كيف يتم صنع النحاس
يقع النحاس في عائلة IB الدورية الرابعة من الجدول الدوري. هذا هو أول معدن تستخدمه البشرية. النحاس له خصائص ممتازة وقد استخدم على نطاق واسع في المجال الصناعي. يبلغ محتوى النحاس في القشرة الأرضية حوالي 0.01٪. في الطبيعة ، يكون النحاس في الغالب في صورة مركبات. الخامات النحاسية المشتركة هي chalcopyrite (CuFeS2) ، chalcopyrite (Cu2S) ، الملاكيت (Cu2 (OH) 2CO3) ، chalcopyrite (Cu2O) ، و chalcopyrite (CuSO4 5H2O).
في عهد أسرة هان الغربية ، تمت كتابة سجل "حديد تسنغ تشينغ زن النحاس" في ليو آن "Huainan Wan Bi Shu" بمعنى وضع ورقة الحديد في محلول كبريتات النحاس أو محلول ملح النحاس الآخر ليحل محل النحاس المفرد. هذه الطريقة هي الرائدة في مجال معالجة المياه المعدنية الحديثة. وتسمى عملية إنتاج النحاس في العملية الرطبة أيضًا طريقة النحاس الصفراء. تتضمن عملية الإنتاج أساسا خطوتين ، واحدة هي ترشيح النحاس ، ويتم وضع الحديد في محلول الزاج. يتم ترسيب الأيونات النحاسية في الزاج من الحديد لتودع في نحاس واحد. الاثنين هو جمع مسحوق النحاس البديل ثم ذوبانه. المبدأ الأساسي للتعدين بالنحاس الرطب هو استبدال المعدن الضعيف (باستثناء K، Ca، Na) ، وهو أقوى من النحاس. على سبيل المثال ، يتم إضافة معدن الزنك أو الحديد إلى محلول كبريتات النحاس ، ويمكن استبدال النحاس المعدني. التفاعل الرئيسي هو CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4 ؛ CuSO4 + الحديد = النحاس + FeSO4.
وقد كتب تشانغ تشيان ، وهو أول رجل في العالم في مجال تعدين المعادن الرطبة ، كتابًا عن "تراجع النحاس" في تركيبة مع أعمال أسلافه وخبرته الشخصية. يصف الكتاب استخدام النحاس المحتوي على خام النحاس (أو ماء المرارة) ، والذي يتميز بفوائد "أقل تكلفة وأقل جهد".
في المختبرات الكيميائية ، يمكننا أيضا محاكاة المعادن الرطبة. يتم أخذ سلك طويل 20 سم مع ورقة الرمل لتلميع الضوء ، ثم يتم أخذ 4 مل كبريتات النحاس في أنبوب الاختبار ، ويضاف سلك الحديد الزاهية إلى أنبوب الاختبار. يمكن وضعها بشكل ثابت. يمكن ملاحظة أن سطح السلك له ترسيب أرجواني أحمر معدني ، وتغير المحلول تدريجيا من اللون الأزرق إلى الأخضر الفاتح. المعدن الأحمر الأرجواني هو النحاس ، وأخيرا يتم جمع السلك لجمع النحاس المترسبة على سطح السلك.
بالإضافة إلى ذلك ، في الصين القديمة ، كانت هناك طريقة لصهر النحاس - "صهر النحاس بالنار". وفقا للبحوث النصية ، تستخدم صهر النحاس في أسرة شانغ أساسا الملكيت والفحم. عملية صنع النحاس مع أكسيد النحاس العنصر واختزال في درجة حرارة عالية هي عملية صنع النحاس. يتطلب التفاعل درجة حرارة معينة ، لذلك يمكن إنتاج مونومر النحاس في حالة التسخين ، لذلك يطلق عليه "النحاس طريقة النار".
لقد تم اكتشافه منذ فترة طويلة أن الملكيت يمكن أن ينتج معدن أحمر مشرق بعد الحرق. هذا المعدن هو النحاس. المكون الرئيسي للملكايت هو كربونات النحاس القلوية [Cu2 (OH) 2CO3]. سوف تتحلل حرارة كربونات النحاس القلوية لإنتاج النحاس والماء وثاني أكسيد الكربون. الكربون أو أول أكسيد الكربون هو الاختزال ويمكن أن تقلل من أكسيد النحاس. التفاعل: Cu2 (OH) 2CO3 2CuO + H2O + CO2، C + 2CuO 2Cu + CO2، CO + CuO Cu + CO2.
في المختبرات الكيميائية ، يمكننا استخدام الجهاز المبين أدناه لمحاكاة عملية الصهر. يتم طحن أكسيد النحاس الجديد المصنوع من 10G إلى مسحوق وصب في بوتقة ليجف. كما أن الفحم الجديد المصنوع من 1.5 جرام يتحول إلى مسحوق ويسكب في بوتقة ليجف. ثم ، يتم خلط مسحوق أكسيد النحاس ومسحوق الفحم بالتساوي. يتم وضع الأداة في الجزء السفلي من أنبوب الاختبار مع فتحة ملعقة أو ورقة. يتم تجميع الأداة وفقًا للرسم التالي. يتم وضع أحد طرفي أنبوب الزجاج في أنبوب اختبار مع ماء الجير الموضح ، ويتم تسخين مصباح الكحول مع غطاء مقاوم للرياح. عندما تصبح مياه الكلس الموضحة غائمة ، تظهر المواد الصلبة الأرجوانية أو الحمراء تدريجيًا في أنبوب الاختبار وتوقف التسخين. بعد اكتمال التفاعل ، يتم سحبه أولاً إلى أنبوب زجاجي يحتوي على أنبوب اختبار ماء الجير الموضح ، ثم يتم سحب مصباح الكحول. وأخيرا ، صب مسحوق من أنبوب الاختبار على ورقة بيضاء نظيفة ومراقبة المسحوق. ثم ستجد أن الورقة لها صلبة حمراء أرجوانية ، وهي عبارة عن نحاس.