Cobre: Uno de los primeros metales descubiertos por el hombre. Los descubrimientos arqueológicos en tumbas han demostrado que ya hace 6.000 años los egipcios utilizaban herramientas de cobre. El cobre en la naturaleza se puede encontrar como cobre nativo, cuprita y calcocita. El cobre y la cuprita nativos son escasos.
Hoy en día, más del 80% del cobre del mundo se refina a partir de calcocita, un tipo de mineral de baja ley que sólo contiene entre un 2 y un 3% de cobre. El desarrollo de la metalurgia del cobre ha pasado por un largo proceso, pero aún hoy el cobre se funde principalmente mediante pirometalurgia, que representa alrededor del 80% de la producción total de cobre del mundo.
Gradualmente se están introduciendo modernas técnicas de hidrometalurgia, que reducen significativamente el costo de refinación del cobre.
El cobre tiene muchas propiedades físicas y químicas valiosas, como alta conductividad térmica y eléctrica, estabilidad química, alta resistencia a la tracción, buena soldabilidad, resistencia a la corrosión, ductilidad y maleabilidad.
El cobre puro se puede hilar en alambres muy finos o en láminas de cobre muy delgadas. Puede formar aleaciones con zinc, estaño, plomo, manganeso, cobalto, níquel, aluminio, hierro y otros metales. Las aleaciones formadas se dividen principalmente en tres categorías: latón, que es una aleación de cobre y zinc; bronce, que es una aleación de cobre y estaño; y cuproníquel, que es una aleación de cobre, cobalto y níquel.
Proporción de las principales aplicaciones de rendimiento del cobre y aleaciones de cobre.
El cobre es un metal no ferroso que tiene una estrecha relación con el hombre y se utiliza ampliamente en los campos de la ingeniería eléctrica, la industria ligera, la fabricación de maquinaria, la industria de la construcción, la industria de defensa nacional, etc. En China, el consumo de cobre ocupa el segundo lugar después del aluminio entre los materiales metálicos no ferrosos.
Según el consumo medio anual per cápita: en los países desarrollados (que representan alrededor de 1.100 millones de personas) se sitúa entre 10 y 20 kg; Los países en desarrollo (que representan alrededor de 4.900 millones de personas) están entre 0 y 2 kg.
El nivel de consumo de cobre en los países desarrollados es significativamente mayor que el de los países en desarrollo. En los países desarrollados, un residente promedio necesita consumir alrededor de una tonelada de cobre a lo largo de su vida, lo cual es una cantidad considerable.
La comparación de los dos datos anteriores muestra que el nivel de consumo de cobre refleja, en cierta medida, el nivel de desarrollo de un país. Aunque la demanda de cobre de China ha aumentado significativamente en los últimos años, todavía hay algunas zonas pobres en las zonas rurales donde el consumo medio anual per cápita es de sólo 0,1 kg, similar al de la India (0,13 kg), lo que indica un enorme potencial de desarrollo. .
Estructura del consumo de cobre en China:
Estructura del consumo de cobre en Estados Unidos:
De las dos cifras anteriores podemos ver que existe una diferencia significativa en la estructura del consumo de cobre entre China y Estados Unidos. El consumo de productos eléctricos y electrónicos en China representa la mitad del consumo total, mientras que en EE.UU. representa el 70%.
Estados Unidos también tiene un mayor consumo de cobre en la industria de la construcción, mientras que en China el consumo de cobre en la construcción es insignificante. En comparación con los países europeos y americanos, la aplicación del cobre en la construcción en China apenas ha comenzado en los últimos años, con un enorme mercado potencial.
Según las estadísticas, el uso de cobre en viviendas en los Estados Unidos aumentó de 120 kg por hogar en 1970 a 200 kg en 1996. En promedio, los automóviles utilizaron 10 kg de cobre por vehículo en 1950 y aumentaron a 19 kg en 1996. Los vehículos eléctricos requieren un aumento en el uso de cobre de 25 kg a 40 kg por vehículo.
Asignación del uso del cobre entre varios sectores de la construcción en el mercado mundial del cobre.
La asignación específica del uso de cobre en varios sectores de la construcción en el mercado mundial del cobre es la siguiente:
(1) Construcción de viviendas, incluidos: sistemas de plomería (agua, calefacción, gas, extintores, etc.); instalaciones de la casa (aire acondicionado, refrigeradores, etc.); decoración de edificios (techos, decoración de canalones, etc.); líneas de comunicación (audio, vídeo, datos, etc.); sistemas de poder.
(2) Producción de equipos, incluidos: equipos industriales (motores, transformadores, etc.); transporte (coches, ferrocarriles, aviones, etc.); dispositivos electrónicos; productos industriales ligeros (electrodomésticos, instrumentos, herramientas, etc.).
(3) Infraestructura básica, que incluye: proyectos de ingeniería a gran escala (instalaciones de transporte, industria petroquímica, minería y metalurgia, etc.); industria de energía eléctrica (transmisión, distribución, etc.); redes de comunicación. Cabe mencionar que la construcción de viviendas está directamente relacionada con el nivel de vida de las personas, siendo el cobre el de mayor proporción de aplicación en este ámbito. En particular, China considera que la construcción residencial es una parte importante para impulsar el desarrollo de la economía nacional. Parece que la promoción activa de la aplicación del cobre juega un papel importante en el desarrollo económico y social del país.
Aplicación del cobre en la industria eléctrica:
(1) Transmisión de potencia
Datos de consumo eléctrico nacional de 1998 a 2003.
La figura anterior muestra la situación del consumo de electricidad en China de 1998 a 2003, siendo 2003 el valor previsto. El rápido aumento de la demanda de electricidad impulsado por el desarrollo económico de China requiere una gran cantidad de cobre altamente conductor en la transmisión de energía, utilizado principalmente en cables eléctricos, barras colectoras, transformadores, interruptores, conectores e interconexiones. En el proceso de transmisión de energía a través de alambres y cables, las resistencias eléctricas generan calor y desperdician energía.
Desde la perspectiva de la economía y la conservación de energía, el mundo está promoviendo actualmente el estándar de "sección transversal óptima del cable". En el pasado, el estándar popular se basaba únicamente en reducir la sección transversal del cable para minimizar el tamaño mínimo permitido del cable según la clasificación de corriente requerida por el diseño para reducir los costos iniciales de instalación sin causar un sobrecalentamiento peligroso.
Los cables instalados de acuerdo con esta norma tienen costos de instalación más bajos, pero consumen relativamente más energía debido a la resistencia eléctrica durante el uso a largo plazo. El estándar de “sección transversal óptima del cable” considera tanto los costos de instalación únicos como el consumo de energía, ampliando adecuadamente el tamaño del cable para lograr ahorros de energía óptimos y beneficios económicos integrales. Según el nuevo estándar, la sección transversal del cable suele ser más del doble en comparación con el antiguo estándar, lo que puede lograr un efecto de ahorro de aproximadamente el 50%.
