تحقیق مقاله مس

مقدمه :

یونانیان قدیم مس را به نام کالکوChalco  ورومیها به اسم آیسAes  می‌شناختند. از آنجائیکه در زمانهای قدیم قسمت عمده مس از جزیره قبرسCyprium استخراج وبه روم فرستاده می شد رومیها این عنصر را آیس سیپریم نام گذاری کردند. از صفت سیپریمCyprium به مرور زمان اسمCuprum بدونAes    بوجود آمد که در زبانهای اروپائی شکلهای مختلف به خود گرفت و امروزه در انگلیسی به Copper معروف است

مس را میتوان به اولین  فلز مورد استفاده بشر دانست.این فلز با داشتن سختی کافی  دارای انعطاف پذ یریعالی نیز میباشد.

در طبیعت این فلز گاهی بصورت آزاد ولی اغلب بصورت کانی های مختلف یافت میشود.مس خالص درنواحی امریکای شمالی بطور متناوب بدست امده وتوسط سرخپوستها استفاده شده است.اکثر سنگهای مس حاوی ناخالصیهایی از قبیل ارسنیک وقلع وروی و انتیموان و....هستند.بعضی الیاژ های مس در قدیم شناخته شده بودند وچنین الیاژهایی برای اولین بار در ساخت سلاحهای رزمی کاربرد داشت که از این الیاژها میتوان مس-ارسنیک ومس-قلع نام برد که عناصر قلعوارسنیک موجب سختی واستحکام الیاژ می شود.  مس والیاژهای ان در اکثر نقاط جهان بدست امده ولی بطور دقیق نمیتوان گفت اولین استفاده کنندگان ان در کجا بوده اند. از اثار بدست امده اسیای مرکزی وترکستان را بهعنوان مبدا پیدایش مس در جهان محسوب میکنند.این اثار اکثرا مربوط به 7000-1000 سال قبل از میلاد بوده ودر نواحی زیر بدست امده است.

1-تل ابلیس در کرمان

2-تپه سیالک بین قم و کاشان

3-چاتال هویک درترکیه(اناتولی)

4-تیمنا در فلسطین

5-انوو-اوگاریت در سوریه

6-تپه گاورا در عراق

تصور میرود اولین کارخانه ذوب مس در حدود 6000 سال قبل از میلاد در تل ابلیس شناخته شده باشد.

در حدود 3000 سال قبل از میلاد مس از طریق اسیای مرکزی به اروپاوسایر کشورهای جهان راه یافت.در امریکای وامریکای جنوبی نیز معادن مس وجود داشته واز بعضی ازانها نیز احتمالا مس استخراخ شده ولی استخراج واقعی وصنعتی در حدود سال1840 اغازگردیده است. معادن شیلی که از معادن معروف دنیاست از سالهای1883-1850مورد بهره برداری قرار گرفته وهنوزهم این ناحیه از بزرگترینمعادن مس محسوب میشود.معادن کانادا نیز تقریبا ازسال 1900 مورد بهره برداری قرار گرفت.تکامل روشهای تهیه مس بطور خلاصهبه ترتیب زیراست.

1-احتمالا مس درابتدا از ذوب مس طبیعی که بصورت ازاد وجود داشت بدست امده است وسپس احیاء سنگهای اکسیده به خصوص مالاکیت متداول شده است که این سنگها در گودالهاییکه در دامنه  تپه های مشرف به وزش باد احداث شده بود ریخته شده و عمل احیاء توسط چوبهای جنگلی انجام می گرفته است. بعدها از بوته های گل سیلیکاتی استفاده شده وسپس به تدریج وسائل ابتدائی دمش بکار گرفته شدهداست.در سالهای 1580 وسائل دمش بهتری جانشین وسائل ابتدائی دم قرار گرفت.در جزیره قبرس در این سنوات کوره های ابتدائی احیاء جهت ذوب به کاربرده شده است.

