Производство металлов
Производство меди
Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной пленкой, которая придает ему характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие пленки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет. Медь (Cu, от лат. cuprum) — элемент одиннадцатой группы четвертого периода (побочной подгруппы первой группы) Периодической системы химических элементов Менделеева с атомным номером 29.
Эволюция технологий
Медь ― один из старейших металлов, открытых человеком. За многие века медь прошла невероятно интересный путь от поделочного металла до материала, используемого во многих сферах деятельности людей.
Развитие медной промышленности происходило благодаря постоянно растущему спросу на медь, обусловленному технологическим прогрессом и развитием промышленности.
Развитие отрасли — основные события
  1. Рабочая медь

    Самое древнее медное украшение было найдено на археологических раскопках в Северном Ираке. В каменном веке между 9000 и 2000 г. до н. э. начали обрабатывать (выковывать) медь, формируя листы и формы без плавки. Это позволило изготавливать медные украшения и новые виды инструментов и оружия, а также предметы, которые либо заменили существующие каменные инструменты, либо улучшили их. Обработка меди позволила обществам выйти из каменного века и перейти в бронзовый.

  2. Первая обработка меди

    Спустя почти 4000 лет после того как самородная медь была подвергнута тяжелой обработке — выковке в формы, первые мастера-металлисты обнаружили, что самородные медные руды можно плавить. Первые низкотемпературные печи могли производить только богатый медью шлак, который нужно было дополнительно обрабатывать в глиняных тиглях. С развитием печей для сжигания древесного угля и появлением мехов благодаря более высоким температурам люди смогли производить более совершенные продукты. Считается, что культура Винча (на территории современной Сербии) первой развила знания и навыки обработки меди (примерно 5400 — 4600 гг. до н.э.). Археологические памятники Плочник и Беловодье / Рудна Глава на горе Рудник содержат самые старые в мире свидетельства плавки меди — 5000 г. до н.э. Другие археологические памятники VI — V тыс. до н.э. — Майданпек, Ярмовац и шахта Ай-Бунар (Болгария).

  3. Начало медного века

    Медный век начинался в различных регионах в разное время. Обычно считается, что его расцвет пришелся примерно на 4500 — 3500 гг. до н.э. Медь позволила разработать более острые и прочные инструменты, более легкое оружие и более привлекательные украшения. Топоры, наконечники и доспехи производились путем ковки и формовки самородной металлической медной руды.
    Там, где были минералогически сложные медные руды, такие как оксиды, сульфиды, силикаты и карбонаты, общества не продвинулись в своем развитии вперед, потому что еще не был открыт процесс извлечения меди из этих руд. На Ближнем Востоке и Кавказе медный век начался в конце V тыс. до н. э. И продолжался около тысячелетия. В Европе медный век длился примерно с 3500 по 1700 г. до н. э., однако недавние исследования доказывают, что в нескольких местах в Восточной Европе, таких как Беловодье, Майданпек, Ярмовац, Плочник, Рудна Глава и Ай-Бунар, использовали медь намного раньше. В Северной Америке медный век начался примерно между 5500 и 4000 гг. до н.э. и продолжался до 1000 г. до н.э.

  4. Медь в доколумбовской Северной Америке

    Палеоиндейские народы Северной Америки занимались добычей меди и изготовлением медных изделий примерно в то же время, что и палеолитические народы Ближнего Востока и Кавказа. Жители Доколумбовой Северной Америки разработали, возможно, самые чистые и самые обширные в мире месторождения высококачественной самородной меди между 5500 и 4000 гг. до н.э. Старый медный комплекс в западной части Великих озер является самым известным древним местом добычи меди в Северной Америке. Основные операции проводились на острове Рояль, на полуострове Кевино и на реке Брюле. Артефакты, включая украшения, оружие и инструменты, из некоторых этих мест датируются периодом с 4000 по 1000 г. до н.э.

  5. Медные чаши

    Медь была первым металлом, из которого начали чеканить чаши. Самый простой способ создания медной чаши состоял в том, чтобы забить медный диск, помещенный на деревянный брусок, выдолбленный в соответствии с профилем требуемого объекта. Это самый древний метод изготовления чаш, восходящий к додинастической Вавилонии и Египту. Другая используемая техника была известна как «рейзинг». Медный диск того же диаметра, что и горшок, выковывался для придания нужной формы с помощью наковальни и молотка.

