구리에 대한 지식
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 05-09-07 17:44 |
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글쓴이 : 구리산업 조회 : 12233
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구리란 ?
원소기호 Cu
원자번호 29
원자량 63.546
녹는점 1084.5℃
끓는점 2595℃
비중 8.92(20℃)
구리는 동(銅)이라고도 하며, 은·금과 함께 화폐금속이라고도 한다. 구리의 영어명인 copper는 옛날 구리의 산지(産 地)였던 키프로스섬[島]의 라틴명 cuprum에서 연유한다고 한다. 2종(63Cu, 65Cu)의 안정 동위원소와 6종의 방사성 동위원소가 알려져 있다. 천연으로는 드물게 홑원소물질(자연구리)로서 산출되기도 하지만, 주로 황화물·산화물 또는 탄산염으로 산출되며, 이것을 제련하여 구리를 얻는다.
구리광물은 현재 165종 정도가 알려져 있는데, 그 중에서도 황동석 CuFeS2, 휘동석 Cu2S, 적동석 Cu2O, 반동석(斑銅石) Cu5FeS4, 공작석 CuCO3·Cu(OH)2, 남동석(藍銅石) 2CuCO3·Cu(OH)2 등이 중요한 광물이다.
한국에서는 황동석이 주요광물로 산출되며, 보통 맥상(脈狀)·각력상(角礫狀)·기공충전상·망상 등의 광체(鑛體)를 이루고 있는데, 경북 영양 지구의 현무암 속에 자연구리가 현무암의 기공을 충전하여 형성되어 있다. 지역적으로는 경남 마산·함안·고성 지역이 구리광 지대로 알려져 있다.
◆성질◆
특유한 적색 광택을 가진 금속으로 전성(展性)·연성(延性)·가공성이 뛰어날 뿐만 아니라 강도도 있다.
열 및 전기의 전도율은 은에 이어 2번째로 크고 결정은 등축정계(等軸晶系)이다.
녹는점=1083℃ 끓는점=2528℃ 밀도(비중)=8.92 g/㎤
가열하면 어두운 빛깔의 산화구리(Ⅱ) CuO가 되고,
1000 ℃ 이상으로 가열하면 적자색인 산화구리(Ⅰ) Cu2O가 된다.
황·염소·인과도 직접 화합한다.
건조한 공기 중에서는 산화하지 않으나, 보통의 공기 중에서는 습기로 인해서 녹이 슬어, 주로 염기성 탄산구리 CuCO3·Cu(OH)2로 이루어지는 녹청(綠靑)을 생성한다.
염분 및 이산화탄소를 함유하지 않는 순수한 물에는 녹지 않으나, 염분이 있는 물에는 녹는다. 특히 암모늄염은 이 성질이 뚜렷하다.
공기를 단절하고 구리에 묽은 황산을 가하거나 또는 끓이거나 해도 반응하지 않으나,공기 중에서는 서서히 녹는다.
2Cu＋O2＋2H2SO4 → 2CuSO4＋2H2O
진한 황산에는 이산화황(아황산가스)을 발생하며 녹는다.
Cu＋2H2SO4 → CuSO4＋2H2O + SO2
공기가 없으면 차거운 묽은 염산은 구리와 작용하지 않으나. 가루 모양의 구리를 진한 염산과 가열하면 수소를 방출하고 염화제일구리 CuCl를 생성한다.
2Cu＋2HCl → 2CuCl＋H2
또한 암모니아수와는 착염을 만들고 아세트산 등의 유기산에도 쉽게 녹는다.
가용성염은 유독하다.
◆제련◆
건식제련으로 조동(粗銅)을 만들고, 이것을 전해정련(電解精鍊)하여 순구리로 하는 방법과, 습식제련에 의한 방법이 시행되고 있는데, 현재는 보통 건식제련법이 쓰이고 있다.
