Principios de la producción industrial de cobre
La condición de reacción es "alta temperatura". Produce cobre y dióxido de carbono.
Esta es una "reacción de reemplazo" y es el principio de la producción industrial de cobre.
La fundición de cobre húmeda también puede fundir cobre rápidamente.
Los trabajadores de nuestro país saben desde hace mucho tiempo que el cobre en la solución de sal de cobre puede ser reemplazado por hierro, inventando así la fundición del cobre con agua. Se convirtió en pionero de la hidrometalurgia y ocupó una página gloriosa en la historia de la química mundial.
El principio de fundición húmeda de cobre es: CuSO4+Fe=Cu+FeSO4.
Muchas obras de la dinastía Han registraron que "la hiel de piedra puede convertir el hierro en cobre". "Huangbai Baopuzi Neipian" de Jin también registró que "Zeng Qing pintó el hierro, y el hierro era tan rojo como el cobre". Durante las dinastías del Norte y del Sur, se comprendió que no sólo el sulfato de cobre, sino también otras sales de cobre solubles, podían reaccionar con el hierro. Tao Hongjing, de las dinastías del Sur y del Norte, dijo: "El alumbre de estiércol de pollo se vierte en vinagre amargo y se recubre con hierro, dándole un color cobrizo. Es decir, el sulfato de cobre básico impuro o el carbonato de cobre básico no son solubles en agua, pero sí". es soluble en vinagre y se puede disolver en vinagre. Reacciona con el hierro. Es evidente que el alcance de la comprensión se ha ampliado. Al final de la dinastía Tang y las Cinco Dinastías, el principio de fundición de cobre a base de agua se aplicó en la producción. Durante la dinastía Song, se desarrolló aún más y se convirtió en uno de los métodos importantes para la producción en masa de cobre.
La fundición de cobre hidrometalúrgica, también conocida como tecnología de cobre biliar, incluye principalmente dos aspectos. La primera es la lixiviación de cobre, que consiste en poner hierro en la solución de alumbre biliar (comúnmente conocida como agua biliar), de modo que los iones de cobre en el alumbre biliar sean reemplazados por metal y precipiten en cobre elemental; para recoger el polvo de cobre reemplazado, luego derretirlo y colarlo. Aunque los métodos utilizados en diferentes lugares son diferentes, existen tres métodos principales: el primer método es utilizar el terreno cercano para cavar trincheras, colocar esteras en el fondo, triturar el arrabio y descargarlo en las trincheras, introducir agua biliar en las zanjas para remojar y use sales de cobre para remojar las zanjas. De acuerdo con la diferencia de color entre la solución y la solución de sal de hierro, remoje hasta que cambie de color, luego drene el agua de remojo, saque el tapete y recoja el cobre depositado. el tapete y luego introduzca bilis nueva. Mientras el hierro no reaccione por completo, se puede producir repetidamente. El segundo método consiste en instalar un recipiente para bilis en el área acuática de bilis, forjar el hierro en rodajas finas y colocarlas en el recipiente, remojar las rodajas de hierro en el agua con bilis hasta que la superficie de las rodajas de hierro esté cubierta con una capa de Polvo de cobre rojo, saque las rodajas de hierro y raspe el polvo de cobre sobre la chapa de hierro. El segundo método es más problemático que el primero, que consiste en forjar la lámina de hierro en láminas delgadas. Al forjar hierro en láminas delgadas, la superficie del hierro de la misma masa aumenta, aumentando las oportunidades de contacto entre el hierro y el agua biliar, acortando el tiempo de reemplazo y aumentando la producción de cobre. El tercer método es el método de decocción, en el que se introduce agua biliar en un recipiente de hierro para decocar el medicamento. La herramienta para contener la bilis aquí es a la vez un recipiente y uno de los reactivos. El cobre se puede obtener hirviéndolo en un recipiente de hierro durante un tiempo determinado. La ventaja de este método es que el agua biliar cambia de fina a espesa durante el proceso de calentamiento y decocción, lo que puede acelerar la reacción de reemplazo de los iones de hierro y cobre. Sin embargo, requiere combustible y personal dedicado para operar, y la carga de trabajo es grande. y los beneficios son pequeños. Por lo tanto, la producción de cobre biliar en la dinastía Song adoptó los dos primeros métodos. La dinastía Song también tenía una comprensión clara del control del tiempo de inmersión del cobre en el método del cobre biliar. Se sabía que cuanto más espesa era el agua biliar, más corto era el tiempo de inmersión del cobre, más fina era el tiempo de inmersión del cobre; . Se puede decir que durante la dinastía Song se había desarrollado un conjunto relativamente completo de tecnologías, desde el método de inmersión del cobre, el método de extracción del cobre, hasta el control del tiempo de inmersión del cobre.
Las ventajas de la fundición hidrometalúrgica de cobre son la sencillez del equipo y la fácil operación. El cobre se puede extraer a temperatura ambiente, lo que elimina la necesidad de equipos de voladura y fundición, ahorrando combustible. El cobre se puede producir de esta manera dondequiera que haya agua biliar disponible.
En Europa, la fundición hidrometalúrgica de cobre apareció relativamente tarde. En la década de 1950, la gente se sorprendía al ver que ocasionalmente aparecía cobre en la superficie del hierro, y mucho menos al aplicar este principio a la fundición del cobre.