Vase ulatused. Vase kasutamise tunnused erinevates tööstus- ja ehitusvaldkondades

Kõige tavalisem vasemaak meie planeedil on borniit. Kuid peale selle kaevandatakse vaske ka teistest maakidest, mida käsitleme selle artikli raames.

1

Selle maagi all mõeldakse mineraalide kogumeid, milles vaske on sellistes kogustes, mida peetakse sobivaks selle tööstuslikuks töötlemiseks. Maardla arengu mõistlikkuse üldtunnustatud näitajaks peetakse olukorda, kui selles on vase akumulatsioone vähemalt 0,5–1%.

Samal ajal leidub umbes 90% selle metalli varudest maa peal maakides, mis sisaldavad mitte ainult vaske, vaid ka muid metalle (näiteks niklit).

Suuremahuline vase kaevandamine Venemaal toimub Ida-Siberis, Uuralites ja Koola poolsaarel. Selle metalli suurimad maardlad on Tšiilis (ekspertide sõnul umbes 190 miljonit tonni). Muude selliste maakide väljatöötamisega seotud riikide hulka kuuluvad USA, Sambia, Kasahstan, Poola, Kanada, Zaire, Armeenia, Kongo, Peruu, Usbekistan. Kokku on planeedi vasevarud uuritud maardlates ligikaudu 680 miljonit tonni.

Kõik vasemaardlad jagunevad tavaliselt kuueks geneetiliseks rühmaks ja üheksaks tööstusgeoloogiliseks tüübiks:

• kihiline rühm (vaskkivid ja liivakivid);
• püriit (native vask, veeni ja vaskpüriidi tüüp);
• hüdrotermilised (porfüür-vasemaagid);
• magmaatiline (vask-nikli maak);
• skarn;
• karbonaat (raud-vask ja karbonatiidi tüüpi).

Meie riigis kaevandatakse põhiliselt vaskkivi ja liivakivi vaskpüriidist, vaskniklist ja vase-porfüürimaagist.

2

Looduses leidub vaske oma loomulikul kujul harva. Enamasti "peidab" see erinevatesse ühenditesse. Kõige kuulsamad neist on järgmised:

3

Muud vase mineraalid on palju vähem levinud, sealhulgas järgmised:

4

Seda metalli, mille omadused (näiteks kõrged) põhjustasid selle laialdase nõudluse, saadakse meie kirjeldatud mineraalidest ja maakidest kolmel viisil - hüdrometallurgiliselt, pürometallurgiliselt ja elektrolüüsil. Levinuim on püometallurgiline tehnoloogia, mille lähteainena kasutatakse mineraalset kalkopüriiti. Üldskeem Pürometallurgiline protsess hõlmab mitmeid operatsioone. Esimene neist on vasemaagi rikastamine oksüdatiivse röstimise või flotatsiooni teel.

Flotatsioonimeetod põhineb erinev indikaator märjaks saanud kiud ja vaske sisaldavad osakesed. Tänu sellele kleepuvad mõned mineraalsed elemendid (valikuliselt) õhumullidele ja transporditakse nende abil pinnale. Selline lihtne tehnoloogia võimaldab saada pulbrilist kontsentraati, milles vasesisaldus varieerub 10-35 protsenti.

Oksüdatiivset röstimist (ärge ajage segamini) kasutatakse sagedamini siis, kui algtooraine sisaldab väävlit. suured hulgad. Sel juhul kuumutatakse maak temperatuurini 700–800 kraadi, mis viib sulfiidide oksüdeerumiseni ja väävlisisalduse vähenemiseni 2 korda. Pärast seda sulatatakse matt (raud- ja vasksulfiididega sulam, mis saadakse kaja- või šahtahjudes) temperatuuril 1450 kraadi.

Vaskmatt, mis saadakse pärast kõiki neid toiminguid, puhutakse konverterites horisontaalne disain ilma täiendava kütusevarustuseta ( keemilised reaktsioonid tagavad protsessiks vajaliku soojuse) külgpuhastusega raua ja sulfiidide oksüdeerimiseks. Saadud väävel muudetakse SO2-ks ja oksiidid räbuks.

Selle tulemusena tuleb konverterist välja nn must vask, milles metallisisaldus on ligikaudu 91%. Seejärel puhastatakse see tulega rafineerimisega (ebavajalike lisandite eemaldamine) ja hapendatud vitriooli (vask) lahusega. Sellist puhastamist nimetatakse elektrolüütiliseks, mille järel vasesisaldus jõuab 99,9% -ni.

