Чем обработать медь от окисления: эффективные средства + способы защиты

Коррозийные свойства меди

Медь – металл с высокими пластическими свойствами, имеющий красно-золотистый цвет, а после удаления оксидной пленки – чуть розоватый. По электропроводности он уступает лишь серебру, также характеризуется высокой теплопроводностью. Благодаря низкому удельному сопротивлению медь применяется в электротехнике: идет на изготовление медных пластинок, проволоки, обмотки двигателей.

Из-за высоких антикоррозионных качеств металл включается в сплавы для улучшения их технических характеристик (бронза, латунь и другие). В гальванической среде медь становится катодом, вступает в электрохимические процессы и вызывает ускоренное ржавление прочих металлов.

Медь – неактивный химический элемент, поэтому практически не взаимодействует с воздухом, водой (пресной, морской). Если воздух сухой, на поверхности материала формируется оксидная пленка толщиной до 50 мн. Медное изделие темнеет, становится коричневым или зеленоватым, это называется патиной. В ряде случаев патина воспринимается как декоративное покрытие. Интенсивность коррозии низкая при контакте с разбавленной соляной кислотой, но при реакции с рядом иных кислот, с галогенами, «царской водкой» металл окисляется с образованием карбоната меди.

Как выплавить купрум

Способы получения меди:

• пирометаллургический (с его помощью производят 90% металла);
• гидрометаллургический, оставшиеся 10%.

Гидрометаллургия состоит из единственного этапа — обработки руды (обычно бедной) разбавленной серной кислотой с последующим выделением из раствора металлической меди. При этом все попутные вещества из руды просто пропадают.

Пирометаллургия сложнее, там несколько этапов:

1. Обогащение методом флотации и окислительного обжига.
2. Плавка на штейн при температуре до 1500 градусов. Здесь уже выделяют черновой металл, а также сопутствующие серебро, золото, никель.
3. Огневое рафинирование — очистка полученного металла от примесей до чистоты 99,5%.
4. Электролитическое рафинирование, доведение чистоты до 99,95%.

Почему изделия из меди необходимо регулярно чистить

Медные турки, ковши, самовары отличаются высокой теплопроводностью, потому нагрев в них протекает равномерно, а продукты готовятся быстрее. Это обуславливает высокую популярность изделий в быту. Потребность в чистке медных предметов обусловлена утратой ими внешней привлекательности со временем. Особенно быстро тускнеют и теряют естественный цвет изделия, находящиеся на воздухе или часто нагревающиеся.

Окисная пленка – патина – популярна лишь там, где требуется придание вещам винтажного облика, стилизация под старину. В противном случае она портит вид посуды, утвари, украшений и статуэток. Чтобы устранить оксидный налет, элементы потемнения и вернуть блеск, придется периодически чистить предметы. Также очищение требуется для исключения попадания в еду вредных соединений, которые могут присутствовать в черном или зеленом слое.

Общие сведения о меди.

Медь — поливалентный металл XI группы таблицы Менделеева. Самой устойчивой степенью окисления меди является 2+, затем 1+.  Реже можно получить соединения меди со степенями окисления 3+, 4+ и 5+.

Считается, что своё латинское название (Cuprum) этот металл получил благодаря острову Кипр, на котором более 5000 лет назад находились медные рудники и местные жители освоили технологии переработки медной руды в различные изделия. Однако, археологам встречались медные изделия и гораздо более позднего периода. Так, в Ираке была найдена медная подвеска, датируемая 8700 г до н.э. Следовательно, человечество пользуется медью уже как минимум на протяжении 10000 лет.

Несмотря на это, медики заинтересовались ее влиянием на организм человека лишь в конце 18 века. В 1893 году ученый из Швейцарии К. Негель объявил об антисептических свойствах меди. После этого было сделано открытие о решающей роли меди в обмене веществ всех живых организмов на планете и она была отнесена к важным микроэлементам.

Из 100-150 мг (по некоторым данным — 250 мг) меди, распределенной в организме человека, 10% приходится на клетки печени. Человеческий организм испытывает постоянную потребность в меди, т.к. не может использовать ее повторно. Поэтому ежедневно с пищей человек обязательно должен получать 2-3 мг меди.

