Vask
Sissejuhatus
Iga kord, kui lülitate valguse sisse, kasutate oma kodus mõnda seadet või keerate kraani lahti, annab teile elektri või vee vask. Seetõttu on vask inimese jaoks väga oluline metall ja ühendab endas rohkem kasulikke omadusi kui tõenäoliselt ükski teine metall.
Keskmises peremajas on üle 90 kilogrammi vaske: 40 kg elektrijuhtmeid, 30 kg torustikke, 15 kg ehitustehnikat, 9 kg elektriseadmeid ja 5 kg messingkaupa. Boeingi 747-200 reaktiivlennuk sisaldab umbes 1,8 tonni vaske. New Yorgi Vabadussammas sisaldab üle 27 tonni vaske.
3 / 7
Vasktraadi rull.
Omadused
Vask on peale kulla ainus looduslikult esinev metall, millel on eristav värv. Nagu kuld ja hõbe, on ka vask suurepärane soojus- ja elektrijuht. See on ka väga tempermalmist ja plastiline. Vask on ka korrosioonikindel (ei roosteta väga kergesti). Vask on pehme, kuid sitke. Seda on lihtne teiste metallidega segada, moodustades sulameid, nagu pronks ja messing. Pronks on tina ja vase sulam ning messing on tsingi ja vase sulam. Vask ja messing on kergesti ringlussevõetavad¿võib-olla 70% praegu kasutatavast vasest on vähemalt korra ringlusse võetud.
Vase omadused
| Keemiline sümbol | Cu, ladinakeelsest sõnast "cuprum", mis tähendab "Küprose maak". |
|---|---|
| Maagi | Kõige sagedamini leitakse kalkopüriidina CuFeS2 |
| Suhteline tihedus | 8,96 g/cm3 |
| Kõvadus | 3 Mohsi skaalal |
| Tekitavus | Kõrge |
| Plastilisus | Kõrge |
| Sulamispunkt | 1084 kraadi |
| Keemispunkt | 2562 kraadi |
Kasutab
Tänapäeval kasutatakse vaske, kuna see on nii hea elektrijuht, elektrigeneraatorites ja elektrijuhtmete mootorites ning elektroonikakaupades, nagu raadiod ja telerid. Vask juhib hästi ka soojust, mistõttu kasutatakse seda mootorsõidukite radiaatorites, konditsioneerides ja koduküttesüsteemides.
Kuna vask ei korrodeeru kergesti, kasutatakse seda ka veetorude jaoks. Selle tempermalmistus tähendab, et vasktorusid saab painutada nii, et need lähevad kergesti ümber nurka, ilma et need puruneksid.
Vasksulfaati kasutatakse fungitsiidina, et takistada taimejuurte kanalisatsiooni ja kanalisatsiooni ummistumist. Töödeldud puidu sinakasroheline värvus on tingitud vasknaftanaadist ja vask-kroom-arsenaadist, mis on lisatud surve all, et kaitsta puitu puuride eest.
Vaske kasutatakse ka müntide ja teadusinstrumentide valmistamiseks ning dekoratiivrakendustes.
Mobiiltelefonis on umbes 15 grammi vaske ja viimasel ajal on vask asendanud alumiiniumi arvutikiipides.