  6. Медь на Кипре

    Меди на Кипре было так много, что металл в конечном итоге был назван в честь острова. Добыча меди на Кипре началась еще добронзового века. В 3900 — 2500 гг. до н.э. благодаря меди выросло экономическое могущество острова в Средиземноморском регионе. После того как запасы меди в Армении и вокруг Красного моря истощились, большая часть меди, поставляемой древним царствам, поступала именно с Кипра.
    В римскую эпоху медь также добывалась в основном на Кипре. Римляне назвали металл aes cyprium (кипрский металл), потому что он был одной из основ кипрской экономики. Позже этот термин был изменен на сuprum, от которого произошли слова copper (англ.), cuivre (франц.), cobre (исп.), Koper (голл.) и Kupfer (нем.). Олово, которое смешивают с медью для получения бронзы, приходилось импортировать. Настоящие оловянные бронзы появились на Кипре в начале II тыс. до н.э.

  7. Бронзовый век: рождение нового материала

    Бронзовый век начался около 3300 г. до н.э., когда на Ближнем Востоке, в Южной Азии и Европе плавили смесь меди и олова для получения бронзы. Бронза намного прочнее и долговечнее, чем медь или олово, и лучше подходит для резки и рубки. Медные руды, используемые для изготовления бронзы, часто представляли собой сульфиды, поэтому их приходилось плавить. Олово, необходимое для производства бронзы, добывалось в Турции, Индокитае, Уэльсе, Испании и Перу. Из расплавленной смеси меди и олова отливались новые и более прочные продукты бронзового века: инструменты, доспехи, поножи, шлемы, боевые топоры, мечи, медали, статуи, колокольчики, украшения, сосуды и др.
    Самые ранние бронзовые артефакты найдены в доисторическом Таиланде и датируются 3600–4000 гг. до н.э. На археологических раскопках Нон Нок Тха был обнаружен медный инструмент, датируемый 3500 г. до н. э., браслеты и бронзовые шарики для охоты из луков культуры Банчианг того же времени. Большая часть этих предметов состоит из 10 % олова и 90 % меди – это идеальные пропорции сплава: с меньшим количеством олова сплав не смог бы достичь максимальной твердости, а с большим – стал бы слишком хрупким для ковки.

  8. Балансовые весы

    Взвешивание на медных и серебряных весах практиковалось в Египте до 3200 г. до н.э. Весы использовались в основном для взвешивания металла. В Амарне (1450 г. до н.э.) была найдена красивая балансировочная шкала с изображением животных. Медные гири, изготовленные на Крите, имели форму маленьких топоров; ассирийский набор древних бронзовых гирь со львами был отмечен царскими именами.

  9. Медные зеркала

    Самые ранние известные металлические зеркала были сделаны из меди и датированы 3100 г. до н.э. Они были изобретены во времена Первой династии Египта; со временем их заменили бронзовыми. Бронзовые зеркала были найдены во всех культурах древности. Они были одними из самых ценных вещей, принадлежавших женщинам.

  10. Медные трубы в египетских пирамидах

    Пластичность меди привела к ее применению для водопровода в Древнем Египте. Сложная медная дренажная система была обнаружена в комплексе погребальных пирамид в Абисуре в Северном Египте. Медь для водопровода использовалась здесь еще в 2750 г. до н.э. Медная труба была найдена внутри ближайшего к пирамиде храма. Жрецы ежедневно собирались в этом месте, чтобы предложить еду и другие предметы духу короля Сахуре. Эксперты предполагают, что медные трубы простирались примерно на 330 ярдов вдоль дамбы, ведущей к другому храму, использовались для отвода колодезной воды, которую вручную приносили в храм для ежедневного ритуала очищения царских статуй. Хотя общее состояние пирамиды и храмов оставляет желать лучшего, медные трубы уцелели.

  11. Медь для медицинской стерилизации

    В древнеегипетском медицинском тексте, известном как Папирус Эдвина Смита, упоминается использование меди в качестве стерилизующего средства для питьевой воды и ран.

  12. Медь в хирургических инструментах

    Медные и бронзовые хирургические инструменты были настолько ценны, что их хоронили вместе с египетскими царями для загробной жизни. Самые древние из когда-либо обнаруженных медицинских инструментов были сделаны из меди и бронзы и найдены в захоронении Кар, королевского врача Шестой династии, в Древнем Египте.

