სპილენძი პერიოდულ სისტემაში. სპილენძის ძირითადი თვისებები

სპილენძი(ლათ. cuprum), cu, მენდელეევის პერიოდული სისტემის I ჯგუფის ქიმიური ელემენტი; ატომური ნომერი 29, ატომური მასა 63,546; რბილი, მოქნილი წითელი ლითონი. ბუნებრივი ლითონი შედგება ორი სტაბილური იზოტოპის ნარევისაგან - 63 cu (69.1%) და 65 cu (30.9%).

ისტორიული ცნობა.უძველესი დროიდან ცნობილი ერთ-ერთი ლითონია მ. ადამიანის ადრეულ გაცნობას მ.-სთან ხელი შეუწყო იმან, რომ იგი ბუნებაში გვხვდება თავისუფალ მდგომარეობაში ნაგლეჯების სახით, რომლებიც ზოგჯერ მნიშვნელოვან ზომებს აღწევს. ლითონმა და მისმა შენადნობებმა დიდი როლი ითამაშეს მატერიალური კულტურის განვითარებაში. ოქსიდების და კარბონატების ადვილად შემცირების გამო, ლითონი აშკარად იყო პირველი ლითონი, რომლის შემცირებაც ადამიანმა ისწავლა მადნებში შემავალი ჟანგბადის ნაერთებისგან. ლათინური სახელწოდება M. მომდინარეობს კვიპროსის კუნძულის სახელიდან, სადაც ძველი ბერძნები სპილენძის მადანს მოიპოვებდნენ. ძველად ქვის დასამუშავებლად მას ცეცხლზე აცხელებდნენ და სწრაფად აცივებდნენ, კლდე კი ტყდებოდა. უკვე ამ პირობებში შესაძლებელი იყო აღდგენითი პროცესები. შემდგომში რესტავრაცია ჩატარდა ხანძრის დროს დიდი რაოდენობით ქვანახშირით და ჰაერის ინექციით მილებითა და ბუხრით. ხანძრები გარშემორტყმული იყო კედლებით, რომლებიც თანდათან გაიზარდა, რამაც გამოიწვია ლილვის ღუმელის შექმნა. მოგვიანებით, შემცირების მეთოდებმა ადგილი დაუთმო სულფიდური სპილენძის მადნების ჟანგვითი დნობას შუალედური პროდუქტების წარმოებისთვის - მქრქალი (სულფიდების შენადნობი), რომელშიც კონცენტრირებულია ლითონი და წიდა (ოქსიდების შენადნობი).

გავრცელება ბუნებაში. ლითონის საშუალო შემცველობა დედამიწის ქერქში (კლარკი) არის 4,7 10 -3% (მასით); დედამიწის ქერქის ქვედა ნაწილში, რომელიც შედგება ძირითადი ქანებისგან, უფრო მეტია (1 10 -2%), ვიდრე ზედა ნაწილში (2 10 -3%), სადაც ჭარბობს გრანიტები და სხვა მჟავე ცეცხლოვანი ქანები. მ. ენერგიულად მიგრირებს როგორც სიღრმის ცხელ წყლებში, ასევე ბიოსფეროს ცივ ხსნარებში; წყალბადის სულფიდი აგროვებს სხვადასხვა მინერალურ სულფიდებს ბუნებრივი წყლებიდან, რომლებსაც დიდი სამრეწველო მნიშვნელობა აქვს. მინერალების მრავალრიცხოვან მინერალებს შორის ჭარბობს სულფიდები, ფოსფატები, სულფატები და ქლორიდები; ასევე ცნობილია ადგილობრივი მინერალები, კარბონატები და ოქსიდები.

M. სიცოცხლის მნიშვნელოვანი ელემენტია, ის მონაწილეობს მრავალ ფიზიოლოგიურ პროცესში. M-ის საშუალო შემცველობა ცოცხალ ნივთიერებაში არის 2 × 10 -4%, ორგანიზმები, რომლებიც ცნობილია M-ის კონცენტრატორებად. ტაიგაში და სხვა ნოტიო კლიმატურ ლანდშაფტებში M შედარებით ადვილად ირეცხება მჟავე ნიადაგებიდან; აქ ზოგან არის დეფიციტი. M და მცენარეთა და ცხოველთა ასოცირებული დაავადებები (განსაკუთრებით ქვიშასა და ტორფის ჭაობებზე). სტეპებსა და უდაბნოებში (მათთვის დამახასიათებელი სუსტად ტუტე ხსნარებით) არააქტიურია მ. მინერალური საბადოების ადგილებში მისი სიჭარბეა ნიადაგებსა და მცენარეებში, რის გამოც შინაური ცხოველები ავადდებიან.

მდინარის წყალში M ძალიან ცოტაა, 1·10 -7%. ჩამონადენით ოკეანეში შემოტანილი ხავსი შედარებით სწრაფად გადაიქცევა ზღვის სილაში. ამრიგად, თიხა და ფიქლები გარკვეულწილად გამდიდრებულია M-ით (5,7 × 10 -3%), ხოლო ზღვის წყალი მკვეთრად არ არის გაჯერებული M-ით (3 × 10 -7%).

გასული გეოლოგიური ეპოქის ზღვებში, ადგილებზე იყო მინერალების მნიშვნელოვანი დაგროვება სილაში, რამაც გამოიწვია საბადოების წარმოქმნა (მაგალითად, მანსფელდი გერმანიის დემოკრატიულ რესპუბლიკაში). ენერგიულად მიგრირებს ბიოსფეროს მიწისქვეშა წყლებში; ამ პროცესებთან არის დაკავშირებული M მადნების დაგროვება ქვიშაქვებში.

ფიზიკური და ქიმიური თვისებები. მ-ის ფერია წითელი, გატეხვისას ვარდისფერი და თხელ ფენებში გამჭვირვალე მომწვანო – ლურჯი. ლითონს აქვს სახეზე ორიენტირებული კუბური გისოსი პარამეტრით = 3.6074 å; სიმკვრივე 8,96 გ/სმ 3(20 °C). ატომის რადიუსი 1,28 å; იონური რადიუსი cu + 0,98 å; cu 2+ 0,80 å; pl. 1083 °C; კიპ. 2600 °C; სპეციფიკური თბოტევადობა (20 °C-ზე) 385,48 /(კგ კ) , ეს არის 0.092 განავალი/(G ·°C). M.-ის ყველაზე მნიშვნელოვანი და ფართოდ გამოყენებული თვისებები: მაღალი თბოგამტარობა - 20 °C-ზე 394.279 სამ/(მ კ) , ეს არის 0.941 განავალი/(სმ · წმ ·°C); დაბალი ელექტრული წინააღმდეგობა - 20 °C ტემპერატურაზე 1.68 10 -8 ომ მ. ხაზოვანი გაფართოების თერმული კოეფიციენტია 17.0 · 10 -6. მ.-ს ზემოთ ორთქლის წნევა უმნიშვნელოა, წნევა 133,322 n/m 2(ეს არის 1 მმ Hg Ხელოვნება.) მიიღწევა მხოლოდ 1628 °C ტემპერატურაზე. მ. დიამაგნიტურია; ატომური მაგნიტური მგრძნობელობა 5.27 10 -6. ბრინელის სიმტკიცე 350 მნ/მ 2(ეს არის 35 კგფ/მმ 2); დაჭიმვის სიმტკიცე 220 მნ/მ 2(ეს არის 22 კგფ/მმ 2); ფარდობითი დრეკადობა 60%, დრეკადობის მოდული 132 10 3 მნ/მ 2(ანუ 13.2 10 3 კგფ/მმ 2). გამკვრივებით, დაჭიმვის სიმტკიცე შეიძლება გაიზარდოს 400-450-მდე მნ/მ 2, ხოლო დრეკადობა მცირდება 2%-მდე, ხოლო ელექტროგამტარობა მცირდება 1-3%-ით. გამაგრებული ლითონის დამუშავება უნდა განხორციელდეს 600-700 °C ტემპერატურაზე. მცირე მინარევები bi (ათას მეათედი %) და pb (ასი პროცენტი %) M.-ს წითელ-მყიფეს ხდის, ხოლო s მინარევები სიცივეში მტვრევადობას იწვევს.

ქიმიური თვისებების მიხედვით M. შუალედურ ადგილს იკავებს VIII ჯგუფის პირველი ტრიადის ელემენტებსა და პერიოდული სისტემის I ჯგუფის ტუტე ელემენტებს შორის. M, ისევე როგორც fe, Co, ni, მიდრეკილია კომპლექსების წარმოქმნისკენ, იძლევა ფერად ნაერთებს, უხსნად სულფიდებს და ა.შ. მსგავსება ტუტე ლითონებთან უმნიშვნელოა. ამრიგად, M ქმნის უამრავ ერთვალენტიან ნაერთს, მაგრამ 2-ვალენტიანი მდგომარეობა მისთვის უფრო დამახასიათებელია. ერთვალენტიანი მაგნიუმის მარილები პრაქტიკულად არ იხსნება წყალში და ადვილად იჟანგება 2-ვალენტიანი მაგნიუმის ნაერთებად; ორვალენტიანი მარილები, პირიქით, ძალიან ხსნადია წყალში და მთლიანად იშლება განზავებულ ხსნარებში. ჰიდრატირებული Cu 2+ იონები ლურჯია. ასევე ცნობილია ნაერთები, რომლებშიც M 3-ვალენტიანია. ამრიგად, ნატრიუმის პეროქსიდის მოქმედებით ნატრიუმის კუპრიტის na 2 cuo 2 ხსნარზე, მიიღება ოქსიდი cu 2 o 3 - წითელი ფხვნილი, რომელიც იწყებს ჟანგბადის გამოყოფას უკვე 100 ° C ტემპერატურაზე. cu 2 o 3 არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი (მაგალითად, ის ათავისუფლებს ქლორს მარილმჟავას).

