Металды тазалау, консервациялау, қалпына келтіру. Үйде мыс оксидін қалай және қалай тазалау керек: ең тиімді әдістер Тазалаудың тиімді әдістері

ТҮСТІ МЕТАЛДАРДЫ САҚТАУ

Түсті металдар археологиялық орындарда жиі кездеседі: мыс, күміс, қорғасын, қалайы, алтын және олардың қорытпалары. Бұл металдар өнер, монеталар, зергерлік бұйымдар және әртүрлі тұрмыстық заттар, мысалы, ілгектер, навигациялық аспаптар, ас үй ыдыстары және ұсақ қол құралдары жасауда пайдаланылды. Бұл металдар темірге қарағанда асыл және темір үлгілеріне қарағанда қолайсыз ортада жақсы сақталады. Сондықтан да болар, оларды сақтауға көп көңіл бөлініп, сақтаудың көптеген әдістері жасалған. Дегенмен, әр металдың әртүрлі ортадағы тотығу мәселелері өте әртүрлі. Мұнда тек коррозияға ұшырамайтын металдармен байланысты мәселелерге қолданылатын әдістер ғана талқыланады.
Жоғарыда айтылғандай, коррозияға ұшырамайтын металдар жиі жабынмен қоршалған. Дегенмен, түсті металдарда ол темірге қарағанда әлдеқайда жұқа. Әрине, мұндай металдардан жасалған артефактілер көбінесе темір артефактілері сияқты оксидтермен қоршалған. Металл артефактілерді өңдеу алдында алдын ала консервациялау қадамдарын орындау қажет, олар: 1) бастапқы құжаттаманы, 2) консервацияны, 3) тақтаны жоюды және 4) артефактты бағалауды қамтиды. Топтардың әрқайсысына жататын металдарды өңдеу, яғни. мыс металдары, күміс және оның қорытпалары, қалайы, қорғасын және олардың қорытпалары, сондай-ақ алтын және оның қорытпалары бөлек қарастырылады.
ТҮСТІ МЕТАЛДАРДЫ САҚТАУ
Теңізде бір-біріне жабысып қалған әртүрлі металдардан жасалған көптеген артефактілерді кездестіру әдеттегідей. Мұндай жағдайларда материалды ең нәзік металды толығымен қорғайтындай және сонымен бірге оған жабысып қалған басқа металл немесе металл емес заттарға зиян келтірмейтіндей өңдеу керек. Темір артефактілер жиі кездесетіндіктен, темірді сақтау шарттарына көп көңіл бөлінеді. Алайда алтыннан, күмістен, қалайыдан, жезден, қоладан, мыс пен қорғасыннан жасалған жәдігерлер, сондай-ақ қыш ыдыстар, тас құралдар, шыны ыдыстар, сүйек құралдары, тоқыма бұйымдары, тұқымдар әртүрлі комбинацияда жиі кездеседі. Кейбір жағдайларда кәдімгі тұщы суда сақтау жақсы болуы мүмкін. Әртүрлі материалдар бөлінгеннен кейін олар әрбір материалды сақтауға ең қолайлы ортаға орналастырылады. Темір артефактілерді күннен қорғалған сілтілі ерітіндіде мүмкіндігінше аз сақтау керек, бірақ басқа металдардан жасалған артефактілер үшін мұндай ерітінді қажет емес немесе тіпті ұсынылмайды. Мысты қышқылдық ерітінділер мен концентрлі сілтілі ерітінділер тоттандырады. Бейтарап немесе әлсіз сілтілі ерітінділерде мыс пассивтенеді және тотығу бетінде пайда болған оксидті қабықшамен байқалады. Натрий сескикарбонатының немесе натрий карбонатының 5% ерітіндісі ұсынылады. Қышқылдығы (рН) 11,5 болатын 5% натрий карбонатының ерітіндісі мыс пен күмісті қорғайды. Күміс кез келген қышқылдықтың сулы ерітінділерінде және ауада тұрақты, өйткені мұндай ортада тотықтырғыш заттар жоқ. Хлоридтер қорғасынға немесе күміске әсер етпейтіндіктен, оксидтер жойылғаннан кейін оларды сулы ерітіндіге салудың қажеті жоқ және дереу кептіруге болады. Дегенмен, жабысқан оксидтерді кетірмес бұрын, оксидтердің қатып қалуына жол бермеу және жоюды қиындату үшін оларды тиісті ерітіндіге салған дұрыс. Темірден жасалған артефактілер сияқты күмістен жасалған заттарды натрий сескикарбонатының немесе натрий карбонатының 5% ерітіндісіне қою әбден қауіпсіз. Күмісті хромат ерітінділерінде сақтау кезінде Ag2O-ның қоңыр қабықшасы пайда болады, оны консервациялау кезінде алып тастауға болады, бірақ осы себепті мұндай ерітінділерге жалғыз күміс артефактілерді қою ұсынылмайды. Кейде күмісті хромат ерітіндісіне қою қажеттілігі оны темір затқа желімдеу кезінде туындауы мүмкін. Қорғасын, қалайы және олардың қорытпаларын сақтау әлдеқайда оңай. Оларды құрғақ күйде ұстауға болады, бірақ жоғарыда айтылғандай, металдардағы оксидтер құрғағаннан кейін оларды жою әлдеқайда қиын болады. Сондықтан оларды сулы ерітіндіге салады. Қорғасын құрамында пассивтендіруші заттар, әсіресе жұмсақ су, ионсыздандырылған су немесе тазартылған су жоқ сулы ерітінділер коррозияға ұшырайды. Сондықтан қорғасынды ешқашан деионизацияланған немесе тазартылған суда ұстауға болмайды, олардың екеуі де аздап қышқыл және пассивтендіргіш заттары жоқ. Алайда, қорғасын қатты, бикарбонатты (бикарбонатты) суда коррозияға төзімді болғандықтан, бикарбонат пассивтенетіндіктен, ал қалайы мен қалайы-қорғасын қорытпасы әлсіз сілтілі ерітінділерде пассивтенетіндіктен, олардың барлығын қышқылдылығы 8-ге дейін жеткізген құбыр суында сақтауға болады. 10 натрий сескикарбонатын қосу арқылы. Қышқылдығы 11,5 болатын натрий карбонатына қорғасынды да, қалайы-қорғасын қорытпасын да салуға болады, бірақ бұл қышқылдық қалайы тотығу аймағының шегі болып табылады, сондықтан оны қалайы сақтау үшін қолдануға болмайды. Қалай құрамында тотықтырғыш заттары жоқ әлсіз сілтілі ерітінділерде тотығуға төзімді болады, бірақ сонымен бірге концентрлі сілтілі ерітінділерде мүлдем керісінше әрекеттеседі. Сондықтан қышқылдығы 10-нан жоғары кез келген сілтілі ерітінді потенциалды қауіпті. Жалпы айтқанда, қалайы ағынды суда сенімді түрде сақталуы мүмкін. Қорғасын, қалайы және қалайы қорғасын қорытпаларын хромат ерітінділерінде ұстауға болмайды, өйткені олардың тотықтырғыш әсері бар, бұл олардың беттерінде алып тастау қиын болатын қызғылт сары хроматты қабықшаның пайда болуына әкеледі. Пассивтендіруші агент болмаған жағдайда, хромат сияқты тотықтырғыш зат үлгіні зақымдауы мүмкін.
МЫС ЖӘНЕ МЫС ҚОРЫТАМАСЫ
МЫС МЕТАЛДАРЫНЫҢ ТОТЫҚТАУЫ