  13. Медь и бронза как денежный платеж

    Медные сплавы использовались для оплаты, потому что имели внутреннюю ценность, были устойчивы к коррозии и износу, а также были просты в производстве и переработке. Историческое использование металлов дает четкую иллюстрацию того, как бартерные системы породили денежные системы. Медные и бронзовые топоры появились как форма оплаты в Индии во II тыс. до н. э. Плоские медные слитки стали предметом обмена в Агия-Триаде и Закросе на Крите, а также при кораблекрушении Улубуруна (датируемом 1330 г. до н.э.). Многие формы средств медных платежей бронзового века Эгейского моря имеют маленькие ручки на каждом углу. Форма для этих слитков была обнаружена в Рас-ибн-Хани в Сирии. В Сибири и Китае бронзовые ножи использовались с VIII в. Бронзовые стержни были распространены в Иране. Другими распространенными формами древних медных слитков являются круглые кольца, перфорированные топоры и кинжалы.
    Начиная с IV в. до н. э. римляне использовали медные деньги. Aes rude (лат. «грубая бронза») представлял собой бронзовый самородок, использовавшийся в качестве протовалюты до круглой чеканки. Aes signatum (лат. «штампованная бронза») состоял из литых бронзовых глыб с тиснением государственной печати. Медные и бронзовые слитки и лом применяли для платежей до того, как были введены монеты. Первая чеканка бронзовых монет в Риме состоялась около 300 г. до н.э.
    В Африке медные и латунные браслеты и ожерелья использовались для оплаты до середины XX в.

  14. Первые округлые медные монеты

    Круглые монеты были эволюцией более примитивных денежных систем. До чеканки медные и бронзовые слитки стандартного размера и фигурные жетоны, такие как ножевые деньги, использовались для хранения и передачи стоимости. Например, стандартные литые бронзовые жетоны позднего китайского бронзового века были обнаружены в гробнице недалеко от Аньяна, датируемой 1200 г. до н.э. Использование округлых бронзовых монет в качестве платежной формы получило широкое распространение в Лидии, в Малой Азии, около 700 г. до н.э. Округлые монеты были выпущены в Китае около 350 г. до н.э., первые римские тяжелые литые бронзовые монеты — в 289 г. до н.э.

  15. Колосс Родосский

    Гигантская бронзовая статуя недалеко от порта города Родоса в Древней Греции. Колосс был сделан из бронзовых пластин, прикрепленных железными прутьями к камню. К сожалению, статуя была разрушена во время землетрясения в 226 г. до н.э. Сломанная в коленях, она развалилась и оставалась на этом месте 800 лет, затем была переработана.

  16. Латунь, сплав меди и цинка

    Латунь была изобретена через тысячи лет после бронзы, массово ее производили около 100 г. до н.э. из металлических минералов меди и цинка с использованием процесса цементации. Самые ранние латуни, возможно, были природными сплавами, полученными путем плавки медных руд, богатых цинком. Примеры медно-цинковых сплавов известны в Китае еще с V тыс. до н.э. В Западной Азии и Восточном Средиземноморье медно-цинковые сплавы найдены на стоянках III тыс. до н.э. в Эгейском море, на территориях современных Ирака, ОАЭ, Калмыкии, Туркменистана и Грузии, а также на стоянках II тыс. до н.э. в Западной Индии, Узбекистане, Иране, Сирии, Ираке и Ханаане.
    Латунь ― привлекательный металл с ярко-золотым оттенком. Он стал распространенным для декоративных и бытовых предметов около 100 г. до н.э., во времена Римской империи. Примерно в то же время он появился в Индии, позже распространился в Китай, а затем и в остальной Азии. В средние века латунь применялась для изготовления канделябров, подносов, тарелок и декоративных фигурок. По мере того как свойства латуни, особенно легкость ее обработки и коррозионная стойкость, стали более известны в эпоху Возрождения в Европе, она стала стандартом для точных технических инструментов, таких как часы, хронометры и навигационные приборы.
    В середине XIX в. латунь использовалась в патронах для боеприпасов ив качестве обшивки корпусов деревянных кораблей.

  17. Медь в медицине

    В медицинском трактате римского врача Авла Корнелия Цельса «De Medicina» (I в.) в книгах с первой по шестую перечислены многие способы медицинского применения меди, описаны препараты и формы меди, наиболее эффективные при каждом заболевании. Медь прочно закрепилась в качестве важного лекарства в фармакопее практикующего врача благодаря Цельсу.