Vase tootmise hüdrometallurgilise meetodiga saadakse see metalli leostumisel väävelhappega (väga nõrk lahus) ning saadud lahusest vase ja teiste väärismetallide eraldamisega. Seda tehnikat soovitatakse kasutada madala kvaliteediga maakidega töötamiseks.

Vask on värviliste metallide rühma kuuluv metall, kuna sellel on ere punakasroosa värvus, erineva töötlemisastmega võib sellel olla pruun, roheline, kuldne toon. Sellel metallil on kõrged elektrolüütilised omadused, soojusjuhtivus, tugevus ja elastsus. Vaske on lihtne töödelda, see on osa paljudest sulamitest, suurendades seeläbi selle keemilist ja füüsikalised omadused. Kõige kuulsamad sulamid on pronks - vase põhiosale lisatakse 7 - 10% tina, vase-nikli sulam - konstandid (kogumassis kuni 40% niklit) ja manganiin (sulamis sisaldub nikkel ja mangaan) . Suure hulga olemasolu eristavad omadused ja metalli kättesaadavus määravad lai rakendus vask erinevates tööstusharudes, põllumajandus, ehitus, meditsiin.

Kuidas kasutatakse vaske tööstuses

Vaske sulatatakse tööstuses

Tootmises erinevaid tooteid Kasutan vaske puhtal kujul ja sulamitena erinevate metallidega. Puhtal kujul kasutatakse metalli võrgukaablite ja toitejuhtmete valmistamiseks. Vase iseloomustab selle võime juhtida elektrit kiiresti ja ilma kadudeta. Selle näitaja järgi on see hõbeda järel teisel kohal, kuid kuna see kuulub Väärismetallid ja on kõrge hinnaga, siis eelistatakse elektrijuhtmetes vaske. Kaablite südamiku tootmiseks - vasest südamik, ainult puhas metall, mis tahes lisandite olemasolu vähendab oluliselt juhtivust. Puhta vase saamiseks töödeldakse selle toorikuid elektrorafineerimisega. See on metalli sukeldamine vasksulfaadi lahusega täidetud vanni ja sinna sukeldatakse elektriga ühendatud elektrood. Metalliioonid liiguvad elektroodile ning lisandite osakesed kogunevad anoodi lähedusse, nii et neid saab eemaldada ning tulemuseks on 99,999% puhta vasesisaldusega materjal.

Vase-nikli sulameid iseloomustab kõrge elektritakistus ja neid kasutatakse instrumentide valmistamisel. Need sulamid on korrosioonikindlad, ei vaju isegi sisse merevesi. Sulam, milles 40% tsinki nimetatakse messingiks, on suurenenud tugevus ja selle madal hind toob kaasa laialdase kasutamise:

• masinaehituses;
• majapidamistarvete tootmisel;
• keemiatööstuses.

Valmistatud messingist:

• torud;
• radiaatorid;
• varrukad;
• autotarvikud ja palju muud.

Terase kroomimiseks kasutatakse vaskplaati. Tihti kaetakse terastooted dekoratiivsel eesmärgil kroomi või nikliga, kuid see kate on lühiajaline ja võib töö käigus maha kukkuda, selle vältimiseks kantakse terase ja kroomikihi vahele vaskkate, mis tagab parema nakkuvuse.

Vase kasutamist tööstuses võib jälgida ka jootmisel, see hõlbustab oluliselt seda protsessi ning detail on homogeenne ja vastupidav. See metall on üsna plastiline, seda saab kasutada veetorude valmistamiseks. erinev konfiguratsioon, Venemaal ei ole selliste torude kasutamine laialt levinud, kuid Euroopas võib selliseid tooteid leida üsna sageli.

Vasest tooted igapäevaelus

Seda metalli ei kasutata mitte ainult tööstuskaupade tootmiseks, vasktooteid võib leida ka igapäevaelus:

Kõiki neid esemeid võib leida peaaegu igas kodus.

Põllumajanduses mängivad olulist rolli mulla väetised, mis sisaldavad sinine vitriool- see stimuleerib aktiivne kasv erinevad kultuurid, kaitseb neid kahjurite eest, puid, põõsaid, seemneid töödeldakse vitriooli lahusega.

