Algteadmised vasest
Vask on vanim metall, mida inimesed kasutasid. Juba eelajaloolistel aegadel hakati kaevandama avakaevandusi ja kasutama saadud vaske relvade, tööriistade ja muude riistade valmistamiseks. Vase kasutamisel on suur mõju varase inimtsivilisatsiooni arengule. Vask on metall, mis eksisteerib maakoores ja ookeanis. Vase sisaldus maakoores on umbes 0,01% ja mõnes vasemaardlas võib vase sisaldus ulatuda 3-5%-ni. Suurem osa looduses leiduvast vasest esineb ühenditena, nimelt vase mineraalidena. Vase mineraalid agregeeruvad teiste mineraalidega, moodustades vasemaagi. Kaevandatud vasemaagist saab pärast rikastamist kõrge vasekvaliteediga vaskkontsentraat.
1. Omadused
Vasel on head füüsikalised ja keemilised omadused, nagu elektrijuhtivus, soojusjuhtivus, korrosioonikindlus ja elastsus. Elektrijuhtivus ja soojusjuhtivus on hõbeda järel teisel kohal. Puhast vasest saab tõmmata väga peened vasktraadid ja teha sellest väga õhuke vaskfoolium. Puhta vase värske ristlõige on roosakaspunane, kuid pärast vaskoksiidikile moodustumist pinnale on välimus lillakaspunane, nii et seda nimetatakse sageli punaseks vaseks.
Lisaks puhtale vasele saab vaske kombineerida tina, tsingi, nikli ja muude metallidega, et moodustada erinevate omadustega sulameid, nimelt pronksi, messingit ja valget vaske.
Tsingi lisamist puhtale vasele (99,99%) nimetatakse messingiks. Näiteks kasutatakse elektrijaamade kondensaatorites ja autoradiaatorites tavalisi messingtorusid, milles on 80% vaske ja 20% tsinki; nikli lisamist nimetatakse valgeks vaseks ja ülejäänu pronksiks. Pronksiks nimetatakse kõiki muude metallielementidega vasesulamid, välja arvatud tsink ja nikkel. Neid nimetatakse, milliseid elemente lisatakse. Olulisemad pronksid on tinafosforpronks ja berülliumpronks. Näiteks tinapronksil on minu riigis väga pikk kasutuskogemus ning seda kasutatakse kellade, statiivide, muusikariistade ja ohvririistade valamiseks. Tinapronksi saab kasutada ka laagrite, pukside ja kulumiskindlate detailidena.
Erinevalt puhta vase juhtivusest saab legeerimise abil vase tugevust ja korrosioonikindlust oluliselt parandada. Mõned neist sulamitest on kulumiskindlad ja heade valuomadustega, teistel aga head mehaanilised omadused ja korrosioonikindlus.
2. Kasutusalad
Eespool nimetatud suurepäraste omaduste tõttu on vasel tööstuses lai kasutusala. Sealhulgas elektritööstus, masinate tootmine, transport, ehitus ja muud aspektid. Praegu kasutatakse vaske peamiselt elektri- ja elektroonikatööstuses juhtmete, sidekaablite ja muude valmistoodete, näiteks mootorite, generaatorirootorite ning elektrooniliste instrumentide ja arvestite jms tootmiseks. See osa tarbimisest moodustab umbes poole tarbimismahust. kogu tööstusnõudlus. Vasel ja vasesulamid on arvutikiipides, integraallülitustes, transistorides, trükkplaatides ja muudes seadmetes ja seadmetes olulisel kohal. Näiteks transistorjuhtmetes kasutatakse kõrge juhtivusega ja kõrge soojusjuhtivusega kroom-tsirkooniumi vasesulameid. Hiljuti võttis rahvusvaheliselt tuntud arvutifirma IBM kasutusele vase, et asendada alumiinium ränikiipides, mis tähistab viimast läbimurret inimkonna vanima metalli rakendamisel pooljuhttehnoloogias.
Kesk{0}}-ndatel tarbis elektritööstus USA-s, Jaapanis ja Lääne-Euroopa riikides suurima osa rafineeritud vase tarbimisest ning Hiina polnud erand.