  18. Медный свиток Мертвого моря

    Все свитки Мертвого моря, найденные на территории современного Израиля, кроме одного, были написаны на пергаменте или папирусе. Только один свиток был написан на меди (содержащей 1 % олова, то есть по сути ― бронзовом свитке). Медный свиток был найден в пещере Кумрана последним. Он был похоронен глубоко в пещере, подальше от посторонних глаз, потому что в нем перечислялись места, где были зарыты ценные предметы из золота и серебра.

  19. Крыша римского Пантеона

    Одно из наиболее хорошо сохранившихся зданий Древнего Рима, бывший римский храм, ныне церковь. Древние римляне обшили крышу Пантеона медью; медные кровли долговечны и устойчивы к коррозии.

  20. Объекты поклонения

    Священные предметы культа, как большие, так и малые, часто изготавливались из бронзы. Обычай использовать бронзу и другие материалы в качестве предметов религиозного культа получил широкое распространение в Средние века.

  21. Колокол короля Сондока (Корея)

    Этот массивный бронзовый колокол, также известный как Колокол Эмиля, весит 18,9 т. Он считается шедевром Королевства Силла. Колокол был отлит в 771 г. н. э.

  22. Большая Медная гора Швеции

    Это медное рудное тело обеспечивало две трети потребности Европы в меди. Большая Медная гора была национальным достоянием Швеции. Добыча полезных ископаемых началась в Фалуни в 1080 г. В настоящее время шахта является музеем; в 2001 г. он внесен в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.

  23. Бронзовые пушки

    Бронзовые пушки, пробивающие стены укрепленных городов, изменили способ ведения войн в средние века. Бронзовая пушка была изобретена вскоре после изобретения пороха в XI или XII в. в Китае. Самое раннее известное изображение пушки ― в виде настенной резьбы во времена династии Сун (Китай) ― датируется 1128г. Бронзовая пушка Увэй XIII в. считается самой старой известной реликвией. После этого времени археологические и документальные свидетельства существования бронзовых пушек многочисленны.

  24. Медные музыкальные инструменты

    Изготавливались еще в Древней Греции и Риме. Медные духовые инструменты эпохи Возрождения уже напоминали современные. В 1400–1413 гг. была разработана самая ранняя из известных S-образных труб, за ней ― складная труба и скользящая труба, благодаря чему в середине XVI в. появился тромбон. С середины XVI в. известны факты того, что крупные европейские королевские дворы содержали корпус трубачей.
    В XIX в. медные духовые инструменты стали обязательной группой в составе симфонического оркестра, а в ХХ в. благодаря широкому распространению джаза приобрели еще большую популярность. Некоторые современные духовые инструменты хотя и считаются деревянными (по принципу звукоизвлечения), изготовляются тем не менее из сплавов на основе меди (например, саксофон).

  25. Первый ручной типографский станок

    В печатном станке Гутенберга использовались гравированные пластины из меди; бронза и латунь применялись для литья свинцовых штампов. Мировой спрос на медь увеличился, поскольку вскоре после изобретения были построены тысячи прессов Гутенберга. В конце XVI в. иллюстрированные книги печатались с помощью медных пластин: гравюры и офорты были более тонкими и подробными, чем в предыдущей технологии ксилографии. Медные пластины также были признаны лучшим способом гравировки карт.

  26. Медные ликеро-водочные заводы

    Дистилляторы издавна использовали медные перегонные кубы для производства спирта. Самые лучшие перегонные кубы для изготовления бренди, коньяка, виски, пива и эфирных масел изготавливаются из меди. Медь используется для кубов по разным причинам. Во-первых, и это наиболее важно, медь вступает в реакцию со спиртом, усиливая вкус дистиллированных спиртов. При этом осаждаются (и затем удаляются) неприятные на вкус соединения серы, образующиеся во время дистилляции. Во-вторых, требованием дистилляции является теплопроводность, а медь – отличный проводник тепла, используемый, например, в радиаторах и кондиционерах.

  27. Медь в научных приборах

    Медь и ее сплавы широко использовались в научных приборах, изобретенных в эпоху Возрождения в Европе. Из медных сплавов изготавливались часы, карманные часы, телескопы и микроскопы. Сегодня почти все современные научные приборы имеют компоненты из медных сплавов.

  28. Валюта на основе меди в Швеции

    Огромные запасы меди в Швеции обогатили страну и позволили ей на короткое время ввести медную валюту. Шведская империя имела самые большие и многочисленные медные рудники в Европе в XVII в. – одна только Большая Медная гора производила две трети меди, потребляемой в Европе. В это время шведская армия полностью оплачивалась медной валютой.
    Во времена королевы Кристина медь выпускалась слитками до 15 кг в качестве валюты. Денежная система, основанная на меди, работала до тех пор, пока мировая цена на медь не упала.