2-در سال 1585 کوره قائم توسطBarthel-Kohler جهت ذوب مس ساخته شد ودر ساْلPlizz,1866 جهت خنک کردن جدار چنین کوره هایی از اب استفاده نمود وتحت عنوان کوره هایPlizz معروف گردید.تکامل طراحی وروشهای جدید در این خصوص ادامه یافت ودر سال1890 کوره های قائم با سطح مقطع مستطیل طراحی گردید.از طرفی در سال 1698 کوره شعله ای توسط طرح وساخته شد که در ابتدا با سوخت ذغال سنگ کار می کرد. این کوره ها به مرور زمان تکامل بیشتری یافت بطوریکه هنوز در صنعت استفاده می شود.

3-اولین کوره تشویه مکانیکی درسال1851 توسط پارکسParkes طراحی گردید وسپس در سال 1875 کوره های تشویه بگونه ای توسطSmith,Manhes تکامل یافت که بتوان در انها از واکنشهای گرما زای گوگرد تا حدی جهت گرم کردن کوره استفاده کرد. بر این مبتا نیز روی کار کوره های تبدیل کننده به تحقیق پرداخته شد ودر سال 1875 توسطW.Keates کوره های تبدیل کننده ساخته شد واز سال 1880 توسطDavid,Manhes کوره های کنورتور به صنعت راه یافتند.

4-تصفیه مس درابتدا در گودالهایی توسط چوب انجام میشد واز سالهای 1700در ناحیهHarz در آلمان غربی تصفیه مس در کوره های شعله ای آغاز شد وسپس برای بازیابی فلزات از روشیScholuter که توسط پیشنهاد گردیده بود استفاده شد واین روش تا سالهای 1870 که متد الکترولیزبه صنعت راه یافت ادامه داشت وازاین به بعد تصفیه الکتریکی مس تحولی عظیم در صنعت مس بوجود آورد.

خواص فیزیکی  مس

مس هم به صورت آزاد و هم بصورت  ترکیبات  مختلف – اکسید  - سولفور  و کربنات یافت می شود  وزن مخصوص  آن 9/8 و نقطه ذوبی  معادل  1083 تا 1100  درجه و نقطه  جوش  2360 درجه و  سختی آن بین  5/2 تا 3 می باشد . وزن مخصوص  نوع تجارتی ان بین  2/8 تا 8/8 می باشد رنگ آن قرمز  مسی و دارای  جلای فلزی است . خاصیت چکش خواری و قابلیت  تورق و مفتول شدن دارد .

بطور کلی می توان خواص آن را به دو دسته – الکتریکی  - مکانیکی  تقسیم کرد .

خواص شیمیایی 

مس در تقسیم بندی عناصر در جدول تناوبی در دسته طلا و نقره  قرار دارد . در مجاورت هوای مرطوب سطح اشیاء  مسی از لایه نازک سبز رنگی  به نام کربنات مس پوشیده می شود که اصطلاحا ً زنگ می گویند . علامت اختصاری  مس CU  و جرم اتمی  ان 6/63 و از عناصر  2 ظرفیتی  می باشد . اگر مس را حرارت دهند در 185 درجه سانتیگراد  شروع به اکسید شدن می کند . در 200 درجه حرارت به رنگ کلی در 300 درجه حرارت  به رنگ سبز مایل به آبی و در درجات بالاتر به رنگ سیاه در می آید

موارد استفاده مس 

مس از دورانهای گذشته  مورد استفاده داشته  و از آن ها در زمان باستان ابزار و آلات جنگی  و ظروف و لوازم  تزئینی تهیه می کردند و به سبب خاصیت  بالای مقاومت خورندگی مس در پوسته های روکشی  کشتی ها استفاده می کردند و به علت دارا بودن خاصیت  هدایت الکتریکی  زیاد و پیشرفت مهندسی  برق می توان گفت  که مس یکی از فلزات اصلی  مصرف در ساخت هدایت کننده ها سایر قسمتهای انتقال  جریان برق گردید . در حال حاضر نصف تولید مس در دنیا به این مصرف اختصاص داده شده است . و باز به علت خاصیت هدایت حرارتی بالای ان این فلز در ساخت دستگاههای گرم کننده  - سرد کننده و از این قبیل لوازم مصرف دارد .

می توان از استخراج مس با سایر فلزات انواع و اقسام آلیاژهای متنوع تهیه کرد که در زیر تعدادی از این آلیاژها مختصراَ شرح داده می شود .