მ-ის ქიმიური აქტივობა დაბალია. კომპაქტური ლითონი არ ურთიერთქმედებს მშრალ ჰაერთან და ჟანგბადთან 185 °C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე. ტენიანობის და CO2-ის არსებობისას ლითონის ზედაპირზე წარმოიქმნება ძირითადი კარბონატის მწვანე ფილმი. როდესაც ლითონი თბება ჰაერში, ხდება ზედაპირის დაჟანგვა; 375 °C-ზე დაბლა წარმოიქმნება კუო, ხოლო 375-1100 °C დიაპაზონში ლითონის არასრული დაჟანგვით წარმოიქმნება ორშრიანი სასწორი, რომლის ზედაპირულ ფენაში არის კუო, ხოლო შიდა ფენაში - cu 2 o. სველი ქლორი ურთიერთქმედებს M.-თან უკვე ნორმალურ ტემპერატურაზე, წარმოქმნის ქლორიდს cucl 2-ს, რომელიც წყალში ძალიან ხსნადია. M ადვილად ერწყმის სხვა ჰალოგენებს. გოგირდის და სელენის მიმართ განსაკუთრებული მიდრეკილება ავლენს მ. ასე რომ, ის იწვის გოგირდის ორთქლში. M. არ რეაგირებს წყალბადთან, აზოტთან და ნახშირბადთან მაღალ ტემპერატურაზეც კი. წყალბადის ხსნადობა მყარ ლითონში უმნიშვნელოა და 400 °C ტემპერატურაზე არის 0,06. მგ 100-ზე M. წყალბადი და სხვა აალებადი აირები (co, ch 4), რომლებიც მოქმედებენ მაღალ ტემპერატურაზე cu 2 o შემცველი ლითონის ღეროებზე, ამცირებენ მას ლითონად co 2 და წყლის ორთქლის წარმოქმნით. ეს პროდუქტები მეტალში უხსნად გამოიყოფა მისგან, რაც იწვევს ბზარების გაჩენას, რაც მკვეთრად აუარესებს ლითონის მექანიკურ თვისებებს.

როდესაც nh 3 გადადის ცხელ მეტალზე, წარმოიქმნება cu 3 n. უკვე ცხელ ტემპერატურაზე M. ექვემდებარება აზოტის ოქსიდებს, კერძოდ არა, n 2 o (cu 2 o წარმოქმნით) და no 2 (cuo-ს წარმოქმნით). კარბიდები cu 2 c 2 და cuc 2 შეიძლება მივიღოთ აცეტილენის მოქმედებით M მარილების ამიაკის ხსნარებზე. M-ის ნორმალური ელექტროდის პოტენციალი cu 2+ + 2e ® Cu რეაქციისთვის არის +0,337. , ხოლო რეაქციისთვის cu2+ + e -> Cu არის +0,52 . ამიტომ, რკინა თავისი მარილებიდან გადაადგილდება უფრო ელექტროუარყოფითი ელემენტებით (რკინა გამოიყენება ინდუსტრიაში) და არ იხსნება არაჟანგვის მჟავებში. აზოტის მჟავაში M. იხსნება cu(no 3) 2 და აზოტის ოქსიდების წარმოქმნით, h 2 so 4 ცხელ კონცენტრაციაში - კუზო 4 და ასე 2 წარმოქმნით, გახურებულ განზავებულ h 2 so 4 -ში - როცა ხსნარში ჰაერი იფეთქება. მ-ის ყველა მარილი შხამიანია.

M. ორვალენტიან მდგომარეობაში აყალიბებს უამრავ ძალიან სტაბილურ კომპლექსურ ნაერთს. ერთვალენტიანი M.-ის რთული ნაერთების მაგალითები: (nh 4) 2 cubr 3; k 3 cu (cn) 4 - ორმაგი მარილის ტიპის კომპლექსები; [Сu (sc (nh 2)) 2 ]ci და სხვა. 2-ვალენტიანი M.-ის რთული ნაერთების მაგალითები: cscuci 3, k 2 cucl 4 - ორმაგი მარილების ტიპი. დიდი სამრეწველო მნიშვნელობისაა M-ის ამონიუმის კომპლექსური ნაერთები: [Cu (nh 3) 4] ასე 4, [Cu (nh 3) 2] ასე 4.

ქვითარი. სპილენძის მადნები ხასიათდება M-ის დაბალი შემცველობით, ამიტომ დნობის წინ წვრილად დაფქული მადანი ექვემდებარება მექანიკურ გამდიდრებას; ამ შემთხვევაში, ძვირფასი მინერალები გამოყოფილია ნარჩენი ქანების უმეტესი ნაწილისგან; შედეგად მიიღება არაერთი კომერციული კონცენტრატი (მაგალითად, სპილენძი, თუთია, პირიტი) და ნარჩენები.

მსოფლიო პრაქტიკაში ლითონების 80% ამოღებულია კონცენტრატებიდან პირომეტალურგიული მეთოდების გამოყენებით, მასალის მთელი მასის დნობის საფუძველზე. დნობის პროცესში, მაგნიუმის გოგირდთან უფრო დიდი მიდრეკილების გამო და ჟანგბადის ნარჩენი ქანების და რკინის კომპონენტების უფრო დიდი მიდრეკილების გამო, მაგნიუმი კონცენტრირდება სულფიდის დნობაში (მქრქალი), ხოლო ოქსიდები წარმოქმნიან წიდას. მქრქალი გამოყოფილია წიდისგან დასახლებით.

უმეტეს თანამედროვე ქარხნებში დნობა ხორციელდება რევერბერატორულ ან ელექტრო ღუმელებში. რევერბერატორულ ღუმელებში სამუშაო სივრცე წაგრძელებულია ჰორიზონტალური მიმართულებით; კერის ფართობი 300 მ 2და მეტი (30 ? 10 ), დნობისთვის საჭირო სითბო მიიღება აბაზანის ზედაპირის ზემოთ გაზის სივრცეში ნახშირბადის საწვავის (ბუნებრივი აირი, მაზუთი, დაფხვნილი ნახშირი) წვის შედეგად. ელექტრო ღუმელებში სითბო მიიღება ელექტრული დენის გათავებული წიდის გავლით (დენი მიეწოდება წიდას მასში ჩაძირული გრაფიტის ელექტროდების მეშვეობით).

თუმცა, როგორც ამრეკლავი, ასევე ელექტრო დნობა, დაფუძნებული სითბოს გარე წყაროებზე, არასრულყოფილი პროცესებია. სულფიდები, რომლებიც ქმნიან სპილენძის კონცენტრატების ძირითად ნაწილს, აქვთ მაღალი კალორიული ღირებულება. აქედან გამომდინარე, სულ უფრო და უფრო ინერგება დნობის მეთოდები, რომლებიც იყენებენ სულფიდების წვის სითბოს (ოქსიდიზატორი - გაცხელებული ჰაერი, ჟანგბადით გამდიდრებული ჰაერი ან ტექნიკური ჟანგბადი). წვრილ, წინასწარ გამხმარ სულფიდურ კონცენტრატებს ჟანგბადის ან ჰაერის ნაკადით უბერავენ მაღალ ტემპერატურაზე გაცხელებულ ღუმელში. ნაწილაკები იწვის სუსპენზიაში (ჟანგბადის დნობა). სულფიდები შეიძლება დაჟანგდეს თხევად მდგომარეობაშიც; ეს პროცესები ინტენსიურად მიმდინარეობს სსრკ-ში და მის ფარგლებს გარეთ (იაპონია, ავსტრალია, კანადა) და ხდება ძირითადი მიმართულება სულფიდური სპილენძის მადნების პირომეტალურგიის განვითარებაში.

გოგირდის მაღალი შემცველობით (35-42% წმ) მდიდარი სიმსივნური სულფიდური მადნები (2-3% კუბ) ზოგიერთ შემთხვევაში პირდაპირ იგზავნება დნობისთვის ლილვის ღუმელებში (ღუმელები ვერტიკალური სამუშაო სივრცით). ლილვის დნობის ერთ-ერთ სახეობაში (სპილენძ-გოგირდის დნობა), მუხტს ემატება წვრილი კოქსი, რომელიც ამცირებს ამ 2 ელემენტის გოგირდს ღუმელის ზედა ჰორიზონტებში. ამ პროცესში სპილენძი ასევე კონცენტრირებულია გლუვში.

მიღებული თხევადი მქრქალი (ძირითადად cu 2 s, fes) შეედინება კონვერტორში - ცილინდრულ ავზში, რომელიც დამზადებულია ფურცელი ფოლადისგან, შიგნიდან მაგნეზიტის აგურით მოპირკეთებული, აღჭურვილია გვერდითი სტრიქონით ჰაერის ინექციისთვის და გარშემო ბრუნვის მოწყობილობით. ღერძი. შეკუმშული ჰაერი იფეთქება მქრქალი ფენით. მქრქალების გადაქცევა ხდება ორ ეტაპად. პირველ რიგში, რკინის სულფიდი იჟანგება და კვარცს უმატებენ კონვერტორს რკინის ოქსიდების დასაკავშირებლად; იქმნება კონვერტორის წიდა. შემდეგ სპილენძის სულფიდი იჟანგება მეტალის ლითონის წარმოქმნით და ასე 2. ამ უხეში მ.-ს ასხამენ ფორმებში. ინგოტები (და ზოგჯერ უშუალოდ მდნარი უხეში ლითონი) იგზავნება ცეცხლსასროლი იარაღის დასამუშავებლად, რათა ამოიღონ ძვირფასი თანამგზავრები (au, ag, se, fe, bi და სხვები) და მოიცილონ მავნე მინარევები. იგი დაფუძნებულია ჟანგბადთან შედარებით მინარევებიანი ლითონების უფრო დიდ მიახლოებაზე, ვიდრე სპილენძი: fe, zn, co და ნაწილობრივ ni და სხვები გადადიან წიდაში ოქსიდების სახით, ხოლო გოგირდი (სო 2-ის სახით) ამოღებულია გაზებით. წიდის ამოღების შემდეგ ლითონს „აჭიანურებენ“, რათა აღადგინონ მასში გახსნილი cu 2 o ნედლი არყის ან ფიჭვის მორების ბოლოები თხევად ლითონში ჩაძირვით, რის შემდეგაც მას ბრტყელ ყალიბებში ყრიან. ელექტროლიტური რაფინირებისთვის ეს ხმები შეჩერებულია კუზო 4 ხსნარის აბაზანაში, რომელიც მჟავდება h 2 so 4-ით. ისინი ემსახურებიან ანოდებს. დენის გავლისას ანოდები იშლება და სუფთა ლითონი ილექება კათოდებზე - თხელი სპილენძის ფურცლები, რომლებიც ასევე მიიღება ელექტროლიზით სპეციალურ მატრიცულ აბანოებში. მკვრივი, გლუვი დეპოზიტების გამოსაყოფად, ზედაპირულად აქტიური დანამატები (ხის წებო, თიოურა და სხვა) შეჰყავთ ელექტროლიტში. მიღებული კათოდური ლითონი გარეცხილია წყლით და დნება. კეთილშობილი ლითონები, სე, ტე და ლითონის სხვა ძვირფასი თანამგზავრები კონცენტრირებულია ანოდის შლამში, საიდანაც ისინი გამოიყოფა სპეციალური დამუშავებით. ნიკელიკონცენტრირებულია ელექტროლიტში; აორთქლებისა და კრისტალიზაციის ზოგიერთი ხსნარის ამოღებით, ნი შეიძლება მივიღოთ ნიკელის სულფატის სახით.