  29. Медь в Вольтовом столбе

    Вольтов столб ― первая электрическая батарея, которая непрерывно обеспечивала электрический ток в цепи. Это была электрохимическая ячейка, состоящая из чередующихся листов меди и цинка. Изобретение Вольтова столба позволило совершить ряд открытий в области электричества.

  30. Медная обшивка для судов

    Медная облицовка подводного корпуса увеличила мощь британского флота, повысив ходкость судов и предотвращая разрушения от червя-тередо. Первым кораблем, получившим медную обшивку, стал в 1761 г. фрегат «Аларм». В 1797 г. была изготовлена медная обшивка корпуса, бронзовая пушка, шипы и насосы для корабля «Конститьюшн».
    Персонал корабля отметил, что медная обшивка резко снизила биообрастание и корабли вследствие этого могут двигаться намного быстрее. Корабли с медной обшивкой могли оставаться в эксплуатации в течение более длительного времени, в то время как суда с деревянным корпусом должны были стоять в сухом доке на берегу для очистки корпуса.

  31. Медные проволока и кабель стали основой века электричества

    Использование меди в качестве электрического проводника за последние 200 лет выросло в геометрической прогрессии, поскольку были изобретены десятки тысяч продуктов с электроприводом.
    Открытия и изобретения Андре-Мари Ампера, Майкла Фарадея и Георга Симона Ома, относящиеся к электричеству и магнетизму, в конце XVIII и начале XIX в. помогли начать промышленную революцию и продвинуть медь в эпоху электричества.
    Медь использовалась в электропроводке с момента изобретения электромагнита и телеграфа в 1820-х гг. Изобретение телефона в 1876 г. создало дополнительный спрос на медные электрические проводники.

  32. Электромагнитная индукция

    Британский ученый Майкл Фарадей открыл основные принципы производства электроэнергии. Его исследования показали, что диск из меди, вращающийся в сильном магнитном поле, может обеспечивать постоянный поток электричества. Это открытие электромагнитной индукции произвело революцию в энергетике и подготовило почву для изобретения электрической лампочки, электрических двигателей и электростанций.

  33. Пуля

    В1840-х гг. из сплава, содержание меди в котором превышало 90 %, во Франции были произведены первые Боеприпасы с металлическими гильзами. К 1880-м гг. корпуса стали делать из латуни. Сегодня латунь остается стандартным материалом для гильз боеприпасов, используемых для пуль и артиллерийских снарядов.
    Еще одно интересное применение меди в боеприпасах: когда пули вылетали из стрелкового оружия с большой скоростью, свинец отслаивался из-за своей мягкости и не попадал в нарезы. Чтобы исправить это, швейцарцы в 1880-х гг. начали покрывать свинцовые винтовочные пули медью. Сегодня медь по-прежнему широко используется для изготовления пуль с оболочкой, где свинец покрыт тонким слоем меди.

  34. Электролитическая очистка

    Медь высокой чистоты (99,9999 %) необходима для электропроводности. Такой уровень чистоты достигается электролитическим рафинированием. Сегодня вся медь для электротехники производится путем электролитического рафинирования.
    Первым непрерывно работающим резервуарным цехом для электролитического рафинирования меди был завод Norddeutsche Affi nerie (известный сейчас как Aurubis) в Гамбурге (Германия). Сегодня Aurubis является крупнейшим производителем меди в Европе и вторым ― в мире.

  35. Медные фунгициды

    Первый медный фунгицид был случайно изобретен Пьером-Мари-Алексисом Милларде в районе Бордо во Франции. Милларде применял пасту из сульфата меди и извести, чтобы сделать виноград непривлекательным для воров. Он заметил, что паста также избавляет виноград отложной мучнистой росы. Это наблюдение привело к изобретению бордоской смеси ― фунгицида, благодаря которому началась практика защитного опрыскивания сельскохозяйственных культур. С тех пор медные фунгициды незаменимы во всем мире. Бордоская смесь также широко используется для борьбы с фитофторозом картофеля, курчавостью листьев персиковых деревьев и паршой яблонь.

  36. Международный стандарт электропроводности

    Медь была принята в качестве международного стандарта 100 %-ной электропроводности — Международный стандарт отожженной меди (IACS) 1914 г. Стандарт сравнивает проводимость всех металлов. Например, если проводимость определенного сорта титана 1,2 % по IACS, его электропроводность составляет 1,2 % по меди. Медь была выбрана потому, что она имеет самую высокую электропроводность среди всех металлов, кроме серебра, дорогого драгоценного металла, который очень ограниченно используется в качестве электрического проводника.

