Что такое бескислородная медь?Карьер.
Представим себе огромную воронку диаметром в четыре километра и в пару сотен метров в глубину, где-нибудь в жаркой Аризоне. Серпантин дороги винтом уходит глубоко вниз на дно карьера. Взрыв породы. Огромный экскаватор с ковшом в 25 кубов наваливает куски халькопирита в 300-тонный грузовик - haul truck.
Десятки таких машин вывозят породу на поверхность. На самом деле, в кузове грузовика всего полтора процента меди от общей массы загрузки. Везти далеко нет смысла, необходимо тут же размельчить породу для извлечения ценного металла.
Дробление.
Породу размельчают в стальных дробилках в несколько этапов с промывкой водой от песка и грязи недалеко от карьера. В результате измельчения получают шламовую суспензию с частицами диаметром 0.25мм.
Концентрат.
Шлам разбавляют водой, добавляют химикаты и пенообразующий реагент. Все это в огромном чане перемешивается с подачей пузырьков воздуха. Химические реагенты обволакивают частички металлов и с пузырьками воздуха выносятся на поверхность.
На поверхности воды постепенно скапливается концентрат - пена, содержащая 25-35% меди в виде различных соединений с серой, железо, немного серебра и золота. Концентрат сушат и продают металлургическим заводам, которые в процессе плавки выделяют из него чистую медь и остальные полезные металлы.
Выплавка меди.
Доставленный на металлургический комбинат концентрат, загружают в печь с добавлением флюса из кремнезёма и струи кислорода. В расплаве сульфид меди скапливается на дне печи, а на поверхности его плавает железо и шлак, которые удаляются скребком. Серу, как побочный продукт плавления, используют для производства серной кислоты.
Все что скопилось на дне печи, называют штейном. Он уже содержит 60% меди от общего веса. Далее, расплавленный штейн заливают во вторую печь – конвертер, где опять добавляют кремнезём и продувают кислородом. В результате получается практически чистая медь – 99%.
Огневое рафинирование меди.
Полученную конвертерную медь нагревают в специальной печи, продувают воздухом, добавляют химикаты, которые выводят из расплава мышьяк и сурьму. Результат – 99.5% меди.
Электролитическое рафинирование меди.
Далее полученную медь разливают в формы квадратного сечения. Остывшие листы (анод) помещают в 1250 ванн из полимерного бетона для проведения процесса электролиза в растворе кислоты и сульфата меди с пропусканием электрического тока. На отрицательном полюсе (катоде) через пару недель оседает чистая медь в виде 136 килограммовых катодных листов, имеющая степень очистки 99.95-99.99%.
В процессе электролиза примеси остаются на дне раствора в виде шлама. Некоторые из них, такие как золото, серебро, теллур и селен извлекаются и идут на продажу.
Полученные катодные листы переплавляются и разливаются в различные формы, (чушки, прутки, листы) удобные для производства тех или иных изделий. Данная медь называется электролитической катодной или бескислородной (oxygen-free copper).
Марка этой меди С10100 по системе Американской Ассоциации Содействия Развитию Промышленности Медных Сплавов – CDA. В России бескислородная медь маркируется как М00б и М0б, ГОСТ 859-2001.
Мы описали только один из методов рафинирования меди, который дает результат очистки меди в 99.99%. По количеству «девяток» его условно называют 4N (four nines). Из этого материала в основном и делаются аудио и видео кабели.
Вот еще несколько методов очистки меди:
- медь, переплавленная с раскислителем. Очистка 99.5–99.9%;
-медь бескислородная, выплавляемая в инертной атмосфере с применением покровного флюса. Очистка до 99.99%;
-медь, выплавленная в вакуумируемом объеме. Очистка 99.99%;
-монокристаллическая медь после зонной плавки. Результат очистки до 99.9999% (6N)
Daxx Group, Inc USA