Vasest valmistatud sisustusesemed

Majade ehitamisel kasutatakse vaskplekki katusetööd. On teada, et see metall on vastupidav erinevatele atmosfäärinähtustele; kaitsekiht- paatina, millel on rohekas toon. Paatina hoiab ära metalli korrosiooni ja sellise kattega katus võib kaua töötada.

vaskmündid

Vase ulatusse võib omistada ka galvaniseerimise, seda tuntakse alates 1873. aastast. Galvaneerimine on eriline liik kunst, mis põhineb metalli elektrolüütilisel sadestusel soolade vesilahuses. See meetod on kunstist ammu kaugemale jõudnud ja seda kasutatakse kosmosetööstuses, lennunduses ja masinaehituses. Selle olemus seisneb selles, et loodud tootemudel, näiteks kipsist või plastiliinist, on metalliseeritud, peale mudeli eemaldamist jääb alles vaid metallvorm. Metalliseerimisprotsess toimub õhukese metallikihi paigaldamisel paigutusele, sagedamini kasutatakse grafiiti, toorik asetatakse lahusesse, mis sisaldab vasesooli. Paigutus mängib katoodi rolli ja tõmbab ligi metalliosakesi, mis hiljem moodustavad valmistoote kuju.

Vase kasutamine meditsiinis

Traditsiooniline meditsiin peab vaske väga oluline element inimelu. Organismis sisaldub seda ainet 2 * 10–4% kogumassist. Iga päev tarbib inimene koos toiduga kuni 60 mg vaske, millest imendub ligikaudu 2 mg, mis on terve organismi jaoks vajalik norm. Vasel on oluline roll hemoglobiini biosünteesis, suhkru, kolesterooli ja kusihappe taseme hoidmisel. Vask on vajalik südame-veresoonkonna süsteemi, aju ja seedetrakti normaalseks toimimiseks. Selle puuduse korral areneb see:

• kasutatakse ägeda alatoitluse raviks ravimid mis sisaldab seda mikroelementi;
• teraapias - metallist aplikatsioonide või käevõrude kasutamine.

Suurim kogus mikroelemente leidub sellistes toiduainetes nagu:

• šampinjonid;
• kartul;
• Tursamaks;
• täistera;
• austrid ja seepia.

Samal ajal põhjustab vase liig kehas, kui selle kogus ületab 250 mg, mürgistuse ja maksa häireid, Wilsoni tõve arengut, aneemiat.

Video: kuidas valmistatakse vaskkaabel

Mineraal looduslike elementide klassist. Looduslikus mineraalis leidub Fe, Ag, Au, As ja muid elemente lisandina või Cu-ga tahkete lahuste vormis. Lihtaine vask on kuldne plastiline siirdemetall Roosa värv(oksiidkile puudumisel roosa). Üks esimesi metalle, mida inimesed laialdaselt meisterdasid tänu selle võrdlevale saadavusele maagist saamiseks ja madala sulamistemperatuuriga. See on üks seitsmest metallist inimesele teada väga iidsetest aegadest. Vask on vajalik element kõigile kõrgematele taimedele ja loomadele.

Vaata ka:

STRUKTUUR

Kuubikujuline süngoonia, heksaoktaeedriline sümmeetriatüüp m3m, kristallstruktuur - kuubikujuline näokeskne võre. Mudel on kuubik, mis koosneb kaheksast aatomist nurkades ja kuuest aatomist, mis asuvad tahkude keskel (6 tahku). Selle kristallvõre iga aatomi koordinatsiooniarv on 12. Looduslik vask esineb plaatide, käsnade ja tahkete masside, filamentsete ja traatagregaatide, aga ka kristallide, komplekskaksikute, skeletikristallide ja dendriitide kujul. Pind on sageli kaetud "vaserohelise" (malahhiit), "vasesinise" (asuriit), vaskfosfaatide ja muude selle sekundaarse muundumise saadustega.

OMADUSED

Vask on kuldroosa plastiline metall, mis kattub õhu käes kiiresti oksiidkilega, mis annab sellele iseloomuliku intensiivse kollakaspunase tooni. Õhukesed vaskkiled valguses on rohekassinise värvusega.

Koos osmiumi, tseesiumi ja kullaga on vask üks neljast metallist, mille värvus erineb teiste metallide hallist või hõbedast. Seda värvitooni seletatakse elektrooniliste üleminekutega täidetud kolmanda ja pooltühja neljanda aatomiorbitaali vahel: nendevaheline energiaerinevus vastab oranži valguse lainepikkusele. Selle eest vastutab sama mehhanism iseloomulik värv kullast.

Vasel on kõrge soojus- ja elektrijuhtivus (metallide elektrijuhtivuse poolest hõbeda järel teisel kohal). Elektrijuhtivus 20 °C juures: 55,5-58 MSm/m. Vasel on suhteliselt suur temperatuuritakistustegur: 0,4% / ° C ja sisse lai valik temperatuur sõltub nõrgalt temperatuurist. Vask on diamagnetiline.