| Kasuta | Kirjeldus |
|---|---|
| Elekter ja side | Kuna vask on plastiline ja suurepärane juht, kasutatakse seda peamiselt elektrigeneraatorites, majapidamis-/autode elektrijuhtmetes ning seadmetes, arvutites, valgustites, mootorites, telefonikaablites, raadiotes ja telerites. |
| Mündid | Sulamist "kupronikkel", mis on 75% vase ja 25% nikli segu, kasutatakse "hõbedaste" müntide, näiteks Austraalia 5-, 10-, 20- ja 50-sendiste müntide valmistamiseks. Austraalia 1- ja 2-dollarilised mündid on 92% vasest, segus alumiiniumist ja niklist. |
| Torud | Kuna vask ei roosteta kergesti ja on kergesti ühendatav, on see kasulik veetorude (ja hüdrosüsteemide) valmistamisel. Vase kasutamine veetorudes pärineb iidsetest egiptlastest ja roomlastest. |
| Soojust juhtiv | Vase soojusjuhtivus tähendab, et seda kasutatakse autode radiaatorites, kliimaseadmetes, koduküttesüsteemides ja kateldes auru tootmiseks. Sobib ideaalselt ka keedupottide alusele. |
| Fungitsiidid ja insektitsiidid | Vasksulfaati kasutatakse vetikate õitsemise tõrjumiseks veehoidlates, puidu kaitsmiseks, taimejuurte tõkestamiseks vihma ja kanalisatsioonisüsteemide eest ning putukate hävitamiseks. |
| Väetised | Vase tootmist suurendas 1950. ja 1960. aastatel vajadus vasepõhiste väetiste järele, et soodustada põllukultuuride kasvu varem ebaproduktiivsel maal. |
| Pronks | Pronksi (90% vaske, 10% tina) kasutatakse autode mootorite ja rasketehnika kujude ja laagrite jaoks. Varaseimad pronksid olid looduslikud sulamid, mis saadi maavaradest, mis sisaldasid ka tina. |
| Messing | Messing (70% vask, 30% tsink) on eriti roostekindel ja seetõttu kasutatakse seda purjepaatide kerede ja muu merevarustuse valmistamiseks. Paljud muusikariistad on valmistatud messingist. Seda kasutatakse ka dekoratiivdetailide jaoks, alates valgustitest kuni kraanide ja instrumentideni astronoomia, geodeesia, navigatsiooni ja muudel teaduslikel eesmärkidel. |
Ajalugu
Vask oli esimene metall, mida inimesed kasutasid. Neoliitikumi mees avastas selle umbes 9000 aastat tagasi ja seda kasutati kivi asemel, kuna seda oli palju lihtsam vormida. Iraani varajased vasesepad avastasid, et vase kuumutamine pehmendas seda ja vase haamriga löömine raskendas. Nii saaksid nad kujundada vasest mitmesuguseid kasulikke esemeid, nagu anumad ja riistad, inimkonna jaoks suure sammu edasi. Selle ilus värv muutis vase atraktiivseks ka ehetes ja kaunistustes kasutamiseks.
On tõendeid selle kohta, et vaske kasutati juba varastest aegadest, arheoloogid leidsid Egiptuse Cheopsi püramiidist välja 5000 aastat tagasi kasutatud vasktoru. Umbes 4000 eKr avastati pronks (veelgi kõvem sulam) vase segamisel väikese koguse tinaga. Seda kasutati relvade, raudrüü, tööriistade ja kaunistuste tööriistade valmistamiseks – nii algas vase-pronksiaeg. Kuigi pronksist tööriistade valmistamine rauaaja algusega umbes 1000 eKr suures osas kasutusest jäi, jätkati vase kasutamist selle muude omaduste jaoks. Kuna see on üks kahest värvilisest metallist, muudab selle ilu väga ihaldusväärseks kaunistuste valmistamiseks ja korrosioonikindlus muudab selle sobivaks kasutamiseks merel või selle läheduses.
Vase lehtedeks peksmise võime ja vastupidavus roostetamisele muutis selle oluliste hoonete populaarseks katusekattematerjaliks.
Vasetööstuse kasv on olnud tihedalt seotud kasvava elektrikasutusega. Elektrilised rakendused on jätkuvalt metalli peamine kasutusala, mille võib seostada kahe füüsikalise omadusega. See on suurepärane elektri- (ja soojus-) juht ning piisavalt plastiline, et seda traadiks tõmmata ja lehtedeks purustamata peksta. Vaske kasutatakse laialdaselt torustiku komponentides ja see on sulamite põhikomponent, millest paljud on kõvemad, tugevamad ja sitkemad kui nende üksikud koostisosad. Aastal 1837 patenteerisid Charles Wheatstone ja William Cooke esimese vasktraati kasutava elektrilise telegraafi. 1876. aastal kasutas esimesena vasest telefonitraati Alexander Graham Bell. Aastal 1878 leiutas Thomas Edison esimese elektrivalgusti, mis toetub vasele, et sellesse voolu juhtida. Mõne aasta jooksul põhjustas nende kahe leiutise massiline kasutamine vase kaevandamise ja tootmise uskumatu kasvu.