პირომეტალურგიულ მეთოდებთან ერთად მინერალების (ძირითადად ცუდი დაჟანგული და ბუნებრივი მადნებიდან) მისაღებად გამოიყენება ჰიდრომეტალურგიული მეთოდებიც. ეს მეთოდები ეფუძნება სპილენძის შემცველი მინერალების შერჩევით დაშლას, ჩვეულებრივ h 2 so 4 ან ამიაკის სუსტ ხსნარებში. ხსნარიდან ლითონი ან რკინით ილექება ან იზოლირებულია ელექტროლიზით უხსნადი ანოდებით. ჰიდროფლოტაციის კომბინირებული მეთოდები, რომლებშიც ლითონის ჟანგბადის ნაერთები იხსნება გოგირდმჟავას ხსნარებში და სულფიდები გამოყოფილია ფლოტაციით, ძალიან პერსპექტიულია შერეულ მადნებზე გამოყენებისას. ასევე ფართოდ გავრცელდება ავტოკლავური ჰიდრომეტალურგიული პროცესები, რომლებიც მიმდინარეობს მომატებულ ტემპერატურასა და წნევაზე.

განაცხადი. ლითონის დიდი როლი ტექნოლოგიაში განპირობებულია მისი რიგი ღირებული თვისებებით და, უპირველეს ყოვლისა, მისი მაღალი ელექტროგამტარობით, პლასტიურობით და თბოგამტარობით. ამ თვისებების წყალობით მავთულის მთავარი მასალაა მ. მოპოვებული ლითონის 50%-ზე მეტი გამოიყენება ელექტრო ინდუსტრიაში. ყველა მინარევები ამცირებს ლითონის ელექტროგამტარობას და, შესაბამისად, ელექტროტექნიკაში გამოიყენება უმაღლესი კლასის ლითონი, რომელიც შეიცავს მინიმუმ 99,9% Cu. მაღალი თბოგამტარობა და კოროზიის წინააღმდეგობა შესაძლებელს ხდის ლითონის კრიტიკული ნაწილებისგან სითბოს გადამცვლელების, მაცივრების, ვაკუუმური მოწყობილობების და ა.შ. ლითონისგან დამზადებას. სპილენძის(0-დან 50% zn-მდე) და სხვადასხვა სახის ბრინჯაო; კალის, ალუმინის, ტყვიის, ბერილიუმის და ა.შ. გარდა მძიმე მრეწველობის, კომუნიკაციებისა და ტრანსპორტის საჭიროებებისა, გარკვეული რაოდენობის ლითონი (ძირითადად მარილების სახით) მოიხმარება მინერალური პიგმენტების მოსამზადებლად, მავნებლებისა და მავნებლების კონტროლისთვის. მცენარეთა დაავადებები, როგორც მიკროსასუქები და კატალიზატორები, ჟანგვითი პროცესები, ასევე ტყავის და ბეწვის მრეწველობაში და ხელოვნური აბრეშუმის წარმოებაში.

ლ.ვ.ვანიუკოვი.

სპილენძი, როგორც მხატვრული მასალა გამოიყენება სპილენძის ასაკი(სამკაულები, ქანდაკება, ჭურჭელი, ჭურჭელი). ლითონისა და შენადნობებისგან დამზადებული ყალბი და ჩამოსხმული ნაწარმი მორთულია ჩასხმით, გრავირებით და ჭედურობით. ლითონის დამუშავების სიმარტივე (მისი რბილობის გამო) ხელოსნებს საშუალებას აძლევს მიაღწიონ მრავალფეროვან ტექსტურას, დეტალების ფრთხილად დამუშავებას და ფორმის დახვეწილ მოდელირებას. ლითონისგან დამზადებული პროდუქცია გამოირჩევა ოქროსფერი ან მოწითალო ტონების სილამაზით, აგრეთვე გაპრიალების დროს ბზინვარების შეძენის უნარით. მ.-ს ხშირად მოოქროვილი, აპატირებული, შეფერილი და მინანქრით ამშვენებს. მე-15 საუკუნიდან ლითონი ასევე გამოიყენება საბეჭდი ფირფიტების დასამზადებლად.

სპილენძი სხეულში. მ - მცენარეებისა და ცხოველებისთვის აუცილებელი მიკროელემენტი. მ-ის ძირითადი ბიოქიმიური ფუნქციაა ფერმენტულ რეაქციებში მონაწილეობა, როგორც აქტივატორი ან სპილენძის შემცველი ფერმენტების ნაწილი. მცენარეებში M-ის რაოდენობა მერყეობს 0,0001-დან 0,05%-მდე (მშრალ ნივთიერებაზე) და დამოკიდებულია მცენარის ტიპზე და ნიადაგში M-ის შემცველობაზე. მცენარეებში M. არის ფერმენტ ოქსიდაზებისა და ცილის პლასტოციანინის კომპონენტი. ოპტიმალურ კონცენტრაციებში M. ზრდის მცენარეთა სიცივის წინააღმდეგობას და ხელს უწყობს მათ ზრდა-განვითარებას. ცხოველებს შორის მ.-ში ყველაზე მდიდარია ზოგიერთი უხერხემლო (მოლუსკები და კიბოსნაირები). ჰემოციანინიშეიცავს 0,15-0,26% მ.). საკვებთან ერთად მიღებისას M. შეიწოვება ნაწლავებში, უერთდება სისხლის შრატის ცილას - ალბუმინს, შემდეგ შეიწოვება ღვიძლში, საიდანაც იგი სისხლში ბრუნდება, როგორც პროტეინის ცერულოპლაზმინის ნაწილი და მიეწოდება ორგანოებსა და ქსოვილებს.

M-ის შემცველობა ადამიანებში მერყეობს (100-ზე მშრალი წონა) 5-დან მგღვიძლში 0.7-მდე მგძვლებში, სხეულის სითხეებში - 100-დან მკგ(100-ზე მლ) სისხლში 10-მდე მკგცერებროსპინალურ სითხეში; მთლიანი M. ზრდასრული ადამიანის ორგანიზმში დაახლოებით 100-ია მგ. M. არის მრავალი ფერმენტის ნაწილი (მაგალითად, ტიროზინაზა, ციტოქრომ ოქსიდაზა) და ასტიმულირებს ძვლის ტვინის ჰემატოპოეზურ ფუნქციას. M.-ის მცირე დოზები გავლენას ახდენს ნახშირწყლების ცვლაზე (სისხლში შაქრის დაქვეითება), მინერალების (სისხლში ფოსფორის რაოდენობის შემცირება) და ა.შ. სისხლში M.-ის მატება იწვევს რკინის მინერალური ნაერთების ორგანულ ნაერთებად გადაქცევას. ასტიმულირებს სინთეზის დროს ღვიძლში დაგროვილი რკინის გამოყენებას ჰემოგლობინი.

მ-ის დეფიციტით მარცვლოვან მცენარეებს ე.წ გადამუშავებული დაავადება აზიანებს, ხეხილოვან მცენარეებს კი ეგზანთემა; ცხოველებში რკინის შეწოვა და გამოყენება მცირდება, რაც იწვევს ანემიათან ახლავს დიარეა და დაღლილობა. გამოიყენება სპილენძის მიკროსასუქები და ცხოველები იკვებება M-ის მარილებით. M. მოწამვლა იწვევს ანემიას, ღვიძლის დაავადებას და ვილსონის დაავადებას. ადამიანებში მოწამვლა იშვიათად ხდება მ-ის შეწოვისა და გამოყოფის დახვეწილი მექანიზმების გამო, თუმცა დიდი დოზებით M. იწვევს ღებინებას; როდესაც M. შეიწოვება, შეიძლება მოხდეს ზოგადი მოწამვლა (დიარეა, სუნთქვისა და გულის აქტივობის შესუსტება, დახრჩობა, კომა).

I.F. გრიბოვსკაია.

მედიცინაში M. სულფატი გამოიყენება როგორც ანტისეპტიკური და შემკვრელი საშუალება კონიუნქტივიტის დროს თვალის წვეთების და ტრაქომის სამკურნალოდ თვალის ფანქრების სახით. M. სულფატის ხსნარი ასევე გამოიყენება კანის დამწვრობის დროს ფოსფორით. ზოგჯერ M. სულფატი გამოიყენება როგორც ღებინება. M. ნიტრატი გამოიყენება როგორც თვალის მალამო ტრაქომისა და კონიუნქტივიტის დროს.

ნათ.:სმირნოვი V.I., სპილენძისა და ნიკელის მეტალურგია, სვერდლოვსკი - მ., 1950; ავეტისიან ხ.კ., ბუშტუკოვანი სპილენძის მეტალურგია, მ., 1954; Ghazaryan L. M., Pyrometallurgy of copper, M., 1960; მეტალურგის გზამკვლევი ფერადი ლითონების შესახებ, გამოშვებული N. N. Murach, 2nd ed., ტ.1, M., 1953, ტ.2, M., 1947; Levinson N. p., [პროდუქტები დამზადებული ფერადი და შავი ლითონისგან], წიგნში: რუსული დეკორატიული ხელოვნება, ტ.1-3, M., 1962-65; ჰადავეი ვ. ს., ლითონის სამუშაოების ილუსტრაციები სპილენძსა და სპილენძში, ძირითადად სამხრეთ ინდოეთში, მადრასი, 1913; უეინრაიტი გ. ა., კალის და სპილენძის გაჩენა ბიბიოსთან, „ეგვიპტური არქეოლოგიის ჟურნალი“, 1934 წ. 20, პუნქტი 1, გვ. 29-32; ბერგები? ე გვ., მოოქროვების პროცესი და სპილენძისა და ტყვიის მეტალურგია პრეკოლუმბიელ ინდიელებში, kbh., 1938; Frieden E., სპილენძის ნაერთების როლი ბუნებაში, წიგნში: ბიოქიმიის ჰორიზონტები, თარგმანი ინგლისურიდან, მ., 1964; მას. სპილენძის ბიოქიმია, წიგნში: მოლეკულები და უჯრედები, თარგმანი ინგლისურიდან, ქ. 4, მ., 1969; სპილენძის ბიოლოგიური როლი, მ., 1970 წ.

აბსტრაქტის ჩამოტვირთვა

სპილენძი არის პირველი ჯგუფის მეორადი ქვეჯგუფის ელემენტი, დ.ი.მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდი, ატომური ნომრით 29. იგი აღინიშნება სიმბოლოთი Cu (ლათ. Cuprum).