En el pasado, debido al suministro insuficiente de cobre, China tomó la medida de sustituir el cobre por aluminio en las líneas aéreas de transmisión de alto voltaje, considerando que el aluminio representa sólo el 30% del peso del cobre y esperando reducir ese peso. Sin embargo, desde el punto de vista de la protección del medio ambiente, las líneas aéreas de transmisión serán sustituidas por la instalación de cables subterráneos. En tales circunstancias, el aluminio tiene desventajas como una baja conductividad y cables más grandes en comparación con el cobre, lo que lo hace menos competitivo.
Por las mismas razones, reemplazar los transformadores bobinados de aluminio por transformadores bobinados de cobre, que son energéticamente eficientes, también es una buena elección.
(2) Fabricación de motores
En la fabricación de motores se utilizan ampliamente aleaciones de cobre con alta conductividad y resistencia. Las principales partes de cobre son el estator, el rotor y la cabeza del eje. En los motores grandes, el devanado debe enfriarse con agua o gas hidrógeno, lo que se denomina refrigeración interna dual por agua o motores refrigerados por hidrógeno, que requieren conductores largos y huecos.
Los motores son grandes consumidores de electricidad y representan alrededor del 60% de todo el suministro eléctrico. La factura de electricidad acumulada por hacer funcionar un motor es muy elevada. Generalmente alcanza el coste del propio motor en las primeras 500 horas de funcionamiento y supone entre 4 y 16 veces el coste en un año. Durante toda la vida útil, el costo puede llegar a 200 veces.
Una ligera mejora en la eficiencia del motor no sólo puede ahorrar energía sino también lograr importantes beneficios económicos. El desarrollo y aplicación de motores eficientes es un tema candente en el mundo actual. Como el consumo energético interno de los motores proviene principalmente de la pérdida de resistencia de los devanados, aumentar la sección transversal del alambre de cobre es una medida fundamental para desarrollar motores eficientes. En los últimos años, se han desarrollado algunos motores de alta eficiencia que utilizan entre un 25% y un 100% más de devanados de cobre que los motores tradicionales. El Departamento de Energía de Estados Unidos está financiando actualmente un proyecto de desarrollo que propone la producción de rotores de motores utilizando tecnología de cobre fundido.
(3) Cables de comunicación
Desde la década de 1980, debido a las ventajas de la gran capacidad de transporte de corriente de los cables de fibra óptica, han reemplazado continuamente los cables de cobre en las redes troncales de comunicación y han promovido rápidamente su aplicación. Sin embargo, todavía se necesita una gran cantidad de cobre para convertir la energía eléctrica en energía óptica e insertar líneas de usuario. Con el desarrollo de la industria de las comunicaciones, la dependencia de las personas de las comunicaciones está aumentando y la demanda de cables de fibra óptica y alambres de cobre seguirá aumentando.
(4) Cableado eléctrico residencial
En los últimos años, con la mejora del nivel de vida de la gente en China y la rápida popularización de los electrodomésticos, la carga eléctrica de la electricidad residencial ha crecido rápidamente. Como se muestra en la Figura 6.6, en 1987 el consumo de electricidad residencial fue de 26,96 mil millones de kilovatios-hora (kWh); en 1996, había aumentado a 113,1 mil millones de kWh, un aumento de 3,2 veces.
A pesar de este crecimiento, todavía existe una brecha significativa en comparación con los países desarrollados. Por ejemplo, en 1995, el consumo de electricidad per cápita en Estados Unidos era 14,6 veces mayor que el de China y en Japón era 8,6 veces mayor que el de China. Todavía existe un gran potencial para el crecimiento del consumo de electricidad residencial en China en el futuro. Se espera que aumente 1,4 veces entre 1996 y 2005.
En la actualidad, la capacidad diseñada del cableado eléctrico residencial en China es relativamente baja. Tomando como ejemplo un apartamento de dos dormitorios, la Tabla 6.l compara los estándares de diseño eléctrico arquitectónico en Beijing, Hong Kong y Japón. Se puede ver que Hong Kong y Japón han considerado plenamente la demanda de un mayor consumo de electricidad residencial en sus proyectos. , mientras que la capacidad de diseño del cableado eléctrico residencial de China debe mejorarse con urgencia.
Aplicación del Cobre en la Industria Electrónica
La industria electrónica es una industria emergente que continúa desarrollando nuevos productos de cobre y nuevas aplicaciones a medida que crece. Actualmente, sus aplicaciones han evolucionado desde tubos de electrones y circuitos impresos hasta microelectrónica y circuitos integrados semiconductores.
(1) tubos de electrones
Los tubos de electrones se componen principalmente de tubos de transmisión de alta y ultraalta frecuencia, guías de ondas y tubos de magnetrón, que requieren cobre libre de oxígeno de alta pureza y cobre libre de oxígeno reforzado con dispersión.
(2) Circuitos impresos
Los circuitos impresos de cobre utilizan una lámina de cobre como superficie, que está pegada a una placa de plástico como soporte. El diagrama de cableado del circuito se imprime en la placa de cobre mediante fotolitografía y el exceso se elimina mediante grabado para dejar un circuito interconectado.
Luego taladre agujeros en la conexión entre la placa de circuito impreso y el exterior, inserte los terminales de componentes discretos u otras partes y sueldelos en este camino para completar el ensamblaje de un circuito completo. Si se utiliza el método de recubrimiento por inmersión, todas las soldaduras de las juntas se pueden completar a la vez.
Por lo tanto, los circuitos impresos son ampliamente utilizados en situaciones que requieren un trazado preciso de los circuitos, como radios, televisores, computadoras, etc., ahorrando mucha mano de obra en cableado y fijación de circuitos y requiriendo un gran consumo de láminas de cobre. Además, para las conexiones de circuitos también se requieren varios materiales de soldadura a base de cobre de bajo precio, bajo punto de fusión y buen flujo.
(3) Circuitos integrados
El núcleo de la tecnología microelectrónica son los circuitos integrados. Un circuito integrado se refiere a un circuito miniaturizado en el que los componentes e interconexiones que componen el circuito están integrados dentro, sobre la superficie o por encima de un sustrato de material cristalino semiconductor (chip) utilizando tecnología de proceso especializada.
Este tipo de microcircuito es miles o incluso millones de veces más pequeño en tamaño y peso que el circuito de componentes discretos de estructura más compacta. Su aparición provocó un cambio importante en las computadoras y se convirtió en la base de la tecnología de la información moderna.