Moodustamine
Kuna vask reageerib kergesti teiste ainetega, võib see maakoores tekkida mitmel viisil. Seda leidub sageli hoiustes koos teiste metallidega, nagu plii, tsink, kuld ja hõbe.
Kõige suuremas koguses vaske leidub maakoores kehades, mida tuntakse porfüürvase ladestustena. Need ladestused olid kunagi suured sulakivimi massid, mis maakoores jahtusid ja tahkusid. Jahtudes kasvasid mõned suured kristallid, mida jahtumise kiirenedes ümbritsesid väiksemad kristallid – geoloogid nimetavad neid kivimeid porfüürideks. Algul levis vask väikestes kontsentratsioonides kogu sulakivimi suures massis. Kui magma jahtus ja kristallid hakkasid moodustuma, muutus sulatise hulk väiksemaks. Vask jäi sulamisse, muutudes üha kontsentreeritumaks. Kui kivim oli peaaegu täielikult tahke, tõmbus see kokku ja pragunes ning järelejäänud vaserikas vedelik pressiti pragudesse, kus ka see lõpuks tardus. Miljonite aastate jooksul erodeerusid neid maardlaid katvad kivimid ja ladestused ilmusid lõpuks pinnale. Porfüürimaardlate näideteks on Cadia Hill (NSW) ja Cerro Colorado (Panama).
Vase, raua ja väävli segu nimetatakse kalkopüriidiks (CuFeS2) või "rumali kuld" ja pettis paljusid vana aja maaotsijaid! Austraalias leidub kalkopüriiti enam kui 250 miljoni aasta vanustes kivimites. Borniit (Cu5FeS4), covelliit (CuS) ja kalkotsiit (Cu2S) on maailmas olulised vaseallikad ja paljud maagikehad sisaldavad ka malahhiiti (CuCO3.Cu(OH)2), asuriit (Cu3(CO3)2.Cu(OH)2), kupriit (Cu2O), tenoriit (CuO) ja looduslik vask. Sulfiidid, mis annavad suurema osa kogu maailmas toodetavast vasest, hõivavad tavaliselt ilmastikumõjudeta ilmastikuolude sügavamaid osi. Pinna lähedal muutuvad need oksüdatsiooni ja muude keemiliste toimete tõttu oksiidideks ja karbonaatideks. Need sekundaarsed vaskmineraalid võivad paljude maardlate ülemistes osades moodustada rikkalikku maagi ning tänu neile iseloomulikule rohelisele või sinisele värvusele on neid esinevates kivimites hõlpsasti näha isegi väikesed kogused. Vaske sisaldavaid mineraale leidub tavaliselt koos mineraalidega, mis võivad sisaldada kulda, pliid, tsinki ja hõbedat.
Vahendid
Austraalias hakati vase otsima varsti pärast eurooplaste asustamist. Esimene suurem vase avastus Austraalias leidis aset Lõuna-Austraalias Kapundas 1842. aastal, kui Francis Dutton leidis kadunud lambaid otsides vasemaagi. 1860. aastateks tunti Lõuna-Austraaliat vasekuningriigina, kuna seal olid maailma suurimad vasekaevandused.
Austraalia valduses on märkimisväärne osa maailma vasest ja Ameerika Ühendriikide geoloogiakeskuse (USGS) andmetel oli Austraalia 2016. aastal Tšiili järel teisel kohal. Meil on mitu ülemaailmse tähtsusega vasekaevandust, sealhulgas Mt Isa vase-plii-tsingi maardla Queenslandis ja Olympic Dam vase-uraani-kulla maardla Lõuna-Austraalias, mis kaevandab üht suurimat vaske sisaldavat maardlat maailmas. maailmas. Teised näited olulistest vasevarudest on Prominent Hilli ja Carrapateena vase-kullamaardlad Lõuna-Austraalias, Northparkes'i vase-kulla-, CSA vase-plii-tsingi ja Girilambone'i vasemaardlad Uus-Lõuna-Walesis, Ernest Henry, Osborne'i ja Mammothi vasemaardlad. ja vase-kulla maardlad Selwynis Queenslandis ning vase-tsingi leiukohad Golden Grove'is ja Nifty vasemaardlas Lääne-Austraalias.