ატომური ნომერი - 29
ატომური მასა - 63,546
სიმკვრივე, კგ/მ³ - 8960
დნობის წერტილი, °C - 1083
თბოტევადობა, კჯ/(კგ °C) - 0,385
ელექტრონეგატიურობა - 1,9
კოვალენტური რადიუსი, Å - 1,17
1-ლი იონიზაცია პოტენციალი, eV - 7,73

სპილენძი ბუნებაში გვხვდება როგორც ნაერთებით, ასევე ბუნებრივი სახით. სამრეწველო მნიშვნელობისაა ქალკოპირიტი CuFeS2, ასევე ცნობილი როგორც სპილენძის პირიტი, ქალკოციტი Cu2S და ბორნიტი Cu5FeS4. მათთან ერთად გვხვდება სპილენძის სხვა მინერალებიც: კოველიტი CuS, კუპრიტი Cu2O, აზურიტი Cu3(CO3)2(OH)2, მალაქიტი Cu2CO3(OH)2. ზოგჯერ სპილენძი გვხვდება მშობლიური ფორმით; ცალკეული მტევნის მასა შეიძლება მიაღწიოს 400 ტონას. სპილენძის სულფიდები ძირითადად წარმოიქმნება საშუალო ტემპერატურის ჰიდროთერმულ ვენებში. სპილენძის საბადოები ასევე ხშირად გვხვდება დანალექ ქანებში - სპილენძის ქვიშაქვებსა და ფიქალებში. ამ ტიპის ყველაზე ცნობილი საბადოებია უდოკანი ჩიტას რეგიონში, ჯეზკაზგანი ყაზახეთში, ცენტრალური აფრიკის სპილენძის სარტყელი და მანსფელდი გერმანიაში.

სპილენძის მადნის უმეტესი ნაწილი მოიპოვება ღია ორმოს მოპოვებით. სპილენძის შემცველობა საბადოში მერყეობს 0,4-დან 1,0%-მდე. სპილენძის ფიზიკური თვისებები

სპილენძი ოქროსფერ-ვარდისფერი დრეკადი ლითონია; ჰაერში ის სწრაფად იფარება ოქსიდის ფენით, რაც მას დამახასიათებელ მკვეთრ მოყვითალო-წითელ ელფერს აძლევს. სპილენძს აქვს მაღალი თერმული და ელექტრული გამტარობა (ელექტროგამტარობის თვალსაზრისით ის მეორე ადგილზეა ვერცხლის შემდეგ). მას აქვს ორი სტაბილური იზოტოპი - 63Cu და 65Cu და რამდენიმე რადიოაქტიური იზოტოპი. მათგან ყველაზე ხანგრძლივ, 64Cu-ს, აქვს ნახევარგამოყოფის პერიოდი 12,7 საათი და ორი დაშლის რეჟიმი სხვადასხვა პროდუქტებთან ერთად.

სპილენძის ფერი არის წითელი, ვარდისფერი, როდესაც გატეხილია და მომწვანო – ლურჯი, როდესაც გამჭვირვალეა თხელი ფენებით. ლითონს აქვს სახეზე ორიენტირებული კუბური გისოსი პარამეტრით a = 3,6074 Å; სიმკვრივე 8,96 გ/სმ3 (20 °C). ატომური რადიუსი 1,28 Å; იონური რადიუსი Cu+ 0,98 Å; Сu2+ 0,80 Å; დნობა 1083 °C; დუღილის წერტილი 2600 °C; სპეციფიკური თბოტევადობა (20 °C-ზე) 385,48 ჯ/(კგ K), ე.ი. 0,092 კალ/(გ °C). სპილენძის ყველაზე მნიშვნელოვანი და ფართოდ გამოყენებული თვისებები: მაღალი თბოგამტარობა - 20 °C 394.279 W/(m K), ანუ 0.941 cal/(cm sec °C); დაბალი ელექტრული წინააღმდეგობა - 20 °C ტემპერატურაზე 1,68·10-8 ohm·m. წრფივი გაფართოების თერმული კოეფიციენტია 17,0·10-6. სპილენძის ზემოთ ორთქლის წნევა უმნიშვნელოა; წნევა 133,322 ნ/მ2 (ანუ 1 მმ Hg) მიიღწევა მხოლოდ 1628 °C-ზე. სპილენძი დიამაგნიტურია; ატომური მაგნიტური მგრძნობელობა 5.27·10-6. სპილენძის ბრინელის სიმტკიცე არის 350 მნ/მ2 (ანუ 35 კგფ/მმ2); დაჭიმვის სიმტკიცე 220 MN/m2 (ანუ 22 კგფ/მმ2); ფარდობითი დრეკადობა 60%, დრეკადობის მოდული 132·103 MN/m2 (ანუ 13,2·103 კგფ/მმ2). გამკვრივებით ჭიმვის სიმტკიცე შეიძლება გაიზარდოს 400-450 მნ/მ2-მდე, ხოლო დრეკადობა მცირდება 2%-მდე, ხოლო ელექტროგამტარობა მცირდება 1-3-ით.

სპილენძი(ლათ. Cuprum), Cu, მენდელეევის პერიოდული სისტემის I ჯგუფის ქიმიური ელემენტი; ატომური ნომერი 29, ატომური მასა 63,546; რბილი, მოქნილი წითელი ლითონი. ბუნებრივი მეტალი შედგება ორი სტაბილური იზოტოპის ნარევისგან - 63 Cu (69.1%) და 65 Cu (30.9%).

ისტორიული ცნობა.უძველესი დროიდან ცნობილი ერთ-ერთი ლითონია მ. ადამიანის ადრეულ გაცნობას მ.-სთან ხელი შეუწყო იმ ფაქტმა, რომ იგი ბუნებაში გვხვდება თავისუფალ მდგომარეობაში ნაგლეჯების სახით (იხ. მშობლიური სპილენძი), რომლებიც ზოგჯერ მნიშვნელოვან ზომებს აღწევს. ლითონმა და მისმა შენადნობებმა დიდი როლი ითამაშეს მატერიალური კულტურის განვითარებაში (იხ. Ბრინჯაოს ხანა). ოქსიდების და კარბონატების ადვილად შემცირების გამო, ლითონი აშკარად იყო პირველი ლითონი, რომლის შემცირებაც ადამიანმა ისწავლა მადნებში შემავალი ჟანგბადის ნაერთებისგან. ლათინური სახელწოდება M. მომდინარეობს კვიპროსის კუნძულის სახელიდან, სადაც ძველი ბერძნები სპილენძის მადანს მოიპოვებდნენ. ძველად ქვის დასამუშავებლად მას ცეცხლზე აცხელებდნენ და სწრაფად აცივებდნენ, კლდე კი ტყდებოდა. უკვე ამ პირობებში შესაძლებელი იყო აღდგენითი პროცესები. შემდგომში რესტავრაცია ჩატარდა ხანძრის დროს დიდი რაოდენობით ქვანახშირით და ჰაერის ინექციით მილებითა და ბუხრით. ხანძრები გარშემორტყმული იყო კედლებით, რომლებიც თანდათან გაიზარდა, რამაც გამოიწვია ლილვის ღუმელის შექმნა. მოგვიანებით, შემცირების მეთოდებმა ადგილი დაუთმო სულფიდური სპილენძის მადნების ჟანგვითი დნობას შუალედური პროდუქტების წარმოებისთვის - მქრქალი (სულფიდების შენადნობი), რომელშიც კონცენტრირებულია ლითონი და წიდა (ოქსიდების შენადნობი).

გავრცელება ბუნებაში.ლითონის საშუალო შემცველობა დედამიწის ქერქში (კლარკი) არის 4,7 10 -3% (მასით); დედამიწის ქერქის ქვედა ნაწილში, რომელიც შედგება ძირითადი ქანებისგან, უფრო მეტია (1 10 -2%), ვიდრე ზედა ნაწილში (2%).10-3%), სადაც ჭარბობს გრანიტები და სხვა მჟავე ცეცხლოვანი ქანები. მ. ენერგიულად მიგრირებს როგორც სიღრმის ცხელ წყლებში, ასევე ბიოსფეროს ცივ ხსნარებში; წყალბადის სულფიდი აგროვებს სხვადასხვა მინერალურ სულფიდებს ბუნებრივი წყლებიდან, რომლებსაც დიდი სამრეწველო მნიშვნელობა აქვს. მინერალების მრავალრიცხოვან მინერალებს შორის ჭარბობს სულფიდები, ფოსფატები, სულფატები და ქლორიდები; ასევე ცნობილია ადგილობრივი მინერალები, კარბონატები და ოქსიდები.

M. სიცოცხლის მნიშვნელოვანი ელემენტია, ის მონაწილეობს მრავალ ფიზიოლოგიურ პროცესში. M-ის საშუალო შემცველობა ცოცხალ მატერიაში არის 2·10 -4%, ცნობილია, რომ ორგანიზმები არიან M-ის კონცენტრატორები. ტაიგაში და სხვა ნოტიო კლიმატურ ლანდშაფტებში M შედარებით ადვილად ირეცხება მჟავე ნიადაგებიდან; აქ ზოგან არის დეფიციტი. M და მცენარეთა და ცხოველთა ასოცირებული დაავადებები (განსაკუთრებით ქვიშასა და ტორფის ჭაობებზე). სტეპებსა და უდაბნოებში (მათთვის დამახასიათებელი სუსტად ტუტე ხსნარებით) არააქტიურია მ. მინერალური საბადოების ადგილებში მისი სიჭარბეა ნიადაგებსა და მცენარეებში, რის გამოც შინაური ცხოველები ავადდებიან.

მდინარის წყალში M ძალიან ცოტაა, 1·10 -7%. ჩამონადენით ოკეანეში შემოტანილი ხავსი შედარებით სწრაფად გადაიქცევა ზღვის სილაში. ამრიგად, თიხები და ფიქლები გარკვეულწილად გამდიდრებულია M-ით (5,7·10-3%), ხოლო ზღვის წყალი მკვეთრად არ არის გაჯერებული M-ით (3,10-7%).

გასული გეოლოგიური ეპოქის ზღვებში, ადგილებზე იყო მინერალების მნიშვნელოვანი დაგროვება სილაში, რამაც გამოიწვია საბადოების წარმოქმნა (მაგალითად, მანსფელდი გერმანიის დემოკრატიულ რესპუბლიკაში). ენერგიულად მიგრირებს ბიოსფეროს მიწისქვეშა წყლებში; ამ პროცესებთან არის დაკავშირებული M მადნების დაგროვება ქვიშაქვებში.