В наибольшем количестве этот элемент  содержат такие продукты как:

— орехи (500-1450 мкг),

— макаронные изделия (650-700 мкг),

— морепродукты (500-900 мкг),

— злаковые (470-530 мкг)

— печень крупнорогатого скота (3000-3800 мкг).

Однако, не рекомендуется употреблять блюда богатые медью и молочные продукты в один прием пищи, т.к. медь плохо усваивается в присутствии казеина.  Именно по этой причине у детей в раннем возрасте особенно велик риск развития дефицита меди, так как основным продуктом их питания является молоко.

Коррозия в почве и влажном воздухе

Разрушение меди в грунте происходит под влиянием кислот, содержащихся в почве, в отличие от воды насыщенные кислородом породы в меньшей степени окисляют металл. Наибольшую опасность для изделий из меди представляют живущие в почве микроорганизмы, точнее, продукты их жизнедеятельности.

Земля также как и вода подвергает медные трубы коррозии

Многие из них выделяют сероводород, который способен разрушить структуру металла. Изделие, которое находилось долгое время в земле, может полностью рассыпаться при изъятии.

Во влажном воздухе коррозия меди проявляется с течением длительного периода времени. Сухой климат вообще не влияет на разрушение металла. Влажный воздух насыщен углекислым газом, сульфидами, хлоридами – эти вещества вызывают коррозию металла, разрушая ее защитную пленку. При длительном пребывании изделия во влажном воздухе начинает образовываться слой патины – это оксид солей, он сначала имеет темно-коричневый цвет, затем приобретает зеленый оттенок. Патина не растворяется в воде и не подвержена влиянию влажности, а также нейтральна к меди, поэтому не только не разрушает ее, но и выполняет защитную функцию. На сегодняшний день существуют методы искусственного создания патины, их чаще всего используют художники и скульпторы, делая предметы, похожими на старинные вещи. Винтажный стиль в интерьере сейчас пользуется большой популярностью.

Свойства меди

Медь – это самый первый металл, который стал использовать человек. Она золотистого цвета, а на воздухе покрывается оксидной пленкой и приобретает красно-желтый цвет, что отличает ее от других металлов, имеющих серый оттенок. Она очень пластична, обладает высокой теплопроводностью, считается отличным проводником, уступая только серебру. В слабой соляной кислоте, пресной и морской воде коррозия меди незначительная.

На открытом воздухе происходит окисление металла с образованием оксидной пленки, защищающей металл. Со временем она темнеет и становится коричневого цвета. Слой, покрывающий медь, называют патиной. Он изменяет свой цвет от коричневатого оттенка до зеленого и даже черного.

Значения данных[]

Идентификатор

Java Edition:

Bedrock Edition:

Нахождение в почве и влажном воздухе

Коррозия меди в почве, в основном, вызывается влиянием кислот, которые содержатся в грунте. Если сравнить с воздействием воды, то кислород в грунте значительно меньше окисляет металлические элементы. К наиболее опасным в почве относятся микроорганизмы, вернее, их выделения. Зачастую они способны выделять сероводород, разрушающий металл. Так, медь длительно пролежавшая в почве способна полностью разложиться.

Во влажном воздухе процесс протекает не стремительно. Необходимо длительное время. В сухом климате можно вообще не наблюдать разрушительных влияний. Объясняется это тем, что во влажном воздухе высока концентрация углекислого газа, сульфидов, хлоридов, вызывающих коррозию и разрушительных для защитной пленки.

Длительное пребывание на влажном воздухе способно вызывать образование слоя патины. Так называется зеленый налет на меди. Она представляет собой оксиды солей, которые на начальном этапе темно-коричневого цвета, а затем поверхность начинает зеленеть. Особенностью патины является то, что ее невозможно растворить в воде и на нее не действует повышенная влажность воздуха. Она имеет нейтральные свойства к самой меди, что позволяет ей защищать поверхность от пагубного влияния окружающей среды. Кроме этого современные методы создания искусственной патины позволяют ее использовать в предметах искусства и при реставрации.

Посмотрите личный опыт борьбы с коррозийными очагами с помощью ингибиторов.

Почему медные изделия требуется регулярно очищать?

