Γνώσεις βιομηχανίας χαλκού: ο ρόλος του χαλκού
Ο χαλκός είναι ένα χημικό στοιχείο. Το χημικό του σύμβολο είναι Cu (Λατινικό Cuprum). Ο ατομικός του αριθμός είναι 29. Είναι μέταλλο μετάπτωσης. Ο χαλκός είναι ένα μωβ-κόκκινο μέταλλο με πυκνότητα 8,92 g/cm3. Το σημείο τήξεώς του είναι 1083,4±0,2 βαθμοί και το σημείο βρασμού του είναι 2567 βαθμοί. Τα κοινά σθένη είναι +1 και +2. Η ενέργεια ιονισμού του είναι 7.726 ηλεκτρον βολτ.
Βασική Εισαγωγή στον Χαλκό
Ο χαλκός είναι το αρχαιότερο μέταλλο που χρησιμοποιήθηκε από τον άνθρωπο. Ήδη από τους προϊστορικούς χρόνους, οι άνθρωποι άρχισαν να εξορύσσουν υπαίθρια ορυχεία χαλκού και να χρησιμοποιούν τον χαλκό που αποκτούσαν για την κατασκευή όπλων, εργαλείων και άλλων σκευών. Η χρήση του χαλκού είχε βαθιά επίδραση στην πρόοδο του πρώιμου ανθρώπινου πολιτισμού. Ο χαλκός είναι ένα μέταλλο που υπάρχει στον φλοιό της γης και στον ωκεανό. Η περιεκτικότητα σε χαλκό στον φλοιό της γης είναι περίπου 0,01%. Σε ορισμένα κοιτάσματα χαλκού, η περιεκτικότητα σε χαλκό μπορεί να φτάσει το 3% έως 5%. Το μεγαλύτερο μέρος του χαλκού στη φύση υπάρχει ως ενώσεις, δηλαδή ορυκτά χαλκού. Τα ορυκτά χαλκού συσσωματώνονται με άλλα ορυκτά για να σχηματίσουν μεταλλεύματα χαλκού. Το εξορυσσόμενο μετάλλευμα χαλκού μετατρέπεται σε συμπύκνωμα χαλκού με υψηλότερη ποιότητα χαλκού μετά τον εμπλουτισμό.
1
Κύριες χημικές ιδιότητες του χαλκού
Ο χαλκός δεν οξειδώνεται στον ξηρό αέρα, αλλά σχηματίζει ένα στρώμα βερνίκι στην επιφάνεια σε υγρό αέρα που περιέχει διοξείδιο του άνθρακα. αντιδρά πολύ αργά με αλκαλικό διάλυμα, αλλά εύκολα σχηματίζει σύμπλοκο με την αμμωνία. Ο χαλκός δεν μπορεί να αντικαταστήσει το υδρογόνο σε όξινο διάλυμα, αλλά διαλύεται σε οξειδωτικό οξύ. Το τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου του χαλκού είναι +0,337 βολτ και το ηλεκτροχημικό ισοδύναμο του δισθενούς χαλκού είναι 1,186 g/(αμπέρ/ώρα).
Χρήσεις χαλκού
Σε όλη την ιστορία, ο χαλκός ήταν ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο μη σιδηρούχο μέταλλο. Το 1998, η παγκόσμια παραγωγή χαλκού ήταν 14 εκατομμύρια τόνοι, καταλαμβάνοντας τη δεύτερη θέση μεταξύ των μη σιδηρούχων μετάλλων. Προβλέπεται ότι η κατανάλωση χαλκού στις ΗΠΑ το 2000 θα είναι 3,505 έως 5 εκατομμύρια τόνοι, εκ των οποίων η ηλεκτρική βιομηχανία αντιπροσωπεύει το 71,4%, ο κατασκευαστικός εξοπλισμός το 10,3%, ο μηχανολογικός εξοπλισμός το 9,1%, οι μεταφορές Ο εξοπλισμός αντιπροσωπεύει το 4,1%, οι στρατιωτικές προμήθειες το 1,1% και η διακόσμηση, οι χρωστικές ουσίες, το νόμισμα κ.λπ. αντιπροσωπεύουν το 4,0%.
Τα καλώδια από την καλή αγωγιμότητα του χαλκού χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία ενέργειας και ηλεκτρονικών ειδών ως καλώδια εισόδου. Χαλκός υψηλής καθαρότητας που περιέχει περισσότερο από 99,99% χαλκό χρησιμοποιείται για την κατασκευή συρμάτων χαλκού υψηλής αγωγιμότητας και εξαρτημάτων που πρέπει να είναι αγώγιμα. Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα ηλεκτρονικών υπολογιστών και οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων μεγάλης κλίμακας είναι κατασκευασμένα από σύνθετες σανίδες χαλκού επικαλυμμένες σε πολυμερή υλικά. Ο χαλκός μπορεί επίσης να κατασκευαστεί σε αεροδιαστημικά σύρματα ανθεκτικά στις υψηλές θερμοκρασίες.
Ο χαλκός μπορεί επίσης να κατασκευαστεί σε διάφορα κράματα χαλκού. Σύμφωνα με την παραδοσιακή μέθοδο ταξινόμησης, μπορεί να χωριστεί σε τέσσερις κατηγορίες: κόκκινος χαλκός, ορείχαλκος (κράμα χαλκού-ψευδαργύρου), λευκός χαλκός (κράμα χαλκού-νικελίου) και μπρούτζος (κράμα χαλκού-κασσιτέρου). Χρησιμοποιείται κυρίως για ηλεκτρική αγωγιμότητα, θερμική αγωγιμότητα, ελαστικότητα, αντοχή στη διάβρωση, διακοσμητικά νομίσματα κ.λπ.
Ο χαλκός έχει πολλές ενώσεις, αλλά η χρήση του είναι πολύ μικρή, αντιπροσωπεύοντας μόνο περίπου το 1% της κατανάλωσης χαλκού. Χρησιμοποιείται κυρίως στη χημική βιομηχανία, την ιατρική, τα φυτοφάρμακα, τη μεταλλουργία κ.λπ. Για παράδειγμα, ο θειικός χαλκός (CuSO4·5H2O) χρησιμοποιείται κυρίως ως πρώτη ύλη για την ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση χαλκού και την παραγωγή διαφόρων αλάτων χαλκού, χημικό καταλύτη, ενεργοποιητή για επίπλευση ορυκτών, απολύμανση φαρμάκων και φυτοφαρμάκων, εντομοκτόνων και πρόσθετων ζωοτροφών.
