Медь; один из наиболее важных металлов, который мы используем сегодня, находится практически
в каждой сфере нашей жизни. Так велика была потребность в меди в современном мире, что добыча не в состоянии идти вровень со спросом, и переработка меди является в настоящее время важным сектором промышленности. Если вы посмотрите вокруг, вы, несомненно, увидите многие объекты из меди или содержащие медь или ее сплавы.
Медная проволока используется и в наших дома, чтобы доставить ток для всех приборов, которые работают на электричестве. Медь является прекрасным проводником электричества, и не так склонна к возгоранию как алюминий. Во многих домах также устанавливают медные трубы для воды. Медь не подвержена коррозии и не вступает в реакцию с водой, что делает ее безопасной и долговечной для использования в водопроводе. Кроме того, трубы, ванны, раковины, смесители, сделанные из меди добавляют стиля и эстетичности ванной комнате.
Медь также используется при производстве автомобилей, грузовиков и других транспортных средств. В системе электрооборудования автомобилей присутствует медный провод, также медь находится стартере двигателей и в автоматических стеклоподъемниках.
С древнейших времен медь использовалась для изготовления посуды, также и сегодня из меди делают кастрюли и сковородки. Недавние исследования выявили данные, указывающие на более высокое качество медной посуды, чем из нержавеющей стали, которая в мире считается наиболее безопасным материалом для кухонной утвари. Из-за возникающих царапин на поверхности посуды повышается риск размножения в этих местах болезнетворных бактерий. Медь же обладает антибактериальными свойствами, этот материал эффективен для сокращения или устранения бактерий.
Также вне дома медь по-прежнему используется в качестве кровельного материала, как это было на протяжении столетий. Медная кровля не только смотрится лучше, но и способность противостоять сильным ветрам и штормам у этого материала выше. Крыша, покрытая медью, считается вечной; срок службы такой кровли превышает 150 лет В то время как металлочерепицу придется периодически заменять, медная кровля будет служить сотни лет. Медная кровля - это очень дорого, поэтому чаще всего она используется только как небольшие, декоративные элементы крыши над окнами или мансардными окнами. Медь также является основным компонентом большинства громоотводов.
Украшения, изготавливаемые из меди и медных браслетов, также снимают боль от артрита, хотя научного подтверждения этому нет. Скульптурные и другие декоративные предметы, призванные украсить дома, часто делают из меди. Также медь используется во многих уличных фонтанах. Медь всегда будет иметь место в нашей жизни от строго декоративного использования до наиболее утилитарного.
Способы применения меди в промышленности и дома
Цена на пени
Медь некогда широко использовалась для изготовления монет, особенно в Великобритании, а также США и других странах. На самом деле фраза "медная монетка" или "медь" происходит из того, что пенни когда-то были сделаны из меди.
Пенни, изготовленные до 1982 года, были сделаны в основном из меди. После 1982 г. медные монеты были только из сплавов меди с другими металлами. Это означает, что все медные монеты до 1982 стоили почти в три раза больше их номинальной стоимости. Совсем неудивительно, что люди собирают сотни таких монет.
В финансовых кругах существует Закон Грэшема: "плохие деньги вытесняют из обращения хорошие". Это относится больше для медных монет. Старые пенни, выпущенные до 1982 года, - "хорошие" деньги, а выпущенные потом - "плохие" деньги в данном примере.
Это также означает, что не только стоит хранить медные монеты, а также может быть стоит присмотреться к покупке медных монет. Медные монеты можно приобрести у дилеров и на аукционах, таких как eBay. Конечно, вы платите пошлину, но с ростом цен на медь это не проблема.
Также доступны к продаже и медные монеты, содержащие 0.999% чистой меди, что является хорошим способом сохранить и приумножить свои богатства.
Кстати, было отмечено, что даже некоторые пенни, выпущенные после 1982 года, состоящие в основном из цинка с медью, могут иметь более высокую стоимость, чем их номинальная стоимость, за счет цены на цинк.
При всем этом большую роль играет инфляция. Стоимость металлов, таких как медь и цинк, остается по сути той же, когда стоимость доллара падает. Это означает, что для покупки того же количества металла нужно заплатить больше. Но стоимость металла в монетах остается такой же.
Это хорошо для коллекционеров медных монет и монет из других металлов. Они получают больше денег за то же количество металла. Следует иметь в виду, что, поскольку все больше и больше людей начинают собирать медные монеты, источники иссякнут, и они станут менее доступными. Так как спрос увеличивается, будет расти и стоимость медных монет.
Стоимость некоторых медных монет может доходить до $30 000 и даже более. К примеру, редчайшие пенни 1930 года.