Ковши из меди, турки, самовары отличаются высокой степенью тепловой проводимости, и потому нагревание в них протекает равномерно, а продукты будут приготовлены быстрее. Это обусловлено высокую популярность изделий в быту. Потребность в очистке медных предметов обусловлено утратой ими визуальной привлекательности спустя время. Особенно быстро начинают тускнеть и теряют естественный цвет изделия, которые находятся на воздухе или даже часто нагревающиеся.

Коррозия меди в виде оксидной пленки (патины) популярна лишь в тот момент, где требуется придание предметам винтажного облика, стилизация под старину. В обратном случае она будет портиться внешний вид посуды, утвари, а также статуэток и украшений. Чтобы устранять оксидный налет, элементы потемнения и вернуть прежний блеск, требуется время от времени чистить предметы. Также очищение требуется для того, чтобы исключить попадания в пищу вредоносных соединений, которые способы присутствовать в зеленом и черном слое.

Эффективные способы очистки меди

Произвести очищение медных предметов несложно, для этого не требуются дорогостоящие средства. Вот наиболее популярные методики, которые используют в домашних условиях:

1. Кетчуп – возьмите немного кетчупа из томатов, смажьте им изделие и оставьте на пару минут. После сполосните струей чистой и прохладной воды.
2. Раствор для мытья посуды – следует намылить хозяйственную губку простым средством для посуды, тщательно протирайте поверхность и смывайте водой. такой метод лучше всего подойдет для изделий, которые лишь слегка потускнели.
3. Лимон – следует натереть медную поверхность лимонной долькой, а после пройдитесь по нему щеточкой с жесткими ворсинками и помойте водой.
4. Мука и уксус – влейте в чашку малое количество, добавьте муки до получения теста со средней густотой. Смажьте медное изделие посредством теста, оставьте до просыхания, а после удалите остатки. После остается натереть изделия мягкой тряпкой.
5. Соль и уксус – налейте в кастрюльку из нержавеющей стали уксус 9%, всыпьте немного соли и доведите до кипения. Огонь следует выключить, закинуть в раствор предмет из меди, не убирать его до остывания жидкости. Данный способ подойдет для очень загрязненных поверхностей.

А теперь рассмотрим, как чистить медные монеты.

Очистка медных монет

Следует помнить о том, что иногда слой патины помогает придавать монетам более винтажный и благородный внешний вид, и потому удалять его стоит не всегда. Некоторые де стараются искусственно состарить деньги домашним методом. Для этого возьмите литр дистиллированной воды, 5 грамм марганцовки (аптечной) и 50 грамм медного купороса. Раствор следует нагреть, не доводя до кипения, бросить в него монеты, оставить до получения требуемого оттенка. Для закрепления полученного эффекта просохшие деньги обработайте все смесью спирта и бензола (1 к 1). После монеты обретают красивый состаренный вид и способны украшать любые коллекции антикварных предметов.

Источник

Химическая стойкость свинца.

Стандартный потенциал свинца равен -0,126В. Коррозионная устойчивость свинца во многом определяется устойчивостью продуктов его коррозии.

Свинец устойчив:

• В серной кислоте и сульфатах;
• В фосфорной кислоте и фосфатах;
• В соляной кислоте до 10%;
• В жестких водах с сульфатом кальция;
• В кремниевой кислоте;
• В индустриальных атмосферах с сероводородом, сернистым газом и серной кислотой.

Свинец неустойчив

• В азотной кислоте;
• В уксусной кислоте;
• В щелочах;
• В серной кислоте выше 96% и олеуме;
• В горячей серной кислоте до 80%;
• В соляной кислоте свыше 10%;
• В подземных водах с органическими кислотами;
• В подземных водах насыщенных углекислотой.

Влияние примесей на порчу металлов

Известно, что металлы в чистом виде практически не подвергаются коррозии. Но на практике все материалы содержат какое-то количество примесей. Как же влияют они на сохранность при эксплуатации изделий? Допустим, что имеется деталь, изготовленная из двух металлов. Рассмотрим, как происходит коррозия меди с алюминием. При нахождении на воздухе ее поверхность покрывается тончайшей пленкой из воды. Надо заметить, что вода разлагается на ионы водорода и гидроксид-ионы, а углекислый газ, растворенный в воде, образует угольную кислоту. Получается, что медь и алюминий, погруженные в раствор, создают гальванический элемент. Причем алюминий – анод, медь – катод (алюминий в ряду напряжений стоит левее меди).

