır. Elektrotlar, uygun bir çözelti ve sülfürik asit ile doldurulmuş, kurşun plakalarla kaplı beton bir tank olan bir elektrolitik banyoya yerleştirilir. Küvetler birkaç metre uzunluğundadır (3 ila 6 m) ve yüzlerce elektrot içerir. Ekonomi nedeniyle, küvetler bloklar halinde birbirine bağlanır (Şekil 16). Katotlarda böyle bir sistemden akım geçirirken, saf bakır serbest bırakılır:

ve anotlar çözülür:

Bu durumda, bakır anotta bulunan safsızlıklar, özelliklerine bağlı olarak, ya elektrolite (Zn, Fe, Sn, Ni) geçer ya da çökeltilir (Ag, Au, Pt), daha sonra buradan çıkarılırlar. Anotların çözünme süreci yaklaşık 20 gün sürer. Katotlar 6-8 gün sonra değiştirilir. Özütlenir, kurutulur, eritilir ve bakır çubuklara dökülür. Elektrolitik yöntemle elde edilen bakırın saflığı% 99.95-99.96'ya ulaşır.

Gördüğümüz gibi, cevherlerden bakır çıkarma işlemi birkaç aşamadan oluşur. Her birinin amacı, bakırın ilgili yabancı maddelerden ayrılmasıdır. Cevherin kalitesine bağlı olarak, teknik yetenekler, ekonomik hususlar, bazen konsantre yüzdürme veya ateşleme üretimden çıkarılır. Farklı bitkilerde üretim koşulları biraz farklıdır. En genel biçimde, pirometalurjik yöntemle bakır eritme şeması Şek. 17. Bu yöntemin kimyasal prosesleri, toplam reaksiyon ile tarif edilebilir:

2CuFeS 2 + 5О 2 + SiО 2 \u003d 2Cu + Fe 2 SiО 4 + 4SО 2

Pirometalurjinin karakteristik bir özelliği yüksek sıcaklıkların kullanılmasıdır.

Halen tüm bakırın yaklaşık% 25'ini üreten hidrometalurjik yöntem, yüksek sıcaklıkların kullanımı ile ilişkili değildir. Bu yöntem esas olarak zayıf oksitlenmiş cevherlerden bakır çıkarmak için kullanılır, ancak sülfür ve karışık cevherlerin işlenmesi için de kullanılabilir. Bakırın hidrometalurjik işlenmesi sırasında, az çözünür bileşikleri, çeşitli reaktiflerin etkisiyle çözünür bileşiklere dönüştürülür. Bu gibi reaktifler şunlar olabilir: H2S04, NH40H, NaCN, Fe2 (S04) 3. Daha sonra bakır, çözeltiden bir şekilde çıkarılır. Örneğin, sülfürik asit ile seyreltilmiş, CuO oksit formunda bakır içeren cevherlerin işlenmesi, bakırı sülfat formunda çözeltiye dönüştürür:

CuO + H2S04 \u003d CuS04 + H20

Elde edilen çözeltiden bakır elektroliz veya demir yer değiştirmesi ile ekstrakte edilebilir:

CuSO 4 + Fe \u003d Cu + FeSO 4

Hidrometalurjik yöntemin avantajı, metallerin yüzeye cevher çıkartılmadan elde edilebilmeleridir. Şu anda, bu yöntem çok umut vericidir.

Doğal olarak, bakır ve bakır alaşımlarının metalurjisinin içerdiği birçok binyıl boyunca, metalüristlerin karşılaştığı görevler değişti, çalışma koşulları değişti, teknoloji gelişti, üretim ürünlerinin kapsamı değişti.