Vasesulameid on mitmeid: messing - tsingiga, pronks - tina ja muude elementidega, kupronikkel - nikliga ja teised.

RESERVID JA TOOTMINE

Keskmine vasesisaldus maakoores (clarke) on (4,7-5,5) 10 −3% (massi järgi). Mere- ja jõevees on vasesisaldus palju väiksem: vastavalt 3·10 −7% ja 10 −7% (massi järgi). Enamik kaevandatakse vase maaki avatud teed. Vasesisaldus maagis on vahemikus 0,3–1,0%. Ekspertide hinnangul ulatusid maailma varud 2000. aastal 954 miljoni tonnini, millest 687 miljonit tonni olid tõestatud varud, Venemaa moodustas 3,2% kogu maailma varudest ja 3,1% kinnitatud maailma varudest. Seega jätkub vasevarusid praeguse tarbimistempo juures umbes 60 aastaks.
Vaske saadakse vase maagid ja mineraalid. Peamised meetodid vase saamiseks on pürometallurgia, hüdrometallurgia ja elektrolüüs. Pürometallurgiline meetod seisneb vase saamises sulfiidmaakidest, näiteks kalkopüriidist CuFeS 2 . Hüdrometallurgiline meetod seisneb vase mineraalide lahustamises lahjendatud väävelhappe või ammoniaagi lahuses; vask tõrjub saadud lahustest välja metallilise rauaga.

PÄRITOLU

Väike vasetükk

Tavaliselt moodustub looduslik vask mõne vasksulfiidi lademete oksüdatsioonitsoonis koos kaltsiidi, loodusliku hõbeda, kupriidi, malahhiidi, asuriidi, brohantiidi ja muude mineraalidega. Loodusliku vase üksikute kogumite mass ulatub 400 tonnini. Loodusliku vase suured tööstuslikud maardlad koos teiste vaske sisaldavate mineraalidega tekivad siis, kui vulkaanilised kivimid (diabaasid, melafüürid) puutuvad kokku hüdrotermiliste lahuste, vulkaaniliste aurude ja lenduvate vaseühenditega rikastatud gaasidega (näiteks Lake Superior maardla, USA ).
Looduslikku vaske leidub ka settekivimites, peamiselt vask-liivakivides ja kildades.
Kohaliku vase kuulsaimad leiukohad on Torino kaevandused (Uuralid), Dzhezkazganskoe (Kasahstan) USA-s (Kivino poolsaarel, Arizona ja Utah osariikides).

RAKENDUS

Madala eritakistuse tõttu kasutatakse vaske laialdaselt elektrotehnikas toitekaablite, juhtmete või muude juhtmete tootmiseks, näiteks trükitud juhtmestikus. Vasktraate kasutatakse omakorda ka energiasäästlike elektriajamite ja jõutrafode mähistes.
muud kasulik kvaliteet vask - kõrge soojusjuhtivus. See võimaldab seda kasutada erinevates soojust eemaldavates seadmetes, soojusvahetites, mille hulka kuuluvad tuntud jahutus-, kliima- ja kütteradiaatorid.
Vaske kasutavad sulamid on laialdaselt kasutusel erinevates tehnikavaldkondades, millest levinumad on eelpool mainitud pronks ja messing. Mõlemad sulamid on üldnimetused tervele materjalide perekonnale, mis võivad sisaldada lisaks tinale ja tsingile ka niklit, vismutit ja muid metalle.
Ehetes kasutatakse sageli vase-kulla sulameid, et suurendada toodete tugevust deformatsiooni ja hõõrdumise suhtes, kuna puhas kuld on väga pehme metall ega talu neid mehaanilisi pingeid.
Vase ennustatav uus masskasutus tõotab olla selle kasutamine bakteritsiidsete pindadena meditsiiniasutustes, et vähendada haiglasisest bakterisiirde: uksed, käepidemed, vesi sulgeventiilid, käsipuud, voodikäsipuud, lauaplaadid – kõik pinnad, mida inimese käsi puudutab.

Vask (ingl. Copper) - Cu

KLASSIFIKATSIOON

Tere, CIM-i viide 1.1

Kunagi kirjutas Lomonosov, et "Metall on kerge keha, mida saab sepistada", osutades otseselt selle materjali peamisele eristavale omadusele. Igal tuntud metallil on oma ajalugu ja ainulaadsed omadused, mis eristavad seda teistest. Vase tulekuga avati metallide laialdase kasutamise ajastu. Ajaloos oli isegi "vaseaeg" - ajavahemik neoliitikumi lõpust uue "pronksiajani". Just sel ajal ilmusid esimesed vasest ehted ja seejärel relvad. Aja jooksul muutus vask üha nõudlikumaks.

