Extractia și rafinarea cuprului

INTRODUCERE

Aceasta lucrare vizeaza aspecte teoretice si practice din domeniul ingineriei procesarii materialelor metalice, accentul fiind pus pe segmentul referitor la extragerea cuprului din minereuri si rafinarea avansata a acestuia. [1]

Probabil, cele mai mari descoperiri din intreaga istorie a umanitatii facute de catre om , sunt focul si metalul. Daca folosirea focului a favorizat detasarea omului de stramosul sau preistoric, atunci cu siguranta utilizarea metalului a grabit evolutia sa pana in prezent. Confirmarea celor afirmate este evidenta, daca avem in vedere ca in cei circa 10.000 ani de cand utilizeaza metalul omul a evoluat enorm fata de progresul realizat de "homo sapiens" in indelungata sa istorie. Este evident faptul ca omul a utilizat mai intai metalul pe care putea sa-l gaseasca ca atare in imediata sa apropiere. Asa se explica de ce primele metale cunoscute sunt aurul si cuprul care se gasesc in stare nativa in scoarta terestra.[1]

S-a observat faptul ca aria de intrebuintare a aurului a fost depasita cu mult fata de cea a cuprului, deoarece acesta se gaseste in natura in cantitati superioare si este dotat cu o duritate mai mare care il face apt pentru confectionarea de arme, ciocane etc.[1],[2]

Dar nu putem omite si utilizarea cuprului in obtinerea diferitelor obiecte. Astfel este cunoscut faptul ca cele mai vechi articole de cupru ciocanit, care au putut fi datate, sunt cele descoperite in ruinele caldeene. Alte obiecte de cupru, realizate tot prin ciocanire, insa mult mai vechi, s-au descoperit in mormintele de la Fayum. [2]

Un lucru apreciat il reprezinta folosirea cuprului topit care a inceput cu cel putin 2000 de ani inaintea fabricarii prin ciocanire a peselor citate. Daca aceasta ipoteza este adevarata atunci omenirea practica metalurgia cuprului de peste 8 milenii.[1]

Este cunoscut faptul ca unii locuitori din Turkmenia de azi sau dintr-o regiune de la poalele Muntilor Caucazi sunt considerati primii oameni care au extras acest metal. Noul material avea proprietati de exceptie fata de ce cunoscuse omul pana atunci: plasticitate, deformabilitate, rezistenta la coroziune. Din el s-au confectionat cuie, sabii, varfuri de lance, scuturi, obiecte de podoaba si de cult, bijuterii, tuburi, tevi, fasii, table. In Egiptul antic si apoi in imperiul roman s-au folosit tuburi de cupru pentru aductiunea de apa si tabla de cupru, pentru consolidarea si protectia ambarcatiunilor fluviale si maritime.[1]

EVOLUTIA PRODUCERII SI FOLOSIRII CUPRULUI

Cea mai intensa epoca de folosire a cuprului debuteaza in a doua jumatate a secolului XIX, odata cu inceperea utilizarii energiei electrice, si creste concomitent cu dezvoltarea productiei, transportului si utilizarii acesteia pe scara tot mai larga. Principala sa proprietate care ii confera acestui metal un rol deosebit de important in dezvoltarea industriei electrice si a celorlalte ramuri asociate: iluminatul, forta motrice, incalzitul, o reprezinta conductibilitatea electrica ridicata.[1]

Este insa relevanta contributia majora a acestui metal la evolutia civilizatiei in general.Cuprul are numeroase proprietati printre care se numara: maleabilitate mare, colorit atractiv, rezistenta ridicata la coroziune, durabilitate ridicata, ceea ce ii confera acestuia o gama larga de utilizari.[1]

Trebuie sa tinem cont de faptul ca, cuprul, in stare topita este deosebit de avid pentru oxigen, caruia ii altereaza proprietatile. De aceea turnarea lui constituie si astazi o operatie de profesionalism exigent. Astfel ca Statuia Libertatii din New York s-a realizat prin acelasi procedeu ca si Colosul din Rhodos: foile de cupru s-au modelat prin ciocanire pe forme de lemn, apoi au fost imbinate prin nituire si fixate pe montanti pentru rigidizare. Procedeul de turnare cu model de ceara, inventat de asemenea de multa vreme, se foloseste si astazi in turnarile de precizie, in special pentru paletele de turbine cu deosebirea ca ceara este inlocuita tot mai mult cu alte materiale fuzibile.[1]

Datorita aptitudinii sale de a se asocia cu diferite metale pentru a da aliaje- material care poseda proprietati superioare in ce priveste duritatea, rezistent si usurint la prelucrare, a largit si mai mult sfera intrebuintarilor cuprului.[2]

Procedeele de topire a cuprului au cunoscut o evolutie lenta. Primele furnale erau simple gropi, de adancime mica, in care minereurile oxidice erau topite in prezenta mangalului, obtinandu-se tagle de cupru brut. La inceput s-au folosit suflaiuri, deoarece au trecut secole pana sa se recurga la insuflarea fortata a aerului, apoi foale si in sfarsit vantul, prin amplasarea corespunzatoare a cuptoarelor pe terenuri in panta. Furnale cu insuflare de aer au fost gasite functionand in Japonia, in timpul istoricei vizite a lui Commodore Perry. [1]