ფიზიკური და ქიმიური თვისებები.მ-ის ფერია წითელი, გატეხვისას ვარდისფერი და თხელ ფენებში გამჭვირვალე მომწვანო – ლურჯი. ლითონს აქვს სახეზე ორიენტირებული კუბური გისოსი პარამეტრით = 3.6074; სიმკვრივე 8,96 გ/სმ 3(20°C). ატომური რადიუსი 1,28; იონური რადიუსი Cu + 0,98; Cu 2+ 0,80; pl. 1083 °C; კიპ. 2600 °C; სპეციფიკური თბოტევადობა (20 °C-ზე) 385,48 /(კგ კ), ეს არის 0.092 განავალი/(°C). M.-ის ყველაზე მნიშვნელოვანი და ფართოდ გამოყენებული თვისებები: მაღალი თბოგამტარობა - 20 °C-ზე 394.279 სამ/(მ კ), ეს არის 0.941 განავალი/(სმ· წმ·°C); დაბალი ელექტრული წინააღმდეგობა - 20 °C ტემპერატურაზე 1.68 10 -8 ომ მ. წრფივი გაფართოების თერმული კოეფიციენტია 17,0·10 -6. მ.-ს ზემოთ ორთქლის წნევა უმნიშვნელოა, წნევა 133,322 n/m 2(ეს არის 1 მმ Hg Ხელოვნება.) მიიღწევა მხოლოდ 1628 °C ტემპერატურაზე. მ. დიამაგნიტურია; ატომური მაგნიტური მგრძნობელობა 5.27·10 -6. ბრინელის სიმტკიცე 350 მნ/მ 2(ეს არის 35 კგფ/მმ 2); დაჭიმვის სიმტკიცე 220 მნ/მ 2(ეს არის 22 კგფ/მმ 2); ფარდობითი დრეკადობა 60%, დრეკადობის მოდული 132 10 3 მნ/მ 2(ანუ 13.2 10 3 კგფ/მმ 2). გამკვრივებით, დაჭიმვის სიმტკიცე შეიძლება გაიზარდოს 400-450-მდე მნ/მ 2, ხოლო დრეკადობა მცირდება 2%-მდე, ხოლო ელექტროგამტარობა მცირდება 1-3%-ით. ცივად დამუშავებული ლითონის დამუშავება უნდა განხორციელდეს 600-700 °C ტემპერატურაზე. Bi (ათასეული %) და Pb (ასი პროცენტი %) მცირე მინარევები M.-ს წითელ-მყიფეს ხდის, ხოლო S-ის შერევა სიცივეში მტვრევადობას იწვევს.

ქიმიური თვისებების მიხედვით მეტალი შუალედურ ადგილს იკავებს VIII ჯგუფის პირველი ტრიადის ელემენტებსა და პერიოდული სისტემის I ჯგუფის ტუტე ელემენტებს შორის. M, ისევე როგორც Fe, Co და Ni, მიდრეკილია კომპლექსების წარმოქმნისკენ და წარმოქმნის ფერად ნაერთებს, უხსნად სულფიდებს და ა.შ. მსგავსება ტუტე ლითონებთან უმნიშვნელოა. ამრიგად, M ქმნის უამრავ ერთვალენტიან ნაერთს, მაგრამ 2-ვალენტიანი მდგომარეობა მისთვის უფრო დამახასიათებელია. ერთვალენტიანი მაგნიუმის მარილები პრაქტიკულად არ იხსნება წყალში და ადვილად იჟანგება 2-ვალენტიანი მაგნიუმის ნაერთებად; ორვალენტიანი მარილები, პირიქით, ძალიან ხსნადია წყალში და მთლიანად იშლება განზავებულ ხსნარებში. ჰიდრატირებული Cu 2+ იონები ლურჯია. ასევე ცნობილია ნაერთები, რომლებშიც M 3-ვალენტიანია. ამრიგად, ნატრიუმის პეროქსიდის მოქმედებით ნატრიუმის კუპრიტის Na 2 CuO 2 ხსნარზე მიიღება ოქსიდი Cu 2 O 3 - წითელი ფხვნილი, რომელიც იწყებს ჟანგბადის გამოყოფას უკვე 100 ° C ტემპერატურაზე. Cu 2 O 3 არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი (მაგალითად, ის ათავისუფლებს ქლორს მარილმჟავას).

მ-ის ქიმიური აქტივობა დაბალია. კომპაქტური ლითონი არ ურთიერთქმედებს მშრალ ჰაერთან და ჟანგბადთან 185 °C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე. ტენიანობის და CO 2-ის თანდასწრებით ლითონის ზედაპირზე წარმოიქმნება ძირითადი კარბონატის მწვანე ფილმი. როდესაც ლითონი თბება ჰაერში, ხდება ზედაპირის დაჟანგვა; 375 °C-ზე დაბლა წარმოიქმნება CuO, ხოლო 375-1100 °C დიაპაზონში ლითონის არასრული დაჟანგვით წარმოიქმნება ორშრიანი მასშტაბი, რომლის ზედაპირულ ფენაში არის CuO, ხოლო შიდა ფენაში – Cu. 2 O (იხ. სპილენძის ოქსიდები). სველი ქლორი ურთიერთქმედებს მინერალებთან უკვე ნორმალურ ტემპერატურაზე, წარმოქმნის CuCl 2 ქლორიდს, რომელიც წყალში ძალიან ხსნადია. M ადვილად ერწყმის სხვა ჰალოგენებს (იხ. სპილენძის ჰალოიდები). გოგირდის და სელენის მიმართ განსაკუთრებული მიდრეკილება ავლენს მ. ასე რომ, ის იწვის გოგირდის ორთქლში (იხ. სპილენძის სულფიდები). M. არ რეაგირებს წყალბადთან, აზოტთან და ნახშირბადთან მაღალ ტემპერატურაზეც კი. წყალბადის ხსნადობა მყარ ლითონში უმნიშვნელოა და 400 °C ტემპერატურაზე არის 0,06. მგ 100-ზე M. წყალბადი და სხვა აალებადი აირები (CO, CH 4), რომლებიც მოქმედებენ მაღალ ტემპერატურაზე Cu 2 O-ს შემცველ ლითონის ღეროებზე, ამცირებენ მას ლითონად CO 2 და წყლის ორთქლის წარმოქმნით. ეს პროდუქტები მეტალში უხსნად გამოიყოფა მისგან, რაც იწვევს ბზარების გაჩენას, რაც მკვეთრად აუარესებს ლითონის მექანიკურ თვისებებს.

როდესაც NH 3 გადადის ცხელ მეტალზე, წარმოიქმნება Cu 3 N. უკვე ცხელ ტემპერატურაზე მეტალი ექვემდებარება აზოტის ოქსიდებს, კერძოდ NO, N 2 O (Cu 2 O წარმოქმნით) და NO 2 (წარმოქმნით). CuO). კარბიდები Cu 2 C 2 და CuC 2 შეიძლება მივიღოთ აცეტილენის მოქმედებით M მარილების ამიაკის ხსნარებზე. M-ის ნორმალური ელექტროდური პოტენციალი Cu 2+ + 2e Cu რეაქციისთვის არის +0,337. , ხოლო რეაქციისთვის Cu + + e Cu არის +0,52 . ამიტომ, რკინა თავისი მარილებიდან გადაადგილდება უფრო ელექტროუარყოფითი ელემენტებით (რკინა გამოიყენება ინდუსტრიაში) და არ იხსნება არაჟანგვის მჟავებში. აზოტის მჟავაში M. იხსნება Cu(NO 3) 2 და აზოტის ოქსიდების წარმოქმნით, H 2 SO 4 ცხელ კონცენტრაციაში - CuSO 4 და SO 2 წარმოქმნით, გაცხელებულ განზავებულ H 2 SO 4 -ში - როცა ხსნარში ჰაერი იფეთქება. M.-ს ყველა მარილი შხამიანია (იხ. სპილენძის კარბონატები, სპილენძის ნიტრატი, სპილენძის სულფატი).

M. ორვალენტიან მდგომარეობაში აყალიბებს უამრავ ძალიან სტაბილურ კომპლექსურ ნაერთს. მონოვალენტური ლითონის რთული ნაერთების მაგალითები: (NH 4) 2 CuBr 3; K 3 Cu(CN) 4 - ორმაგი მარილის ტიპის კომპლექსები; [Cu (SC (NH 2)) 2 ]CI და სხვა. ორვალენტიანი ლითონის რთული ნაერთების მაგალითები: CsCuCI 3, K 2 CuCl 4 - ორმაგი მარილების ტიპი. დიდი სამრეწველო მნიშვნელობისაა M-ის ამიაკის კომპლექსური ნაერთები: [Cu (NH 3) 4 ] SO 4 , [Cu (NH 3) 2 ] SO 4 .

ქვითარი.სპილენძის მადნები ხასიათდება M-ის დაბალი შემცველობით, ამიტომ დნობის წინ წვრილად დაფქული მადანი ექვემდებარება მექანიკურ გამდიდრებას; ამ შემთხვევაში, ძვირფასი მინერალები გამოყოფილია ნარჩენი ქანების უმეტესი ნაწილისგან; შედეგად მიიღება არაერთი კომერციული კონცენტრატი (მაგალითად, სპილენძი, თუთია, პირიტი) და ნარჩენები.

მსოფლიო პრაქტიკაში ლითონების 80% ამოღებულია კონცენტრატებიდან პირომეტალურგიული მეთოდების გამოყენებით, მასალის მთელი მასის დნობის საფუძველზე. დნობის პროცესში, მაგნიუმის გოგირდთან უფრო დიდი მიდრეკილების გამო და ჟანგბადის ნარჩენი ქანების და რკინის კომპონენტების უფრო დიდი მიდრეკილების გამო, მაგნიუმი კონცენტრირდება სულფიდის დნობაში (მქრქალი), ხოლო ოქსიდები წარმოქმნიან წიდას. მქრქალი გამოყოფილია წიდისგან დასახლებით.

უმეტეს თანამედროვე ქარხნებში დნობა ხორციელდება რევერბერატორულ ან ელექტრო ღუმელებში. რევერბერატორულ ღუმელებში სამუშაო სივრცე წაგრძელებულია ჰორიზონტალური მიმართულებით; კერის ფართობი 300 მ 2და მეტი (30 10 ), დნობისთვის საჭირო სითბო მიიღება აბაზანის ზედაპირის ზემოთ გაზის სივრცეში ნახშირბადის საწვავის (ბუნებრივი აირი, მაზუთი, დაფხვნილი ნახშირი) წვის შედეგად. ელექტრო ღუმელებში სითბო მიიღება ელექტრული დენის გათავებული წიდის გავლით (დენი მიეწოდება წიდას მასში ჩაძირული გრაფიტის ელექტროდების მეშვეობით).

