معرفی کاتد مس و کاربردهای آن

کاتد مس محصول اصلی از تولید مس است. یک کاتد– یک مس مربعی ۵۰ تا ۸۰ کیلوگرمی- وقتی تولید شده است که مس خالص از مس شکل نیافته در یک فرایند پالایش الکترولیتی جدا شود.

فرایند متالوژیک استخراج مس به شکل کاتد ، با غلظت مس شروع می شود تا آندهایی با خلوص ۹۹.۵٪ بدست آیند ، برای استخراج کاتد مس از حرارت بسیار بالا در فرایندهای ترکیب و ادغام ، تبدیل و پالایش روی آتش استفاده می­شود.

کاتد با خلوص ۹۹/۹۹ درصد

 از کاتدهای مس به عنوان مواد خام اولیه برای تولید محصولاتی با مس با خلوص بالا و آلیاژ مس استفاده می­شود.

خود فلز مس به لحاظ میزان کاربرد، در جایگاه سومین فلز پرکاربرد صنعتی بعد از آهن و آلومینیوم قرار گرفته است. مس دارای رسانایی الکتریکی و گرمائی بالایی است، در برابر خوردگی مقاوم است و ضدزنگ است و کاملاً نرم و قابل انعطاف است. در میان فلزات خالص، فقط نقره خاصیت رسانایی الکتریسیته بیشتری نسبت به مس دارد. به دلیل خاصیت بیشتر رسانایی مس نسبت به آلومینیوم، در تولید آی سی­ ها استفاده از مس به­ جای آلومینیوم رو به افزایش است. ویژگی جالب دیگر مس رنگ آن است که بعد از طلا ، تنها فلزی است که رنگش نارنجی-قرمز است و خاکستری نیست. مس در طبیعت هم به­صورت سنگ معدن است و هم فلز. احتمالاً مقاوم بودن و انعطاف­ پذیر بودن­ مس بطور همزمان باعث شده نظر انسان­هایی را که حدود ده هزار سال پیش زندگی می­کردند به خود جلب کند. بدین ترتیب تبدیل به اولین فلزی بشود که توسط انسان راست قامت کشف و مورد استفاده قرار گرفت.

فرایند تولید کاتد مس

برای تولید کاتدهای مس ، ابتدا باید تاول مس در آند ریخته شود و سپس بصورت الکترولیتی عمل شود. سپس در مخزن سولفات مس و اسید سولفوریک غوطه ­ور شده، به همراه یک ورق استارتر کاتد مس خالص ، مس تاول در یک سلول گالوانیک به آند تبدیل می­شود. از مخلوط کاتد استیل ضد زنگ نیز در برخی از پالایشگاه­ها استفاده می­شود. با شروع جریان ، یون­ های مس شروع به انتقال به کاتد یا برگه استارتر می کنند و کاتدهای مس خالص ۹۹.۹-۹۹.۹۹٪ را تشکیل می­دهند.

 درست  است که کاتدهای مس، مس خالص تولید شده از فرآوری سنگ معدن مس هستند اما با این حال ، این کاتدها در شکل نهایی که استفاده می­شوند به عنوان موادی از  مس نیستند. بلکه ماده­ای مجزا از مس اولیه هستند.

ورق­های کاتدی مس جداگانه توسط تامین کنندگان مختلف در ابعاد مختلف ۰/۵ تا ۱ مترمربع و ضخامت ۳ تا ۲۰ میلی متر ، با یا بدون گوش تولید می­شوند.

کاتد مس ورودی اصلی مواد اولیه برای تولید میله مسی برای صنعت سیم و کابل است. مس نیز در تولید برنج ، لوله مسی ، محصولات ورق مسی استفاده می­شود و در بیش از ۴۵۰ آلیاژ وجود دارد.

بسته­ های ورق کاتد مس بین ۱ تا ۴ تن و درکنار هم با تسمه­ای فلزی نگهداری می­شوند و بدون بسته­بندی ارسال می­گردند. در حین دست زدن به این کاتدهای مسی باید مراقب بود تا از شکستن احتمالی تسمه­ ها که با جداسازی و از بین رفتن برخی ورق ­ها، ناپایدار هستند ، جلوگیری شود.