«Мыс металы» термині қола (мыс пен қалайының қорытпасы) немесе жез (мыс, мырыш және көбінесе қорғасын қорытпасы) сияқты негізгі метал болып табылатын мыс немесе мыс қорытпаларынан тұратын барлық металдарды анықтау үшін қолданылады. . Бұл термин екі валентті немесе бір валентті мысқа қарағанда валенттілік күйі туралы ештеңе білдірмейді. Мыс металдары салыстырмалы түрде асыл металдар болып табылады, олар көбінесе дұшпандық ортада, соның ішінде үтікті толығымен тотықтыратын тұзды судың ұзақ әсерінен зардап шекпейді. Олар мыс хлориді (CuCl), мыс хлориді (CuCl2), мыс оксиді (Cu2O) және эстетикалық жағымды жасыл және көк мыс карбонаттары, малахит және азурит сияқты ұқсас альтеративті өнімдерді қалыптастыру үшін қоршаған ортамен әрекеттеседі (Gettens 1964: 550). -557). Теңіз (тұзды) ортада мыс хлориді және мыс сульфиді ең көп түзілетін мыс тотығу өнімдері болып табылады. Дегенмен, мыс қорытпаларындағы, қола мен жездегі минералды өзгерістер қарапайым мысқа қарағанда күрделірек болуы мүмкін. Мыс пен мыс қорытпаларының электрохимиялық коррозиясының бірінші сатысы мыс иондарының түзілуі болып табылады. Олар теңіз суындағы хлоридпен кезектесіп қосылып, оксид қабатының негізгі компоненті ретінде мыс хлориді түзеді.
Cu? -е? Cu+
Cu+ + Cl- ? CuCl
Мыс хлоридтері өте тұрақсыз минералды қосылыстар. Мыс объектілерін алып тастап, ауаға ұшырағаннан кейін олар сөзсіз химиялық тотығуды жалғастырады. Бұл процесс жиі «қола ауруы» деп аталады. Бұл жағдайда мыс хлориді ылғал мен оттегінің қатысуымен гидролизденіп, хлорсутек қышқылы мен негіздік күкірт хлоридін түзеді (Одди және Хьюз 1970:188).
4CuCl + 4H2O + O2 ? CuCl2. 3Cu(OH)2 + 2HCl
Тұз қышқылы тотықпаған металмен бірте-бірте әрекеттеседі және барған сайын мыс хлоридін түзеді.
2Cu + 2HCl ? 2CuCl + H2¬
Метал бар болғанша реакциялар жалғасады. Құрамында мыс хлориді бар объектілерді сақтау хлоридтердің химиялық әсерін мыс хлоридтерін жою немесе оларды зиянсыз мыс оксидіне айналдыру арқылы тоқтатуды талап етеді. Әйтпесе, белгілі бір уақыттан кейін артефакт өздігінен құлап кетеді.
Теңіз суындағы мыс түрлері де сульфатты бактериялардың әсерінен мыс сульфидіне (Cu2S және CuS) айналады (Gettens (1964:555-556; North and MacLeod 1987:82). Анаэробты ортада мыс сульфидінің өнімдері әдетте ең төменгі тотығу дәрежесі, темір сульфиді және күміс сульфиді сияқты.Экстракциялаудан және оттегімен әсер етуден кейін мыс сульфиді келесі тотығудан және тотығу дәрежесінің жоғарылауынан өтеді, яғни күкіртті меңге айналады.Бүкіл химиялық реакция әдетте сол жолмен жүреді. безде.
Теңіз шөгінділерін жою кезінде мыс және мыс артефактілері сөзсіз әртүрлі қалыңдықтағы қара ұнтақ мыс сульфидімен жабылады, ол жағымсыз көрініске ие. Алайда, кейде коррозия процесі кезінде бетінде коррозиялық шұңқырлар пайда болуы мүмкін, бірақ бұл мыс қорытпаларында жиі кездеседі, онда қалайы немесе мырыш ең алдымен коррозияға ұшырап, бетінде шұңқырлар қалады. Мыс сульфидті қабаты хлоридтерден айырмашылығы, теңізден шығарылғаннан кейін объектіге зиянды әсер етпейді - олар негізінен нысанның пішіні мен өлшемін бұзады. Сульфидті коррозия оңай жойылады және консерваторға айтарлықтай қиындықтар туғызбайды. Теңіз (тұзды) орталарда мыс, қола және жездің тотығуы туралы толығырақ ақпаратты North and MacLeod (1987) қараңыз.
МЫС МЕТАЛДАР
Мыс, жез және қола заттарды аналитикалық сынаусыз бір-бірінен ажырату қиындығына байланысты, мұнда спецификалық емес «мыс металдары» термині мыс пен мыс басым болатын жез және қола сияқты қорытпаларға қатысты қолданылады. Тұтастай алғанда, қорытпаның нақты құрамы маңызды емес, сондықтан олар әдетте осылай өңделеді. Қорғасын немесе қалайы жоғары пайызбен ғана сақ болу керек, өйткені олар амфотерлі металдар және сілтілі ерітінділерде ериді. Мысты, қоланы және жезді химиялық өңдеудің көптеген әдістері бар, бірақ олардың көпшілігі теңіз (тұзды) ортадағы мыс металдарына жарамайды. Қосымша ақпаратты библиографиядан қараңыз.
Теңіз (тұзды) орталарда екі ең жиі түзілетін тотығу өнімдері мыс хлориді және мыс сульфиді болып табылады. Дегенмен, мыс қорытпаларындағы минералдық өзгерістер қарапайым мысқа қарағанда күрделірек. Мыс заты алынып, ауаға ұшырағаннан кейін ол тотығуды жалғастырады, бұл процесс «қола ауруы» деп аталады. «Қола ауруы» кезінде металлдағы мыс хлоридтері ылғал мен оттегінің қатысуымен өте тұрақсыз болады. Олар гидролизденіп, тұз қышқылын және негіздік мыс хлоридін түзеді. Тұз қышқылы тотықпаған металмен бірте-бірте әрекеттеседі және барған сайын мыс хлоридін түзеді. Метал бар болғанша реакциялар жалғасады. Құрамында мыс хлориді бар объектілерді сақтау: 1) мыс хлоридтерін жоюды, 2) мыс хлоридтерін зиянсыз мыс оксидіне айналдыруды, 3) хлоридтердің химиялық реакцияларының алдын алуды талап етеді.
Мыс хлориді де, мыс сульфиді де металдардың бетінде жағымды патина шығармайды, сондықтан оны сақтауға ешқандай себеп жоқ. Шын мәнінде, мыс, қола немесе жездің көпшілігі сульфидке байланысты күңгірт түсті болады, бұл көбінесе затқа қорғасын немесе қалайы-қорғасын қорытпасының түсін береді. Тұрақты мыс сульфиді тек мыстың түсін өзгертіп, металға табиғи емес түс береді және коммерциялық тазартқыш еріткіштерді, құмырсқа қышқылын немесе лимон қышқылын пайдалану арқылы оңай жуылады. Кейбір жағдайларда үлкен оксидтер мен коррозия өнімдерін механикалық жолмен, қалған металдың бетіне дейін жою қажет болуы мүмкін. Мұны теңізден көтерілген мыс заттарымен жасау оңайырақ, өйткені теңіз оксидтері нысанның беті мен қабат арасындағы бөлу сызығын құрайды. Артефакттың сынғыштығына байланысты немесе бетінің нашарлауын болдырмау үшін, үлкен оксидтерді алып тастағаннан кейін, жабысатын беттік оксидтер көбінесе әдейі артта қалады. Қалған бляшкаларды кетіру үшін жұмсақ механикалық тазалау және сумен шаю қажет болуы мүмкін. Басқа жағдайларда, барлық жабысқан оксидтер металды жеуге жол бермеу үшін ингибитор ретінде 1-4% тиокарбамидті қосып, 5-10% лимон қышқылына батыру арқылы жойылады (Plenderleith and Torraca 1968:246; Pearson 1974:301; North 1987: 233). Сақтықпен әрекет етіңіз, өйткені лимон қышқылы мыс қосылыстарын ерітеді. Артефакт тақта жойылмайынша ерітіндіге толығымен батырылады. Бұл бір сағаттан бірнеше күнге дейін созылуы мүмкін. Осы уақыт ішінде қышқыл концентрациясын біркелкі тарату үшін ерітіндіні мезгіл-мезгіл араластыру керек.
Үлгі өте жұқа, сынғыш, ұсақ бөлшектері бар немесе негізінен немесе толығымен минералданған кезде, қышқылдың кез келген әсері оған зиянды әсер етуі мүмкін. Осыған байланысты артефактты 5-15% натрий гексаметоний ерітіндісіне батыруға болады (Plenderleith and Werner 1971:255) ерімейтін кальций мен магний тұздарын жуып кететін еритін тұздарға айналдыруға болады.
Құрамында хлориді бар мыс объектілерін консервациялау кезінде алдын ала қажетті қадамдарды орындау арқылы хлоридтің зиянды химиялық әсерлерін болдырмау қажет. Мұны істеуге болады:
1. Мыс хлоридін жою
2. мыс хлоридін зиянсыз мыс оксидіне айналдыру
3. Мыс хлоридімен қапталған үлгіні ауадан оқшаулаңыз. Мүмкін балама әдістер:
1. гальваникалық тазалау
2. электролиттік тотықсыздандыру арқылы тазалау
3. сілтілі дитионит
4. химиялық тазалау
а. натрий сескикарбонаты
б. натрий карбонаты
в. бензотриазол
Алғашқы үш әдіс мыс хлоридін (CuCl) кетіруге және коррозия өнімдерінің бір бөлігін металл күйіне қайтаруға көмектеседі. Дегенмен, олар металл өзегі бар заттарға жақсы қолданылады. Мұқият пайдалану арқылы нысанды тұрақтандыруға және бастапқы тот баспаған көрініске мүмкіндігінше жақын пішіндерді алуға болады. Егер дұрыс пайдаланылмаса, олар оксидтердің қабатын жалаң металға дейін жоя алады. Jedrzejewska (1963:135) тотықсыздандыру, әсіресе электролиз арқылы, мөртабандар, гравюралар және сәндік элементтер сияқты маңызды археологиялық ақпаратты жоюы мүмкін екенін, сондай-ақ нысанның бастапқы пішінін өзгертуі мүмкін екенін көрсетеді. Сондықтан металл артефактілеріндегі оксид шөгінділерін жеткілікті тәжірибе мен білімсіз ешқашан жоюға болмайды. Емдеу қатаң бақыланатын электролиттік қалпына келтіруді немесе сілтілі дитионитті қолдану арқылы олардың жағдайын сақтауға бағытталуы керек. Аталған екі химиялық әдіс оксид қабатын жоймайды. Натрий сесквикарбонат ерітіндісінде шаю хлоридтерді жояды, ал бензотриазол мен күміс оксиді мыс хлоридтерін ауадан оқшаулайды. Химиялық өңдеу үлкен және берік объектілерге, сондай-ақ толығымен минералданған объектілерге қолданылады.