Официально, в 1930 пенни не чеканили. Это известно из уст сотрудника, который работал на монетном дворе в годы депрессии. С его слов, небольшое количество пенни в 1930 году действительно было произведено (около двух штук), решение не чеканить монеты в обращение было принято в конце 1929 года. Эти штучные монеты были, по-видимому, установлены в монетном прессе в то время, чтобы продемонстрировать процесс чеканки для высокопоставленных лиц. Посетителям были предложены одна или две новенькие монеты в обмен на пенни из своего кармана.
Большинство из нас не относит медь к ценным металлам, поскольку материал не так блестит и не так высоко ценится, как серебро и золото. И напрасно! Медь – очень необычный и по-настоящему уникальный металл. Чем больше узнаёшь о меди, тем больше хочется окружить себя медными изделиями!
Античный бог-кузнец Гефест выковал непобедимому Ахиллесу именно медный щит – совершенно не случайно. Это чудодейственный металл, который обеспечивает не только физическую, но и энергетическую защиту. Современным красавицам нужно взять это на вооружение и использовать медные украшения не только чтобы подчеркнуть свою красоту, но и в качестве защитного щита от чёрной зависти!
Человек с древних времён обращал повышенное внимание на этот химический элемент ещё задолго до того, как Дмитрии Иванович Менделеев нашёл ему место под названием Cu (cuprum) в своей периодической таблице. История знает о меди свыше 7000 лет! Из меди изготавливали орудия, украшения, ритуальные предметы, священные ножи, молитвенники, подсвечники и др. Этот магический металл играл большую роль во многих культурах мира – его активно использовали египтяне, греки, римляне, североамериканские индейцы, народы Индии, Китая, Японии и др. Залежи меди и сегодня встречаются по всей планете.
Магическая сила чудодейственной меди
Медь считается металлом мира, примирения и природной справедливости. Это величайший природный корректор, который регулирует и контролирует работу всех систем организма. Оказывает самое благотворное влияние на человека, проясняет чувства, способствует их прочности. Это источник здравомыслия.
Большинство экстрасенсов считает медь одним из самых важных металлов для наполнения дома позитивной энергетикой! Это помогает сглаживать конфликты, которые часто возникают в повседневной жизни, а также снимать стрессы и перенапряжения.
Медь находится под управлением Венеры. Защищает от зла, помогает в любовных делах. Недаром из меди уже несколько тысяч лет изготавливают защитные талисманы и амулеты. Медные браслеты, кольца и кулоны – одни из самых сильных оберегов, защищающих человека от негативного воздействия на его энергетику.
Медные украшения больше всего подходят Тельцам, Близнецам, Ракам, Девам, Весам, Скорпионам, Козерогам, Водолеям.
Медные украшения сегодня можно встретить во многих женских шкатулках – и это не случайно. Во-первых, это эксклюзивная работа – почти все украшения и аксессуары из меди изготавливается вручную! Никаких штампов – каждое изделие неповторимо и уникально. Во-вторых, это доступно по цене. Медные украшения вполне гармонично сочетаются с демократичной одеждой и гардеробом в стиле casual. Медь прекрасно выглядит с джинсами, трикотажем и т.д. Ну, а в-третьих, – этот целебный металл выполняет колоссальную работу по очищению и укреплению организма, выводит лишнюю воду, регулирует обмен веществ. Перечислить все достоинства меди в одном материале просто невозможно – это поистине уникальный металл, который обязан присутствовать в шкатулке каждой женщины!
Медные украшения бывают:
- чисто медные (непатинированные, без какого-либо покрытия);
- медные патинированные (покрытие «под старину» различных оттенков – голубой, зеленый, коричневый, красноватый);
- медные украшения, покрытые лаком;
- медные украшения с камнями ;
- украшения из медных сплавов (сплавы алюминия, цинка, олова с медью).
Медь имеет очень необычный, бесподобный цвет: он напоминает отблески огня и полыхающий жар осенней листвы. У медных украшений особая магия – древняя, глубокая, мистическая. Носить медные кольца, серьги и браслеты – это особенное удовольствие! Они дарят ощущение обладания магическим украшением из медного века, который наступил сразу после каменного и предшествовал бронзовому веку. Медные украшения чрезвычайно подходят рыжеволосым девушкам и всем женщинам цветотипа «осень». А женщинам со смуглой кожей бронзового оттенка носить медные украшения, как говорится, – «то, что доктор прописал».
Никогда не забывайте, что украшения из меди – это необычные украшения! Они имеют двойное назначение. Это стильные, ни на что не похожие изделия, которые одновременно нормализуют работу всех органов, повышая жизненный тонус организма. Самое популярное украшение из меди – браслет, который носят для нормализации давления и подпитки энергетики.