Ионы алюминия попадают в раствор, а к меди переходят избыточные электроны, разряжая у ее поверхности ионы водорода. Ионы алюминия и гидроксид-тоны соединяются и откладываются на поверхности алюминия в виде белого вещества, вызывая коррозию.

Схема и режимы обогащения сульфидных руд

Сульфидные медные руды в большинстве случаев характеризуются крайне неравномерной вкрапленностью минералов меди, что предопределяет необходимость использования многостадиальных схем обогащения.

Сростки сульфидов меди как с пиритом, так и с минералами породы обычно удается выделить после сравнительно грубого измельчения руды: до 50 – 65% класса -0,074 мм. Для раскрытия сростков необходимо доизмельчать или концентрат, или промежуточный продукт, или оба названных продукта обогащения до 80 – 95 % -0,074 мм (рис. 3.1). Однако схемы циклов флотации обычно просты.

В качестве собирателя при флотации сульфидов меди и железа наиболее часто используются ксантогенаты и аэрофлоты, а в качестве пенообразователей — сосновое масло, дауфрос. Если медь в рудах представлена в основном вторичными сульфидами меди, то в качестве собирателя используется смесь ксантогенатов или аэрофлотов с более сильными собирателями или аполярными маслами.

Реагентный режим флотации пластовых руд (рис. 3.1) обычно прост: флотацию ведут в слабощелочной среде, создаваемой известью (до 1 кг/т), в присутствии собирателя и пенообразователя. Применение высших ксантогенатов в контрольных операциях флотации обеспечивает более высокие технологические показатели по сравнению с низшими ксантогенатами и более полное извлечение в концентрат сопутствующих редких, цветных и благородных металлов.

Рис. 3.1. Технологическая схема обогащения сульфидных медных руд Джезказганского месторождения

Флотация сульфидных медных руд со средним содержанием пирита осуществляется по схеме коллективной флотации с последующим разделением коллективного концентрата на медный и пиритный или по схеме селективной флотации с последовательным выделением медного и пиритного концентратов. Более экономичной из них является схема коллективно-селективной флотации.

Значение рН при коллективной флотации не превышает 7,5, чтобы обеспечить эффективную флотацию сульфидов железа в концентрат. Селективная флотация руд и разделение коллективного медно-пиритного концентрата осуществляются обычно в известковой среде при рН меньше 10, чтобы обеспечить эффективную депрессию сульфидов железа. Расход извести при этом зависит от содержания пирита и степени  затронутости руды процессами окисления и находится в пределах 1-5 кг/т.

Разделение сульфидов меди и железа при флотационном обогащении сплошных медно-пиритных руд ведут по селективной схеме в сильнощелочной среде (рН 10-12), создаваемой загрузкой извести (до 15-20 кг/т) обычно после аэрации пульпы перед флотацией для окисления сульфоксидных соединений, солей двухвалентного железа и дополнительной депрессии пирратина и пирита. Хвосты медной флотации являются готовым пиритным концентратом, если содержание породы в исходной руде не превышает 10-15%. В иных случаях пиритные концентраты получают перефлотацией хвостов медной флотации после их сгущения и последующего разбавления свежей водой или кислыми рудничными водами. Для повышения качества пиритных концентратов иногда практикуют обесшламливание их в гидроциклонах.

Применение уксуса

Для того, чтобы состарить медную вещь при помощи уксуса, нужно тщательно её подготовить. Процесс подготовки состоит из нескольких этапов:

Состарить медь можно в уксусе

• если медное изделие покрыто слоем лака, то его нужно снять. Для этого нужно либо подержать изделие в ёмкости с ацетоном, либо тщательно обработать кисточкой с тем же средством;
• далее, медную вещь нужно залить горячей водой и промыть, чтобы лак сошёл окончательно;
• если же медная вещь не имеет никакого дополнительного покрытия, то будет достаточно просто помыть ее с мылом;
• процесс состаривания нельзя начинать, если изделие недостаточно просохло. Для ускорения сушки можете воспользоваться феном, но перед этом убедиться, что на меди не осталось никаких следов защитного покрытия, иначе медное изделие может загореться.