برنج : برنج آلیاژی  از مس و روی است که مقدار روی ان از 18 تا 40 در صد می تواند باشد که از نظر خواص مکانیکی و قابلیت انجام کار بر مس برتری دارد و از نظر تهیه ارزانتر  از تهیه مس خالص است .

برنز : آلیاژی از مس و قلع است که از برنج و مس سخت تر است و بهتر ریخته گری و تراشکاری می شود  و به علت مقاومت خورندگی  بالایی که برنز دارد از ان در ساخت شیرها . مهره  ماسوره ها برای بشکه های  آب و گاز  و لوازم شیمیایی  استفاده می شود و باز به علت اصطکاک و استهلاک کم از انها در ساخت بلبرینگها و حلزونیها . چرخ دنده ها استفاده می شود .

برنز الومینیم  دارای 5 تا 10 در صد آلومینیم است و رنگ ان شبیه  به طلاست .

برنز سیلین : دارای  5 در صد سیلین است .

برنر فسفر : دارای 9 در صد قلع نیم تا یک در صد فسفر است در ساخت قطعات ماشین آلات استفاده  می شود .

برنز منگنز : دارای 3 در صد منگنز است . از آلیاژهای مس و نیکل در حد بسیار محدودی استفاده می شود که در میان آنها از همه مهمتر آلیاژ نقره آلمانی است که شامل  80 در صد مس و 18 در صد نیکل است .

فلز مونل ( MONEL ) که دارای 68 در صد نیکل  28 در صد مس و اهن است که به مقدار زیاد نسبت به خورندگی  مقاوم بوده و دارای خواص مکانیکی عالی است  و نیاز به ابکاری  پس از تراشکاری ندارد . بنابراین از آن به مقدار  زیاد در تهیه لوازم پزشکی و جراحی و اطاق عمل و دستگاههای ازمایشگاهی  و ضرب سکه استفاده می شود . علاوه  بر مصارف بالا از ترکیباتی  نظیر سولفات – کربنات – و سیانید  مس و غیره در کارهای هنری  و نیز در حشره کشها  و میکروب و قارچ کشها استفاده می شود .

موقعیت جغرافیایی معدن مس سر چشمه

معدن مس سرچشمه در حدود 160  کیلومتری جنوب غربی کرمان و حدود 50 کیلومتری رفسنجان  و 20 کیلومتری شمال قریه پاریز قرار دارد . این معدن  از طریق جاده آسفالته  به رفسنجان  و سیرجان مرتبط می شود  و در آینده نزدیک بوسیله راه آهن  از طریق سیرجان به بندر عباس  متصل خواهد شد  و فاصله ان تا بندر عباس  427 کیلومتر می باشد  . ارتفاع این معدن از سطح دریا بطور  متوسط  2620 متر و بلندترین  نقطه آن از سطح دریل به 3280 متر می باشد . طول جغرافیایی این منطقه  52 و 55 و عرض  ان  57 و 29 می باشد . تغییرات سالانه درجه حرارت  در این منطقه  از 15 درجه تا 32 درجه سانتیگراد است . میزان بارندگی  در ارتفاعات 550 میلیمتر و در ناحیه ای که برای ریختن مواد باطله  در نظر گرفته شده است 300 میلیمتر و سرعت باد در این منطقه گاهی به 10 کیلومتر در ساعت می رسد .

کانسار معدن مس سرچشمه از نوع پرفیری است . این معدن یکی از بزرگترین معادن روباز جهان به مشار می رود و ذخیره زمین شناسی آن بالغ بر یک میلیارد و ذویست میلیون تن سنگ سولفوری با عیار متوسط 7% درصد برآورد شده است .

استخراج در معدن سرچشمه بدین شرح است که پس از عملیات انفجار ، سنگ معدن بر اساس نوع و مشخصات مربوطه توسط کامیونهای بزرگ معدنی به محل مناسب انتقال می یابد و از آنجا با توجه به برنامه تولید معدن بارگیری و به سنگ شکن اولیه ( از نوع ژیراتور)‌ منتقل می شود . پس از خردایش ، خاک با دانه بندی 100% درصد زیر 8 اینج در انبار درشت با ظرفیت 150 هزار تن ذخیره می گردد