  37. Современная медная сантехника

    Когда в 1927 г. на рынке появилась легкая, но прочная тянутая медная трубка, которую можно было быстро припаять к медным фитингам, они произвели революцию во внутренних домашних системах питьевой воды. Медные водопроводные трубы оказались универсальными, долговечными, не требующими обслуживания, устойчивыми к коррозии, легко соединяемыми, простыми в установке и доступными в широком диапазоне размеров. Медная сантехника установила стандарт для внутренних систем водоснабжения в домах и офисах.

  38. Непрерывное литье

    Изобретение технологии непрерывного литья катанки в 1940 г. позволило медной промышленности удовлетворить стремительно растущий спрос на электрические провода и кабели. Медная катанка, полученная методом непрерывного литья, является основным исходным материалом для электропроводной и кабельной промышленности. Непрерывное литье позволяет рулонам весить до 10 тыс. фунтов (4540 кг). До этого изобретения размер катушки ограничивался массой проволочного стержня весом 250 фунтов. По технологии непрерывного литья и прокатки производят практически всю медную катанку сегодня.

  39. Взвешенная плавка

    Плавка во взвешенном состоянии – это энергоэффективная технология, на долю которой приходится 50 % мирового производства первичной меди на сегодняшний день. Взвешенная плавка была разработана компанией Outokumpu в 1949 г. Впервые она была применена на заводе Harjavalta в Финляндии для плавки медной руды. Эта технология изменила способ плавки сульфидных руд. Медная руда плавится непрерывно, а не партиями. Обогащенный кислородом воздух («реакционный газ») позволяет концентрату поставлять большую часть энергии, необходимой печам.

  40. Печатные платы

    Печатные платы ― это мозг всей современной электроники, включая мобильные телефоны, компьютеры и новые электроприборы. Печатные платы распределяют электронные сигналы, которые соединяют различные электрические компоненты, такие как микросхемы памяти, процессоры, устройства ввода/вывода, резисторы и конденсаторы. Технология изготовления печатных плат значительно продвинулась вперед с момента их изобретения в 1936 г. До середины 1960-х гг. производители использовали медную проволоку для крепления компонентов к печатным платам. Прорыв в технологии обработки позволил сделать печатные платы намного меньше и дешевле начиная с середины 1980-х гг. Эта технология стала обычной в современной электронике.

  41. Ускорители частиц

    В ускорителях частиц используются электромагнитные поля для разгона заряженных почти до скорости света частиц. Ускорители крупных частиц применяются как коллайдеры или как синхротронные источники света для изучения конденсированных сред. В ускорителях крупных частиц используется много медных электрических проводников. В Фермилабе в Иллинойсе в кольце ускорителя частиц Tevatron протяженностью 5,9мили использовалось 50т медной проволоки в 1000 электромагнитах.
    Коллайдер был построен в 1987 г. и проработал 24 года. Почти 50 т бескислородной медной проволоки с высокой проводимостью было использовано в релятивистском коллайдере тяжелых ионов Брукхейвенской национальной лаборатории. Это был первый коллайдер тяжелых ионов (2000). Медь использовалась для изготовления 1700 сверхпроводящих электромагнитов в подземном коллайдере диаметром 2,4 мили.
    Большой адронный коллайдер, завершенный в 2009 г., является крупнейшим и самым мощным в мире коллайдером частиц и самой большой одиночной машиной в мире. Он находится на границе Франции и Швейцарии. Ученые в лаборатории проверяют теории физики элементарных частиц, ищут новые субатомные частицы и работают над многими нерешенными вопросами физики. Медные электрические проводники обеспечивают матрицу в сверхпроводниках вдоль гигантского круглого туннеля в коллайдере, который имеет диаметр 27 км (17 миль).

  42. Телекоммуникационный кабель

    Телекоммуникационный кабель с медными жилами подходит для сегодняшних потребностей Ethernet и для потребностей будущего. Медные кабели таких категорий, как 5 и 5e, 6, 6a и 6e, и коаксиальный кабель RG6, являются основой большинства структурированных кабельных систем. Они передают голос, данные и другие услуги из того места, где они входят в современное здание, в каждое помещение и из одного помещения в любое другое.