Как и в случае с ацетоном можно либо окунуть изделие в уксус, либо нанести его на кисточку и тщательно обработать вещь. Также если необходимо получить патину зелёного оттенка, то можно добавить ложку соли в уксус. После того как достигнут желаемый результат, медную вещь нужно промыть в тёплой воде и провести мягкую сушку при помощи полотенца.

Комплексность использования медных руд

В медных и медно-пиритных рудах часто содержится золото. Улавливание свободного золота в цикле измельчения и классификации осуществляется посредством установки отсадочных машин, центробежно-гидравлических ловушек, щелевых (струйных) концентраторов (устанавливаемых на песках классификатора с уклоном 12-14° вместо пескового желоба), флотационных камер с ловушкой для золота. На шлюзах с ворсистой поверхностью извлекают мелкое золото из промпродуктов, на кордероевых шлюзах — из хвостов флотации и других продуктов. В цикле перечисток черновой концентрат пропускают через короткоконусный гидроциклон или щелевой шлюз (концентратор). В песках гидроциклона или концентрате шлюза концентрируются трудно-флотируемые частицы золота (крупные зерна с покровными образованиями, пластинки со вкованными в их поверхность минералами породы, сростки и др.), с трудом перешедшие в черновой концентрат и легко теряемые при перечистках.

Золото, связанное с сульфидами меди и неизвлеченное гравитационными методами, «свободное» золото выделяют обычно флотацией с применением сульфгидрильных собирателей в золотомедный концентрат или непосредственно из руды, подавляя пирит и другие сульфиды железа, или по схеме с предварительным получением коллективного золотомедно-пиритного концентрата и последующим разделением его на золотомедный и пиритный продукты.

На некоторых фабриках принимают специальные меры для извлечения имеющейся в рудах водорастворимой меди. Так, на фабрике «Маунт Морген» руду перед измельчением промывают в реечных классификаторах и из жидкой фазы их слива цементируют медь на железной стружке. В осадок извлекают до 2% всей меди, получаемой на фабрике.

С целью повышения комплексности использования медно-магнетитовых руд их подвергают флотации и магнитной сепарации с получением медного и железного концентратов («Палабора», «Толедо», «Филекс» и другие фабрики).

Хвосты обогащения на ряде фабрик сгущают и используют для закладки горных выработок или перерабатывают для извлечения из них минералов тяжелых, редких или радиоактивных металлов, фосфатов, вермикулита, кварцевых и других продуктов.

Почему медные изделия требуется регулярно очищать?

Ковши из меди, турки, самовары отличаются высокой степенью тепловой проводимости, и потому нагревание в них протекает равномерно, а продукты будут приготовлены быстрее. Это обусловлено высокую популярность изделий в быту. Потребность в очистке медных предметов обусловлено утратой ими визуальной привлекательности спустя время. Особенно быстро начинают тускнеть и теряют естественный цвет изделия, которые находятся на воздухе или даже часто нагревающиеся.

Коррозия меди в виде оксидной пленки (патины) популярна лишь в тот момент, где требуется придание предметам винтажного облика, стилизация под старину. В обратном случае она будет портиться внешний вид посуды, утвари, а также статуэток и украшений. Чтобы устранять оксидный налет, элементы потемнения и вернуть прежний блеск, требуется время от времени чистить предметы. Также очищение требуется для того, чтобы исключить попадания в пищу вредоносных соединений, которые способы присутствовать в зеленом и черном слое.

Эффективные способы очистки меди

Произвести очищение медных предметов несложно, для этого не требуются дорогостоящие средства. Вот наиболее популярные методики, которые используют в домашних условиях:

1. Кетчуп – возьмите немного кетчупа из томатов, смажьте им изделие и оставьте на пару минут. После сполосните струей чистой и прохладной воды.