Alates 1990. aastatest on vase kasutamine torudes ehitustööstuses järsult kasvanud, olles saanud suurimaks vasetarbijaks välismaal. Vastavalt New Yorgi Copper Development Associationi (CDA) avaldatud aruandele: 1997. aastal oli ehitustööstus endiselt suurim vasetoodete lõpptarbimisturg Ameerika Ühendriikides. Ehitustööstuses kasutatakse sageli vase korrosioonikindlust veetorude, katuste ja muude veevarustus- ja kanalisatsiooniseadmete tootmiseks. Lisaks kasutatakse seda kauni välimuse tõttu ka hoonete kaunistamisel. Vase kasutamine ehitustööstuses moodustab Ameerika Ühendriikide vasetoodete kogutarbimises esikoha. Hiina Nonferrous Metals Groupi sisestatistika kohaselt moodustas 1997. aastal elektritööstus (sealhulgas juhtmed ja kaablid) 77,7% minu riigi vasetarbimisest, muutudes suurimaks vase turuks. Teaduse ja tehnoloogia kiire arenguga laieneb vase kasutusala ning vask on hakanud mängima rolli meditsiinis, bioloogias, ülijuhtivuses ja keskkonnas. Näiteks kui vahtpolüuretaan sisaldab vaske või vaskoksiidi, võib see oluliselt vähendada selle plasti põlemisel eralduvat surmavat mürgist gaasi – vesiniktsüaniidi (HCN). Suur hulk uurimisandmeid tõestab, et vase bakteritsiidne toime võib tõhusalt vähendada kopsupõletiku bakterite levikut, pidurdada bakterite kasvu ning hoida joogivee puhta ja hügieenilisena. Seetõttu on vasktorude tulevikuväljavaated kodumaises ehitustööstuses väga laiad.
3. Vasevarud:
Maailma vasevarud on suhteliselt rikkalikud. USA kaevandusbüroo 1995. aasta statistika järgi on maailma vasemetallivarud 310 miljonit tonni, varubaas aga 590 miljonit tonni. Suurimate vasevarudega riigid on Tšiili ja USA, mis moodustavad vastavalt 23,7% ja 15,3% maailma reservibaasist, järgnesid Poola 15%, Sambia 6%, Venemaa 5%, Zaire 5%, Peruu 4%. , Kanada 4% ja Austraalia 4%.
Maailma vasekaevanduste tööstuslikud tüübid jagunevad üheksasse kategooriasse: porfüüritüüp, liivakivitüüp, vask-nikkelsulfiid, püriiditüüp, vask-uraan-kullatüüp, looduslik vask, veenitüüp, karbonaattüüp ja skarn. tüüp. Neli esimest kategooriat on kõige olulisemad, moodustades 96% maailma vase koguvarudest, millest porfüüri ja liivakivi põlevkivikaevandused moodustavad vastavalt 55% ja 29%. Maailmas on umbes 60 hiiglaslikku vasekaevandust, mille vasevaru on üle 5 miljoni tonni, millest porfüürikaevandused moodustavad 38 ja liivakivi põlevkivikaevandused 15, moodustades kokku 88% vase hiiglaslikest kaevandustest. Hiinas on kaevandamiseks saadaval väga vähe vasekontsentraadi ressursse. Praegu on suuremad vasekaevandused Dexingi vasekaevandus Jiangxis, Yulongi vasekaevandus Tiibetis, Yulongi vasekaevandus ja hiljuti avastatud Ashele vasekaevandus Xinjiangis. 4. Vase sulatusprotsess Vasekaevandusest kaevandatud vasemaak muutub pärast rikastamist vasekontsentraadiks või vasemaagiliivaks, millel on kõrgem vase kategooria. Vase kontsentraat tuleb sulatada ja ekstraheerida, enne kui sellest saab rafineeritud vask ja vasetooted. Praegu on maailmas vase sulatamiseks kaks peamist viisi: pürometallurgia ja hüdrometallurgia (SX-EX) 1. Tulekahju meetod:
Katoodvaske, tuntud ka kui elektrolüütiline vask, toodetakse sulatamise ja elektrolüütilise rafineerimise teel, mis üldiselt sobib kõrgekvaliteediliste vasksulfiidmaakide jaoks.
Vasejäägid on lisaks vasekontsentraadile üks peamisi rafineeritud vase tooraineid, sealhulgas vana vasejäätmed ja uued vasejäägid. Vana vanaraud vask pärineb vanadest seadmetest ja
vanad masinad, mahajäetud hooned ja maa-alused torud; uus vasejääk pärineb töötlemisettevõtete poolt äravisatud vasejääkidest (vaskmaterjalide väljundsuhe on umbes 50%). Üldiselt on vasejäätmete tarnimine suhteliselt stabiilne. Vasejäägid võib jagada järgmisteks osadeks: tühi vasejääk: klass üle 90%; kollane vanaraud vask (traat): vaske sisaldavad materjalid (vanad mootorid, trükkplaadid);
Vasejäätmetest ja muudest sarnastest materjalidest toodetud vaske nimetatakse ka ringlussevõetud vaseks.
2. Märgmeetod:
Laev sobib madala kvaliteediga vaskoksiidi jaoks ja toodetud rafineeritud vaske nimetatakse elektrolüütiliseks vaseks.
Märgsulatamise protsess on järgmine:
3. Pürometallurgia ja hüdrometallurgia kahe protsessi omadused
Võrreldes kahte vase tootmisprotsessi, pürometallurgia ja hüdrometallurgia, on järgmised omadused:
(1) Viimase sulatusseadmed on lihtsamad, kuid lisandite sisaldus on suurem, mis on esimesele kasulik lisand.