Los circuitos integrados a gran escala desarrollados actualmente pueden producir cientos de miles o incluso millones de transistores en un solo chip con un área más pequeña que una uña. Recientemente, la empresa informática de renombre internacional IBM logró un gran avance al utilizar cobre en lugar de aluminio como interconexiones en chips de silicio.
Este nuevo tipo de microchip de cobre puede lograr una ganancia de eficiencia del 30%, reducir el tamaño de las líneas de circuito a 0,12 micrones y permitir integrar hasta 2 millones de transistores en un solo chip. Esto abrió nuevas perspectivas para el antiguo metal de cobre en el nuevo campo tecnológico de los circuitos integrados semiconductores.
(4) Marcos de plomo
Para proteger el funcionamiento normal de los circuitos integrados o híbridos, es necesario empaquetarlos; y durante el embalaje, es necesario retirar del sello una gran cantidad de conectores del circuito.
Estos cables requieren cierta resistencia para formar la estructura de soporte del circuito integrado de embalaje, llamada estructura conductora.
En la producción real, para lograr una producción de alta velocidad y a gran escala, las estructuras de plomo generalmente se estampan continuamente sobre una tira de metal en una disposición específica. El material de la estructura principal representa de 1/3 a 1/4 del costo total del circuito integrado y se usa ampliamente; por lo tanto, se requiere un bajo costo.
Las aleaciones de cobre tienen precios bajos, alta resistencia, conductividad y conductividad térmica, excelente rendimiento de procesamiento, soldabilidad y resistencia a la corrosión. Mediante la aleación, sus propiedades se pueden controlar dentro de un amplio rango para cumplir mejor con los requisitos de rendimiento de las estructuras de plomo.
El cobre se ha convertido en un material importante para estructuras de plomo y actualmente es el material más utilizado para cobre en dispositivos microelectrónicos.
Aplicación del Cobre en la Industria Energética y Petroquímica
(1) Industria energética
Tanto la energía térmica como la generación de energía atómica dependen del vapor para realizar trabajo. El circuito de vapor es el siguiente: la caldera genera vapor – el vapor hace funcionar la turbina – el vapor después del trabajo se envía al condensador – se enfría en agua – regresa a la caldera para convertirse nuevamente en vapor.
Durante este período, el condensador principal está compuesto por placas tubulares y tubos de condensador. Para su fabricación se utiliza cobre debido a su buena conductividad térmica y resistencia a la corrosión del agua. Todos ellos están fabricados en latón amarillo, latón aluminio o cobre blanco.
Según datos, por cada 10 mil kilovatios de capacidad instalada se necesitan 5 toneladas de tubos condensadores. Una central eléctrica de 600.000 kilovatios requiere 3.000 toneladas de material de tubos de condensador. El uso de energía solar también requiere muchas tuberías de cobre.
Por ejemplo, un hotel cerca de Londres equipado con una piscina tiene un calentador solar que puede mantener la temperatura del agua entre 18 y 24°C en verano. El calentador solar contiene 356 kg (784 libras) de tubería de cobre.
(2) Industria petroquímica
El cobre también se utiliza a veces en la industria petroquímica. Un ejemplo es el uso de aleaciones de cobre y níquel para intercambiadores de calor en centrales nucleares refrigeradas por agua de mar. La aleación tiene una excelente resistencia a la corrosión del agua de mar y a las altas temperaturas, lo que la hace ideal para su uso en esta aplicación.
El cobre también se utiliza en la construcción de tuberías y tanques para el transporte de petróleo y gas debido a su alta resistencia y excelente resistencia a la corrosión.
Además, el cobre se utiliza en catalizadores de reacciones químicas en refinerías y otras plantas químicas.
(2) Industria petroquímica
El cobre y muchas aleaciones de cobre tienen buena resistencia a la corrosión en ácidos no oxidantes como soluciones acuosas, ácido clorhídrico, ácidos orgánicos (como ácido acético, ácido cítrico, ácidos grasos, ácido láctico, ácido oxálico, etc.), diversos álcalis, excepto amoniaco y compuestos orgánicos no oxidantes (como aceites, fenoles, alcoholes, etc.).
Por lo tanto, son ampliamente utilizados en la industria petroquímica para la fabricación de diversos contenedores, sistemas de tuberías, filtros, bombas y válvulas para contacto con medios corrosivos.
El cobre también se utiliza en la fabricación de diversos evaporadores, intercambiadores de calor y condensadores debido a su conductividad térmica. Debido a su buena plasticidad, el cobre es especialmente adecuado para la fabricación de intercambiadores de calor de estructuras complejas con tubos de cobre entrelazados en las industrias químicas modernas.
Además, el bronce se utiliza para producir herramientas en las plantas de refinación de petróleo porque no se producen chispas al impactar, lo que puede evitar que se produzcan incendios.
(3) Industria Oceánica
El océano cubre más del 70% de la superficie terrestre y cada vez se valora más el desarrollo y uso racional de los recursos marinos. El agua de mar contiene iones de cloruro que pueden causar corrosión fácilmente, y muchos materiales metálicos de ingeniería como el cobre, el hierro, el aluminio e incluso el cobre inoxidable no son resistentes a la corrosión del agua de mar.
Además, también se puede formar bioincrustación marina en las superficies de estos materiales, así como en materiales no metálicos como la madera y el vidrio. El cobre es único porque no sólo es resistente a la corrosión del agua de mar, sino que también tiene un efecto bactericida cuando los iones de cobre se disuelven en el agua, lo que puede prevenir la bioincrustación marina.
Por lo tanto, el cobre y las aleaciones de cobre son materiales muy importantes en la industria oceánica y se utilizan ampliamente en plantas desalinizadoras de agua de mar, plataformas marinas de petróleo y gas y otras instalaciones costeras y submarinas.
Por ejemplo, sistemas de tuberías, bombas y válvulas utilizadas en procesos de desalinización de agua de mar, equipos utilizados en plataformas de petróleo y gas, incluidas zonas de salpicadura y tornillos submarinos, jornadas de perforación, mangas antiincrustantes, bombas, válvulas y sistemas de tuberías, etc.
Aplicación del cobre en la industria del transporte.
(1) Barcos
Debido a su excelente resistencia a la corrosión del agua de mar, muchas aleaciones de cobre, como bronce de aluminio, bronce de manganeso, latón de aluminio, bronce de estaño-zinc), cobre blanco y aleación de níquel-cobre (aleación Monel), se han convertido en materiales estándar para la construcción naval. El cobre y las aleaciones de cobre representan entre el 2 y el 3% del peso de los buques de guerra y de la mayoría de los grandes buques comerciales. Las hélices de los buques de guerra y de la mayoría de los grandes barcos comerciales están hechas de aluminio, bronce o latón.
