ทองแดง

ทองแดง

           เป็นโลหะที่มีความสำคัญและใช้มากในอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์  อุปกรณ์ตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศ  อุปกรณ์เกี่ยวกับรถยนต์  อาวุธ เปรียญกษาปณ์ ฯลฯ  และยังเป็นส่วนปรกอบสำคัญในโลหะผสมหลายชนิด เช่น  ทองเหลือง บรอนซ์  โลหะผสมทองแดงนิกเกิลใช้ทำท่อในระบบกลั่น อุปกรณ์ภายในเรือเดินทะเล  โลหะผสมทองแดง นิกเกิล และสังกะสี ( เรียกว่าเงินนิกเกิลหรือเงินเยอรมัน ) ใช้ทำเครื่องใช้ เช่น ส้อม มีด เครื่องมือแพทย์   นอกจากนี้  แร่ทองแดงที่มีลวดลายสวยงาม เช่น มาลาไคต์ อะซูไรต์ และคริโซคอลลา สามารถนำมาทำเครื่องประดับได้อีกด้วย


การกลุงแร่ทองแดง

การถลุงทองแดงจากแร่ ขั้นแรกคือการแยกแร่ที่ต้องการออกจากสิ่งเจือปนหรือ กากแร่ อาจใช้วิธีการลอยตัว โดยนำแร่ที่บดละเอียดแล้วผสมเข้ากับน้ำ น้ำมันและสารซักล้างในถังผสม จากนั้นกวนและผ่านอากาศเข้าไปในของเหลวที่อยู่ในถังผสมตลอดเวลา เพื่อทำให้มีฟองเกิดขึ้น ซึ่งเป็นผลให้ฟองอากาศ และน้ำมันไปเกาะอยู่กับอนุภาคของแร่และลอยตัวอยู่ด้านบน ส่วนกากแร่จะจมลงอยู่ด้านล่าง เมื่อตักฟองที่ลอยอยู่ด้านบนออกและทำให้แห้ง จะได้ผลแร่ที่มีปริมาณทองแดงเพิ่มขึ้นประมาณร้อยละ 15 โดยมวล ขั้นต่อไปน้ำแร่มาเผาในอากาศ เรียกกระบวนการนี้ว่า การย่างแร่ ไอร์ออน(II)ซัลเฟตบางส่วนจะถูกออกซิไดส์เป็นไอร์ออน(II)ออกไซด์ ดังสมการ

2CuFeS₂(s) + 3O₂(g) → 2CuS(s)+ 2FeO(s) + 2SO₂(g)
FeO(s) + SiO₂(s) → FeSiO₃(l)
2Cu₂S(s) + 3O₂(g) → 2Cu₂O(s) + 2SO₂(g)
2Cu₂O(s) + Cu₂S(s) → 6Cu(l) + SO₂(g)

กำจัดไอร์ออน(II)ออกไซด์ออกไป โดยนำผลิตภัณฑ์ที่ได้ไปเผารวมกับออกไซด์ของซิลิคอนในเตาถลุงอุณหภูมิประมาณ 1100 °C ไอร์ออน(II)ออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับออกไซด์ของซิลิคอนได้กากตะกอนเหลวซึ่งแยกออกมาได้ ดังสมการ

ส่วนคอบเปอร์(II) ซัลไฟด์เมื่ออยู่ในที่มีอุณหภูมิสูงจะสลายตัวได้เป็นคอบเปอร์(I)ซัลไฟด์ในสถานะของเหลวซึ่งสามารถแยกออกได้

ในขั้นตอนสุดท้ายเมื่อแยกคอปเปอร์(I)ซัลไฟด์ในอากาศ บางส่วนจะเปลี่ยนเป็นคอปเปอร์(I)ออกไซด์ดังสมการ

และคอปเปอร์(I)ออกไซด์กับคอปเปอร์(I)ซัลไฟด์จะทำปฏิกิริยากันโดยมีซัลไฟด์ไอออนทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ ได้โลหะทองแดงและแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ดังสมการ

ทองแดงที่ถลุงได้ในขั้นนี้ยังมีสิ่งเจือปนจึงต้องนำไปทำให้บริสุทธิ์ก่อน การทำทองแดงให้บริสุทธิ์โดยทั่วไปจะใช้วิธีแยกสารละลายด้วยกระแสไฟฟ้า