М Медь является химическим элементом с атомным номером 29 и условным обозначением Cu. Медь представляет собой мягкий ковкий пластичный металл с очень хорошей тепло- и электропроводимостью.
Как была открыта медь
Такие металлы как медь, золото, серебро и олово были известны людям очень давно. Так как с медью легко работать, она использовалась древнейшими известными культурами уже 10000 лет назад. Пик популярности использования меди приходится начиная с 5 и заканчивая 3 тысячелетием до Нашей Эры. Это время в некоторых регионах принято называть «медным веком». Из этого металла изготавливались как орудия труда, так и украшения. На территории современного Ирана был найден медный кулон возраст которого приблизительно оценивается в 8700 год до Нашей Эры. Так же медь является первым металлом, который научились легировать с помощью олова и мышьяка до бронзы. В связи с этим открытием, которое произошло вероятно около 3 тысячелетия до Нашей Эры, началась так называемая эпоха «Бронзового века». Эта эпоха продлилась ориентировочно до первого тысячелетия до Нашей эры.
Затем производство меди и его обработка набирала уже значительные обороты. К началу новой эпохи мировое производство меди ориентировочно варьировалось в пределах 15 тонн в год. В первом тысячелетии Нашей Эры уже производились массивные сооружения из меди и его сплавов. В пример можно поставить бронзовую статую Будды храма Нара в Японии. По историческим сведениям ее отлили в 749 году. Для сооружения 16-ти метровой конструкции понадобилось 400 тонн сырья. Научное открытие самого металла можно присудить немецкому ученому Готфриду Осанну. Он изобрел порошковую металлургию, которую использовал на меди в 1830 году. В ходе своих испытаний он описал и определил атомный вес этого химического элемента.
Где и как добывают медь
Как становится понятно из текста выше, такой химический элемент как медь использовался уже с древнейших времен. И добыча этого элемента уже осуществлялась еще до Нашей эры. Медь является третьим металлом по применению после железа и алюминия. Вся добытая медная руда до 1900 года составляет менее 5% от всей руды извлеченной из недр Земли. В 2008 году добыча меди превысила порог в 15 миллионов тонн в год. На сегодняшний день эта цифра готовится превысить отметку в 20 миллионов тонн. Ведущими производителями меди являются Чили, Перу, Китай, США, Конго, Австралия, Замбия, Индонезия, Мексика и Россия.
Процесс получения самой меди выглядит следующим образом. Вначале медный камень Cu2S извлекается из медного гравия CuFeS2. Для этого гравий обжигают с добавлением кокса, а оксиды железа зашлаковывают кремнеземом. Шлак из силиката железа плавает на поверхности и может быть легко слит. Медный камень, оставшийся на дне, затем перерабатывается в черновую медь. Эта процедура обычно осуществляется в два этапа. На первом этапе образовавшийся сульфид железа обжигается до оксида железа и связывается с кварцевым шлаком, который в последующем выливается. На втором этапе две трети медного камня окисляется до оксида. После этого оксид меди реагирует с оставшимся сульфидом в результате чего появляется черновая медь.
Черновая медь имеет чистоту порядка 98%, а оставшиеся 2% приходятся на примеси железа, цинка, серебра и золота. Очистка черновой меди осуществляется методом электролитического рафинирования в серной кислоте. В ходе этой реакции железо и цинк растворяются в виде катионов, а благородные металлы осаждаются на дне. Чистота меди на выходе этого процесса составляет 99,99%.
Распространенность меди
Распространенность такого химического элемента как медь довольно широка. По распространенности в земной коре медь занимает 23 позицию. Ее содержание в земной коре оценивается в 0,006%. Этот химический элемент является одним из немногих, который встречается в природе в самородном виде. Сегодня известно более 3000 мест по всему миру, где ведется добыча меди. Самыми плодородными месторождениями обладают такие страны как Чили, Россия и США. На сегодняшний день, медными рудниками обладают более 50 стран по всему миру.
Так же стоит отметить, что медь по большей своей части добывается в составе минералов, так как в природном виде она встречается довольно редко. На сегодняшний день известно свыше 600 итнералов в составе которых присутствует медь. Самыми ценными из них являются халькопирит, халькозин, борнит, атакамит и малахит. В составе этих минералов процентное содержание меди превышает 60%.
Что же касается распространенности во вселенной, то тут не все так однозначно. Определить его распространенность не представляется возможным из-за малого количества информации. Известно только его присутствие на луне и на марсе по взятым образцам с этих космических тел. Предположительная оценка концентрации не считается маленькой.
Применение меди
Около 98% всей меди используется либо в своем естественном виде, либо в виде сплавов. Широкое применение она находит благодаря своим физическим и химическим свойствам. К основным его своиствам относится пластичность, теплопроводность, электропроводность и устойчивость к коррозии. Для некоторых видов применения медь является слишком мягким металлом, поэтому она находит применение в составе таких сплавов как латунь(сплав цинка и меди) или бронза(сплав олова и меди).
Благодаря высокой электропроводности и устойчивости к коррозии она находит широкое применение в электронике. Из меди изготавливаются электрокабели, различные электрические провода, телефонные линии и микроволновые оболочки. Так же можно отметить сторительную отрасль. В этой отрасли изготавливаются медные плиты, а также листы для кровли. Кроме этого не стоит забывать про декоративную составляющую. В пример можно поставить фурнитуру для мебели и декоративные изделия ручного производства.
Если брать электронику, то медь является составным компонентом различного рода процессоров, аккумуляторов, печатных плат и др. Так же благодаря своей теплопроводности она используется в радиаторах охлаждения. В пример можно поставить радиаторы охлаждения видеокарт и процессоров.
Медь в прямом или косвенном смысле применяется почти во всех областях применения. Будь то пищевые добавки или компонент краски для стекла и керамики. Так же боеприпасы для оружия или краситель для фейрверков(синий цвет). Некоторые медицинские препараты для людей или удобрение для почвы и растений. Медь так же применяется как компонент пожаротушения класса D и для изготовления антимикробных защитных тканей.
Подведя итоги стоит отметить, что на сегодняшний день нет такой отрасли производства где прямого или косвенного участия не принимала бы медь.
Интересные факты
Так как применение меди очень широкое, соответственно и интересных фактов связанных с медью достаточно. Стоит начать с того, что цена на чистую медь на мировом рынке не такая уж и маленькая. В 2014 году 1 тонна меди на мировом рынке оценивалась в 7000 американских долларов. В связи с такой высокой ценой увеличилось количество краж медных предметов. Например в Германии железнодорожная кампания Deutsche Bahn AG понесла убытков на 14 миллионов евро из-за воровства медных заземляющих железнодорожных кабелей.
Еще одним интересным моментом является то, что первые изобретенные человеком зеркала изготавливались именно из меди. Медь натиралась(полировалась) до такой степени, пока не было видно отбражение на поверхности меди. Так же в области применения стоит отметить, что большая часть монет произведенных по всему миру содержит в своем составе медь. Еще одним интересным фактом является то, что медь как железо и алюминий могут подвергаться вторичной переработке без потери своих свойств.
Так же можно отметить и биологическую составляющую меди. В больших количествах она является токсичной, а в малых — неотъемлемая часть существования организма человека. В различных состояниях в человеческом организме содержится около 150 мг меди. Суточная доза потребления меди является нормальной для человека весом 75 кг равной 2 мг.