  43. Медь в дисководах для гибких дисков

    Когда в середине 1990-х гг. персональные компьютеры стали использоваться повсеместно, сотни миллионов людей использовали дисководы гибких дисков для доступа и сохранения жизненно важной информации. Дисковод для гибких дисков был устройством для хранения и обмена данными, включенным во все персональные компьютеры или подключенным к ним с середины 1970-х гг. до 2000-х. Медь была электрическим проводником в дисководах для гибких дисков. Дисковые накопители в конечном итоге были заменены устройствами хранения данных с большей емкостью, такими как USB-накопители, карты флэш-памяти, портативные внешние жесткие диски, оптические диски, ПЗУ и облачные хранилища.

  44. Диетическая медь

    Медь является важным микроэлементом, который жизненно важен всех живых существ. Медь — необходимый микроэлемент в рационе. Ежедневные диетические нормы были установлены агентствами здравоохранения по всему миру. В 1996 г. Всемирная организация здравоохранения рекомендовала минимально допустимое потребление меди примерно 1,3 мг в день.
    В 2001 г. Национальная медицинская академия США установила рекомендуемую норму потребления (RDA) для здоровых взрослых мужчин и женщин на уровне 0,9 мг/день. Также был установлен верхний уровень потребления — 10 мг/день.
    В 2006 г. Европейское управление по безопасности пищевых продуктов снизило верхний уровень потребления до 5 мг/день. Медь необходима для нормального роста и развития человеческого плода, младенцев и детей. У взрослых она необходима для роста, развития и поддержания костей, соединительной ткани, мозга, сердца и многих других органов. Медь участвует в формировании эритроцитов, абсорбции и утилизации железа, а также в синтезе и высвобождении поддерживающих жизнь белков и ферментов. Эти ферменты производят клеточную энергию и регулируют нервную передачу, свертывание крови и транспорт кислорода. Также известно, что медь стимулирует иммунную систему, помогает восстановить поврежденные ткани и способствует их заживлению. К продуктам, богатым медью, относятся злаки, орехи и семена, мясные субпродукты, такие как печень и почки, моллюски, сухофрукты, бобовые и картофель, курица, какао, шоколад.

  45. Радиаторы для персональных компьютеров

    Радиаторы отводят тепло от ПК и других электронных компонентов. Для эффективной работы и защиты важных компонентов необходимо отводить тепло от электрического сопротивления. Высокая теплопроводность меди позволяет теплу быстро проходить через нее. Вот почему медные тепловые трубки и медные радиаторы используются для охлаждения центральных процессоров и графических процессоров. Медные радиаторы также используются для охлаждения мощных транзисторов и оптоэлектроники (лазеров и светоизлучающих диодов).

  46. Медный ротор двигателя

    Технология двигателей с медным ротором возникла из-за необходимости удовлетворить требования рынка двигателей с низким напряжением для большей энергоэффективности. На двигатели приходится две трети всей электроэнергии, используемой в промышленности. Двигатели относительно недороги при покупке, но могут быть дорогими в эксплуатации. Использование меди (и большего ее количества) в электродвигателях повышает эффективность использования электроэнергии. Роторы в двигателях постоянного тока состоят из медной проволоки. Асинхронные двигатели можно сделать более энергоэффективными, используя медные обмотки в катушках статора и медь в роторах. Замена алюминия медью в токопроводящих стержнях ротора является относительно новым изобретением, которое значительно повышает эффективность электродвигателей.

  47. Медь в сотовых телефонах

    Медь является проводником в сотовых телефонах, в телефоне содержится около половины унции меди (это примерно 12 % общего веса). На одном электронном чипе можно разместить до 200 млн транзисторов. По мере добавления дополнительных чипов для повышения сложности сотовых телефонов количество меди в них также будет расти. Высокая электропроводность меди снижает количество энергии, необходимой для работы сотового телефона. Это увеличивает срок службы батареи. Требования к питанию теперь снижены до уровня менее 1,8 В, а чипы работают при более низких температурах, чем когда-либо прежде, что увеличивает срок службы компонентов сотовых телефонов.

  48. Энергоэффективные двигатели

    Медь играет важную роль в современных исследованиях и разработках энергоэффективных двигателей. Передовые типы двигателей, такие как двигатели с постоянными магнитами, реактивное сопротивление и асинхронные двигатели с медным ротором, основаны на использовании меди для производства более эффективных и надежных двигателей. Все три типа двигателей обеспечивают возможность достижения целей по снижению энергопотребления и повышению производительности. Благодаря инновационному использованию меди, коммутационных технологий и постоянных магнитов производители имеют больше возможностей для достижения своей эффективности и конкретных требований и целей.