Las hélices de los grandes barcos pesan entre 20 y 25 toneladas cada una, mientras que las de los portaaviones Elizabeth Queen y Mary Queen pesan hasta 35 toneladas cada una. Las pesadas barras de cola de los barcos grandes suelen estar hechas de metal "Almirante", y los tornillos cónicos de los timones y hélices también están hechos del mismo material. El cobre y las aleaciones de cobre también se utilizan mucho en motores y calderas. El primer barco mercante de propulsión nuclear del mundo utilizó 30 toneladas de tubos de condensador de cobre blanco. Últimamente se utilizan como depósitos de aceite grandes serpentines calefactores con tubos de latón y aluminio.
En un barco de 100.000 toneladas hay 12 tanques de almacenamiento de este tipo y el sistema de calefacción correspondiente es bastante grande. El equipamiento eléctrico a bordo también es muy complejo, con motores, motores, sistemas de comunicación, etc. dependiendo casi por completo del cobre y aleaciones de cobre para funcionar.
El cobre y las aleaciones de cobre se utilizan a menudo para la decoración de camarotes de barcos de todos los tamaños, e incluso los barcos de madera se sujetan preferentemente con tornillos y clavos de aleación de cobre (normalmente bronce al silicio), que pueden producirse en masa mediante laminación. En el pasado, el revestimiento de cobre se usaba a menudo para proteger el casco de la bioincrustación marina, pero ahora se usa comúnmente pintura con pincel que contiene cobre.
Durante la Segunda Guerra Mundial, para evitar que las minas magnéticas alemanas atacaran a los barcos, se desarrolló un dispositivo de minas antimagnéticas. Se fijó una tira de cobre alrededor del casco de cobre y se pasó una corriente eléctrica a través de ella para neutralizar el campo magnético del barco, lo que impidió que las minas detonaran.
Desde 1944, todos los barcos aliados, unos 18.000 en total, han sido equipados con este dispositivo desmagnetizador para su protección. Algunos grandes buques de guerra necesitan una gran cantidad de cobre para este fin. Por ejemplo, se utilizan 28 millas (unos 45 kilómetros) de alambre de cobre, que pesan unas 30 toneladas.
(2) Automóviles
Cada automóvil suele contener entre 10 y 21 kg de cobre, según el tipo y tamaño del vehículo. En el caso de los coches pequeños, la cantidad de cobre utilizada representa entre el 6 y el 9% de su peso. El cobre y las aleaciones de cobre se utilizan principalmente en radiadores, tuberías de sistemas de frenos, dispositivos hidráulicos, engranajes, cojinetes, pastillas de freno, sistemas de energía y distribución, arandelas y diversos conectores, accesorios y piezas decorativas.
Los radiadores utilizan una cantidad relativamente grande de cobre. En los radiadores de tubos y tiras modernos, se sueldan tiras de latón a los tubos del radiador y tiras finas de cobre se pliegan formando aletas de disipación de calor. En los últimos años se han realizado muchas mejoras para mejorar aún más el rendimiento de los radiadores de cobre y aumentar su competitividad frente a los radiadores de aluminio.
En términos de materiales, se añaden oligoelementos al cobre para aumentar su resistencia y su punto de reblandecimiento sin sacrificar la conductividad térmica, reduciendo así el espesor de la tira y ahorrando uso de cobre.
En términos de procesos de fabricación, para ensamblar el núcleo del radiador se utiliza soldadura de tubos de cobre por láser o de alta frecuencia y soldadura fuerte de cobre en lugar de soldadura blanda contaminada con plomo.
Los resultados de estos esfuerzos se presentan en la Tabla 6.2. En comparación con los radiadores de aluminio soldado, en las mismas condiciones de disipación de calor, es decir, con la misma caída de presión de aire y refrigerante, los nuevos radiadores de cobre son más ligeros y significativamente más pequeños en tamaño, y la buena resistencia a la corrosión y la larga vida útil del cobre constituyen las ventajas. de radiadores de cobre más prominente.
(3) Ferrocarriles
La electrificación de los ferrocarriles requiere una gran cantidad de cobre y aleaciones de cobre. Se necesitan más de 2 toneladas de alambre de cobre con formas especiales por cada kilómetro de cable aéreo. Para aumentar su resistencia, se suele añadir una pequeña cantidad de cobre (alrededor del 1%) o plata (alrededor del 0,5%).
Además, los motores de los trenes, los rectificadores y los sistemas de control, frenado, eléctricos y de señalización dependen del cobre y aleaciones de cobre para funcionar.
(4) Aeronaves
El cobre también es esencial para el funcionamiento de los aviones. Por ejemplo, los materiales de cobre se utilizan para cableado, sistemas hidráulicos, de refrigeración y neumáticos en aviones, los tubos de bronce de aluminio se utilizan para sellos de cojinetes y cojinetes de trenes de aterrizaje, las aleaciones de cobre antimagnéticas se utilizan para instrumentos de navegación y muchos instrumentos utilizan cobre berilio. elementos elásticos, entre otros usos.
Aplicaciones del Cobre en las Industrias Mecánica y Metalúrgica
(1) Ingeniería Mecánica
Los componentes de cobre se pueden encontrar en casi todas las máquinas. Además de la gran cantidad de cobre que se utiliza en motores, circuitos, sistemas hidráulicos, sistemas neumáticos y sistemas de control, una variedad de piezas de transmisión y sujetadores hechos de latón y bronce, como engranajes, engranajes helicoidales, ejes helicoidales, conectores, sujetadores , elementos de torsión de tornillos, tornillos, tuercas, etc., están hechos de aleaciones de cobre.
Casi todas las piezas que se mueven entre sí en una máquina requieren cojinetes o casquillos hechos de aleaciones de cobre resistentes al desgaste, especialmente las camisas de los cilindros y las placas deslizantes de grandes extrusoras y prensas de forja, que están hechas casi de bronce y pueden pesar varias toneladas. .
Muchos elementos elásticos también están hechos de bronce al silicio y bronce al estaño. Las herramientas de soldadura, los moldes de fundición y más dependen de las aleaciones de cobre.
(2) Equipo metalúrgico
La industria metalúrgica es un gran consumidor de electricidad y se la conoce como el “tigre eléctrico”. En la construcción de una planta metalúrgica, debe estar presente un sistema de distribución de energía a gran escala y equipos de operación de energía que dependan del cobre.
Además, en la pirometalurgia ha dominado la tecnología de colada continua, y los componentes principales del cristalizador utilizan principalmente aleaciones de cobre con alta resistencia y alta conductividad térmica, como el cobre al cromo y el cobre plateado.