Носите почаще медные украшения, и Ваш организм непременно откликнется в ответ хорошим здоровьем и прекрасным самочувствием! К тому же медь усиливает минеральное содержимое самоцветов и кристаллов, помогая им лучше взаимодействовать с нашим организмом. Медь очень активно взаимодействует с камнями, богатыми металлом, – тигровый глаз, авантюрин и др. Любопытно, что некоторые камни, обладающие целебными свойствами, имеют в своём составе небольшое количество меди, поэтому их лечебная сила в медном обрамлении увеличивается в разы! К таким самоцветам относятся небезызвестные бирюза, малахит, азурит и другие. Совершенно роскошно смотрятся колье из меди и жемчуга. Медь приносит удачу, особенно в сочетании с опалом, кораллом, кошачьим глазом.
Не забывайте, что медь периодически темнеет, поэтому медные украшения рекомендуется хранить отдельно от остальных. Изделия легко чистятся обычным зубным порошком и плотной тканью (недопустимо использование бытовой химии).
Медный браслет – хит на все времена
Довольно часто можно наблюдать медные браслеты на запястьях – причём, как на мужчинах, так и на женщинах. Украшения из меди носят в лечебных и профилактических целях. Чаще всего для нормализации давления. Медные украшения – это превосходные помощники организма при магнитных бурях. Рекомендуется носить их и во время вспышек на Солнце.
Даже профессиональные спортсмены преклоняются перед чудодейственным металлом и носят медные браслеты в повседневной жизни и во время соревнований для мобилизации сил организма, для нормализации кровяного давления, для увеличения силы удара и т.д. Уже давно научно доказано, что металлы излучают электромагнитные волны, которые оказывают благотворное влияние на весь организм при соприкосновении с ним.
спец предложения для вас
Растущая популярность и настоящий бум на медные браслеты поспособствовали открытию целых предприятий по производству целебных украшений, чтобы удовлетворить рыночный спрос. Медные браслеты рекомендуются к использованию Минздравом Российской Федерации.
Медь прекрасно взаимодействует природными камнями, а также с золотом и серебром. Браслеты из этих металлов в сочетании или в сплавах не только выглядят очень красиво, но и представляют собой великолепное лечебное средство!
Что лечит медь?
Исторически засвидетельствовано – работники медных заводов никогда не болели холерой! Соли меди уничтожают грибки и бактерии в нашем организме, поэтому материал является отличным антибактерицидным средством, способствует укреплению иммунитета, эффективно борется с различными видами инфекции. Медь оказывает полезное воздействие на кровь и обмен веществ.
Помогает при вегетососудистой дистонии, очищает организм, тонизирует печень, селезенку, лимфатическую систему. Использование меди позволяет существенно снизить дозу инсулина диабетикам. Медь чрезвычайно полезна для похудения, при задержании лишней воды в организме.
С давних времён заметили, что медь лечит не только множество телесных заболеваний, но и избавляет от душевных болезней! Объясняется это просто – данный металл обладает высокой проводимостью. Медь увеличивает интенсивность циркуляции энергии по всему телу, включая мозг.
Медные украшения нормализуют температуру тела, останавливают кровотечения, снимают боль, улучшают сон. Ещё в старину к синякам и шишкам прикладывали медные пятачки, чтобы быстро снять отёк. Медь помогает устранять последствия ушибов – если прикладывать медное изделие к синякам и гематомам, они быстрее проходят. Наши предки привязывали медные монетки к пупкам для лечения грыжи. С помощью меди избавлялись от глистов, лечили малокровие, менингит.
Медные украшения необходимо носить эпилептикам! Во время приступов страдающим давали в руки медные изделия.
Медные пластины или монеты используют при лечении доброкачественных опухолей, туберкулеза, радикулита, заболеваний сердечно-сосудистой системы – это прекрасное реабилитационное средство после инфаркта. Металл уменьшает вредный эффект от радиации.
Лечиться с помощью меди очень просто – носить медные украшения, накладывать медные повязки и компрессы, использовать медную воду.
Для общей профилактики организма нужно носить медные украшения с левой стороны. Если вы страдаете анемией – необходимо носить медный браслет на запястьях рук поочередно слева и справа. При заболеваниях суставов рекомендуется носить браслеты и прикладывать медные пластины. Ионы меди впитываются в кожу через поры и повышают прочность костей.
Для лечения сердечно-сосудистых заболеваний необходимо закрепить на подключичной области монеты или пластины и носить их в течение 7-10 дней. Обычный курс – от 3 до 20 процедур. Таким же образом избавляются от послеоперационных рубцов и спаек.