ГАЛЬВАНИКАЛЫҚ ТАЗАЛАУ
Бұл процедура темірге ұқсас түрде жүзеге асырылады. Мен бұл әдісті ескірген және белгілі бір жағдайларда ғана қолайлы деп санайтындықтан, оны әрі қарай сипаттаудың қажеті жоқ.
ЭЛЕКТР ҚАЛПЫНА ЖАСАУ АРҚЫЛЫ ТАЗАЛАУ
Мыс металдарын электрлік тотықсыздандыру темір сияқты орындалады. Сіз қолдануға болатын электролит - 2% күйдіргіш сода немесе 5% натрий карбонаты. Соңғысы ең жиі қолданылады, дегенмен қолайлы нәтижеге күмісті өңдеу үшін берілген нұсқауларды орындай отырып, электролит ретінде 5% құмырсқа қышқылын пайдалану арқылы қол жеткізуге болады. Жұмсақ болаттан жасалған анодты қолдануға болады, бірақ электролит ретінде құмырсқа қышқылын пайдаланған кезде 316 баспайтын болаттан немесе платинизацияланған титан анодын пайдалану керек. Дәл осындай схемалар темір мен күміс үшін қолданылады.
Салыстырмалы хлориді бар темір заттармен салыстырғанда электролиз ұзақтығы қысқа. Мысалы, монеталар сияқты шағын заттарға бірнеше сағат қажет, ал зеңбіректер сияқты үлкенірек заттар бірнеше ай қажет болуы мүмкін. Электр тогының тығыздығы туралы нақты деректер жоқ. Плендерлейт пен Вернер (1971:198) үлгіде қызғылт-қызғылт мыс қабықшасының тұнбасын болдырмау үшін ток тығыздығы шаршы сантиметрге .02 амперден төмен түспеуі керек екенін айтады. Осы жолдарға қосымша, Пирсон (1974:301-302) электролиттік тазалау кезінде сутегі газы бөлінген кезде жер бетін зақымдамау үшін теңіз түбінен минералданған қоланы өңдеу кезінде ерекше сақтық таныту керектігін дұрыс ескертеді. Берілген шектердегі, сондай-ақ олардан айтарлықтай асатын ток тығыздықтары әдетте әртүрлі объектілерге қолданылады. Солтүстік (1987: 238) темір үшін сипатталған кернеу сутегі эволюциясы әдісін пайдалануды ұсынады. Жалпы алғанда, дәл осындай процедура темірге де қолданылады. Негізгі айырмашылығы, мыс металдары қысқарақ өңдеу уақытын қажет етеді. Электролиттік және химиялық тазалаудан кейін мыс металдары ионсыздандырылған суда бірнеше рет ыстық шаюдан өтуі керек. Мыс суда күңгірттенетіндіктен, Пирсон (1974:302) оны денатуратталған этанолда бірнеше рет шаюды ұсынады. Сумен жуған кезде күңгірт оксидті пленканы 5% құмырсқа қышқылымен немесе натрий гидрокарбонаты пастасымен жылтырату арқылы алып тастауға болады.
Шаюдан кейін мыс заттар ацетонда сусыздандырылады, содан кейін олар мөлдір акрил сияқты қорғаныш пленкамен жабылады. Қазіргі уақытта қол жетімді Krylon Clear Acrylic Spray №. 1301 қолданудың қарапайымдылығы, беріктігі және қолжетімділігі үшін ұсынылады. Пирсонның (1974:302) ұсынылған процедурасы қола ауруымен күресу үшін ингибитор ретінде 3% бензотриазолды этанолға араластыру (затты шаю кезінде), одан кейін бензотриазол тежегіші (Incralac) бар таза акрилді жабу. Дәл осындай қорғаныс құрамын этанолдағы поливинилацетат (V15) ерітіндісіне 3% бензотриазол қосу арқылы дайындауға болады.
СІЛТІ ДИТИОНИТ
Бұл әдіс минералданған күмісті нығайту үшін жасалған. Содан бері мыс заттарына да тиімді екені анықталды. Толық сипаттаманы «Күміс» бөлімінде қараңыз. Өңдеу патинаны бұзады, бірақ ең қысқа мерзімде барлық хлоридтерді тиімді түрде жояды, сонымен қатар мыс коррозиясының кейбір өнімдерін металл күйіне қайтарады.
ХИМИЯЛЫҚ ӨҢДЕУ
Хлорид әсер еткен көптеген мыс үлгілерін, мысалы, «қола ауруы» ауыр патинделген қолалар, мыс хлориді бар немесе онсыз қатты минералданған қолалар, күшті металл өзегі жоқ қолалар және минералданған сәндік бөліктері бар қолалар кез келген қалпына келтіру әдістерімен өңделмейді. Мұндай нысандар үшін артефактты тұрақтандыру үшін оксид қабаттары бұзылмаған үш процедура қолданылады. Бұл: 1.натрий сескикарбонаты, 2.натрий карбонаты және 3.бензотриазолмен емдеу.
Натрий сескикарбонаты
Мыс металы мен оның қорытпаларындағы мыс хлоридінің элементтері ерімейді және оларды тек суда жуу арқылы жою мүмкін емес. Қола немесе басқа мыс қорытпаларын 5% натрий сескикарбонат ерітіндісіне салғанда, сілтілі ерітіндінің гидроксил иондары ерімейтін мыс хлоридтерімен химиялық әрекеттесіп, мыс оксидтерін түзеді және еритін натрий хлоридін алу үшін гидролиз процесі кезінде пайда болған кез келген тұз қышқылының жанама өнімдерін бейтараптайды. (Organ 1963b :100; Oddy and Hughes 1970; Plenderleith and Werner 1971:252-253). Әрбір ерітінді өзгерген сайын хлоридтер жойылады. Кезекті жуу хлоридтер толығымен жойылғанша жалғасады. Содан кейін объектіні соңғы ваннадағы қышқылдық бейтарап болғанша ионсыздандырылған судың бірнеше ваннасында жуу керек.
Тәжірибеде беттік коррозия өнімдері бірінші ванналарда ағын сумен араласқан 5% натрий сесквикарбонаты бар ванналарға, ал келесі ванналарда ионсыздандырылған сумен араластырылған ванналарға объектіні ретімен орналастырар алдында металл заттардың бетінен механикалық жолмен жойылады. Хлоридпен ластану айтарлықтай болса, ағын суды ерітіндідегі Cl- деңгейі ағын судағы Cl- деңгейіне тең болғанша пайдалануға болады. Содан кейін суды ионсыздандырылған сумен ауыстыру керек. Бұл процедура объектілерді ай сайын өңдеуді қажет ететін жағдайларда өте үнемді.
Бастапқыда ванналар апта сайын ауыстырылады; содан кейін интервал артады. Хлорид деңгейі темірге қатысты бөлімде сипатталған сынап (II) нитратының сандық сынағы арқылы бақыланады, бұл консерваторға ерітіндіні қаншалықты жиі өзгерту керектігін дәл анықтауға мүмкіндік береді. Ерітіндіде хлоридтердің тазалығын анықтау үшін хлоридтердің сандық сынағының орнына жоғарыда сипатталған (1) сапалы күміс нитраты сынамасын қолдануға болады. Тазалау процесі баяу және айларға, ал кейбір жағдайларда тіпті жылдарға созылуы мүмкін.
Натрий сесквикарбонатына батыру соңғы ваннадағы қышқылдық бейтарап болғанша бірнеше тазартылған немесе ионсыздандырылған суларда шаюмен жалғасады. Содан кейін объект ацетонда немесе спирттің сулы ерітіндісінде сусыздандырылады және таза акрил лакпен немесе микрокристалды парафинмен жабылады. Коррозияға төзімділікті арттыру үшін бензотриазолды кептіру спиртіне немесе тіпті лакқа қосуға болады.
Натрий сесквикарбонатымен өңдеу жиі таңдалады, себебі тазалаудың басқа әдістерінен айырмашылығы, ол мыс заттарындағы жасыл патинаны алып тастамайды. Дегенмен, объектінің бетінде көк-жасыл малахит шөгінділерінің пайда болуы сияқты жанама әсерлер патинаның түсін күшейтуі мүмкін. Бұл орын алса, затты ерітіндіден алып тастау керек және шөгінділерді сүрту керек. Кейбір қола заттарда шынайы жасыл патинаны жасыратын және оны алу қиын болатын бетінің айтарлықтай қараңғылануы байқалады. Бұл қараю қара мыс оксидінің пайда болуының белгісі және кейбір мыс қорытпаларына тән.
Натрий карбонатында жуу
Жоғарыда сипатталғандай натрий сесквикарбонатында жуу хлорид әсерінен нәзік мыс артефактілері үшін, сондай-ақ оны сақтау қажет патинасы бар артефактілер үшін стандартты процедура болып табылады. Дегенмен, іс жүзінде консерваторлар көбінесе патинаның түсін күшейтетінін байқады, бұл оның тереңірек көгілдір болып көрінуіне әкеледі. Басқа жағдайларда ол патинаны айтарлықтай қараңғыландырады немесе бояйды. Жақында Weisser (1987: 106) атап өтті:
Натрий сесквикарбонатын өңдеу өте қолайлы болып көрінгенімен, мыс хлоридін жою кезінде сыртқы оксидтердің қабаттарын алып тастаудың қажеті жоқ, онымен жұмыс істегенде бірқатар кемшіліктер табылды. Біріншіден, мыс хлориді түрлендіруге дейін емдеу бір жылдан астам уақыт алуы мүмкін. Бұл факт басқа кемшіліктерді одан әрі күшейтеді. Натрий сесквикарбонаты (қос карбонат) мысмен күрделі (көп атомды) ион түзетіні анықталды, сондықтан қалған металдан мысты жақсырақ ажыратады (Weisser 1975). Бұл ұзақ мерзімді перспективада құрылымдық жағынан қауіпті болуы мүмкін. Сондай-ақ, карбонаттардың қоспасы, соның ішінде хальконатронит, көк-жасыл гидратталған натрий мыс дигидроксокарбонаты патинада пайда болады және сонымен қатар патинадағы мыс тұздарын алмастыратын сияқты көрінеді (Хори және Винт 1982). Бұл жасыл түстен көк-көк малахитке дейін түстің өзгеруіне ықпал етеді, бұл көп жағдайда қажет емес. Автор зерттеген объектілерде сыртқы коррозия қыртысының көлденең қимасы металл субстратқа дейін созылған көк-жасыл түсті көрсетті, бұл Вейзердің (1987: 108) қорытындыға келуіне себеп болды:
Белсенді коррозияға ұшыраған археологиялық қолаларды тұрақтандыру консерваторлар үшін қиын мәселе болып қала береді. Қазіргі уақытта емдеудің тамаша құралы жоқ. Натрий карбонатымен алдын ала өңдеу стандартты бензотриазолды өңдеумен бірге консерваторға қоланы тұрақтандыру мәселесіне тап болған басқа нұсқаны береді. Бұл емдеу басқалары сәтсіз болған жағдайда оң нәтижелерге қол жеткізсе де, анықталған кемшіліктер мұқият зерттелгенше оны сақтықпен қолдану керек. Бұл әдісті қолдану арқылы тұрақтандыру мүмкін емес қоланы ылғалдылығы салыстырмалы түрде төмен ортада сақтау немесе көрсету керек. Жалпы алғанда, мүмкін болса, барлық қоланы салыстырмалы түрде төмен ылғалдылық жағдайында сақтау ұсынылады, өйткені қола ауруына қарсы емдеудің ұзақ мерзімді әсері дәлелденбеген. Вайзер егер BTA (бензотриазол) бар алдыңғы емдеу нәтиже бермесе, дистилденген судағы 5% натрий карбонатымен өңдеуді ұсынады. Натрий карбонаты мыс хлоридтерін жояды және шұңқырлардағы тұз қышқылын бейтараптайды. Натрий карбонаты, қос карбонат болып табылатын және комплекс түзуші ретінде мыспен әрекет ететін натрий сесквикарбонатынан айырмашылығы, мыс металдарымен салыстырмалы түрде тыныш әрекеттеседі. Дегенмен, кейбір жағдайларда патинаның түсінде кейбір өзгерістер болуы мүмкін.
Бензотриазол
Бензотриазолды (БТА) қолдану тұрақтандыру процесінен кейін және соңғы оқшаулау алдында кез келген мыс металын консервациялауда әдеттегідей болды. Кейбір жағдайларда бұл жалғыз өңдеу болуы мүмкін, бірақ теңіз мыс нысандарын сақтау кезінде ол әдетте барлық хлоридтерді кетіре алатын электролиттік редукция немесе каустикалық жуу сияқты басқа өңдеулерге қосымша соңғы кезең ретінде пайдаланылады. Бұл тазарту әдісінде (Madsen 1967; Plenderleith and Werner 1971:254) бензотриазол мез иондарымен ерімейтін, күрделі қосылыс түзеді. Бұл ерімейтін қосылыстың мыс хлоридтеріне шөгуі ылғалға қарсы тосқауыл жасайды, бұл қола ауруына әкелетін мыс хлоридтерін белсендіруі мүмкін. Өңдеу артефакттен мыс хлоридтерін алып тастамайды, тек мыс хлоридтері мен атмосфералық ылғал арасында тосқауыл жасайды.
Процесс объектіні этанолда немесе суда ерітілген 1-3% бензотриазолға батырудан тұрады. Тұщы суда болған артефактілер үшін бұл қажет емдеудің жалғыз әдісі болуы мүмкін. Бұл болашақта патинаның коррозиясын немесе түсінің өзгеруін болдырмау үшін жасалады. Бензотриазол әдетте суда ерітіледі, бірақ этанолды да қолдануға болады. Қосымша ақпаратты Green (1975), Hamilton (1976), Merk (1981), Sease (1978) және Walker (1979) бөлімінен қараңыз. Бензотриазол екі валентті мыс иондарымен ерімейтін, күрделі қосылыс түзеді. Бұл ерімейтін қосылыстың мыс хлоридтеріне шөгуі ылғалға қарсы тосқауыл жасайды, бұл қола ауруына әкелетін мыс хлоридтерін белсендіруі мүмкін. Егер артефакт бензотриазолда кем дегенде 24 сағат қалдырылған болса, ионсыздандырылған (Д.И.) сумен араласқан 1% бензотриазол күштірек ерітінділермен қатар жұмыс істейтіні анықталды. Қысқа емдеу үшін сумен немесе этанолмен араластырылған 3% бензотриазолды қолдану ұсынылады. Этанолдың басты артықшылығы - ол суға қарағанда шұңқырларға жақсы еніп, жарылады. Бензотриазолмен қысқа мерзімді емдеу жағдайында этанолды қолданған жөн. Көп жағдайда үлгіні вакуумдағы ерітіндіге 24 сағат бойы сіңірген жағдайда ең жақсы нәтижеге қол жеткізіледі. Шығарған кезде қалған бензотриазолды кетіру үшін затты этанолға малынған шүберекпен сүртіңіз. Содан кейін артефактты ауада қалдыруға болады. Қандай да бір жаңа коррозия пайда болса, процесс зиянды реакция жойылғанша қайталанады. Британ мұражайындағы сынақтар (Plenderleith and Werner 1971: 254) белсенді қола ауруы болған кезде объектіні бензотриазолмен тұрақтандыру әрекеті оксид қабаттарында CuCl мыс хлоридінің кең таралуына байланысты сәтсіздікке ұшырауы мүмкін екенін көрсетті. Көптеген консерваторлар теңізде табылған мыс артефактілерін өңдеу кезінде хлоридтерді натрий сесквикарбонаты немесе натрий карбонатын жуу арқылы, содан кейін бензотриазолды және соңғы изоляторды қолдану арқылы жойылса, жақсырақ ұзақ мерзімді тұрақтылыққа қол жеткізуге болатынын байқады. Krylon Clear Acrylic 1301. Бензотриазолмен өңдеу артефакттен мыс хлоридін кетірмейтінін, тек мыс хлоридтері мен атмосфералық ылғалдылық арасында тосқауыл құрайтынын атап өткен жөн. Сондықтан, теңізде табылған мыс/жез/қола заттар сияқты хлоридпен қатты әсер еткен артефактілер үшін өңдеу жоғарыда сипатталған басқа процедуралармен бірге қолданылуы керек. Тек осы әдіспен өңдеу әрқашан сәтті бола бермейді, бірақ басқа әдістермен бірге мыс немесе мыс қорытпаларын өңдеудің стандартты бөлігі болып табылады. Бензотриазол канцероген болып табылады, сондықтан теріге тиюден немесе ұнтақты ингаляциядан аулақ болу керек.
ҚОРЫТЫНДЫ ӨҢДЕУ ЖӘНЕ ОҚШАУ
Электролиттік немесе химиялық тазалаудан кейін нысандар ыстық деионизацияланған суда бірнеше рет шаюдан өтуі керек. Мыс суда күңгірттенетіндіктен, Пирсон (1974:302) денатуратталған этанолдың бірнеше ваннасында жууды ұсынады. Суда жуған кезде дақтарды 5% құмырсқа қышқылын қолдану немесе дымқыл натрий гидрокарбонаты пастасы (ас содасы) арқылы жылтырату арқылы кетіруге болады.
Шаюдан кейін мыс объектілерін қажетті деңгейге дейін жылтырату керек, бензотриазолмен өңдеу, ацетонда дегидрлеу және таза акрилдің қорғаныс қабатымен бүрку керек. Қолдану жеңілдігі, ұзақ қызмет ету мерзімі және қолжетімділігіне байланысты толуолдағы акрилоид В-66 болып табылатын Krylon Clear Acrylic Spray №1301 ұсынылады. Қосымша қорғаныс үшін бензотриазолды Acryloid B-72 немесе поливинилацетатпен араластырып, артефактқа щеткамен жағуға болады. Микрокристалды парафинді қолдануға болады, бірақ көп жағдайда оның акрилге қарағанда артықшылығы жоқ.
ҚОРЫТЫНДЫ
Мұнда сипатталған өңдеу әдістері теңіз түбінен табылған барлық құрамында мыс бар артефактілерге тиімді. Әрбір әдіс белгілі бір дәрежеде тиімді және белгілі бір артефактілер үшін қолайлы. Осы бөлімде қарастырылған консервілеу әдістерінің ішінен мыс хлоридтерін тек электрлік қалпына келтіру, сілтілі дитионит және сілтімен жуу арқылы жоюға болады. Осы себепті олар ең ұзақ мерзімді қорғанысты қамтамасыз етеді. Мыс қорытпасын, жезді және қола заттарды электрлік тотықсыздандыру арқылы тазалау әдісі жиі қолданылмайды, өйткені ол әдемі патинаны жояды және коррозиялық қосылыстардың құрамындағы мыстың металл қорытпасының бетіне электродпен тұндырылуына байланысты түсінің өзгеруіне ықпал етуі мүмкін. Менің тәжірибем және көптеген мыс және қола артефактілерінде электрлік қалпына келтіруді сәтті қолдану электролиз теңіз ортасынан мыс, жез және қола заттарды өңдеудің ең жылдам, ең тиімді және ұзақ мерзімді құралы екенін анық көрсетеді. Бұл мәлімдеме әсіресе зеңбіректер сияқты үлкен нысандарға қатысты.
Натрий карбонатын немесе натрий сесквикарбонатын пайдалану өте ұзақ өңдеу уақытына байланысты кедергі келтіреді. Натрий карбонатымен, одан кейін бензотриазолмен алдын ала өңдеу қанағаттанарлық нәтижелер беруі мүмкін, бірақ түпкілікті қорытынды жасамас бұрын одан әрі тәжірибе жүргізу керек. Сондай-ақ, мыс қорытпаларын өңдеу кезінде сілтілі дитионит ерітіндісін қолданғанда жақсы нәтижелер алынғанын алдын ала айтуға болады. Бұл әдіс, электрлік тотықсыздандыру сияқты, коррозиялық мыс өнімдерінің металл күйіне қайтаруын азайту қасиетіне ие және каустикалық жуу сияқты, еритін хлоридтерді жояды. Бұл өңдеу әдісі бастапқыда әзірленген мыс және күміс артефактілерде де пайдалы болуы мүмкін. Өңдеу әдісіне қарамастан, бензотриазолды қолдану мыс металл артефактілерін өңдеудің ажырамас бөлігі болып табылады. Көп жағдайда артефакт жоғарыда аталған әдістердің кез келгенімен тиімді өңделсе, бензотриазолмен өңделсе, Krylon 1301 Clear Acrylic сияқты акрилмен оқшауланса және дұрыс жағдайларда сақталса, артефакт тұрақты күйде қалады.