Austraalia vasemaardlad ja töötavad kaevandused, 2022.
Hoiuse suurus põhineb koguressurssidel (EDR + Subeconomic Demonstrated Resources + Inferred).
Selguse huvides on märgistatud ainult suuremad või olulised hoiused.
Kaevandamine
Kuigi paljudes suuremates tootjariikides kaevandatakse suuri vasemaardlaid avatud meetoditega, pärineb suurem osa Austraalias toodetud vasemaagist maa-alustest kaevandustest. Enamikus kaevandustes kasutatav traditsiooniline meetod hõlmab maagi purustamist ja purustamiseks pinnale toomist. Seejärel jahvatatakse maak peeneks, enne kui vaske sisaldavad sulfiidmineraalid kontsentreeritakse flotatsiooniprotsessiga, mis eraldab maagi mineraali terad jääkmaterjalist ehk kihist. Sõltuvalt maagis olevate vaske sisaldavate mineraalide tüübist ja kasutatavatest töötlemisprotsessidest sisaldab kontsentraat tavaliselt 25–30% vaske, kuid vaske võib olla kuni umbes 60%. Seejärel töödeldakse kontsentraati sulatusmasinas.
Töötlemine
Mõnes Austraalia kaevanduses leostatakse vask maagist, et saada vaserikas lahus, mida hiljem töödeldakse vaskmetalli taastamiseks. Esmalt purustatakse maak ja asetatakse leotuspatjadele, kus see lahustatakse väävelhappe lahuses, et vask välja leostuda. Seejärel pumbatakse vaserikas lahus lahusti ekstraheerimistehasesse, et eraldada vask vasekompleksina. See kontsentreeritakse ja lahus suunatakse vase taastamiseks elektroonikapuhastisse. Elektrowining-meetodil toodetud vaskatoodid sisaldavad 99,99% vaske, mis sobib elektriliseks kasutamiseks. Kogu seda protsessi tuntakse lahustiga ekstraheerimise elektroolümpiana (SX-EW).
Kontsentraatide muundamiseks vaskmetalliks kasutatakse erinevaid sulatusmeetodeid. Üheks meetodiks on nende sulatamine räbustitega sulatusahjus, et saada vaskmatti, mis on peamiselt raua- ja vasksulfiidide segu, mis sisaldab tavaliselt 50–70% vaske. Sulamatt valatakse konverterisse, mis sisaldab rohkem räbusti ja muudetakse mullvaseks, mille puhtus on umbes 98–99%. Mullvask koputatakse, rafineeritakse edasi anoodahjus ja lõpuks rafineeritakse elektrolüütiliselt puhtaks katoodvaseks.
Olympic Damil sulatatakse kontsentraat kiirsulatamisel otse blistervaseks. Selle protsessi käigus juhitakse vase kontsentraat hapnikuga rikastatud õhuga sulatusseadmesse. Peen kontsentraat reageerib või "vilgub" silmapilkselt, kui vasksulfiidide väävlifraktsioon põleb ja muutub gaasiliseks vääveldioksiidiks. Sulatatud vask ja räbu langevad sulatuskoja koldesse. Räbu moodustab sulanud mullvase pinnale kihi. Mullvask eemaldatakse perioodiliselt edasiseks puhastamiseks anoodahjus ja rafineeritakse elektrolüütiliselt.
Lisainformatsioon
Lisateave ressursside ja tootmise kohta
Saidi jalus
Seotud veebisaidid
Austraalia digitaalne maa
Tuleviku uurimine
Kogukonna ohutus