თუმცა, როგორც ამრეკლავი, ასევე ელექტრო დნობა, დაფუძნებული სითბოს გარე წყაროებზე, არასრულყოფილი პროცესებია. სულფიდები, რომლებიც ქმნიან სპილენძის კონცენტრატების ძირითად ნაწილს, აქვთ მაღალი კალორიული ღირებულება. აქედან გამომდინარე, სულ უფრო და უფრო ინერგება დნობის მეთოდები, რომლებიც იყენებენ სულფიდების წვის სითბოს (ოქსიდიზატორი - გაცხელებული ჰაერი, ჟანგბადით გამდიდრებული ჰაერი ან ტექნიკური ჟანგბადი). წვრილ, წინასწარ გამხმარ სულფიდურ კონცენტრატებს ჟანგბადის ან ჰაერის ნაკადით უბერავენ მაღალ ტემპერატურაზე გაცხელებულ ღუმელში. ნაწილაკები იწვის სუსპენზიაში (ჟანგბადის დნობა). სულფიდები შეიძლება დაჟანგდეს თხევად მდგომარეობაშიც; ეს პროცესები ინტენსიურად მიმდინარეობს სსრკ-ში და მის ფარგლებს გარეთ (იაპონია, ავსტრალია, კანადა) და ხდება ძირითადი მიმართულება სულფიდური სპილენძის მადნების პირომეტალურგიის განვითარებაში.

გოგირდის მაღალი შემცველობით (35-42% S) მდიდარი სიმსივნური სულფიდური მადნები (2-3% Cu) ზოგიერთ შემთხვევაში პირდაპირ იგზავნება დნობისთვის ლილვის ღუმელებში (ღუმელები ვერტიკალური სამუშაო სივრცით). ლილვის დნობის ერთ-ერთ სახეობაში (სპილენძ-გოგირდის დნობა) მუხტს ემატება წვრილი კოქსი, რომელიც ამცირებს SO 2-ს ელემენტარულ გოგირდამდე ღუმელის ზედა ჰორიზონტებში. ამ პროცესში სპილენძი ასევე კონცენტრირებულია გლუვში.

შედეგად მიღებული თხევადი მქრქალი (ძირითადად Cu 2 S, FeS) შეედინება კონვერტორში - ცილინდრული ავზი, რომელიც დამზადებულია ფურცლის ფოლადისგან, შიგნიდან მაგნეზიტის აგურით მოპირკეთებული, აღჭურვილია გვერდითი რიგით ტუიერებით ჰაერის ინექციისთვის და გარშემო ბრუნვის მოწყობილობით. ღერძი. შეკუმშული ჰაერი იფეთქება მქრქალი ფენით. მქრქალების გადაქცევა ხდება ორ ეტაპად. პირველ რიგში, რკინის სულფიდი იჟანგება და კვარცს უმატებენ კონვერტორს რკინის ოქსიდების დასაკავშირებლად; იქმნება კონვერტორის წიდა. შემდეგ სპილენძის სულფიდი იჟანგება მეტალის ლითონისა და SO2-ის წარმოქმნით. ამ უხეში მ.-ს ასხამენ ფორმებში. ინგოტები (და ზოგჯერ უშუალოდ მდნარი უხეში ლითონი) იგზავნება ხანძრის დასამუშავებლად, რათა ამოიღონ ძვირფასი თანამგზავრები (Au, Ag, Se, Fe, Bi და სხვა) და მოიცილონ მავნე მინარევები. იგი დაფუძნებულია ჟანგბადთან შედარებით მინარევებიანი ლითონების უფრო დიდ მიახლოებაზე, ვიდრე სპილენძი: Fe, Zn, Co და ნაწილობრივ Ni და სხვები გადადიან წიდაში ოქსიდების სახით, ხოლო გოგირდი (SO 2 სახით) ამოღებულია გაზებით. წიდის ამოღების შემდეგ, ლითონს „აჭიანურებენ“, რათა აღადგინონ მასში გახსნილი Cu 2 O, ნედლი არყის ან ფიჭვის მორების ბოლოების ჩაძირვით თხევად ლითონში, რის შემდეგაც ის ყრიან ბრტყელ ყალიბებში. ელექტროლიტური რაფინირებისთვის, ეს ინგოტები შეჩერებულია CuSO 4 ხსნარის აბაზანაში, მჟავე H 2 SO 4-ით. ისინი ემსახურებიან ანოდებს. დენის გავლისას ანოდები იშლება და სუფთა ლითონი ილექება კათოდებზე - თხელი სპილენძის ფურცლები, რომლებიც ასევე მიიღება ელექტროლიზით სპეციალურ მატრიცულ აბანოებში. მკვრივი, გლუვი დეპოზიტების გამოსაყოფად, ზედაპირულად აქტიური დანამატები (ხის წებო, თიოურა და სხვა) შეჰყავთ ელექტროლიტში. მიღებული კათოდური ლითონი გარეცხილია წყლით და დნება. კეთილშობილური ლითონები, Se, Te და ლითონის სხვა ძვირფასი თანამგზავრები კონცენტრირებულია ანოდის შლამში, საიდანაც ისინი მოიპოვება სპეციალური დამუშავებით. ნიკელიკონცენტრირებულია ელექტროლიტში; აორთქლებისა და კრისტალიზაციის ზოგიერთი ხსნარის ამოღებით, Ni შეიძლება მივიღოთ ნიკელის სულფატის სახით.

პირომეტალურგიულ მეთოდებთან ერთად მინერალების (ძირითადად ცუდი დაჟანგული და ბუნებრივი მადნებიდან) მისაღებად გამოიყენება ჰიდრომეტალურგიული მეთოდებიც. ეს მეთოდები ეფუძნება სპილენძის შემცველი მინერალების შერჩევით დაშლას, როგორც წესი, H 2 SO 4 ან ამიაკის სუსტ ხსნარებში. ხსნარიდან ლითონი ან რკინით ილექება ან იზოლირებულია ელექტროლიზით უხსნადი ანოდებით. ჰიდროფლოტაციის კომბინირებული მეთოდები, რომლებშიც ლითონის ჟანგბადის ნაერთები იხსნება გოგირდმჟავას ხსნარებში და სულფიდები გამოყოფილია ფლოტაციით, ძალიან პერსპექტიულია შერეულ მადნებზე გამოყენებისას. ასევე ფართოდ გავრცელდება ავტოკლავური ჰიდრომეტალურგიული პროცესები, რომლებიც მიმდინარეობს მომატებულ ტემპერატურასა და წნევაზე.

განაცხადი.ლითონის დიდი როლი ტექნოლოგიაში განპირობებულია მისი რიგი ღირებული თვისებებით და, უპირველეს ყოვლისა, მისი მაღალი ელექტროგამტარობით, პლასტიურობით და თბოგამტარობით. ამ თვისებების წყალობით მავთულის მთავარი მასალაა მ. მოპოვებული ლითონის 50%-ზე მეტი გამოიყენება ელექტრო ინდუსტრიაში. ყველა მინარევები ამცირებს ლითონის ელექტროგამტარობას და, შესაბამისად, მაღალი ხარისხის ლითონი, რომელიც შეიცავს მინიმუმ 99,9% Cu, გამოიყენება ელექტროტექნიკაში. მაღალი თბოგამტარობა და კოროზიის წინააღმდეგობა შესაძლებელს ხდის ლითონის კრიტიკული ნაწილებისგან სითბოს გადამცვლელების, მაცივრების, ვაკუუმური მოწყობილობების და ა.შ. ლითონისგან დამზადებას. სპილენძის(0-დან 50% Zn-მდე) და სხვადასხვა სახის ბრინჯაო; კალა, ალუმინი, ტყვია, ბერილიუმი და ა.შ. (დაწვრილებით იხ სპილენძის შენადნობები). გარდა მძიმე მრეწველობის, კომუნიკაციებისა და ტრანსპორტის საჭიროებებისა, გარკვეული რაოდენობის ლითონი (ძირითადად მარილების სახით) მოიხმარება მინერალური პიგმენტების მოსამზადებლად, მავნებლებისა და მცენარეთა დაავადებების კონტროლისთვის, როგორც მიკროსასუქები, ჟანგვის პროცესების კატალიზატორები. ასევე ტყავის და ბეწვის მრეწველობაში და ხელოვნური აბრეშუმის წარმოებაში.

ლ.ვ.ვანიუკოვი.

სპილენძი, როგორც მხატვრული მასალა გამოიყენება სპილენძის ასაკი(სამკაულები, ქანდაკება, ჭურჭელი, ჭურჭელი). ლითონისა და შენადნობებისგან ყალბი და ჩამოსხმული პროდუქტები (იხ. ბრინჯაო) შემკულია დევნა, გრავიურა და ჭედურობა. ლითონის დამუშავების სიმარტივე (მისი რბილობის გამო) ხელოსნებს საშუალებას აძლევს მიაღწიონ მრავალფეროვან ტექსტურას, დეტალების ფრთხილად დამუშავებას და ფორმის დახვეწილ მოდელირებას. ლითონისგან დამზადებული პროდუქცია გამოირჩევა ოქროსფერი ან მოწითალო ტონების სილამაზით, აგრეთვე გაპრიალების დროს ბზინვარების შეძენის უნარით. მ-ები ხშირად მოოქროვილი და დაპატენტებულია (იხ. პატინა), შეფერილი, მინანქრით გაფორმებული. მე-15 საუკუნიდან ლითონი ასევე გამოიყენება საბეჭდი ფირფიტების დასამზადებლად (იხ. გრავირება).

სპილენძი სხეულში.მ - მცენარეებისა და ცხოველებისთვის აუცილებელი მიკროელემენტი. მ-ის ძირითადი ბიოქიმიური ფუნქციაა ფერმენტულ რეაქციებში მონაწილეობა, როგორც აქტივატორი ან სპილენძის შემცველი ფერმენტების ნაწილი. მცენარეებში M-ის რაოდენობა მერყეობს 0,0001-დან 0,05%-მდე (მშრალ ნივთიერებაზე) და დამოკიდებულია მცენარის ტიპზე და ნიადაგში M-ის შემცველობაზე. მცენარეებში M. არის ფერმენტ ოქსიდაზებისა და ცილის პლასტოციანინის კომპონენტი. ოპტიმალურ კონცენტრაციებში M. ზრდის მცენარეთა სიცივის წინააღმდეგობას და ხელს უწყობს მათ ზრდა-განვითარებას. ცხოველებს შორის მ.-ში ყველაზე მდიდარია ზოგიერთი უხერხემლო (მოლუსკები და კიბოსნაირები). ჰემოციანინიშეიცავს 0,15-0,26% მ.). საკვებთან ერთად მიღებისას M. შეიწოვება ნაწლავებში, უერთდება სისხლის შრატის ცილას - ალბუმინს, შემდეგ შეიწოვება ღვიძლში, საიდანაც იგი სისხლში ბრუნდება, როგორც პროტეინის ცერულოპლაზმინის ნაწილი და მიეწოდება ორგანოებსა და ქსოვილებს.