Өнертабыс мыс металлургиясына қатысты және оны концентраттардағы, штейндердегі және басқа материалдардағы сульфидті қосылыстардан мысты алу үшін пайдалануға болады. Мысты сульфидті қосылыстардан алу әдісі күкіртті күкіртпен мысты тотықсыздандыруды қамтиды, ал мыс сульфидті материалды күйдіргіш содамен материалдың қатынасында араластырады: күйдіргіш сода 1:(0,5-2,0) тең және температурада қыздырылады. 0,5-3,5 сағат ішінде 400-650°С температурада, оның сульфидті қосылыстарынан мыстың алынуы оның балқу температурасынан төмен температурада қамтамасыз етіледі, бұл ретте газ тәрізді күкірті бар өнімдердің түзілуін болдырмайды. 1 кесте

Өнертабыс мыс металлургиясына қатысты және оны концентраттарда, штейндерде және т.б. құрамындағы сульфидті қосылыстардан мысты алу үшін пайдалануға болады.

Сульфидті концентраттардан мыс алудың олардың тотығу күйдіруінен кейін белгілі әдісі бар (Ванюков А.В., Уткин Н.И. Мыс және никель шикізатын кешенді өңдеу. Челябинск: Металлургия, 1988. С.39), ол үшін «тығыз» жүзеге асырылады. Мыс пен темір сульфидтерін олардың оксидтеріне дейін толық тотықтыру мақсаты:

Күйдіру өнімі (шлак немесе агломерат) материал толығымен еріген кезде тотықсыздануға ұшырайды. Кокс тотықсыздандырғыш және отын ретінде пайдаланылады, оны жағу үшін ауа пешке жіберіледі. Процесс температурасы 1300-1500°С. Оны келесі реакция теңдеулерімен сипаттауға болады:

Металл оксидтері, негізінен мыс пен темір тотықсызданады:

Темір оксидтерінің негізгі бөлігі флюстермен әрекеттесіп, балқытылған шлак түзеді.

Қазіргі уақытта мысты алудың бұл әдісі қайта өңделген және тотыққан мыс шикізатын өңдеу үшін қолданылады. Оның негізгі кемшіліктері:

1. Тотықсыздандырылған балқыту өнімі құрамында 20%-ға дейін қоспалары бар қара мыс (негізінен темір).

2. Редукциялық балқыту қымбат және тапшы коксты жоғары тұтынумен (шихта салмағының 20% дейін) жүргізіледі.

3. Сульфидті материалдардан металдық мыс өндіру үшін күйдіру кезеңін ұйымдастыру қажет.

4. Алдын ала күйдіру кезінде көп мөлшерде шаңды күкірті бар газдар түзіледі, оларды кәдеге жарату айтарлықтай күрделі және пайдалану шығындарын талап етеді.

Жоғары температура жағдайында оның сульфидтерінің балқымасынан металдық мысты алудың белгілі әдісі бар, мысалы, ақ штейнді конверсиялау кезінде (Ванюков А.В., Уткин Н.И. Мыс пен никель шикізатын кешенді өңдеу. Челябинск: Металлургия, 1988 ж.). С. 204, 215-216), балқыманы ауамен үрлеу процесінде мыс сульфидтерінің бір бөлігінің тотығуы оның протоксидті оттегі қосылыстарының түзілуімен жүреді, олар қалған мыс сульфидтерімен тотығу-тотықсыздану реакцияларына түсіп, балқытылған зат түзеді. металл және газ тәрізді өнім – күкірт диоксиді. Процесс келесі реакция теңдеулерімен сипатталады:

Мыс сульфиді мен оның оксидінің әрекеттесуі кезінде (реакция 8) сульфидті күкірт мыс тотықсыздандырғыш болып табылады, ал оттегі ионы күкірттің тотығу өнімдерімен әрекеттесіп, газ тәрізді өнім (SO 2) түзеді. Осылайша реакция өнімдерін (8) бөлуге қолайлы жағдай жасалады: балқытылған мыс және күкірт диоксиді.

Конверсия нәтижесінде негізгі элементтің мөлшері 96-98% болатын көпіршік мыс алынады. Мысты алу әдісінің кемшілігі жоғары температураны (1300-1450°С) қолдану және құрамында газ тәрізді күкірт бар өнімдердің түзілуі болып табылады.

Осы өнертабыстың мақсаты күкірті газ тәрізді өнімдердің түзілуін болдырмай, оның сульфидті қосылыстарынан балқу температурасынан төмен температурада мысты алу болып табылады.

Сульфидті қосылыстардан мысты алудың ұсынылған әдісінде көрсетілген техникалық нәтижеге жету үшін, мысты сульфидті күкіртпен тотықсыздандыруды қоса, сульфидті мыс материалы материалдың қатынасында күйдіргіш содамен (NaOH) араластырылады: NaOH 1-ге тең. :(0,5-2,0), және 400-650°С температурада 0,5-3,5 сағат қыздырады. Мыстың сульфидтерінен тотықсыздануымен жүретін реакциялар келесі теңдеулермен сипатталады:

(9) теңдеуіне сәйкес мыс үшін тотықсыздандырғыш қосылыс құрамына кіретін күкірт сульфид (Cu 2 S). Металл мысқа қосымша, реакция өнімі (9) элементтік күкірт металл бетінен сілтілі балқымаға «шайылып», ол диспропорцияланатын (10) натрий сульфиді мен сульфатын түзеді. Диспропорциялану реакциясының (10) және жаңадан түзілген күкірті бар қосылыстардың сілтілі ортадағы жоғары тұрақтылығының арқасында мыс сульфидінің түзілуінің кері процестерінің пайда болу ықтималдығы (9) жойылады.

Ұсынылған әдістің айрықша белгілері:

Процесс салыстырмалы түрде төмен температура жағдайында жүзеге асырылады (қолданыстағы мысты алу процестеріне қарағанда 700-900 ° C төмен);

Құрамында күкірт бар өнімдер, көрсетілген температура жағдайында ұшпа, түзіледі - натрий сульфиді және натрий сульфаты.

Процестің тән ерекшелігі оның сульфидтерінен мыстың тотықсыздану жылдамдығына екі фактор әсер етеді - оны жүзеге асыру температурасы және сілтінің шығыны. Стехиометрия тұрғысынан реакцияға қатысатын 1 г-моль мыс сульфидіне 2 г-моль NaOH қажет, ол массалық тұрғыдан алғанда 1: 0,5 қатынасты құрайды (соңғысы тәжірибе жүзінде расталған). Іс жүзінде 550-650°С температура диапазонында жүзеге асырудың статикалық жағдайында 2-2,5 сағат ішінде сульфидтен мысты тотықсыздандырудың сандық аяқталуын қамтамасыз ететін 1:1 массалық қатынасы ең қолайлы болып табылады.

Әдіс келесідей жүзеге асырылады. Ылғалды (15-17%) мыс сульфидті материалды (ақ күңгірт, Cu 2 S) 200-250 температураға дейін қыздырылған шахталы электр пешіне салатын болат ретортында сілтінің (NaOH) берілген мөлшерімен араластырады. ° C. Реторттың ішіндегісін ылғал толығымен жойылғанша кептіреді, содан кейін температураны берілген мәнге дейін (400-650°С) көтеріп, белгілі бір уақыт (0,5-3,5 сағат) ұстайды. Содан кейін реторт пештің білігінен алынады, салқындатылады және ішіндегісі суда шайылады. Натрий сульфидтері мен сульфаттары және мыс металының ұнтағы бар сілтілі ерітінді алу үшін целлюлоза сүзгіге ауыстырылады. Фазалық талдау оның сульфидінен мыстың 100% алынуын растайды.

Әдіс мысалдарда сипатталған.