Из-за высокой активности элемента, медные украшения не стоит носить постоянно, обязательно делайте непродолжительные перерывы.
Водный раствор меди помогает лечить множество заболеваний. С его помощью очищают от вредных бактерий ротовую и носовую полость, используют при лечении заболеваний глаз. Это превосходное обеззараживающее средство! Медная вода улучшает работу печени, селезенки, способствует кроветворению, борется с анемией, предотвращает ожирение!
Раствор готовят из самых различных медных предметов – монет, пластин, украшений, медного порошка.
Обычный способ приготовления медной воды: опустите монетку или другое медное изделие в сосуд с очищенной водой. Через 10-12 часов целебный раствор готов.
Другой способ изготовления медной воды: медный материал кипятится в стеклянной огнеупорной посуде в течение 5-10 мин на слабом огне. Медную воду для очищения рекомендуется принимать по 1-4 чайные ложки 2-4 раза в день.
Принимать целебный раствор необходимо с большой осторожностью. Если вы почувствовали вялость, тошноту или медный привкус во рту, – необходимо прекратить лечение.
Для лечения глазных заболеваний используют медную воду, в которую добавляют поваренную соль и настои лекарственных трав. Иногда в медную воду добавляют препараты золота и серебра для усиления эффекта.
Как использовали медь на Руси
На Руси с древнейших времён медь считали магическим металлом. Наши предки из этого материала изготавливали множество предметов и украшений. Главным свойством меди считалась способность отгонять нечистую силу – это было мощным устрашением для бесов. Именно с этой целью на новорождённых малышей и при крещении надевали медные детские крестики. На древнерусских медных крестах, которые и сегодня находят при раскопках, часто можно встретить образы демоноборцев – Никиты-бесогона, архангела Сихаила. В глубокую старину из меди изготавливали самые главные народные Святыни на Руси – медные иконки, кресты, металлические складни, целые иконостасы и святцы. Из меди изготавливали основу для покрытия куполов. В русском народе повсеместно считалось, что звон медных инструментов отгоняет нечистую силу.
Широко использовали медь и в лечебных целях – прикладывали к местам переломов и других травм, принимали внутрь медную воду при самых различных заболеваниях. Страдающим эпилепсией клали в руки медные предметы, чтобы приступ быстрее прекратился. При больных суставах постоянно носили медные кольца и браслеты, чтобы устранить боль и предотвратить отложение солей.
На раскопках в Сибири и в Алтае сегодня находят медные ножи, а также наконечники стрел, щиты, шлемы и другие предметы из меди, которые датируются археологами 2000 до н.э. Из меди и сплавов на Руси отливали самые различные виды оружия и доспехов. При Петре I появились первые медные монеты. В середине 18-го века в России действовало больше 50 медеплавильных заводов!
Медь прославилась и в светском искусстве Руси. В Петровскую эпоху изготавливали тончайшие резцовые гравюры, а также использовали в городской скульптуре и архитектуре императорской России. Всем известен знаменитый петербургский «Медный всадник», грандиозно воспетый Александром Сергеевичем Пушкиным.
Медная руда — это соединение минералов, в которых медь представлена в достаточной концентрации для ее дальнейшей переработки и использования в промышленных целях. В производстве целесообразно использовать обогащенную руду с содержанием металла не менее 0,5-1%.
Медь — пластичный элемент золотисто-розового оттенка. На открытом воздухе металл сразу покрывается кислородной пленкой, которая придает ему специфический красно-желтый цвет.
Характерные свойства: коррозийная устойчивость, высокая тепло- и электропроводность.
При этом элемент отличается высокими антибактериальными свойствами , уничтожает вирусы гриппа и стафилококки.
В промышленном комплексе чаще всего медь используется в сплавах с другими компонентами: никелем, цинком, оловом, золотом и т.д.
Благодаря низкому удельному сопротивлению медь активно применяется в электротехнической сфере для изготовления силовых кабелей и проводов. Хорошая теплопроводность позволяет использовать этот металл в радиаторах охлаждения и кондиционерах.
Без меди не обходятся следующие производственные отрасли:
- машиностроение (стеклоподъемники, подшипники);
- судостроение (обшивка корпусов и конструкций);
- строительство (трубы, кровля и облицовочные материалы, сантехническое оборудование и т.д.).
Для ювелирной сферы актуальны сплавы с золотом, которые увеличивают механическую прочность и стойкость к истиранию.
Эксперты прогнозируют масштабное применение металла в качестве антибактериальных поверхностей в медицинских учреждениях (перила, двери, ручки, поручни и т.д.).