(2) Viimasel on piirangud ja see sõltub maagi klassist ja tüübist.
(3) Esimese hind on umbes 70-80 senti naela kohta (umbes 1540-1760 USA dollarit tonni kohta), teise hind aga ainult 30-40 senti naela kohta (umbes { {4}} USA dollarit tonni kohta).
On näha, et hüdrometallurgia tehnoloogial on märkimisväärsed eelised, kuid selle rakendusala on piiratud. Kõiki vasekaevandusi ei saa selle protsessiga sulatada. Kuid tänu tehnoloogilistele täiustustele on üha enam riike, sealhulgas USA, Tšiili, Kanada, Austraalia, Mehhiko ja Peruu, viimastel aastatel seda protsessi rohkemate vasekaevanduste puhul rakendanud. Hüdrometallurgia tehnoloogia täiustamine ja selle rakendamise edendamine on vähendanud vase tootmiskulusid, suurendanud vasekaevanduste tootmisvõimsust, suurendanud lühiajalises perspektiivis sotsiaalsete ressursside pakkumist, tekitanud kogu sotsiaalse pakkumise suhtelise ülejäägi ja tekitanud tõmbav mõju hindadele. 1997. aastal langes vase futuurihind 1996. aasta kõrgeimalt tasemelt 2600 USA dollarit tonni kohta 1998. aasta novembris umbes 1600 USA dollarile tonni kohta. See on otseselt seotud asjaoluga, et hüdrometallurgiliste protsesside osakaal on oluliselt suurenenud, mille tulemuseks on turule tuuakse suures koguses odavat vaske. Praegu, kuna vase keskmine tootmiskulu jääb vahemikku 1400–1600 USA dollarit tonni kohta (64-73 senti naela kohta), on futuuride hindade langus mõistlik hindade väärtuse taastamine. Kuna selle osakaal sulatusprotsessis kasvab, mõjutab vase hinnasuundumust üha sügavamalt. Aruannete kohaselt on hüdrometallurgilise vase sulatamise praegune minimaalne maksumus vaid 20 senti naela kohta (vastab 450 USA dollarile tonni kohta), kõrgeim on 77 senti naela kohta (vastab 1697,5 USA dollarile tonni kohta) ja keskmine on umbes vähem kui 50 senti naelast (vastab 1100 USA dollarile tonni kohta). Olgu märgitud, et 1995. aastal oli vase märgsulatamise keskmine tootmiskulu vaid 39 senti naelast. Viimasel ajal on vase märgsulatamise keskmine tootmiskulu tõusnud peamiselt seetõttu, et vase märgsulatamise protsessi on laiendatud vasksulfiidmineraalide töötlemisele. Vase märgsulatusprotsess sobib paremini vaskoksiidi mineraalide ja vaeste maakide töötlemiseks, samas kui sulfiidsete mineraalide ja rikkamate maakide töötlemisel või kui kaevandus asub külmas piirkonnas, on ka vase märgsulatamise tehnoloogia tootmiskulu suurem, enamasti üle 50 sendi naela kohta. Hiina hakkas 1970. aastatel uurima madala kvaliteediga vasemaagidest vase eraldamise tehnoloogiat. 1983. aastal rajati esimene vasesulatus, mille aastane toodang oli 120 tonni. Hiljuti on tänu suurepäraste välismaiste vaseekstraktorite kasutuselevõtule ja kohaliku vasetööstuse arengule ehitatud kümneid väikeseid märgsulatuskodasid, mis ulatuvad mõnesajast kuni 2,000 tonnini, kuid vase aastane toodang. on vaid 15,000 tonni, mis pole kaugeltki piisav võrreldes 1 miljoni tonni rafineeritud vase aastatoodanguga minu riigis. Praegu on minu kodumaal vase tootmiskulud umbes 18 500 jüaani, mis on palju kõrgem kui maailma keskmine 1477 USA dollarit (67 senti). Ajavahemikul "95" nimetasid riiklik planeerimiskomisjon ja Hiina värviliste metallide tööstuskorporatsioon hüdrometallurgiaprojekti võtmetähtsusega uurimisprojektina ning ehitasid mitu näidistehast Dexingi vasekaevandusse, Yulongi vasekaevandusse, Daye Tonglushani vasekaevandusse ja mujale. Pärast mitmeaastast rasket tööd prognoositakse, et minu kodumaa hüdrometallurgia tehnoloogia areneb selle sajandi lõpuks märkimisväärselt ning aastane tootmisvõimsus ulatub hinnanguliselt enam kui 50 000 tonnini. Statistika järgi moodustas hüdrometallurgilise vase sulatamisel rafineeritud vase toodang 1980. aastal 2,5% maailma rafineeritud vase toodangust ning 1994. aastal kasvas see osakaal 10%-ni ja 1997. aastal 18%-ni. Eeldatakse, et hüdrometallurgilise vase osakaal tootmine kasvab lõpuks vahemikus 25-35%.
