النحاس هو مطيل و طيعالمعادن الأساسية التي تقدر قيمتها الحرارية العالية و التوصيل الكهربائي. يسهل التعرف عليه بسبب لونه الأحمر الذهبي المتقزح والنحاسي ولونه سبائك، تم استخدامه من قبل البشر منذ آلاف السنين.
نظرًا لفعاليته كموصل كهربائي ، يوجد النحاس الآن في أغلب الأحيان في التطبيقات ذات الصلة ، بما في ذلك في الأسلاك لمنازلنا ومكاتبنا وفي الدوائر والموصلات والمكونات التي تصنع جميع الأجهزة الإلكترونية تقريبًا وظيفة.
- مميزات
- التاريخ
- إنتاج
- تعيينات ASTM
- الأسعار
- التطبيقات
مميزات
النحاس النقي هو معدن بني محمر لامع يمكن أن يتخذ لونًا أخضر عند تعرضه لبيئات أكالة الزنجار. تنتج هذه الطبقة الخضراء من كبريتات النحاس (أو كربونات النحاس) عن عملية كيميائية تسببها القلويات والأمونيا ومركبات الكبريتات ومياه الأمطار الحمضية.
بينما الزنجار على النحاس هو مؤشر على تآكلتعمل على حماية المعدن من المزيد من التدهور. لهذا السبب ، غالبًا ما تستخدم سبائك النحاس والنحاس في التطبيقات البحرية والمعمارية.
التاريخ
يعتبر النحاس من أول المعادن التي استخدمها الإنسان. السبب الرئيسي لاكتشافه واستخدامه في وقت مبكر هو أن النحاس يمكن أن يحدث بشكل طبيعي في أشكال نقية نسبيًا.
على الرغم من اكتشاف العديد من الأدوات النحاسية والعناصر الزخرفية التي يعود تاريخها إلى 9000 قبل الميلاد ، تشير الأدلة الأثرية أن سكان بلاد ما بين النهرين الأوائل هم ، منذ حوالي 5000 إلى 6000 عام ، كانوا أول من استغل بشكل كامل القدرة على الاستخراج والعمل مع النحاس.
تفتقر المجتمعات المبكرة إلى المعرفة الحديثة بعلم المعادن ، بما في ذلك بلاد ما بين النهرين والمصريين والأمريكيين الأصليين ، تثمين المعدن في الغالب لصفاته الجمالية ، واستخدامه مثل الذهب والفضة لإنتاج العناصر الزخرفية و الحلي.
إنتاج
يُستخرج النحاس عادةً من خامات الأكسيد والكبريتيد التي تحتوي على ما بين 0.5 و 2.0 بالمائة من النحاس. تعتمد تقنيات التكرير التي يستخدمها منتجو النحاس على نوع الخام ، بالإضافة إلى عوامل اقتصادية وبيئية أخرى. حاليًا ، يتم استخراج حوالي 80 بالمائة من إنتاج النحاس العالمي من مصادر الكبريتيد.
بغض النظر عن نوع الخام ، يجب أولاً تركيز خام النحاس المستخرج لإزالة الشوائب والمواد غير المرغوب فيها المضمنة في الخام. الخطوة الأولى في هذه العملية هي تكسير الخام ومسحوقه في مطحنة كروية أو قضيب. تقريبًا جميع خامات النحاس من نوع الكبريتيد ، بما في ذلك الكالكوسيت (Cu2S) ، كالكوبايرايت (CuFeS2) والأقمار الصناعية (CuS) ، يتم معالجتها بالصهر.
بعد سحق الخام إلى مسحوق ناعم ، يتم تركيزه بعد ذلك عن طريق التعويم الرغوي ، الأمر الذي يتطلب خلط الخام المسحوق مع الكواشف التي تتحد مع النحاس لجعله كارهًا للماء. ثم يُغسل الخليط في الماء مع عامل رغوي ، مما يحفز تكوين الرغوة.
التطبيقات
من الأسلاك الكهربائية المنزلية الشائعة إلى مراوح القوارب ومن الخلايا الكهروضوئية إلى الساكسفون ، يتم استخدام النحاس وسبائكه في عدد لا يحصى من الاستخدامات النهائية. في الواقع ، أدى استخدام المعدن في مجموعة واسعة من الصناعات الأساسية إلى مجتمع الاستثمار التحول إلى أسعار النحاس كمؤشر على الصحة الاقتصادية العامة ، مما حفز لقب د. النحاس.
لفهم تطبيقات النحاس المختلفة بشكل أفضل ، قامت جمعية تنمية النحاس (CDA) بتصنيفها إلى أربعة قطاعات للاستخدام النهائي: الكهرباء والبناء والنقل وغيرها. تقدر هيئة تنمية المجتمع نسبة إنتاج النحاس العالمي الذي يستهلكه كل قطاع على أنه:
- الكهرباء 65٪
- البناء 25٪
- النقل 7٪
- أخرى 3٪
بصرف النظر عن الفضة ، فإن النحاس هو أكثر الموصلات فعالية للكهرباء. هذا ، جنبا إلى جنب مع تآكل المقاومة ، والليونة ، والمرونة ، والقدرة على العمل ضمن نطاق واسع من شبكات الطاقة ، تجعل المعدن مثاليًا للأسلاك الكهربائية.
المصادر
معهد النحاس الأوروبي. التطبيقات.
URL: http://copperalliance.eu/
جمعية تنمية النحاس. التطبيقات
URL: https://www.copper.org/applications/
Schoolscience.co.uk. النحاس - عنصر حيوي. تعدين النحاس.
URL: http://resources.schoolscience.co.uk/cda/14-16/cumining/copch2pg2.html