Para la fundición eléctrica, los crisoles enfriados por agua para hornos de arco al vacío y hornos de arco eléctrico están hechos de tubos de cobre, y varias bobinas de calentamiento por inducción se enrollan con tubos de cobre o tubos de cobre de formas especiales y se enfrían con agua.
(3) Aditivos de aleación
El cobre es un elemento aditivo importante en las aleaciones de cobre, hierro y aluminio. Agregar una pequeña cantidad de cobre (0,2 ~ 0,5%) al cobre estructural de baja aleación puede mejorar su resistencia a la corrosión atmosférica y marina.
Agregar cobre al hierro fundido resistente a la corrosión y al cobre inoxidable puede mejorar aún más su resistencia a la corrosión. Las aleaciones con un alto contenido de níquel y aproximadamente un 30% de cobre son famosas por su alta resistencia y resistencia a la corrosión, como la “aleación Monel”, ampliamente utilizada en la industria nuclear.
Muchas aleaciones de aluminio de alta resistencia también contienen cobre. A través del tratamiento térmico de enfriamiento y envejecimiento, las partículas finas se precipitan y se distribuyen difusamente en la aleación, mejorando significativamente su resistencia, conocida como aleación de aluminio endurecido por envejecimiento.
El famoso es el duraluminio o aluminio duro, un material estructural importante para la fabricación de aviones y cohetes y que contiene cobre, manganeso y magnesio.
Aplicaciones del cobre en la industria ligera.
Los productos industriales ligeros están muy relacionados con la vida de las personas y cuentan con una amplia variedad. Debido al buen rendimiento integral del cobre, se puede ver en todas partes en la industria ligera. Aquí hay unos ejemplos:
(1) Unidades de aire acondicionado y refrigeración
La función de control de temperatura de los acondicionadores de aire y unidades de refrigeración se logra principalmente mediante la evaporación y condensación de tubos de cobre en intercambiadores de calor. El tamaño y el rendimiento de transferencia de calor de los tubos de intercambio de calor determinan en gran medida la eficiencia y miniaturización de toda la máquina de aire acondicionado y la unidad de refrigeración. En estas máquinas se utilizan tubos de cobre moldeados de alta conductividad térmica.
Recientemente, se han desarrollado y producido tubos de calor con ranuras internas y aletas altas utilizando las excelentes propiedades de procesamiento del cobre para su uso en intercambiadores de calor para acondicionadores de aire, unidades de refrigeración y dispositivos de recuperación de calor residual y químicos.
El coeficiente total de conducción de calor del nuevo intercambiador de calor se puede aumentar de 2 a 3 veces el de los tubos ordinarios y de 1,2 a 1,3 veces el de los tubos de aletas bajas, lo que ahorra un 40% de cobre y reduce el volumen del intercambiador de calor en más de 1/ 3.
(2) Relojes
La mayoría de las piezas funcionales de los relojes, cronómetros y dispositivos de relojería que se fabrican hoy en día están hechas de “latón para relojes”. La aleación contiene entre un 1,5% y un 2% de plomo y tiene buenas propiedades de procesamiento, lo que la hace adecuada para la producción en masa.
Por ejemplo, se cortan engranajes de largas barras de latón extruido y se perforan mandriles en tiras del espesor correspondiente. Las esferas de los relojes con patrones grabados, tornillos y juntas están hechas de latón u otras aleaciones de cobre.
Una gran cantidad de relojes baratos están hechos de latón (bronce de estaño y zinc) o chapados en alpaca (cobre blanco). Algunos relojes famosos están hechos de cobre y aleaciones de cobre. La manecilla de las horas británica "Big Ben" está hecha de varillas de latón macizo y el minutero está hecho de un tubo de cobre de 14 pies de largo.
En una fábrica de relojes moderna, las aleaciones de cobre son el material principal y se procesan con prensas y moldes precisos para producir de 10.000 a 30.000 relojes por día a bajo costo.
(3) Fabricación de papel
En la sociedad actual que cambia rápidamente, el consumo de papel es elevado. La superficie del papel parece simple, pero el proceso de fabricación del papel es muy complejo y requiere muchas máquinas, incluidos refrigeradores, evaporadores, batidores, máquinas de papel y más.
La mayoría de estos componentes, como diversos tubos de intercambio de calor, rodillos, barras batidoras, bombas de semifluido y pantallas de alambre, están hechos de aleaciones de cobre.
Por ejemplo, la máquina de papel de alambre largo que se utiliza actualmente pulveriza la pulpa preparada sobre una pantalla de alambre móvil con pequeños orificios de malla (malla 40-60). La malla de alambre está tejida con hilos de latón y bronce fosforado y tiene un ancho grande, generalmente superior a 6 metros (20 pies), y debe mantenerse completamente recta.
La malla se mueve sobre una serie de pequeños rodillos de latón o cobre y, a medida que las fibras húmedas con pulpa adherida la atraviesan, la humedad es succionada desde abajo. La malla también vibra para juntar las pequeñas fibras de pulpa. El tamaño de la malla de alambre de las máquinas papeleras grandes puede alcanzar los 8,1 metros (26 pies y 8 pulgadas) de ancho y 30,5 metros (100 pies) de largo.
La pulpa húmeda no sólo contiene agua sino también agentes químicos corrosivos utilizados en el proceso de fabricación del papel. Para garantizar la calidad del papel, se imponen requisitos estrictos al material de la malla metálica, que debe tener alta resistencia, elasticidad y resistencia a la corrosión, características perfectamente adaptadas a las aleaciones de cobre.
(4) Impresión
Las placas de cobre se utilizan para fotolitografía en impresión. Las placas de cobre pulidas se sensibilizan con una emulsión fotosensible y luego se exponen a imágenes fotográficas. La placa de cobre sensibilizada debe calentarse para endurecer la emulsión.
Para evitar el ablandamiento debido al calentamiento, el cobre suele contener una pequeña cantidad de plata o arsénico para aumentar la temperatura de ablandamiento. Luego, la placa se graba para formar una superficie de impresión con puntos cóncavos y convexos distribuidos.
En las máquinas de composición tipográfica automática, los moldes de letras de cobre se utilizan para hacer plantillas de placas, otro uso importante del cobre en la impresión. Los moldes de letras suelen estar hechos de latón con plomo, a veces de cobre o bronce.
(5) Productos farmacéuticos
En la industria farmacéutica, se utilizan varios dispositivos de vapor, ebullición y vacío de cobre puro. El cobre blanco de zinc se usa ampliamente en instrumentos médicos. Las aleaciones de cobre también son materiales de uso común para monturas de anteojos y más.