  49. Медь в современных поездах

    Медь стала активно использоваться в современных локомотивах благодаря её проводящим и теплопроводным свойствам. Если в дизель-электрических локомотивах конца XX века применялось около 11 тыс. фунтов меди, то в новейших моделях General Electric и General Motors ― уже свыше 16 тыс. фунтов (8 т). Применение медных проводников в роторах и обмотках статоров асинхронных двигателей позволило повысить надёжность и эффективность поездов, применяя медные проводники в роторах и обмотках статоров асинхронных двигателей.

Описание технологии
Любая произведенная продукция имеет свой период существования, который характеризуется ее производством, потреблением, утилизацией в окружающей среде либо переходом в качестве исходного сырья или вспомогательного вещества в производство другой продукции. Таким образом, последовательные и взаимосвязанные стадии продукции от приобретения, производства из природных ресурсов или сырья до конечного размещения в окружающей среде (в виде отходов, сбросов и выбросов) называют жизненным циклом продукции (ISO 14044:2006. Экологический менеджмент. Оценка жизненного цикла. Требования и рекомендации).



Производство меди


Сравнение технологий производства меди

Расход сырья, электроэнергии, выбросы пыли и образование отходов являются основными показателями по ресурсо- и энергосбережению при производстве первичной меди.

Технологические показатели выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, соответствующие НДТ
Очистить все поля
Технологические показатели загрязняющих веществ в сбросах в водные объекты, соответствующие НДТ
Очистить все поля
Экономика

Медь является одним из базовых металлов на Лондонской бирже металлов (ЛБМ). В связи с этим производство меди базируется на стандарте медных катодов класса А (содержание меди ― 99,95 %), определенном терминологией ЛБМ. В европейском стандарте на медные катоды EN 1978 используется обозначение марки Cu-CATH1, или, в соответствии с новой европейской буквенно-цифровой системой обозначений, CR001A. В американском стандарте ASTM B115 используется обозначение Cathode Grade 1. С подробной информацией о химическом составе меди можно ознакомиться в документе Лондонской биржи металлов.
В Российской Федерации требования к медным катодам и марки катодной меди установлены в ГОСТ 546-2001 «Катоды медные. Технические условия» и ГОСТ 859-2014 «Медь. Марки» соответственно. Все отечественные марки катодной меди предусматривают чистоту металла не менее 99,95 %. Переработку медного сырья можно производить как пирометаллургическим, так и гидрометаллургическим способом. В мире около 85 % меди производят пирометаллургическим способом. Процесс пирометаллургического производства меди состоит из нескольких переделов (рис. 1):

  • – добыча и обогащение руды ― концентрат;
  • – производство черновой меди ― черновая медь;
  • – производство рафинированной меди ― анодная медь, катодная медь.
Рисунок 1. Доли отдельных компаний в добыче и производстве меди в России


Производство меди в России за первый квартал 2021 г. снизилось на 10 %. Снижение вызвано уменьшением выпуска на предприятиях «Норильского никеля»: Заполярный филиал снизил выпуск на 24 %, Кольская ГМК ― на 46 %. В качестве причин снижения компания указывает временную остановку рудников «Октябрьский» и «Таймырский», Норильской обогатительной фабрики и планового закрытия металлургического цеха на Кольской ГМК. По предварительной оценке, общее снижение выпуска меди «Норильским никелем» в 2021 г. составило 65 тыс. т. Структура производства медных катодов в 2021 г. представлена на рисунке 2.
Рисунок 2. Структура производства медных катодов в 2021 г., %

Видимое потребление меди снизилось на 28 % за счет снижения выпуска медной катанки. Основные предприятия-производители снизили выпуск на 24 %. Предположительно такое снижение связано с неблагоприятной внешней конъюнктурой рынка, на которую повлияли большие запасы китайской катанки, находящиеся на складах у производителей, а также низкий спрос на внутреннем рынке, потребление инвестиционных товаров на котором сокращается. Рафинированная медь является основным сырьем для производства медных полуфабрикатов. В структуре экспорта полуфабрикатов основная часть приходится на экспорт медных катодов ― 80 %, на медную катанку приходится 17 %, на прокат и порошки – 3 %. В 2021г. экспорт катодов снизился на 8 %, до 134 тыс. т, катанки ― остался без изменений, составив 29 тыс. т (рис.3).

Рисунок 3. Структура экспорта медных полуфабрикатов, %