Интересно! Знаменитая Статуя Свободы изготовлена из меди. На ее строительство понадобилось порядка 80 тонн материала. А в Непале этот металл считается священным.
Статуя Свободы
Группы медных руд
Все медные руды принято делить на девять промышленно-геологических видов, которые в свою очередь подразделяются на шесть групп по происхождению:
Стратиформная группа
В эту группу входят медные сланцы и песчаники. Эти материалы представлены крупными месторождениями. Их характерные черты: простая пластовая форма, равномерное распределение полезных компонентов, пологое поверхностное залегание, позволяющее использовать открытые способы добычи.
Колчеданная группа
Сюда входит самородная медь, жильные и медно-колчеданные соединения. Самородный металл чаще всего встречается в зонах окисления медно-сульфидных рудников вместе с другими окисленными минералами.
Медно-колчеданные металлы отличаются формами и размерами. Основной минерал в руде — пирит, также присутствуют халькопириты и сфалериты.
Для жильных руд характерна прожилковая структура с вкраплениями. Такие руды, как правило, залегают в контакте с порфирами.
Медно-порфировая (гидротермальная)
Эти месторождения вместе с медью и молибденом содержат золото, серебро, селен и другие полезные элементы, наличие которых значительно выше нормы.
Медно-никелевая
Месторождения представлены в пластовой, линзообразной, неправильной и жильной форме. Металл имеет вкрапленную массивную текстуру с кобальтом, платиноидами, золотом и т.д.
Скарновая руда
Скарновые руды — это локальные месторождения в известняках и известково-терригенных породах. Они характеризуются небольшими размерами и сложной морфологией. Концентрация меди высокая, но неравномерная — до 3%.
Карбонатовая
В состав этой группы входит железомедная и карбонатитовая руда. По этому типу меди обнаружено пока единственное месторождение в ЮАР. Этот комплексный рудник относится к массиву щелочных пород.
Из каких руд получают медь
Интересно! Медь очень редко встречается в природе в виде самородков. На сегодняшний день самой крупной такой находкой считается самородок, обнаруженный в Северной Америке на территории США массой 420 тонн.
Существует почти 250 видов меди, но из них всего 20 видов используются в промышленности. Самые распространенные из них:
Халькозин
Соединение минералов с содержанием серы (20%) и меди (80%). Носит название «медный блеск» из-за своего характерного металлического блеска. Руда имеет плотную или зернистую структуру черного или серого оттенка.
Халькопирит
Металл имеет гидротермальное происхождение, встречается в скарнах и грейзенах. Чаще всего входит в состав полиметаллической руды вместе с галенитом и сфалеритом.
Борнит
Распространенный в природе минерал класса сульфидов, один из главных элементов медных руд. Имеет характерный синевато-пурпурный оттенок. Содержит в себе медь (63,33%), железо (11,12%), серу (25,55%) и примеси серебра. Встречается в виде плотных мелкозернистых масс.
Способы добычи медной руды
В зависимости от глубины рудника используются открытый и закрытый способы добычи металла.
При закрытой (подземной) разработке строятся шахты протяженностью в несколько километров. Шахты оснащаются лифтами для перемещения рабочих и техники, а также для транспортировки минерала на поверхность.
Под землей порода подлежит дроблению специальным буровым оборудованием с шипами. Затем с помощью ковшей происходит забор и погрузка руды.
Открытый способ актуален в том случае, когда залежи находятся на глубине до 400-500 метров. Сначала снимается верхний пласт пустой породы, после чего вынимается медная руда. Чтобы было проще доставать твердые породы, ее предварительно разрушают взрывными устройствами.
Открытый способ добычи медной руды
Выделяют два основных способа производства меди:
- пирометаллургический;
- гидрометаллургический.
Первый способ предполагает огневое рафинирование металла и позволяет обработать любое сырье с извлечением всех полезных элементов. С помощью этой технологии можно получать медь даже из бедной породы, в которой содержание металла ниже 0,5%. Второй способ применяется, как правило, только для обработки окисленной или самородной руды с бедным содержанием меди.
Добыча медных руд в мире
Медные рудники не сосредоточены в определенных географических зонах, а обнаружены в разных странах. В Америке в штатах Невада и Аризона разрабатывают месторождения халькозина. На Кубе распространены залежи оксида меди — куприта. В Перу ведется добыча хлорида меди.
Источников обогащенных руд в мире почти не осталось, медь добывается уже несколько сотен лет, поэтому все богатые рудники давно уже разработаны. В промышленности приходится применять низкосортные минералы (до 0,5% меди).