Cobre para la arquitectura y el arte
(1) Sistema de conductos
Debido a su hermosa apariencia, durabilidad, fácil instalación, seguridad, prevención de incendios, cuidado de la salud y muchas otras ventajas, las tuberías de agua de cobre tienen una ventaja rentable obvia sobre las tuberías de cobre galvanizadas y las tuberías de plástico. En edificios residenciales y públicos, se prefiere cada vez más como material para sistemas de suministro de agua, calefacción, suministro de gas y extinción de incendios.
En los países desarrollados, los sistemas de suministro de agua de cobre ya representan una gran proporción. El edificio Manhattan de Nueva York, que afirma ser el sexto edificio más alto del mundo, utiliza 60.000 pies (1 km) de tuberías de cobre sólo para su sistema de suministro de agua. En Europa existe un gran consumo de tuberías de cobre para agua potable.
El consumo medio de tuberías de cobre para agua potable en el Reino Unido es de 1,6 kg por persona al año, mientras que en Japón es de 0,2 kg. Los tubos de cobre galvanizado se corroen fácilmente y muchos países han prohibido su uso. Hong Kong ha prohibido su uso desde enero de 1996 y Shanghai desde mayo de 1998. Es imperativo que China promueva el uso de sistemas de conductos de cobre en la construcción de viviendas.
(2) Decoración del hogar
En Europa es tradicional utilizar placas de cobre en tejados y aleros. En los países nórdicos se utiliza incluso como decoración de paredes. El cobre tiene buena resistencia a la corrosión atmosférica, durabilidad, reciclabilidad, excelente trabajabilidad y hermoso color, lo que lo hace muy adecuado para la decoración del hogar.
Su aplicación en edificios antiguos como iglesias sigue brillando hoy en día, y su uso en edificios modernos de gran escala, incluso apartamentos y casas, está aumentando. Por ejemplo, en Londres, el edificio del Commonwealth Institute, que representa la arquitectura británica moderna, tiene un complejo techo hecho de placas de cobre que pesa aproximadamente 25 toneladas. El centro deportivo Crystal Palace, inaugurado en 1966, tiene un techo ondulado fabricado con 60 toneladas de cobre.
Según las estadísticas, en Alemania el consumo medio de láminas de cobre para tejados es de 0,8 kg por persona al año, mientras que en Estados Unidos es de 0,2 kg. Además, el uso de productos de cobre para la decoración de interiores, como tiradores de puertas, cerraduras, bisagras, barandillas, lámparas, adornos de pared y utensilios de cocina, no sólo dura mucho tiempo y es higiénico, sino que también añade una atmósfera elegante y es muy apreciado. por personas.
(3) Esculturas y Artesanías
No hay metal en el mundo que pueda usarse tan ampliamente para fabricar diversas artesanías como el cobre, que ha perdurado desde la antigüedad hasta nuestros días. En la construcción urbana actual, se utiliza una gran cantidad de aleaciones de cobre fundido para fabricar monumentos, campanas, vasijas del tesoro, estatuas, budas e imitaciones antiguas.
Los instrumentos musicales modernos, como las flautas de latón blanco y los saxofones de latón, también utilizan materiales de cobre. Varias obras de arte exquisitas, hermosas y baratas joyas bañadas en oro o imitaciones de oro/plata también requieren el uso de aleaciones de cobre con diferentes composiciones.
El Buda Tian Tan en Hong Kong, terminado en 1996, está hecho de estaño, zinc y bronce con plomo, pesa 206 toneladas y mide 26 metros de altura. El Buda Guanyin del Mar del Sur en la montaña Putuo, provincia de Zhejiang, terminado en 1997, tiene 20 metros de altura y pesa 70 toneladas. Es la primera estatua gigante de cobre del mundo construida con materiales de imitación de oro.
Después de eso, se completó en Wuxi una estatua de bronce del Buda Shakyamuni de 88 metros de altura. Se están construyendo estatuas de Buda más altas en la isla de Hainan, la montaña Jiu Hua, India y Japón.
(4) Monedas
Desde que nuestros antepasados humanos comenzaron a utilizar monedas para el comercio, se ha utilizado cobre y aleaciones de cobre para fabricar monedas, que se han transmitido de generación en generación hasta ahora. Con el desarrollo de actividades modernas como los teléfonos automáticos que funcionan con monedas, el transporte y las compras que benefician a las personas, el uso de cobre para la producción de monedas ha aumentado con el tiempo.
Además de cambiar las dimensiones, se pueden usar convenientemente diferentes composiciones de aleaciones para fabricar y distinguir monedas de diferentes denominaciones cambiando los colores de las aleaciones.
Las monedas de uso común incluyen “monedas de plata” que contienen un 25% de níquel, monedas de latón que contienen un 20% de zinc y un 1% de estaño y monedas de “cobre” que contienen pequeñas cantidades de estaño (3%) y zinc (1,5%). La producción de monedas de cobre en todo el mundo consume decenas de miles de toneladas de cobre cada año.
Sólo la Royal Mint de Londres produce setecientos millones de monedas de cobre cada año, lo que requiere aproximadamente siete mil toneladas de metal.
Aplicaciones del cobre en alta tecnología.
El cobre no sólo tiene una amplia gama de aplicaciones en las industrias tradicionales, sino que también desempeña un papel importante en industrias emergentes y campos de alta tecnología. Por ejemplo:
(1) Computadoras
La tecnología de la información es la vanguardia de la alta tecnología. Se basa en la herramienta de la sabiduría humana moderna, la computadora, para procesar y manejar el vasto y veloz mar de información. El corazón de la computadora consta de un microprocesador (que incluye una unidad aritmética lógica y una unidad de control) y una memoria.
Estos componentes básicos (hardware) son todos circuitos integrados a gran escala, con millones de transistores, resistencias, condensadores y otros dispositivos interconectados, distribuidos en pequeños chips para realizar cálculos numéricos rápidos, operaciones lógicas y almacenamiento masivo de información.
Estos chips de circuitos integrados deben ensamblarse utilizando marcos de conductores y circuitos impresos para funcionar.
Como se mencionó en el capítulo anterior "Aplicaciones en la industria electrónica", el cobre y las aleaciones de cobre no solo son materiales importantes para estructuras de plomo, soldaduras y placas de circuito impreso, sino que también desempeñan un papel importante en la interconexión de los pequeños componentes de los circuitos integrados.
(2) Superconductividad y baja temperatura
Para la mayoría de los materiales (excepto los semiconductores), su resistencia eléctrica disminuye a medida que disminuye la temperatura. Cuando la temperatura desciende a un nivel muy bajo, la resistencia de ciertos materiales puede desaparecer por completo, lo que se llama superconductividad.
La temperatura máxima a la que aparece la superconductividad se denomina temperatura crítica del material. El descubrimiento de la superconductividad abrió una nueva frontera en el uso de la electricidad.