Kuidas vask tekkis?

Väljakaevamistel leitud vasest esemed Vana-Ida, pärinevad neljandast aastatuhandest eKr, Euroopas - kolmandast. Vask veetorud Cheopsi püramiidis on säilinud 5000 aastat. Sellest vastupidavast ja kaunist roosakaspunase ja mee tooniga metallist valmivad mitmesugused inimesele vajalikud asjad.

Looduses võib vaske leida tükikeste kujul üsna harva. Iidsetel aegadel puutusid inimesed selliste ladestustega kokku. Sooltest kaevandatud metall osutus äärmiselt hämmastavaks. Seda oli lihtne töödelda, see oli niiskuskindel ja ei roostetanud. Kui hakati vasemaagi suurtes kogustes kaevandama, hakkasid tööle sulatustöökojad, kus katseliselt leiti, et see metall sulab temperatuuril 1083 kraadi ja on väga plastiline. Vasetüki saab rullida õhukeseks, vaid mõne sajandikmillimeetri paksuseks fooliumiks või tõmmata välja juuksekarva paksuse traadi.

Vase kasutamine

Nähtavas minevikus kasutati vaske laialdaselt igapäevaelus. Sellest valmistati kandikuid, lühtreid, samovare, nööpe, kellukesi, küünlajalgu ja palju muud. Möödunud sajandite tehnika koosnes sellest hämmastavast metallist valmistatud osadest. Ilma vaseta oli võimatu toota kellasid, kangastelge ega isegi aurulaevu või ronge.

Praegune tööstuslik vask jaguneb mitmeks klassiks. Igaüht neist kasutatakse erinevate osade tootmiseks, mis nõuavad erinevat tõmbe-, stantsimis- ja veeretakistusastet. Vasel on kõrge soojus- ja elektrijuhtivus. Kui graniidi soojusjuhtivust võtta ühikuna, siis terase puhul on see näitaja 21 korda kõrgem, vase puhul üle 170 korra. Seetõttu kasutatakse puhast vaske laialdaselt erinevate osade valmistamiseks kütte- ja külmutusagregaadid, Paljudes elektroonikaseadmed, raadio- ja elektrotehnika.

Töötlemise funktsioonid

Vaske on lihtne jootma, seega on see katelde valmistamisel asendamatu. Vaske kasutatakse laialdaselt autode radiaatorite, soojusvahetite, päikesepaneelid ja küttesüsteemid. Vase korrosioonikindlus võimaldas kasutada selle erinevaid sulameid laevaehituses, veesurvesüsteemide torude ja ventiilide sulatamisel. Sellised osad on kahjutud, seetõttu kasutatakse neid joogivee transportimiseks.

Tuntud selline hämmastav fakt: bakterid ei kasva vasest osadel, seetõttu kasutatakse seda sageli tootmises spetsialiseeritud varustus haiglate jaoks. Unikaalsed omadused Vaske kasutatakse konditsioneeri osade jaoks. Vasest valmistatud riistad, nagu palju sajandeid tagasi, on hinnatud kogu maailmas. Kokad hindavad seda kõrge soojusvõimsuse ja ühtlase soojenemise eest. Asjaolu, et see kergesti töödeldav metall on kergesti poleeritud, on võimaldanud seda kasutada ehete valmistamisel. Vasest loovad sisekujundajad ainulaadsed esemed sisemööbel.

Lisakomponendina vask

Vask on paljude sulamite komponent. Eriti hinnatud on fosforvask. Nüüd valmistatakse sellest mitmesuguseid vetruvaid kontakte ja elektrijuhtmeid, mis suudavad pärast väikesi painutusi oma kuju taastada.

"Vasemüntide" vermimiseks kasutatakse alumiiniumi ja vase sulamit. Vaske on ka meie rahakotis leiduvates “valgetes” pisiasjades. Seda kasutatakse nikli lisandina. kuulus monument Peterburis paigaldatud Peeter I nimetatakse "vaseks", kuid tegelikult pole see valmistatud vasest, vaid pronksist. Pronks on vasesulam alumiiniumi, tina, kaadmiumi, mangaani, plii, berülliumi ja teiste metallidega. Pronks peab sisaldama vähemalt 50% vaske. Erinevate proportsioonide korral on need täiesti erinevad sulamid: manganiin, babbit jne. Nikli ja vase sulamit ei kasutata mitte ainult müntide vermimisel, vaid ka suuremate projektide elluviimisel, näiteks kosmoselaevade ja lennukite projekteerimisel.