O cobre é um importante metal industrial. Este metal é encontrado em quase todos os gadgets, de aparelhos elétricos a ferramentas médicas. Sua demanda aumentou significativamente desde 2010. De acordo com um estudo, cobre demanda provavelmente aumentará em 20% para 30 milhões de toneladas/ano por 2035. Este crescimento deve-se ao crescente interesse em fontes de energia renováveis, como a solar e a eólica.. Neste artigo, vamos discutir cobre, suas aplicações, benefícios, e desafios.
Cobre e sua história
O átomo de cobre tem número atômico de 29. É um metal muito maleável. Possui ótima condutividade térmica e elétrica. Como resultado, é amplamente utilizado em uma variedade de indústrias importantes. Usamos cobre em utensílios de cozinha e máquinas industriais. Além disso, é um nutriente necessário para pessoas e animais. Também é essencial para inúmeras atividades biológicas, como a produção de glóbulos vermelhos..
Os seres humanos usaram cobre pela primeira vez 10,000 anos atrás. Arqueólogos descobriram o colar de cobre no norte do Iraque. Foi abundantemente utilizado em moedas, artes, e artesanato naquela época. Mas na Idade Média, metais de ferro e aço tornaram-se mais proeminentes. Então, demanda de cobre diminuiu. De repente, houve uma necessidade crescente de cobre na era moderna. Seu uso tem aumentado em instrumentos científicos. É um elemento importante em sistemas elétricos, telecomunicação, e na indústria de transporte.
Qual é o processo de fabricação de cobre?
Vamos discutir o processo de fabricação de cobre em sequência;
- Mineração: O cobre é obtido principalmente como sulfetos (calcopirita) e óxidos (cúprico) das minas em grandes quantidades.
- Esmagamento e moagem: Minerais de cobre estão embutidos em resíduos de rocha nas minas. Então, acessamos o cobre esmagando o minério de cobre em partículas finas.
- Concentração: Por flotação em espuma, os minerais de cobre são retirados dos resíduos. Isso pode resultar no produto, ou seja. concentrado de cobre contendo cerca de trinta por cento de cobre.
- Fundição: O concentrado de cobre é então colocado em um forno para separá-lo do enxofre e de outras impurezas.. Então, o resultado é cobre fosco com quase 60% cobre.
- Convertendo: Blister de cobre de cerca de 98 – 99% puro é obtido aquecendo cobre fosco em um conversor. Então permitimos que o ar expulse o ferro e o enxofre restantes.
- Eletrorrefinação: Blister Copper é ainda mais refinado através de um processo chamado eletrólise. Então, podemos obter cobre metálico com alto grau de pureza que é 99. 99%.
- Fundição: Aqui, o cobre refinado é então submetido a processos, ou seja. redução, e conversão. Ele então assumirá formas como hastes, boletos, e lençóis.
- Fabricação: As formas fundidas são enroladas, retirou, ou extrudados para seus usos finais. Podem ser fios, tubos, e componentes para diversos usos.
Principais recursos do cobre
Você sabe que o cobre é um elemento muito famoso hoje em dia. Então, vamos discutir as propriedades que o distinguem de outros metais.
1. Excelente Maestro
O cobre é um condutor de calor altamente eficiente. Transfere facilmente calor de um meio para outro. Sua condutividade térmica é aproximadamente 386 C/mK. Isto o torna útil para trocadores de calor, radiadores, e utensílios de cozinha. Os elétrons livres são a causa de sua alta condutividade térmica. Esses elétrons são móveis e trocam energia com elétrons próximos. Tornam-se, portanto, condutores perfeitos.
2. Altamente Reativo
O cobre é um metal altamente reativo. Forma facilmente compostos com outros elementos. Mais, ele reage com a água, ar, e ácidos para formar vários compostos. óxido de cobre, hidróxido de cobre, e sulfato de cobre são alguns de seus compostos mais úteis. A reatividade do cobre se deve à sua tendência de perder elétrons e formar íons.
3. Resistente a corrosão
O cobre tem um revestimento que resiste naturalmente à corrosão. Apesar disso, ele reage com a água, oxigênio, e ar. No entanto, a resistência do cobre varia dependendo do ambiente. Água e ar seco têm menos impacto sobre ele. No entanto, um clima salino e ácido pode corroer seriamente o metal.
4. Ductilidade e maleabilidade
O cobre é altamente maleável. Tem uma ductilidade de 50-60%. O cobre pode ser laminado e dobrado em vários formatos e formas. Além disso, pode ser esticado em fios e folhas finas sem quebrar. A alta maleabilidade do cobre o torna ideal para uso em joias e itens decorativos.. De forma similar, sua ductilidade o torna perfeito para componentes elétricos.
5. Propriedades Eletroquímicas
Além de sua excelente condutividade térmica, é também o melhor condutor elétrico. Possui uma alta condutividade elétrica de aproximadamente 59.6 x 10 ^ 7 S/m. Além disso, O cobre exibe propriedades eletrocatalíticas. Atua como catalisador em reações redox. Por isso, é útil para baterias, células de combustível, e galvanoplastia.