Салмағы 100 г материал үлгілері (Cu 2 S реагент, ақ күңгірт) болат ретортқа салынып, ылғалдандырылды және 50-200 г құрғақ сілтімен (NaOH) араластырылды. Ретортты шахталы электр пешіне салып, оның ішіндегісін 250±10°С температураға дейін қыздырып, осы температурада 30 минут ұстады (ылғалды толығымен кетіргенше), температураны 400-650°-қа дейін көтерді. C және 0,5-3,5 сағат ұсталды, бұл жағдайда сілті балқып, мыс тотықсызданды, ал күкірт натриймен сульфидті қосылыстарға қосылды. Балқыту кезінде су буы пайда болды, оның құрамында барлық жағдайларда күкірт және/немесе оның қосылыстары жоқ. Термиялық өңдеу аяқталғаннан кейін реторт пештен алынып, салқындатылды. Реторттың мазмұны суда шайылған. Сүзуден, тортты сүзгіде жуудан және кептіруден кейін металл мыс тұнбасы алынды (рентгендік фазалық талдау бойынша - 100% мыс).

Біріктіру режимдері мен нәтижелері кестеде берілген.

Кестеден көріп отырғанымыздай, сульфидті материалдардан мысты күйдіргіш содамен (NaOH) балқыту арқылы тотықсыздандыру мысты тотықсыздандырудың қолданыстағы процестеріне қарағанда 700-900°С төмен температурада жүзеге асырылады, ал күкірт, NaOH балқымасымен әрекеттесе отырып, соған шоғырланған.

Сульфидті қосылыстардан мысты алудың ұсынылған әдісінің артықшылықтары:

Процесс 400-650°С салыстырмалы төмен температура жағдайында жүзеге асырылады;

Ұшпайтын күкірті бар өнімдер түзіледі - натрий сульфиді және натрий сульфаты.

Мысты сульфидті күкіртпен тотықсыздандыруды қоса алғанда, сульфидті қосылыстардан мысты алу әдісі, мыс сульфидті материалының материалдың қатынасында күйдіргіш содамен (NaOH) араласуымен сипатталады: NaOH 1:(0,5÷2,0). ), және 400-650°С температурада 0,5-3,5 сағат қыздырады.

Ұқсас патенттер:

Өнертабыс өнеркәсіптік қалдықтарды өңдеу саласына жатады және оны екінші реттік материалдардан – қалдықтардан пирометаллургиялық мыс өндіру үшін пайдалануға болады.

Өнертабыс мыс металлургиясына қатысты және сульфидті өнімдерде, мысалы, концентраттар мен штейндерде бар оның сульфидті қосылыстарынан мысты алу үшін пайдаланылуы мүмкін. Сульфидті өнімдерден мысты алу әдісі қатты-сұйықтық жүйесін қалақшалы араластырғышпен қарқынды механикалық араластыру арқылы балқытылған сілтіде жүзеге асырылады. Процесс 450-480°С температурада 30-40 минут ішінде техникалық оттегінің шығыны бастапқы сульфидте бар күкірт массасының 350-375% (массасы) құрайтын жүйе арқылы көпіршіктену кезінде жүргізіледі. өнім. Өнертабыстың техникалық нәтижесі - материалды агломерациялауды қоспағанда, мысты металдандыру процесінің жоғары жылдамдығы. 2 үстел

Өнертабыс мыс металлургиясына қатысты және сульфидті өнімдерде (мысалы, концентраттарда, штейндерде және т.б.) бар оның сульфидті қосылыстарынан мысты алу үшін пайдаланылуы мүмкін.

Жоғары температура жағдайында оның сульфидтерінің балқымасынан металдық мысты алудың белгілі әдісі бар, мысалы, ақ штейнді конверсиялау кезінде (Комплексті өңдеу мыс пен никель шикізатын. Ванюков А.В., Уткин Н.И.: Челябинск, Металлургия, 1988 ж. , 204 б., 215-216 б.), балқыманы ауамен үрлеу процесінде мыс сульфидтерінің бір бөлігі оның протоксидті оттегі қосылыстарының түзілуімен тотығады, олар мыс сульфидтерімен тотығу-тотықсыздану реакцияларына түсіп, балқытылған зат түзеді. металл және газ тәрізді өнім – күкірт диоксиді. Процесс келесі реакция теңдеулерімен сипатталады:

Мыс сульфиді мен оның оксидінің әрекеттесуі кезінде (2-реакция) сульфидті күкірт оттегі мен сульфидті қосылыстардан мыс қалпына келтіруші қызметін атқарады. Реакция термодинамикалық мүмкін және жоғары жылдамдықпен 1300-1450°С температурада мыс металының балқымасы мен бу қысымы жоғары төрт валентті күкірттің оттекті қосылыстарының түзілуімен жүреді. Конверсия нәтижесінде негізгі элементтің мөлшері 96-98% болатын көпіршік мыс алынады. Бұл жағдайда мыстың металдану дәрежесі 96-98% құрайды.

Мысты қалпына келтіру әдісінің кемшіліктеріне мыналар жатады:

Жоғары температураны қолдану (1300-1450°С);

Құрамында газ тәрізді күкірт бар өнімдердің түзілуі.

Мәлімделген әдіске ең жақыны сульфидті қосылыстардан мысты алу әдісі болып табылады, ол кезде мыс сульфидті материалды күйдіргіш содамен материалдың қатынасында араластырады: NaOH 1:(0,5÷2), және 400 температурада қыздырады. -650°С 0. 5-3,5 сағат Бұл жағдайда құрамында металдық мыстың дисперсті бөлшектері және натрий сульфидтері мен сульфаттары түріндегі бастапқы сульфидтік материалда бар барлық күкіртті шоғырландыратын сілтілі балқыма алынады. (Сульфидті қосылыстардан мысты алу әдісі. Патент RU 2254385 C1 , MPK S22V 15/00). Сульфидті қосылыстардан мыс тотықсыздандырғыш ретінде өзінің сульфидті күкірт әрекет етеді, ол тотығу-тотықсыздану реакциялары нәтижесінде элементтік күкіртке айналады және сілтілі ортада сульфид пен сульфатқа пропорционалды түрде бөлінеді:

Мысты синтетикалық сульфидті қосылыстардан және өнеркәсіптік материалдардың құрамындағы («ақ күңгірт» және мыс штейнді бөлу концентраты) алу кезінде тәжірибелік үлгі жағдайында жаңадан қалпына келтірілген мыстың дисперсті бөлшектерін агломерациялау 500°C және температурада жүзеге асырылады. монолитті металл агломераторын қалыптастыру үшін жоғарыда. Агломерация құбылысы реакцияға түспеген сульфидті түйіршіктердің бетіне реагент беру процесін баяулатады, сонымен қатар агломерациялық аппараттан мыс металын түсіру сатысында қиындықтар туындайды. Температура 450°С дейін төмендеген кезде агломерация байқалмайды, бірақ сульфидтерден мысты тотықсыздандыру процесі уақыт бойынша айтарлықтай ұзарады.

Жоғарыда айтылғандарға сәйкес әзірлеу міндеті материалдың агломерациялануын болдырмай, сульфидті өнімдерден («ақ күңгірт», мыс штейнді сепарациялау концентраты) жоғары қарқынды қамтамасыз етуді қамтыды.

Қажетті нәтижеге жету үшін, сульфидті материалдардан мысты алу үшін оны 450-480°С температурада балқытылған сілтіде 30-40 минут бойы қарқынды механикалық араластырумен және балқыма арқылы техникалық оттегінің көпіршігімен, шығын кезінде жүргізеді. бастапқы сульфидті өнімдегі күкірттің массасына негізделген 350-375% (мас. ).

Бұл техникалық шешім мыналарға қатысты:

Жүйеде тиімді жылу алмасуды қамтамасыз ететін қалпына келтіру үшін енгізілген сілтілі балқыманы және құрамында мыс сульфидтері бар дисперсті материалды белсенді механикалық араластырумен;

Балқымаға техникалық оттегінің берілуімен, жинақталған элементтік және сульфидті күкірттің сульфатқа дейін тиімді тотығуын қамтамасыз етеді.

Техникалық оттегінің шығыны бастапқы сульфидті материалдағы күкірт массасының 350-375% (массасы) құрайды. Күкірттің барлық түрлері (S 2- ...S 5+) жүйеде күкірт сульфатының түзілуімен тотығу реакцияларына қатысады. Тотығу-тотықсыздану реакциялары бірнеше минут ішінде аяқталады, сәйкесінше мыс тотықсыздану процесі агломерат түзілмей аяқталады. NaOH балқымасындағы суспензия түріндегі алынған металл мыс аппараттан оңай түсіріледі. Ұсынылған әдісті қолданатын тәжірибелерде процесс жылдамдығы оттегін енгізбестен жүзеге асырумен салыстырғанда бірнеше есе өсті, ал 100% мыс металданған кезде процестің ұзақтығы 30 минуттан аспады.

Алынған мыс металының агломерациялануын болдырмау үшін процесті 450-480 ° C температура диапазонында жүзеге асыруға болады. Жоғарғы температура шегі мыс металдарының бөлшектерін агломерациялауды болдырмауды қамтамасыз етеді, төменгі (450 ° C) күкірттің тотығу реакцияларының жоғары жылдамдығын қамтамасыз ету қажеттілігімен байланысты.

Ұсынылған мүмкіндіктер жиынтығы: мыс сульфидті материал жүйесіне енгізу – берілген шығыны бар техникалық оттегінің сілті – бастапқы материалда бар күкірт массасының 350-375 масс.%, балқыманы белсенді механикалық араластыру және іске асыру. процесс температура диапазонында 450-480 ° C , сульфидті шикізаттан мысты жоғары жылдамдықпен және толық қалпына келтіруді қамтамасыз етеді. Белгіленген мөлшерден тыс оттегі шығынының артуы жаңадан қалпына келтірілген мыстың бетінің тотығуына әкелуі мүмкін.