M-ის შემცველობა ადამიანებში მერყეობს (100-ზე მშრალი წონა) 5-დან მგღვიძლში 0.7-მდე მგძვლებში, სხეულის სითხეებში - 100-დან მკგ(100-ზე მლ) სისხლში 10-მდე მკგცერებროსპინალურ სითხეში; მთლიანი M. ზრდასრული ადამიანის ორგანიზმში დაახლოებით 100-ია მგ. M. არის მრავალი ფერმენტის ნაწილი (მაგალითად, ტიროზინაზა, ციტოქრომ ოქსიდაზა) და ასტიმულირებს ძვლის ტვინის ჰემატოპოეზურ ფუნქციას. M.-ის მცირე დოზები გავლენას ახდენს ნახშირწყლების ცვლაზე (სისხლში შაქრის დაქვეითება), მინერალების (სისხლში ფოსფორის რაოდენობის შემცირება) და ა.შ. სისხლში M.-ის მატება იწვევს რკინის მინერალური ნაერთების ორგანულ ნაერთებად გადაქცევას. ასტიმულირებს სინთეზის დროს ღვიძლში დაგროვილი რკინის გამოყენებას ჰემოგლობინი.

მ-ის დეფიციტით მარცვლოვან მცენარეებს ე.წ გადამუშავებული დაავადება აზიანებს, ხეხილოვან მცენარეებს კი ეგზანთემა; ცხოველებში რკინის შეწოვა და გამოყენება მცირდება, რაც იწვევს ანემიათან ახლავს დიარეა და დაღლილობა. გამოიყენება სპილენძის მიკროსასუქები და ცხოველების კვება სპილენძის მარილებით (იხ. მიკროსასუქები). M. მოწამვლა იწვევს ანემიას, ღვიძლის დაავადებას და ვილსონის დაავადებას. ადამიანებში მოწამვლა იშვიათად ხდება მ-ის შეწოვისა და გამოყოფის დახვეწილი მექანიზმების გამო, თუმცა დიდი დოზებით M. იწვევს ღებინებას; როდესაც M. შეიწოვება, შეიძლება მოხდეს ზოგადი მოწამვლა (დიარეა, სუნთქვისა და გულის აქტივობის შესუსტება, დახრჩობა, კომა).

I.F. გრიბოვსკაია.

მედიცინაში M. სულფატი გამოიყენება როგორც ანტისეპტიკური და შემკვრელი საშუალება კონიუნქტივიტის დროს თვალის წვეთების და ტრაქომის სამკურნალოდ თვალის ფანქრების სახით. M. სულფატის ხსნარი ასევე გამოიყენება კანის დამწვრობის დროს ფოსფორით. ზოგჯერ M. სულფატი გამოიყენება როგორც ღებინება. M. ნიტრატი გამოიყენება როგორც თვალის მალამო ტრაქომისა და კონიუნქტივიტის დროს.

ნათ.:სმირნოვი V.I., სპილენძისა და ნიკელის მეტალურგია, სვერდლოვსკი - მ., 1950; ავეტისიან ხ.კ., ბუშტუკოვანი სპილენძის მეტალურგია, მ., 1954; Ghazaryan L. M., Pyrometallurgy of copper, M., 1960; მეტალურგის გზამკვლევი ფერადი ლითონების შესახებ, გამოშვებული N. N. Murach, 2nd ed., ტ.1, M., 1953, ტ.2, M., 1947; Levinson N.P., [პროდუქტები ფერადი და შავი ლითონისგან], წიგნში: რუსული დეკორატიული ხელოვნება, ტ.1-3, მ., 1962-65; Hadaway W. S., ლითონის სამუშაოების ილუსტრაციები სპილენძსა და სპილენძში, ძირითადად სამხრეთ ინდოეთში, მადრასი, 1913; Wainwright G. A., tin of tin and copper near bybios, "Journal of Egyptian archaeology", 1934, ვ. 20, პუნქტი 1, გვ. 29-32; BergsÆe P., მოოქროვების პროცესი და სპილენძისა და ტყვიის მეტალურგია პრეკოლუმბიურ ინდიელებში, Kbh., 1938; Frieden E., სპილენძის ნაერთების როლი ბუნებაში, წიგნში: ბიოქიმიის ჰორიზონტები, თარგმანი ინგლისურიდან, მ., 1964; მას. სპილენძის ბიოქიმია, წიგნში: მოლეკულები და უჯრედები, თარგმანი ინგლისურიდან, ქ. 4, მ., 1969; სპილენძის ბიოლოგიური როლი, მ., 1970 წ.

სპილენძი- პირველი ჯგუფის მეორადი ქვეჯგუფის ელემენტი, დ.ი.მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდი, ატომური ნომრით 29. აღინიშნება სიმბოლო Cu (ლათ. Cuprum).

სპილენძი ბუნებაში გვხვდება როგორც ნაერთებით, ასევე ბუნებრივი სახით. სამრეწველო მნიშვნელობისაა ქალკოპირიტი CuFeS2, ასევე ცნობილი როგორც სპილენძის პირიტი, ქალკოციტი Cu2S და ბორნიტი Cu5FeS4. მათთან ერთად გვხვდება სპილენძის სხვა მინერალებიც: კოველიტი CuS, კუპრიტი Cu2O, აზურიტი Cu3(CO3)2(OH)2, მალაქიტი Cu2CO3(OH)2. ზოგჯერ სპილენძი გვხვდება მშობლიური ფორმით; ცალკეული მტევნის მასა შეიძლება მიაღწიოს 400 ტონას. სპილენძის სულფიდები ძირითადად წარმოიქმნება საშუალო ტემპერატურის ჰიდროთერმულ ვენებში. სპილენძის საბადოები ასევე ხშირად გვხვდება დანალექ ქანებში - სპილენძის ქვიშაქვებსა და ფიქალებში. ამ ტიპის ყველაზე ცნობილი საბადოებია უდოკანი ჩიტას რეგიონში, ჯეზკაზგანი ყაზახეთში, ცენტრალური აფრიკის სპილენძის სარტყელი და მანსფელდი გერმანიაში.

სპილენძის მადნის უმეტესი ნაწილი მოიპოვება ღია ორმოს მოპოვებით. სპილენძის შემცველობა საბადოში მერყეობს 0,4-დან 1,0%-მდე. სპილენძის ფიზიკური თვისებები

სპილენძი ოქროსფერ-ვარდისფერი დრეკადი ლითონია; ჰაერში ის სწრაფად იფარება ოქსიდის ფენით, რაც მას დამახასიათებელ მკვეთრ მოყვითალო-წითელ ელფერს აძლევს. სპილენძს აქვს მაღალი თერმული და ელექტრული გამტარობა (ელექტროგამტარობის თვალსაზრისით ის მეორე ადგილზეა ვერცხლის შემდეგ). მას აქვს ორი სტაბილური იზოტოპი - 63Cu და 65Cu და რამდენიმე რადიოაქტიური იზოტოპი. მათგან ყველაზე ხანგრძლივ, 64Cu-ს, აქვს ნახევარგამოყოფის პერიოდი 12,7 საათი და ორი დაშლის რეჟიმი სხვადასხვა პროდუქტებთან ერთად.

სპილენძის ფერი არის წითელი, ვარდისფერი, როდესაც გატეხილია და მომწვანო – ლურჯი, როდესაც გამჭვირვალეა თხელი ფენებით. ლითონს აქვს სახეზე ორიენტირებული კუბური გისოსი პარამეტრით a = 3,6074 Å; სიმკვრივე 8,96 გ/სმ3 (20 °C). ატომური რადიუსი 1,28 Å; იონური რადიუსი Cu+ 0,98 Å; Сu2+ 0,80 Å; დნობა 1083 °C; დუღილის წერტილი 2600 °C; სპეციფიკური თბოტევადობა (20 °C-ზე) 385,48 ჯ/(კგ K), ე.ი. 0,092 კალ/(გ °C). სპილენძის ყველაზე მნიშვნელოვანი და ფართოდ გამოყენებული თვისებები: მაღალი თბოგამტარობა - 20 °C 394.279 W/(m K), ანუ 0.941 cal/(cm sec °C); დაბალი ელექტრული წინააღმდეგობა - 20 °C ტემპერატურაზე 1,68·10-8 ohm·m. წრფივი გაფართოების თერმული კოეფიციენტია 17,0·10-6. სპილენძის ზემოთ ორთქლის წნევა უმნიშვნელოა; წნევა 133,322 ნ/მ2 (ანუ 1 მმ Hg) მიიღწევა მხოლოდ 1628 °C-ზე. სპილენძი დიამაგნიტურია; ატომური მაგნიტური მგრძნობელობა 5.27·10-6. სპილენძის ბრინელის სიმტკიცე არის 350 მნ/მ2 (ანუ 35 კგფ/მმ2); დაჭიმვის სიმტკიცე 220 MN/m2 (ანუ 22 კგფ/მმ2); ფარდობითი დრეკადობა 60%, დრეკადობის მოდული 132·103 MN/m2 (ანუ 13,2·103 კგფ/მმ2). გამკვრივებით ჭიმვის სიმტკიცე შეიძლება გაიზარდოს 400-450 მნ/მ2-მდე, ხოლო დრეკადობა მცირდება 2%-მდე, ხოლო ელექტროგამტარობა მცირდება 1-3-ით.

სპილენძი არის დრეკადი ოქროსფერი-ვარდისფერი ლითონი დამახასიათებელი მეტალის ბრწყინვალებით. დ.ი.მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში ეს ქიმიური ელემენტი მონიშნულია როგორც Cu (Cuprum) და განლაგებულია სერიული ნომრით 29 ჯგუფში I (გვერდითი ქვეჯგუფი), მე-4 პერიოდში.

ლათინური სახელი Cuprum მოდის კუნძულ კვიპროსის სახელიდან. ცნობილია ფაქტები, რომ კვიპროსში ჯერ კიდევ ძვ. თქვენ შეგიძლიათ შეიძინოთ სპილენძი კომპანიისგან « ».