6. Força e ponto de fusão
O cobre é um metal relativamente forte. Além disso, tem um alto ponto de fusão. Sua alta resistência fica entre 33,000 para 55,000 psi. Isto indica que o cobre não é propenso a deformação mesmo sob alta pressão. A força do cobre vem de sua estrutura cristalina.
Ponto de fusão do cobre a uma temperatura de 1.085°C. Isto significa que o cobre requer uma grande quantidade de energia térmica para passar da forma sólida para a líquida.. O alto ponto de fusão do cobre é causado por fortes ligações entre seus átomos.
Quais são os diferentes tipos de cobre?
Diferentes tipos de cobre são os seguintes:
| Tipo de Cobre | Propriedades | Usos |
| Cobre Puro (C11000) | Alta condutividade elétrica/térmica, maleável | Fiação elétrica, eletrônicos, encanamento |
| Cobre sem oxigênio (C10200, C10100) | Alta pureza, excelente condutividade, resistente ao hidrogênio | Cabos de áudio, supercondutores, dispositivos de vácuo |
| Cobre DHP (C12200) | Contém fósforo, soldagem/brasagem aprimorada | Encanamento, aquecimento, cobertura |
| Cobre ETP (C11000) | Contém oxigênio, alta condutividade, econômico | Aplicações elétricas, transmissão de energia |
| Latão (Cobre e Zinco) | Boa força, resistência à corrosão, usinável | Instrumentos musicais, acessórios de encanamento |
| Bronze (Cobre e Estanho) | Duro, forte, resistente à corrosão | Rolamentos, hélices de navio, esculturas |
Usos de cobre
Agora você tem conhecimento suficiente sobre o cobre e suas propriedades. Então, vamos falar sobre suas aplicações.
Dispositivos Elétricos
O cobre é o material ideal para fiação elétrica, circuitos, e componentes eletrônicos. Transmite energia com resistência mínima. Por isso, é comumente utilizado em:
- Sistemas de distribuição de energia elétrica
- Smartphones, laptops e tablets
- Dispositivos de iluminação e fiação
- Motores e geradores
Indústria Arquitetônica
Como você sabe, o cobre é um metal resistente. Além disso, sua cor brilhante o torna altamente atraente. Por isso, é usado na elaboração de edifícios arquitetônicos atraentes. Aqui estão algumas de suas aplicações.
- Coberturas de telhado
- Maçanetas e dobradiças
- Sistemas de encanamento e tubulação
- Esculturas e estátuas
Maquinaria industrial
O cobre tem propriedades únicas. Então, é um material altamente valioso em diversos processos industriais. Pode suportar facilmente todos os tipos de ambientes agressivos. Tem baixo atrito. Pode até resistir à corrosão em ambientes aquáticos. Devido a esta flexibilidade, tem aplicações em:
- Trocadores de calor e condensadores
- Catalisadores para reações químicas
- Hardware e hélices marítimas
- Máquinas e equipamentos industriais
Indústria de cuidados de saúde
O cobre tem efeitos antibacterianos. Previne o crescimento de vírus e bactérias. Por isso, as superfícies dos hospitais são revestidas com cobre para impedir a transmissão de doenças. Também ajuda na cicatrização de feridas. É, portanto, uma substância útil no campo medicinal.
- Implantes e instrumentos cirúrgicos
- Curativos e bandagens
- Revestimentos antimicrobianos para superfícies
- Sistemas de purificação de água
Limitações do Cobre
Como tudo neste universo tem prós e contras, o mesmo acontece com o cobre. Apesar de tantos benefícios, também tem algumas limitações. Alguns deles são:
- O cobre é caro em comparação com outros metais
- Tem uma vida útil mais curta devido ao risco de corrosão.
- É um metal muito volumoso e grosso.
- O fio de cobre não pode transmitir sinais por longas distâncias.
- Fios de cobre podem captar ruídos do ambiente. Como resultado, eles causam distorção significativa.
Conclusão
Resumindo, o cobre é um metal valioso. Suas propriedades como condutividade, reatividade, e a resistência à corrosão o tornam diferente de outros metais. Devido a todos esses recursos, tem várias aplicações. É usado em diversas indústrias. Encontramos suas aplicações na área médica, automotivo, e indústrias elétricas, etc.. As pessoas estão mudando para fontes de energia limpas dia após dia. então, a necessidade de cobre está crescendo rapidamente.
perguntas frequentes
- Quais são os diferentes tipos de cobre?
O cobre tem diferentes tipos. Os tipos mais comuns são cobre puro, ligas de cobre, por exemplo. latão, bronze, e óxidos de cobre como óxido cúprico.
- Como o cobre é extraído?
Existem diversos métodos de extração de cobre. Podemos extrair cobre através de processos de mineração e refino. O procedimento também envolve esmagamento, moagem, flutuação, e eletrólise.
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