Дисперсті сульфидті мыс материалдарын (концентраттар, штейндер) қамтитын процесті жүзеге асыру кезінде қоспаны сілтіде (NaOH) дайындайды: концентраттың қатынасы 1,25÷1,5, ал сульфидтердің тұтануына жол бермеу үшін материалдар ылғалдандырылады. Шихтаны кептіреді және қалақшалы араластырғышпен механикалық араластыра отырып, білікті электр пешінің болат цилиндрлік ретортына тиейді. 450-480°С ретортта температурада техникалық оттегі балқымаға 30-40 минутқа беріледі. Оттегінің берілуі тоқтатылады. Реторттың төменгі клапаны арқылы қалыптарға құрамында металл мыс бар сілтілі балқыма құйылады. Салқындағаннан кейін балқыма суға құйылады. Мыс торты центрифугалау арқылы сілтілі ерітіндіден бөлінеді.

Әдіс мысалдарда сипатталған.

Құрамында мыс сульфидті қосылыстары бар өнімдер – «ақ күңгірт» (68,8% Cu, 9,15% Ni, 17,3% S) және әрқайсысының салмағы 100 г болатын мыс күңгірт бөлгіш концентрат (66,8% Cu, 4,17% Ni, 18,1% S) болды. массасы 150 г болатын сілтімен (NaOH) партиялық дайындыққа ұшырап, ылғалдандырылды. Алынған қоспаны механикалық араластырғышпен жабдықталған ретортқа салып, шахталы электр пешіне орналастырды. Араластыруды қосқанда реторттың мазмұны берілген температураға дейін қыздырылды және осы температурада белгілі бір уақыт бойы араластырылды, содан кейін реторттың ішіндегісі қалыпқа түсіріліп, салқындағаннан кейін суда шайылады. Алынған құрамында мыс бар пирожныйлар металдық мыс құрамы үшін рентгендік дифракция арқылы талданды.

1-мысал (прототип негізінде)

Процесс температурасы 450°C. Араластыру ұзақтығы 120, 180 және 240 мин.

Эксперимент нәтижелері 1-кестеде көрсетілген.

2-мысал (ұсынылған әдіске сәйкес)

Процесс температурасы 400-500°С аралығында өзгерді. Белгіленген температураға жеткенде бастапқы сульфидті өнімдегі күкірт массасының 300-400% (мас.) мөлшерінде балқымаға техникалық оттегі берілді. Жоғарыда көрсетілген мөлшердегі оттегі 20-40 минут ішінде жеткізілді. Белгіленген уақыттан кейін оттегі беру тоқтатылды.

Эксперимент нәтижелері 2-кестеде көрсетілген.

кесте 2
Мысты алу бойынша тәжірибе нәтижелері (2-мысал)
Тәжірибе №.Оттегі шығыны, бастапқы өнімдегі күкірттің салмағы бойынша %Температура, °CАраластыру ұзақтығы, минМыстың металдану дәрежесі, %
«Ақ Мат»
1 360 450 20 83,7
2 360 450 30 100
3 360 450 40 100
4 300 450 40 81,3
5 350 450 40 100
6 375 450 40 100
7 400 450 40 100
8 350 400 40 81,1
9 350 480 40 100
10 350 500 материалды агломерациялау
Мысты штейнді бөлу концентраты
11 350 450 40 100
12 375 450 40 100

2-кестеден процесті көрсетілген шарттарда (температура 450-480°С, оттегі шығыны бастапқы сульфид өніміндегі күкірт массасының 350-375% (мас.), ұзақтығы 30-40) орындаған кезде көруге болады. мин) «ақ төсеніштен» (№ 2, 3, 5, 6, 9 тәжірибелер) және штейнді бөлуге арналған мыс концентратынан (№ 11, 12 тәжірибелер) 100% мыс металдануына қол жеткізуге болады. Температураны 400°С дейін төмендету (No7 тәжірибе), берілген оттегінің мөлшерін азайту (No4 тәжірибе), сонымен қатар фазалық жанасу ұзақтығын қысқарту (No1 тәжірибе) шығымдылығының төмендеуіне әкеледі. металл мыс. Температура 500 ° C-қа дейін көтерілгенде, материал ретортта агломерацияланды.

Мысалдардан көрініп тұрғандай, мәлімделген әдіс құрамында сульфидті мыс бар өнімдерден мыстың терең қалпына келуін қамтамасыз етеді, бірақ прототиптен айырмашылығы, мәлімделген әдісті жүзеге асырған кезде бұл нәтижеге төмен температурада (450-480°С) қол жеткізіледі. және қысқа мерзімде (30-40 мин).

Өнеркәсіптік материалдарды (концентраттар, штейндер) өңдеуден алынған мыс металдан жасалған бұйымдар белгілі әдістерді қолдана отырып, темірден, никельден және кобальттан гидрометаллургиялық тазартуға жіберіледі, одан кейін асыл метал бойынша жоғары сапалы шламдарды алу үшін анодты балқыту және электролиттік тазарту жүргізіледі. мазмұны.

Құрамында сульфатты күкірті бар сілті ерітінділері булануға, соңғысын тұздануға және сілтілі ерітіндіден бөлуге жіберіледі. Натрий сульфаты технологияның коммерциялық өнімі болып табылады. Сілті суды буландырғаннан кейін процеске қайта оралады.

ТАЛАП

Мысты сульфидті өнімдерден алу әдісі, оның ішінде балқытылған сілтіде 450-480°С температурада 30-40 минут бойы қыздыру, қалпына келтіру қарқынды механикалық араластырумен және техникалық балқыма арқылы көпіршіктенумен жүзеге асырылатындығымен сипатталады. бастапқы сульфидті өнімде бар күкірттің массасына негізделген 350-375 (мас. .%) тұтыну кезінде оттегі.

Мысты қалай тазартуға болады? Бұл мәселенің өзектілігі осы металдан жасалған бұйымдарды адамзат көптеген ғасырлар бойы қолданып келгенімен түсіндіріледі. Ұзақ уақыт бойы бұл металдың құндылығы соншалықты жоғары болды, ол алтынмен тең болды. Технологияның дамуы мыс өндірісінің өзіндік құнын айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік берді. Бұл осы металдан зергерлік бұйымдарды ғана емес, сонымен қатар ыдыс-аяқ пен интерьер заттарын жасауға мүмкіндік берді. Бұл металдың және оның негізінде жасалған қорытпалардың жоғары танымалдылығы оның сәндік әсерімен ғана емес, сонымен қатар оның бірегей сипаттамаларымен түсіндіріледі - жоғары икемділік, жылу өткізгіштік, коррозияға төзімділік және т.б.

Неліктен мыс өнімдерін үнемі тазалау керек

Осы металдан жасалған мыс ыдыстарды және басқа заттарды үнемі тазалау қажет, себебі пайдалану кезінде олар тез қараңғыланады немесе жасыл жабынмен - оксидті пленкамен жабылады. Жұмыс кезінде жиі қыздырылатын немесе ашық ауада қолданылатын мыс пен оның қорытпаларынан жасалған бұйымдар ең белсенді тотығады. Мыстан жасалған ыдыс-аяқтар белсенді пайдаланған кезде өзінің алғашқы жылтырын тез жоғалтады және күңгірттенеді, ал олардың беті қара болуы мүмкін.

Мыс зергерлік бұйымдары біршама басқаша әрекет етеді: ол алдымен солып, жылтырлығын жоғалтуы мүмкін, содан кейін бастапқы көрінісіне оралады. Кейбір адамдар мыс зергерлік бұйымдардың (мысалы, білезік) пайда болуына оны үнемі киетін адамның әл-ауқаты әсер етеді деп санайды. Дегенмен, бұл, ең алдымен, мұндай өнім үнемі байланыста болатын сыртқы ортада ылғалдылық, қысым және температура үнемі өзгеріп тұратындығына байланысты. Сонымен қатар, балама медицинаның көптеген жақтаушылары жүрек-тамыр жүйесімен проблемалары бар адамдарға мыс білезіктерді киюді ұсынады.

Алыстағы ата-бабаларымыз пайдалана бастаған мыс ыдыстарды бүгінде көптеген үй шаруасындағы әйелдер жоғары бағалайды. Бұл танымалдылық жоғары жылу өткізгіштігімен сипатталатын мыс ыдыстарында барлық пісірілген өнімдердің біркелкі және толық қыздырылуымен түсіндіріледі және мұндай қыздыру аз уақыт ішінде жүреді. Сонымен қатар, тұрақты пайдалану кезінде бұл металдан жасалған ыдыс-аяқ тез арада көрнекі тартымдылығын жоғалтады: олар оксид жабынымен жабылады, күңгірттенеді, қараңғыланады және бастапқы жылтырлығын жоғалтады.

Егер сіз оны тазаламасаңыз, ол улы заттарды шығарады, сондықтан тамақ дайындау үшін пайдалануға болмайды. Егер мұндай ыдыстарды барлық белгілі құралдарды пайдаланып тазалау мүмкін болмаса, денсаулығыңызға зиян келтірмеу үшін оларды мақсатына сай пайдаланбаған дұрыс. Сондай-ақ, бетінде қара немесе жасыл оксид дақтары бар ыдыс-аяқтар көрінбейтін болып көрінетінін есте ұстаған жөн, сондықтан олар сіздің ас үйіңізді безендірмейді.