Con resistencia eléctrica cero, se puede generar una corriente muy grande (teóricamente infinita) con un voltaje muy pequeño, generando enormes campos y fuerzas magnéticos, o no hay disminución del voltaje ni pérdida de energía cuando la corriente pasa a través de él. Evidentemente, sus aplicaciones prácticas traerán cambios a la producción y a la vida humana y han atraído mucha atención.
Sin embargo, para los metales comunes, la superconductividad sólo aparece cuando la temperatura se acerca al cero absoluto (0K = -273°C), lo cual es difícil de lograr en la práctica de la ingeniería. En los últimos años se han desarrollado algunas aleaciones superconductoras con temperaturas críticas más altas que los metales puros.
Por ejemplo, la aleación Nb3Sn tiene una temperatura crítica de 18,1 K. Sin embargo, su aplicación todavía depende en gran medida del cobre. En primer lugar, estas aleaciones deben trabajar a temperaturas ultrabajas, que se consiguen mediante la licuefacción de gases como helio líquido, hidrógeno y nitrógeno, con temperaturas de licuación de 4K (-269°C), 20K (-253°C) y 77K. (-196°C), respectivamente.
El cobre todavía muestra buena ductilidad y plasticidad a temperaturas tan bajas, lo que lo convierte en un material esencial para el transporte estructural y de tuberías en la ingeniería de bajas temperaturas.
Además, las aleaciones superconductoras como Nb3Sn y NbTi son frágiles y difíciles de transformar en materiales moldeados, por lo que requieren cobre como material de revestimiento para unirlos.
Actualmente, estos materiales superconductores se han utilizado para crear potentes imanes en dispositivos de diagnóstico médico como resonancias magnéticas y potentes separadores magnéticos en algunas minas. Los trenes maglev planificados con velocidades superiores a 500 km/h también dependen de estos materiales superconductores para suspender el tren y evitar la resistencia del contacto rueda-carril, logrando un funcionamiento de los vagones a alta velocidad.
Recientemente se han descubierto algunos materiales superconductores de alta temperatura, la mayoría de los cuales son óxidos compuestos.
Uno de los primeros y más conocidos es el óxido a base de cobre que contiene plomo (YBa2Cu3O7), con una temperatura crítica de 90 K, que puede funcionar a temperaturas de nitrógeno líquido. Actualmente, aún no se han desarrollado materiales con temperaturas críticas cercanas a la temperatura ambiente, y estos materiales son difíciles de formar en bloques grandes, y su densidad de corriente que mantiene la superconductividad no es lo suficientemente alta para su uso en aplicaciones de alta electricidad. Por lo tanto, se necesita más investigación y desarrollo.
(3) Tecnología espacial
En cohetes, satélites y transbordadores espaciales, muchos componentes críticos también requieren el uso de cobre y aleaciones de cobre, así como sistemas de control microelectrónicos y equipos de instrumentación.
Por ejemplo, el revestimiento interior de la cámara de combustión y la cámara de empuje de un motor de cohete puede utilizar la excelente conductividad térmica del cobre para enfriar y mantener las temperaturas dentro de los rangos permitidos.
La piel interior del motor del cohete Ariane 5 utiliza una aleación de cobre y plata para procesar 360 canales de refrigeración que se enfrían con hidrógeno líquido durante el lanzamiento del cohete. Además, las aleaciones de cobre también son materiales estándar utilizados para componentes portantes en estructuras satélite. Los paneles solares satelitales generalmente están hechos de aleaciones de cobre que contienen varios otros elementos.
(4) Física de Altas Energías
Revelar el misterio de la estructura de la materia es un importante problema científico básico por el que se esfuerzan los científicos. Cada paso hacia la comprensión de este problema tendrá impactos significativos en la humanidad. El uso actual de la energía atómica es un ejemplo de ello.
Las últimas investigaciones en física moderna han descubierto que las unidades más pequeñas de materia no son moléculas ni átomos, sino quarks y leptones que son miles de millones de veces más pequeños. La investigación de estas partículas fundamentales a menudo requiere altas energías cientos de veces mayores que los efectos nucleares en el momento de las explosiones de las bombas atómicas, lo que se conoce como física de altas energías.
Esta alta energía se obtiene mediante partículas cargadas que aceleran largas distancias en un fuerte campo magnético, “bombardeando” un objetivo fijo (acelerador de alta energía), o mediante la colisión de dos corrientes de partículas que aceleran en direcciones opuestas (colisionador).
Para hacer esto, se utiliza cobre para construir un canal de campo magnético fuerte de larga distancia como una estructura sinuosa. Además, se requieren estructuras similares en los dispositivos de reacción termonuclear controlada. Para reducir la generación de calor causada por el paso de grandes corrientes, estos canales magnéticos se envuelven alrededor de varillas huecas de cobre para permitir la entrada del refrigerante.
Por ejemplo, el imán refrigerado por agua del famoso acelerador de protones sincrotrón del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) está compuesto por unas 300 toneladas de material de cobre extruido enrollado en tubos huecos de cobre.
El acelerador de iones pesados construido en China en 1984 utilizó un total de 46 toneladas de material tubular, cada uno con una longitud de 40 metros, un diámetro exterior y un círculo interior. En el colisionador de positrones y electrones construido posteriormente se utilizaron tubos de cobre que pesaban 105 toneladas.
En el dispositivo de reacción termonuclear controlada desarrollado en China hay un total de 16 bobinas de enfoque, cada una de las cuales está envuelta con una varilla de cobre de 55 metros de largo. La carcasa está soldada a partir de placas de cobre, a las que se sueldan tubos de agua de refrigeración. En este dispositivo se utilizaron un total de 50 toneladas de cobre.
Aplicaciones de los compuestos de cobre
Los compuestos de cobre incluyen sulfato de cobre (pentahidrato, monohidrato y anhidro), acetato de cobre, óxido de cobre y óxido cuproso, cloruro de cobre y cloruro cuproso, oxicloruro de cobre, nitrato de cobre, cianuro de cobre, sales de ácidos grasos de cobre, carboxilatos de cobre ciclohexano, etc.
Tienen amplias aplicaciones en agricultura, industria, medicina, atención sanitaria y otros campos. Entre ellos, el sulfato de cobre es el más utilizado y generalmente es sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4·5H2O), comúnmente conocido como vitriolo azul por su color azul. A menudo se utiliza como materia prima para la producción de muchas otras sales.
La historia del uso humano de compuestos de cobre se remonta a hace más de 5.000 años, cuando los antiguos egipcios descubrieron que el sulfato de cobre era un buen mordiente (agente colorante) para colorear.