Интересно! По объёму мирового производства, медь находится на третьем месте после железа и алюминия.
Страны лидеры по запасам и добыче медной руды
В список стран, богатых медными рудами, входят: Чили, Америка, Китай, Казахстан, Польша, Индонезия, Замбия. Доля РФ в мировой добыче руды составляет 9% (это третье место после Чили и США). По запасам минерала лидирует Чили, в которой находится 33% от мирового объема меди.
Самыми крупными рудниками считаются:
- Рудник Чукикамата (Чили). Разработки ведутся более 100 лет, в течение этого периоды было разработано 26 млн. тонн металла;
- Рудник Эскондида (Чили). Добыча осуществляется с 1990 года;
- Рудник Грасберг (Индонезия).
Недавно были обнаружены крупные рудники в Перу (Антамина), в Бразилии (Салобу), Казахстане (Нурказган).
Эксперты утверждают, что объем экономически рентабельной меди составляет более 400 млн. тонн. по всему миру.
Добыча медной руды в России
Структура сырьевой базы меди в России существенно отличается от мирового рынка. Основная доля в ней приходится на сульфидные медно-никелевые (40%) и колчеданные (19%) рудники. В то время как в других странах преобладают медно-порфировые месторождения и медистые песчаники.
Месторождения медных руд в России
Отвечая на вопрос, где в России добывают медные руды, в первую очередь следует выделить Таймырский АО. В Октябрьском, Тапахнинском и Норильском месторождениях сосредоточено более 60% всех залежей медной руды в России. Около одной трети минерала добывают в Уральском меднорудном районе.
В Читинской области обнаружен крупный рудник Удокан, который пока не разрабатывается из-за неразвитой транспортной инфраструктуры. Согласно экспертным данным эксплуатируемых месторождений в РФ хватит не более, чем на 30 лет.
Когда-то давно Ломоносов писал, что «Металлом называется светлое тело, которое ковать можно», прямо указывая на главное отличительно свойство этого материала. Каждый из известных металлов обладает своей историей и уникальными качествами, отличающими его от других. Эпоха широкого использования металлов была открыта с появлением меди. В истории был даже «медный век» — промежуток времени от позднего неолита к новому «бронзовому» веку. Именно в это время появились первые украшения из меди, а после – и оружие. Со временем медь становилась все более и более востребованной.
Как появилась медь
Изделия из меди, находимые при раскопках на Древнем Востоке, датируются четвертым тысячелетием до н.э., в Европе – третьим. Медные водопроводные трубы в пирамиде Хеопса сохранились на протяжении 5000 лет. Из этого долговечного и красивого металла розовато-красного и медового оттенка производятся разные необходимые людям вещи.
Достаточно редко в природе можно встретить медь в виде самородков. На такие залежи в древности и натолкнулись люди. Металл, добытый из недр, оказался крайне удивительным. Он с легкостью поддавался обработке, был устойчив к влажности и не ржавел. Когда медную руду стали добывать в больших количествах, начали работать плавильные мастерские, где опытным путем выяснилось, что этот металл плавится при температуре 1083 градуса и отличается высокой пластичностью. Кусок меди можно раскатать в тонкую фольгу толщиной всего в несколько сотых миллиметра, а проволоку можно вытянуть толщиной с человеческий волос.
Использование меди
В обозримом прошлом медь широко использовали в быту. Из нее производили подносы, люстры, самовары, пуговицы, колокольчики, подсвечники и многое другое. Техника прошлых веков состояла из деталей, изготовленных из этого удивительного металла. Без меди невозможно было произвести ни часы, ни ткацкие станок, ни даже пароход или поезд.
Нынешняя промышленная медь делится на несколько марок. Каждая из них используется для производства различных деталей, которым требуется разная степень вытяжки, штамповки и сопротивление прокату. Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью. Если теплопроводность гранита принять за единицу, то у стали этот показатель будет в 21 раз выше, у меди же – более чем в 170 раз. Именно поэтому чистую медь широко используют для изготовления разных деталей в греющих и холодильных установках, во многих электронных приборах, радио- и электротехнике.
Особенности обработки
Медь легко паяется, поэтому она незаменима при изготовлении котлов. Широко используется меди и при производстве радиаторов для автомобилей, теплообменников, солнечных панелей и отопительных систем. Способность меди противостоять коррозии позволила применять разные ее сплавы в судостроении, при выплавке труб и запорной арматуры для водонапорных систем. Такие детали безвредны, поэтому их используют для транспортировки питьевой воды.