Тиімді тазалау әдістері

Үй жағдайында да мыс өнімдерін тазалауға мүмкіндік беретін көптеген дәлелденген әдістер бар. Олардың ең тиімділерімен танысайық.

№1 әдіс

Мыстан жасалған заттарды тазалаудың ең қолжетімді үй құралдарының бірі - кәдімгі қызанақ кетчуп. Бұл өніммен мысты тазарту үшін оны өңделетін бетке жағып, 1-2 минутқа қалдырады. Бұл әсерден кейін кетчуп жылы су ағынымен жуылады. Осы процедураның нәтижесінде мыс өнімі бастапқы жылтырлығы мен түстің жарықтығына оралады.

№2 әдіс

Сіз мыстан жасалған бұйымдарды, егер олар өте кір болмаса, үйде әдеттегі ыдыс жууға арналған гельді қолданып тазалай аласыз. Мұны істеу үшін жуғыш зат қолданылатын жұмсақ губканы қолданыңыз. Оны ағынды жылы судың астында жуыңыз.

№3 әдіс

Бұл тазалау әдісі кез келген ыдысқа салуға болмайтын үлкен мыс өнімді тазалау қажет болған жағдайда қолданылады. Мұндай заттың беті жарты лимонмен сүртіледі. Лимон шырынын мысға әсерін күшейту үшін оны жеткілікті икемділігі бар қылшықтары бар щеткамен тазалауға болады.

№4 әдіс

«Сірке суы пастасы» деп аталатын өнім мысқа бұрынғы жылтырын береді. Ол келесідей дайындалады. Арнайы контейнерде бидай ұны мен сірке суын тең пропорцияда араластырыңыз, нәтижесінде алынған массаны біртекті күйге келтіріңіз. Содан кейін қамыр мыс затына жағылады және толығымен құрғағанша қалдырылады. Қоспаны кептіргеннен кейін пайда болған қыртыс мұқият жойылады, ал мыс беті жұмсақ шүберекпен жылтыратылғанша жылтыратылады.

№5 әдіс

Мыстан жасалған бұйымдарды тазалаудың түбегейлі және тиімді әдісі бар, егер олардың беті қатты ластанған болса және оларды басқа құралдармен тазалау мүмкін болмаса қолданылады.

  • Сірке суы арнайы дайындалған тот баспайтын болаттан жасалған ыдысқа құйылады, ол аз мөлшерде ас тұзымен араласады.
  • Тазаланатын затты алынған ерітіндіге салып, контейнерді отқа қойыңыз.
  • Тазалау ерітіндісі қайнағаннан кейін, ыдыстың астындағы отты өшіріп, толығымен суығанша пеште қалдырыңыз.
  • Ерітінді салқындағаннан кейін тазартылатын өнім алынады, ағынды жылы сумен жуылады және оның бетін құрғатып сүртеді.
Мысты жоғарыда аталған әдістердің кез келгенін пайдаланып тазаласаңыз, қауіпсіздік ережелерін қатаң сақтаңыз, барлық жұмыстарды қорғаныс қолғаптарын киіп орындаңыз және сірке қышқылымен жұмыс істегенде міндетті түрде респиратор киіңіз.

Мыс монеталарын тазалау

Біздің заманымызда мыстан жасалған монеталар енді шығарылмайды, халықтың қолындағы мұндай бұйымдардың көпшілігі антикварлық құндылыққа ие. Сондықтан мұндай монеталарды қалай тиімді және сонымен бірге мұқият тазалау керектігі туралы мәселе өте өзекті.

Сіз бірнеше әдістерді қолдана отырып, мыс монеталарының бұрынғы тартымдылығын қалпына келтіре аласыз. Олардың әрқайсысын таңдау ластану сипаты мен дәрежесіне байланысты. Сонымен, ескі мыс монетаның бетінде қандай түсті тақта пайда болғанына байланысты төменде келтірілген әдістердің бірін қолданып тазалауға болады.

  • Егер монета бетінде сарғыш жабын болса (бұл оның қорғасын өнімімен байланыста болғанын көрсетеді), онда оны 9% сірке суының ерітіндісімен тазалау керек.
  • Ашық жасыл тақта 10% лимон қышқылы ерітіндісімен тазаланады.
  • Мыстан жасалған монеталардың да қызыл жабыны болуы мүмкін. Мұндай монетаны 5% аммиак ерітіндісіне немесе аммоний карбонатына батыру арқылы тазартады.

Мысты пирит шлактарынан, мыс балқыту зауыттарының қалдықтарынан, шахталық үйінділерден, сондай-ақ тотыққан мыс кендерінен алу кезінде мыс сульфатының (немесе мыс хлоридінің) сұйылтылған ерітінділері алынады. Мыс кеніштерінде мыс сульфидінің атмосфералық оттегімен баяу тотығуы нәтижесінде түзілетін минералды кен орындары да мыс сульфатының әлсіз ерітіндісі болып табылады. Мұндай әлсіз ерітінділерді концентрлеу үнемді емес болғандықтан, олардан мыс цементтеу арқылы оқшауланады70-71. Бұл процесс мысты темір үгінділері мен темір сынықтары бар ерітінділерден ығыстырудан тұрады:

Cu2+ + Фе= Фе2+ + C

Мыстың электродтық потенциалы темірге қарағанда айтарлықтай жоғары - Cl2+ немесе Fe^+ иондары бар M ерітінділерінде қарапайым температура мен сутегі қысымы 1. сағол Si үшін +0,34 В, Е үшін -0,44 тең В.Сондықтан темір мысты ерітіндіден цемент мысы деп аталатын жұқа металл суспензиясы түрінде ығыстырып шығарады.

Цементтеу болатпен қапталған немесе қорғасынмен қапталған резервуарда жүзеге асырылады, оған кір мен тот жоқ темір сынықтары тиеледі. Содан кейін мыс сульфатының сұйылтылған ерітіндісі резервуарға беріледі. Мыстың толық тұнбасын қамтамасыз ету үшін ерітіндіде күкірт қышқылының айтарлықтай мөлшері болмауы керек. Күкірт қышқылының оңтайлы концентрациясы 0,05% немесе шамамен 5 Ю-3 г-моль/л 72. Мұндай қышқылдықпен темірдің күкірт қышқылымен еруі іс жүзінде болмайды және ерітіндіден мыстың толық шығарылуы қамтамасыз етіледі, Cu2+ мөлшері ~5 10-6 дейін. g-иондар/л 73.

Цементтеу нәтижесінде түзілген темір сульфатының сұйылтылған ерітіндісі канализацияға, ал құрамында мыс бар бастапқы ерітіндінің тағы бір бөлігі реакторға құйылады. Бірдей темір жүк 10-12 рет өңделеді. Осыдан кейін қалған темірді алып тастап, түбіне шөгіп қалған цемент мысты түсіреді, содан кейін оны үздіксіз араластыра отырып, 10-15% күкірт қышқылымен темір бөлшектерінен тазарту үшін жуады. Темірді алып тастағаннан кейін мыс күкірт қышқылынан толық тазартылғанша сумен жуылады. Жуылған цемент мыс қызыл-қоңыр паста түрінде алынады; оның құрамында 65-70% Cu, 35% дейін ылғал және шамамен 1% қоспалар бар және мыс сынықтары сияқты әдістермен мыс сульфатына өңделеді. Цемент мысының дисперстілігі ерітіндінің рН жоғарылауымен және ондағы CUSO4 және C1~74 концентрациясының төмендеуімен артады. Мысты цементтеуді темір түйіршіктерінің сұйық қабатында да жүргізуге болады. Цемент мысты флотация әдісімен алу әдісі әзірленді78. Мыс ұнтағын мыс тұздарының қышқылды ерітінділерінен суда еритін полисахаридтерді (~1%) қосып, қысыммен газ тәріздес тотықсыздандырғышпен өңдеу арқылы алуға болады, мысалы, 30 градустағы сутегі сағжәне 140°76.

Мысты сұйылтылған CuSO ерітінділерінен алуға болады< обработкой их слабой аммиачной водой. При этом образуется оса­док Си(ОН)г CuSO«, который после отделения от раствора можно растворить на фильтре серной кислотой для получения медного купороса. Если в растворе присутствуют, кроме меди, ионы железа и никеля (например, при переработке полиметаллических руд), возможно ступенчатое осаждение их аммиаком при нейтрализации раствора последовательно до рН = 3, затем 4,5 и б77"7*.

Органикалық еріткіштермен экстракциялау арқылы сұйылтылған ерітінділерден мысты алу әдістері әзірленді.

Натрий хлориті хлормен әрекеттескенде натрий хлориді түзіліп, хлор диоксиді бөлінеді: 2NaC102 + C12 = 2NaCl + 2 ClO2 Бұл әдіс бұрын диоксид алудың негізгі әдісі болды ...

Суретте. 404 диаммонитро-фоска (TVA түрі) өндірісінің диаграммасын көрсетеді. 1 коллекциядан 40-42,5% P2O5 концентрациясы бар фосфор қышқылы 2 сорғымен 3 қысымды резервуарға жеткізіледі, одан ол үздіксіз ...

Физико-химиялық қасиеттері Аммоний сульфаты (NH4)2S04 - тығыздығы 1,769 г/см3 түссіз ромб тәрізді кристалдар. Техникалық аммоний сульфаты сұр-сарғыш реңкке ие. Қыздыру кезінде аммоний сульфаты аммиакты жоғалтумен ыдырайды, ... айналады.