ისტორიკოსების აზრით, საზოგადოება სპილენძს დაახლოებით ცხრა ათასი წელია იცნობს. უძველესი სპილენძის პროდუქტები ნაპოვნი იქნა არქეოლოგიური გათხრების დროს თანამედროვე თურქეთის ტერიტორიაზე. არქეოლოგებმა აღმოაჩინეს სპილენძის პატარა მძივები და ფირფიტები, რომლებიც გამოიყენებოდა ტანსაცმლის გასაფორმებლად. აღმოჩენები თარიღდება ჩვენს წელთაღრიცხვამდე VIII-VII ათასწლეულის მიჯნაზე. ძველად სპილენძს იყენებდნენ სამკაულების, ძვირადღირებული ჭურჭლისა და სხვადასხვა იარაღების დასამზადებლად თხელი პირებით.

უძველესი მეტალურგების დიდ მიღწევად შეიძლება ეწოდოს შენადნობის წარმოება სპილენძის ფუძით - ბრინჯაო.

სპილენძის ძირითადი თვისებები

1. ფიზიკური თვისებები.

ჰაერში სპილენძი იძენს ნათელ მოყვითალო-წითელ შეფერილობას ოქსიდის ფირის წარმოქმნის გამო. თხელ ფირფიტებს აქვთ მომწვანო-ლურჯი შეფერილობა მათში შესწავლისას. მისი სუფთა სახით, სპილენძი საკმაოდ რბილია, ელასტიური და ადვილად გორება და დახატვა. მინარევებს შეუძლია გაზარდოს მისი სიმტკიცე.

სპილენძის მაღალი ელექტროგამტარობა შეიძლება ეწოდოს მთავარ თვისებას, რომელიც განსაზღვრავს მის უპირატეს გამოყენებას. სპილენძს ასევე აქვს ძალიან მაღალი თბოგამტარობა. მინარევები, როგორიცაა რკინა, ფოსფორი, კალა, ანტიმონი და დარიშხანი, გავლენას ახდენს ძირითად თვისებებზე და ამცირებს ელექტრო და თბოგამტარობას. ამ მაჩვენებლების მიხედვით, სპილენძი მეორე ადგილზეა მხოლოდ ვერცხლის შემდეგ.

სპილენძს აქვს მაღალი სიმკვრივე, დნობის წერტილები და დუღილის წერტილები. მნიშვნელოვანი თვისებაა ასევე კარგი წინააღმდეგობა კოროზიის მიმართ. მაგალითად, მაღალი ტენიანობის დროს რკინა ბევრად უფრო სწრაფად იჟანგება.

სპილენძი კარგად ერგება დამუშავებას: შემოვიდა სპილენძის ფურცელში და სპილენძის ღეროში, ჩასმული სპილენძის მავთულში, რომლის სისქე მიიღწევა მეათასედ მილიმეტრამდე. ეს ლითონი დიამაგნიტურია, ანუ მაგნიტიზებულია გარე მაგნიტური ველის მიმართულების საწინააღმდეგოდ.

სპილენძი შედარებით დაბალაქტიური ლითონია. მშრალ ჰაერში ნორმალურ პირობებში მისი დაჟანგვა არ ხდება. ის ადვილად რეაგირებს ჰალოგენებთან, სელენთან და გოგირდთან. მჟავები ჟანგვის თვისებების გარეშე არ მოქმედებს სპილენძზე. არ არსებობს ქიმიური რეაქციები წყალბადთან, ნახშირბადთან და აზოტთან. ტენიან ჰაერში ჟანგვის შედეგად წარმოიქმნება სპილენძის (II) კარბონატი - პლატინის ზედა ფენა.
სპილენძი ამფოტერულია, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის ქმნის კატიონებსა და ანიონებს დედამიწის ქერქში. პირობებიდან გამომდინარე, სპილენძის ნაერთები ავლენენ მჟავე ან ფუძე თვისებებს.

სპილენძის მიღების მეთოდები

ბუნებაში, სპილენძი არსებობს ნაერთებში და ნაგლეჯების სახით. ნაერთები წარმოდგენილია ოქსიდებით, ბიკარბონატებით, გოგირდის და ნახშირორჟანგის კომპლექსებით, აგრეთვე სულფიდური მადნებით. ყველაზე გავრცელებული მადნებია სპილენძის პირიტი და სპილენძის ბრწყინვალება. მათში სპილენძის შემცველობა 1-2%-ია. პირველადი სპილენძის 90% მოპოვებულია პირომეტალურგიული მეთოდით, ხოლო 10% ჰიდრომეტალურგიული მეთოდით.

1. პირომეტალურგიული მეთოდი მოიცავს შემდეგ პროცესებს: გამდიდრება და გამოწვა, მქრქალი დნობა, გადამყვანში გაწმენდა, ელექტროლიტური დამუშავება.
სპილენძის მადნები გამდიდრებულია ფლოტაციით და ჟანგვითი გამოწვით. ფლოტაციის მეთოდის არსი შემდეგია: სპილენძის ნაწილაკები, რომლებიც შეჩერებულია წყალში, ეწებება ჰაერის ბუშტების ზედაპირს და ამოდის ზედაპირზე. მეთოდი საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ სპილენძის ფხვნილის კონცენტრატი, რომელიც შეიცავს 10-35% სპილენძს.

სპილენძის მადნები და კონცენტრატები გოგირდის მნიშვნელოვანი შემცველობით ექვემდებარება ჟანგვითი გამოწვას. ჟანგბადის თანდასწრებით გაცხელებისას სულფიდები იჟანგება და გოგირდის რაოდენობა თითქმის ნახევარით მცირდება. 8-25% სპილენძის შემცველი ცუდი კონცენტრატები იწვება. 25-35% სპილენძის შემცველი მდიდარი კონცენტრატები დნება შეწვის გარეშე.

სპილენძის წარმოების პირომეტალურგიული მეთოდის შემდეგი ეტაპი არის მქრქალი დნობა. თუ ნედლეულად გამოიყენება სპილენძის საბადო დიდი რაოდენობით გოგირდთან ერთად, მაშინ დნობა ხორციელდება ლილვის ღუმელებში. და ფხვნილი ფლოტაციური კონცენტრატისთვის გამოიყენება რევერბერალური ღუმელები. დნობა ხდება 1450 °C ტემპერატურაზე.

ჰორიზონტალურ კონვერტორებში გვერდითი აფეთქებით, სპილენძის მქრქალი აფეთქდება შეკუმშული ჰაერით, რათა მოხდეს სულფიდების და ფერმის დაჟანგვა. შემდეგ მიღებული ოქსიდები გარდაიქმნება წიდად, ხოლო გოგირდი ოქსიდად. კონვერტორი აწარმოებს ბლისტერ სპილენძს, რომელიც შეიცავს 98,4-99,4% სპილენძს, რკინას, გოგირდს, ასევე მცირე რაოდენობით ნიკელს, კალის, ვერცხლს და ოქროს.

ბლისტერული სპილენძი ექვემდებარება ცეცხლს და შემდეგ ელექტროლიტურ დამუშავებას. მინარევები ამოღებულია გაზებით და გარდაიქმნება წიდად. ხანძრის გადამუშავების შედეგად წარმოიქმნება სპილენძი 99,5%-მდე სიწმინდით. ხოლო ელექტროლიტური დამუშავების შემდეგ სისუფთავე 99,95%-ია.

2. ჰიდრომეტალურგიული მეთოდი გულისხმობს სპილენძის გამორეცხვას გოგირდმჟავას სუსტი ხსნარით, შემდეგ კი სპილენძის ლითონის პირდაპირ ხსნარიდან გამოყოფას. ეს მეთოდი გამოიყენება დაბალი ხარისხის მადნების დასამუშავებლად და არ იძლევა ძვირფასი ლითონების დაკავშირებულ მოპოვებას სპილენძთან ერთად.

სპილენძის აპლიკაციები

მათი ღირებული თვისებების გამო, სპილენძის და სპილენძის შენადნობები გამოიყენება ელექტრო და ელექტრო საინჟინრო ინდუსტრიაში, რადიო ელექტრონიკაში და ხელსაწყოების წარმოებაში. არსებობს სპილენძის შენადნობები ლითონებთან, როგორიცაა თუთია, კალა, ალუმინი, ნიკელი, ტიტანი, ვერცხლი და ოქრო. ნაკლებად ხშირად გამოიყენება შენადნობები არალითონებით: ფოსფორი, გოგირდი, ჟანგბადი. არსებობს სპილენძის შენადნობების ორი ჯგუფი: სპილენძი (შენადნობები თუთიით) და ბრინჯაო (შენადნობები სხვა ელემენტებით).

სპილენძი უაღრესად ეკოლოგიურად სუფთაა, რაც იძლევა საშუალებას მისი გამოყენება საცხოვრებელი კორპუსების მშენებლობაში. მაგალითად, სპილენძის სახურავი, მისი ანტიკოროზიული თვისებების გამო, შეიძლება გაგრძელდეს ასზე მეტი წლის განმავლობაში განსაკუთრებული მოვლისა და შეღებვის გარეშე.

სპილენძი ოქროს შენადნობებში გამოიყენება სამკაულებში. ეს შენადნობი ზრდის პროდუქტის სიმტკიცეს, ზრდის წინააღმდეგობას დეფორმაციისა და აბრაზიას.

სპილენძის ნაერთები ხასიათდება მაღალი ბიოლოგიური აქტივობით. მცენარეებში სპილენძი მონაწილეობს ქლოროფილის სინთეზში. მაშასადამე, ის ჩანს მინერალური სასუქების შემადგენლობაში. ადამიანის ორგანიზმში სპილენძის ნაკლებობამ შეიძლება გამოიწვიოს სისხლის შემადგენლობის გაუარესება. ის გვხვდება ბევრ საკვებ პროდუქტში. მაგალითად, ეს ლითონი გვხვდება რძეში. თუმცა, მნიშვნელოვანია გვახსოვდეს, რომ ჭარბი სპილენძის ნაერთები შეიძლება გამოიწვიოს მოწამვლა. სწორედ ამიტომ არ უნდა მოამზადოთ საკვები სპილენძის ჭურჭელში. ადუღების დროს დიდი რაოდენობით სპილენძი შეიძლება შევიდეს საკვებში. თუ შიგნით ჭურჭელი დაფარულია თუნუქის ფენით, მაშინ მოწამვლის საშიშროება არ არსებობს.

მედიცინაში სპილენძი გამოიყენება როგორც ანტისეპტიკური და შემკვრელი. ეს არის კონიუნქტივიტის თვალის წვეთების და დამწვრობის ხსნარების კომპონენტი.

  • საიტის სექციები