Общеизвестен такой удивительный факт: на медных деталях не развиваются бактерии, поэтому ее часто используют при производстве специализированного оборудования для больниц. Уникальные свойства меди используются для деталей кондиционеров. Медная посуда, как и много веков назад, ценится по всему миру. Повара ценят ее за высокую теплоотдачу и способность равномерно прогреваться. То, что этот удобный в обработке металл легко полируется, позволило использовать его в ювелирном ремесле. Из меди дизайнеры интерьеров создают уникальные предметы мебели для интерьера.
Медь в качестве дополнительного компонента
Медь является компонентом многих сплавов. Особенно ценится фосфористая медь. Сейчас из нее изготавливают различные пружинящие контакты и электропровода, способные восстановить свою форму после небольших изгибов.
Из сплава алюминия и меди производится чеканка «медных» монет. В «белой» мелочи, находящейся в наших кошельках, тоже есть медь. Она используется как добавка к никелю. Известный памятник Петру I, установленный в Санкт-Петербурге, называется «медным», но на самом деле он не из меди, а из бронзы. Бронзой называются сплавы меди с алюминием, оловом, кадмием, марганцем, свинцом, бериллием и иными металлами. В бронзе должно быть не менее 50% меди. При иных пропорциях это будут уже совсем иные сплавы: манганин, баббит и т.д. Сплав никеля и меди используется не только для чеканки монет, но и для реализации более масштабных проектов, например, конструировании космических кораблей и самолетов.
Свойства меди, которая в природе встречается и в виде достаточно крупных самородков, люди изучили еще в древние времена, когда из этого металла и его сплавов делали посуду, оружие, украшения, различные изделия бытового назначения. Активное использование данного металла на протяжении многих лет обусловлено не только его особыми свойствами, но и простотой обработки. Медь, которая присутствует в руде в виде карбонатов и окислов, достаточно легко восстанавливается, что и научились делать наши древние предки.
Изначально процесс восстановления этого металла выглядел очень примитивно: медную руду просто нагревали на кострах, а затем подвергали резкому охлаждению, что приводило к растрескиванию кусков руды, из которых уже можно было извлекать медь. Дальнейшее развитие такой технологии привело к тому, что в костры начали вдувать воздух: это повышало температуру нагревания руды. Затем нагрев руды стали выполнять в специальных конструкциях, которые и стали первыми прототипами шахтных печей.
О том, что медь используется человечеством с древних времен, свидетельствуют археологические находки, в результате которых были найдены изделия из данного металла. Историками установлено, что первые изделия из меди появились уже в 10 тысячелетии до н.э, а наиболее активно она стала добываться, перерабатываться и использоваться спустя 8–10 тысяч лет. Естественно, предпосылками к такому активному использованию данного металла стали не только относительная простота его получения из руды, но и его уникальные свойства: удельный вес, плотность, магнитные свойства, электрическая, а также удельная проводимость и др.
В наше время уже сложно найти в виде самородков, обычно ее добывают из руды, которая подразделяется на следующие виды.
- Борнит - в такой руде медь может содержаться в количестве до 65%.
- Халькозин, который также называют медным блеском. В такой руде меди может содержаться до 80%.
- Медный колчедан, также называемый халькопиритом (содержание до 30%).
- Ковеллин (содержание до 64%).
Медь также можно извлекать из множества других минералов (малахит, куприт и др.). В них она содержится в разных количествах.
Физические свойства
Медь в чистом виде представляет собой металл, цвет которого может варьироваться от розового до красного оттенка.
Радиус ионов меди, имеющих положительный заряд, может принимать следующие значения:
- если координационный показатель соответствует 6-ти - до 0,091 нм;
- если данный показатель соответствует 2 - до 0,06 нм.
Радиус атома меди составляет 0,128 нм, также он характеризуется сродством к электрону, равном 1,8 эВ. При ионизации атома данная величина может принимать значение от 7,726 до 82,7 эВ.
Медь - это переходный металл, показатель электроотрицательности которого составляет 1,9 единиц по шкале Полинга. Кроме этого, его степень окисления может принимать различные значения. При температурах, находящихся в интервале 20–100 градусов, его теплопроводность составляет 394 Вт/м*К. Электропроводность меди, которую превосходит лишь серебро, находится в интервале 55,5–58 МСм/м.
Так как медь в потенциальном ряду стоит правее водорода, она не может вытеснять этот элемент из воды и различных кислот. Ее кристаллическая решетка имеет кубический гранецентрированный тип, величина ее составляет 0,36150 нм. Плавится медь при температуре 1083 градусов, а температура ее кипения - 26570. Физические свойства меди определяет и ее плотность, которая составляет 8,92 г/см3.