کاتدهای مس الکترولیتی معمولاً بر اساس وزن خریداری می­شوند و به ­طور معمول بدون بسته­بندی ارسال می­شوند و اغلب به­ همراه نوارهای فلزی بسته می­شوند. در حین کار با کاتدهای مسیِ بسته بندی شده ، باید دقت کرد که استفاده نادرست باعث خرابی باند­های فلزی نشود.

همان طور که گفته شد،  از آنجایی که از این کاتد­ها برای تهیه محصولات مسی با خلوص بالا استفاده می­گردد، بنابراین ضروری است که ، هنگام حمل و نقل و جابه جایی ، کاتدهای مس به هیچ ماده خارجی آلوده نشوند.

فرایند تولید کاتد مس

طرح تولید مس کاتدی به روش لیچینگ

معرفی انواع آلیاژ مس و کاربردهای آنها

انواع کاتد مس

کاتد مس مطابق با GOST 859 دارای مارک­های مختلفی است که میزان ناخالصی ­های مختلفی در ترکیب دارند:

-M00k – بخش عمده­ای از مس در این آلیاژ با توافق بین تولیدکننده و خریدار قابل تغییر است. با این حال ، در ساخت M00k ، کل جرم ناخالصی نباید از ۰.۰۱۶۵ درصد ، از جمله اکسیژن تجاوز کند.

-M0k – بخش انبوه مس بالای ۹۹.۹۷٪؛

-M1k – بخش انبوه مس از ۹۹.۹۵%

-M2k – بخش انبوهی از پایه های کمتر از ۹۹.۹٪.

ناخالصی­ها

-آلومینیوم، نیکل، آهن، روی، نقره (هدایت حرارتی و هدایت الکتریکی مواد را کاهش می­دهند)؛
-بیسموت ، سرب ، آنتیمون (اثر منفی بر پردازش و خصوصیات فیزیک مکانیکی کاتد مس می­گذارد)
-اکسیژن ، آرسنیک ، گوگرد ، فسفر و سلنیوم (کشش پایین و مقاومت در برابر خوردگی به وجود می­آورند).

انواع کاتد مس تولید شده در سطح جهانی

GOST 4515-93 (تولید در روسیه فدراتیو)

GOST 546-2001 (استاندارد بین دولتی)

GOST 859-2001 (استاندارد بین دولتی)

GOST 1173-2006 (استاندارد بین دولتی)

GOST 31382-2009 (استاندارد بین دولتی)

ASTM B280 (امریکا)

ASTM B68 (امریکا)

ASTM B30 (امریکا)

EN 12735-1 (اروپا)

EN 1982 (اروپا)

ISO 431 81 (بین المللی)

DIN 17656 (آلمان)

BS 1400:1985 (بریتانیا)

BS 1432:2003 (بریتانیا)

BS EN 1978:1998 (بریتانیا)

GB/T 467-2010 (بریتانیا)

ASTM B115-10 (امریکا)

کاتد مسی با کیفیت مناسب ویژگی فوق را دارد

فروش مس در ایران

کاربرد کاتد مس

از کاتد مس برای تولید اشکال مختلف شمش استفاده می­شود. کاتد مس تولید شده اگر در فرایند ریخته­ گری نیمه ­پیوسته قرار بگیرد، بسته به موارد مصرف دو نوع شمس تخت و استوانه­ای به دست می­دهد.

از آنجایی که کاتدهای مسی مصارف زیادی دارند و به زیست مدرن بشر گره خورده­اند، یکی از بزرگترین شرکت­های تولیدکننده کاتدها مسی، کودلکو، اعلام کرده است که به زودی “کاتد مس سبز“ تولید خواهد کرد که سازگار با محیط زیست است و کربن کمتری دارد.

کاتد مس تقریبا سه چهارم مس مصرفی درسال است. کاتدهای مس در ساخت میله­های مسی ریخته­گری مداوم استفاده می­شود که بیشتر برای صنایع سیم، کابل و ترانسفورماتور مورد استفاده قرار می­گیرد. همچنین از آنها برای ساخت لوله­های مسی، میله­ های مسیالکترولیتی، سپرهای مسی برای کالاهای بادوام و سایر کاربردها در قالب آلیاژ و ورق استفاده می­شود.

از کاتدهای مسی برای ساخت آلیاژهایی مانند برنج ، برنز و فولاد آلیاژی استفاده می شود که کاربرد آن در حمل و نقل ، وسایل برقی و ماشین آلات ، دفاع و ساخت و ساز است.

نمونه ه­ابی از استفاده کاتد مس