Según las estadísticas, actualmente hay más de un centenar de fábricas que producen sulfato de cobre en todo el mundo, con un consumo anual de unas 200.000 toneladas, de las cuales las tres cuartas partes se utilizan en la agricultura y la ganadería como fungicida.
Aplicaciones de los compuestos de cobre en agricultura y ganadería
Los compuestos de cobre son fungicidas eficaces que pueden controlar todas las enfermedades causadas por moho u hongos. Además de remojar directamente las semillas con sulfato de cobre, en huertos y campos se utilizan comúnmente diversas mezclas de sales de cobre.
Los más importantes son la mezcla de Burdeos (mezcla de sulfato de cobre y cal) que lleva el nombre de la famosa región vinícola francesa y la mezcla de Borgoña (mezcla de sulfato de cobre y soda), así como el verde de París y Cuprokill, etc.
Según informes, los fungicidas de cobre pueden prevenir más de 300 tipos de enfermedades que ocurren frecuentemente en más de un centenar de cultivos. Estos cultivos incluyen diversos árboles frutales de hoja perenne como uvas, naranjas, plátanos, manzanas, peras, melocotones, etc.; Cultivos económicos como café, caucho, algodón, remolacha azucarera, etc.; Cereales como trigo, arroz, maíz, cebada, avena, etc.; Frijoles, tomates, patatas, lechugas, etc.
El cobre también es un nutriente necesario para mantener el crecimiento saludable de los cultivos y el ganado. Generalmente, cuando el contenido de cobre disponible en el suelo de las tierras agrícolas es inferior a 2 ppmm (1 ppmm es el uno por ciento), los cultivos sufrirán una deficiencia de cobre y reducirán el rendimiento, o incluso dejarán de crecer. De manera similar, cuando el contenido de cobre disponible en el suelo de los pastos es inferior a 5 ppm, el ganado sufrirá la enfermedad por deficiencia de cobre.
Actualmente, debido a las operaciones intensivas de alto rendimiento, el uso generalizado de fertilizantes que contienen poco o nada de cobre ha provocado la degradación de la tierra y el creciente problema de la deficiencia de cobre en todo el mundo.
Para corregir y prevenir la deficiencia de cobre, se deben complementar oportunamente las sales de cobre. Se pueden agregar directamente o mezclar con fertilizantes ricos en nitrógeno y fósforo, aplicar para mejorar la calidad del suelo para lograr un efecto a largo plazo o rociar sobre las plántulas de cultivos todos los años. Para el ganado, además de mejorar los pastos, las sales de cobre pueden mezclarse con los piensos o inyectarse directamente al ganado que muestra síntomas de deficiencia de cobre.
El sulfato de cobre también es un promotor del crecimiento en cerdos y pollos, lo que puede mejorar el apetito y promover la conversión alimenticia. Mezclar sulfato de cobre al 0,1% en el alimento puede promover significativamente el aumento de peso en cerdos y pollos de engorde. Los iones de cobre tienen fuertes efectos desinfectantes y esterilizantes y pueden prevenir la propagación de algunas enfermedades comunes en el ganado.
Por ejemplo, una pequeña cantidad de cobre en agua (menos de pppm) puede matar a los caracoles, incluidos aquellos que albergan el parásito trematodo sanguíneo, previniendo así la enfermedad del trematodo hepático que prevalece fácilmente en animales tropicales y templados. El sulfato de cobre también se puede utilizar para desinfectar corrales y prevenir la propagación de la pietín en el ganado vacuno y ovino, así como la erisipela porcina y la disentería bovina.
Además, se pueden añadir sales de cobre para eliminar la contaminación por algas verdes irritantes en estanques, arrozales, canales y ríos. Las sales de cobre también se pueden utilizar como inhibidores de moho y conservantes para almacenar cereales, frutas y verduras. Un método cómodo es envolverlos en papel empapado en sal de cobre.
Aplicaciones de los compuestos de cobre en la industria.
Los compuestos de cobre tienen amplias aplicaciones en la industria y se utilizan más o menos en casi todos los campos. Aquí hay unos ejemplos:
El sulfato de cobre es un mordiente comúnmente usado en procesos de teñido para mejorar la durabilidad y la resistencia al lavado del brillo, y se usa ampliamente en las industrias textil y del cuero. Los compuestos de cobre tienen colores como azul, verde, rojo, negro, etc., y pueden usarse como colorantes para vidrio, cerámica, cemento y esmalte. También son componentes de ciertos tintes para el cabello.
El nitrato de cobre añadido a los fuegos artificiales produce luz verde, etc. Las pinturas con compuestos de cobre añadidos tienen propiedades antiincrustantes marinas. Algunos compuestos orgánicos de cobre son conservantes eficaces que se utilizan para prevenir la corrosión en celulosa, madera, productos de madera, lonas y otros tejidos.
Ciertos compuestos de cobre son agentes químicos importantes en la producción de caucho, petróleo y fibras sintéticas, y desempeñan funciones en la catálisis y la purificación.
El electrolito de sulfato de cobre se utiliza para el revestimiento de cobre, la producción de láminas de cobre electrolítico y la purificación de cobre.
En la industria minera, el sulfato de cobre se utiliza como activador para la flotación de minerales como plomo, zinc, aluminio y oro.
Aplicaciones de los compuestos de cobre en la salud humana.
El cobre es un nutriente esencial para la salud humana, importante para la sangre, los sistemas nervioso central e inmunológico, el desarrollo y función del cabello, la piel y el tejido óseo, así como para los órganos internos como el cerebro, el hígado y el corazón.
El cobre se ingiere principalmente a través de la dieta diaria. La Organización Mundial de la Salud recomienda que los adultos consuman 0,03 miligramos de cobre por kilogramo de peso corporal al día para mantener la salud.
Las mujeres embarazadas y los niños pequeños deberían duplicar la cantidad. La deficiencia de cobre puede causar varias enfermedades y se pueden tomar suplementos y pastillas de cobre para complementarla. Los iones de cobre pueden desinfectar y esterilizar y son útiles para la prevención de enfermedades y la higiene.
Por ejemplo, pueden matar bacterias como E. coli y disentería en el agua, eliminar caracoles y babosas que transmiten la esquistosomiasis y larvas de mosquitos que transmiten la malaria.
También se pueden utilizar en piscinas para evitar la contaminación por algas verdes y la propagación del pie de atleta por el suelo, etc. Los compuestos de cobre se pueden utilizar para tratar determinadas enfermedades. Se sabe que usar un anillo de cobre puede tratar la artritis.
Los sulfatos de cobre se han utilizado para tratar enfermedades pulmonares y mentales en algunos países occidentales, mientras que en algunos países africanos y asiáticos se han utilizado para tratar úlceras y enfermedades de la piel. Actualmente se están desarrollando fármacos que contienen cobre.