Из ее механических свойств и физических показателей стоит также отметить следующие:
- термическое линейное расширение - 0,00000017 единиц;
- предел прочности, которому медные изделия соответствуют при растяжении, составляет 22 кгс/мм2;
- твердость меди по шкале Бринелля соответствует значению 35 кгс/мм2;
- удельный вес 8,94 г/см3;
- модуль упругости составляет 132000 Мн/м2;
- значение относительного удлинения равно 60%.
Совершенно уникальными можно считать магнитные свойства данного металла, который является полностью диамагнитным. Именно эти свойства, наряду с физическими параметрами: удельным весом, удельной проводимостью и другими, в полной мере объясняют широкую востребованность данного металла при производстве изделий электротехнического назначения. Похожими свойствами обладает алюминий, который также успешно используется при производстве различной электротехнической продукции: проводов, кабелей и др.
Основную часть характеристик, которыми обладает медь, практически невозможно изменить, за исключением предела прочности. Данное свойство можно улучшить практически в два раза (до 420–450 МН/м2), если осуществить такую технологическую операцию, как наклеп.
Химические свойства
Химические свойства меди определяются тем, какое положение она занимает в таблице Менделеева, где она имеет порядковый номер 29 и располагается в четвертом периоде. Что примечательно, она находится в одной группе с благородными металлами. Это лишний раз подтверждает уникальность ее химических свойств, о которых следует рассказать более подробно.
В условиях невысокой влажности медь практически не проявляет химическую активность. Все меняется, если изделие поместить в условия, характеризующиеся высокой влажностью и повышенным содержанием углекислого газа. В таких условиях начинается активное окисление меди: на ее поверхности формируется зеленоватая пленка, состоящая из CuCO3, Cu(OH)2 и различных сернистых соединений. Такая пленка, которая называется патиной, выполняет важную функцию защиты металла от дальнейшего разрушения.
Окисление начинает активно происходить и тогда, когда изделие подвергается нагреву. Если металл нагреть до температуры 375 градусов, то на его поверхности формируется оксид меди, если выше (375-1100 градусов) - то двухслойная окалина.
Медь достаточно легко реагирует с элементами, которые входят в группу галогенов. Если металл поместить в пары серы, то он воспламенится. Высокую степень родства он проявляет и к селену. Медь не вступает в реакцию с азотом, углеродом и водородом даже в условиях высоких температур.
Внимание заслуживает взаимодействие оксида меди с различными веществами. Так, при его взаимодействии с серной кислотой образуется сульфат и чистая медь, с бромоводородной и иодоводородной кислотой - бромид и иодид меди.
Иначе выглядят реакции оксида меди с щелочами, в результате которых образуется купрат. Получение меди, при котором металл восстанавливается до свободного состояния, осуществляют при помощи оксида углерода, аммиака, метана и других материалов.
Медь при взаимодействии с раствором солей железа переходит в раствор, при этом железо восстанавливается. Такая реакция используется для того, чтобы снять напыленный медный слой с различных изделий.
Одно- и двухвалентная медь способна создавать комплексные соединения, отличающиеся высокой устойчивостью. Такими соединениями являются двойные соли меди и аммиачные смеси. И те и другие нашли широкое применение в различных отраслях промышленности.
Области применения меди
Применение меди, как и наиболее схожего с ней по своим свойствам алюминия, хорошо известно - это производство кабельной продукции. Медные провода и кабели, характеризуются невысоким электрическим сопротивлением и особыми магнитными свойствами. Для производства кабельной продукции применяются виды меди, характеризующиеся высокой чистотой. Если в ее состав добавить даже незначительное количество посторонних металлических примесей, к примеру, всего 0,02% алюминия, то электрическая проводимость исходного металла уменьшится на 8–10%.
Невысокий и ее высокая прочность, а также способность поддаваться различным видам механической обработки - это те свойства, которые позволяют производить из нее трубы, успешно использующиеся для транспортировки газа, горячей и холодной воды, пара. Совершенно не случайно именно подобные трубы применяются в составе инженерных коммуникаций жилых и административных зданий в большинстве европейских стран.
Медь, кроме исключительно высокой электропроводности, отличается способностью хорошо проводить тепло. Благодаря этому свойству она успешно используется в составе следующих систем:
- тепловые трубки;
- кулеры, использующиеся для охлаждения элементов персональных компьютеров;
- системы отопления и охлаждения воздуха;
- системы, обеспечивающие перераспределение тепла в различных устройствах (теплообменники).
Металлические конструкции, в которых использованы медные элементы, отличаются не только небольшим весом, но и исключительной декоративностью. Именно это послужило причиной их активного использования в архитектуре, а также для создания различных интерьерных элементов.