2. Раствор для мытья посуды – следует намылить хозяйственную губку простым средством для посуды, тщательно протирайте поверхность и смывайте водой. такой метод лучше всего подойдет для изделий, которые лишь слегка потускнели.
3. Лимон – следует натереть медную поверхность лимонной долькой, а после пройдитесь по нему щеточкой с жесткими ворсинками и помойте водой.
4. Мука и уксус – влейте в чашку малое количество, добавьте муки до получения теста со средней густотой. Смажьте медное изделие посредством теста, оставьте до просыхания, а после удалите остатки. После остается натереть изделия мягкой тряпкой.
5. Соль и уксус – налейте в кастрюльку из нержавеющей стали уксус 9%, всыпьте немного соли и доведите до кипения. Огонь следует выключить, закинуть в раствор предмет из меди, не убирать его до остывания жидкости. Данный способ подойдет для очень загрязненных поверхностей.

А теперь рассмотрим, как чистить медные монеты.

Очистка медных монет

Следует помнить о том, что иногда слой патины помогает придавать монетам более винтажный и благородный внешний вид, и потому удалять его стоит не всегда. Некоторые де стараются искусственно состарить деньги домашним методом. Для этого возьмите литр дистиллированной воды, 5 грамм марганцовки (аптечной) и 50 грамм медного купороса. Раствор следует нагреть, не доводя до кипения, бросить в него монеты, оставить до получения требуемого оттенка. Для закрепления полученного эффекта просохшие деньги обработайте все смесью спирта и бензола (1 к 1). После монеты обретают красивый состаренный вид и способны украшать любые коллекции антикварных предметов.

Коррозия луженой меди

Луженая медь отличается превосходной коррозионной стойкостью. Луженая медь отлично служит даже под воздействием дождя, града, снега, не чувствительна к перепаду температуры окружающей среды. Атмосферная коррозия луженой меди весьма незначительна. Оловянное покрытие по отношению к меди является анодом, т.к. имеет более электроотрицательный потенциал. Если на нем нет никаких изъянов (пор, трещин, царапин), через которые медь контактирует с атмосферой – оно прослужит очень долго. Если же дефекты покрытия присутствуют – атмосферная коррозия луженой меди протекает по следующим реакциям:

А: Sn – 2e→ Sn 2+ – окисление олова;

К: 2 H2О + O2 + 4e → 4 OH – – восстановление меди.

Качественное оловянное покрытие продлевает срок службы луженой меди до 100 лет и более.

Коррозионные свойства

В сухом воздухе образуется тонкая оксидная пленка, толщина которой составляет около 50 нм. В пресной воде скорость коррозии металла составляет 0,05–0,25 мм/год. Однако при содержании в жидкости аммиака, сероводорода, хлоридов и некоторых других примесей интенсивность коррозионного процесса возрастает.

В морской воде коррозия меди незначительна, и интенсивность ее соизмерима с разрушением в пресной. Однако при увеличении скорости движения среды возникает ударная коррозия, что приводит к повышению скорости процесса. Коррозия меди существенно зависит от температуры, и при возрастании последней скорость разрушения увеличивается.

Медь является единственным материалом, который не подвержен обрастанию водорослями, так как ее ионы губительно действуют на них. В почве, насыщенной микроорганизмами, скорость коррозионных процессов заметно возрастает. Интенсивность их протекания напрямую зависит от pH грунта. Чем больше отклонение значения показателя от нейтрального, тем быстрее происходит коррозия металла. Влияние микроорганизмов на процесс разрушения обуславливается выделением сероводорода в результате их жизнедеятельности.

Продукты почвенной коррозии элемента отличаются от атмосферной, имеют более сложный состав и структуру.

Коррозия меди, покрытой слоем олова (луженой), практически отсутствует. При качественном лужении она прекрасно служит под воздействием града и снега, становится нечувствительной к перепаду температур. Срок службы таких материалов составляет около 100 лет. При этом не теряются первоначальные свойства. Со временем цвет не изменяется, а остается первоначальным — серебристо-металлическим. Луженая медь прекрасно показала себя в качестве кровельного материала. Ведь не зря купола многих храмов покрывают именно этим материалом.

Из-за высокой коррозионной устойчивости к воздействию многих агрессивных сред медь нашла широкое применение в химической промышленности.

В гальванической паре она является катодом для большинства металлов и сплавов и в результате электрохимических процессов при контакте с ними вызывает их ускоренную коррозию.

Источник