<건식제련〉 부유선광 등으로 품위를 높인 황화광을 하소한 다음 용광로 내에서 가열하면, 규사(珪砂)는 슬래그(slag)가 되어 위로 뜨고, 구리는 주로 황화구리(Ⅰ), 일부는 산화구리(Ⅰ)의 형태로 피(:matte)가 되어 융해하여 가라앉는다. 이것을 전로(轉爐)에 주입하고 밑에서 공기를 불어넣으면, 다음과 같은 변화가 일어나 구리가 유리(遊離)한다.
2Cu2S＋3O2 → 2Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S → 6Cu＋SO2
이것을 틀에 넣어 고체화(固體化)시킨 것을 조동(粗銅)이라 하는데, 조동을 양극으로 하고, 황산구리의 황산용액을 전해액(電解液)으로 하여 전해정련을 하면 전해구리를 얻는다.
현재 구리지금(地金)은 대부분 전해구리인데, 이보다 품위가 낮은 지금도 규격으로 정해져 있다.
전해구리의 품위는 99.94 % 이상이며, 특수한 기체상태하에서 밀폐주형(密閉鑄型)에 주입하면 99.98 %의 것을 얻을 수 있다.
<습식제련〉 광석 내의 구리와 아연을 함께 회수할 때 사용하는 방법이다.
광석을 배소(焙燒)하여 구리·아연의 황산염을 만들고, 물로 침출시켜 전해조(電解槽)에 넣는다.
처음에 구리를 전기분해하여 구리를 얻은 다음, 아연을 전기분해하여 아연을 얻는다.
습식법은 원래 건식법으로는 채산이 맞지 않는 빈광(貧鑛)을 처리하는 방법이었으나,
최근에는 품위가 충분히 높은 구리·아연의 제련에도 이용된다.
◆이용◆
구리 그 자체뿐만 아니라 황동·청동·알루미늄청동·베릴륨구리 등 합금으로서의 용도도 매우 넓으며,
특히 전선을 비롯하여 신동품(伸銅品)으로서 많이 쓰이고 있다.
전선은 전해구리를 용해하여 틀에 넣어 굳힌 봉동(棒銅)을 써서 각종 전선으로 가공한다.
또, 신동품은 전해구리와 기타 합금용금속·부스러기구리·구리합금 등을 알맞게 배합 용해한 다음 소정의 성분으로 조정하여 주입한 동괴(銅塊)를 원료로 하여 판·봉·관·선 등으로 가공한다.
또한 동판은 열전도성과 내식성(耐蝕性)을 활용하여 특수한 냄비를 비롯하여 일반 집기(什器)를 만드는 데도 사용되며, 동화(銅貨)로는 주석 2∼10 %를 섞은 청동이 사용된다.
◆역사◆
구리는 천연으로도 금속으로서 산출되고, 제련법도 비교적 간단한 금속이므로, 어떤 금속보다도 먼저 이용되었다.
즉 이집트·바빌로니아·아시리아의 유적에서도 발굴되었으며, 석기시대에 이어지는 이른바 동기시대(銅器時代)를 이루었다.
그 후 주석과의 합금인 청동이 만들어져서, 청동기시대로서 인류문화발달의 한 시대를 이루었다.
중세로 들어와 청동과 함께 교회의 종이나 장식품, 그리고 화약의 발명과 더불어 대포 등으로 주조된 일도 있었으나, 생산량은 적어 전세계에서 불과 9000 t 정도밖에 되지 않았다.
산업혁명 시기에 접어들자, 구리는 철과 더불어 기계용 재료로서 다량으로 쓰이게 되었다. 그리고 19세기 말부터 전기의 이용이 늘어나자, 전선을 비롯한 전기재료로서의 수요가 급증하였다.
20세기에 들어와서 채광·제련의 근대화가 진척되고, 압연기(壓延器)·신선기(伸線器) 등의 가공기술도 발달함에 따라 구리는 근대산업에서 확고한 지위를 차지하게 되었다.
출처 : 네이버 블로그 http://blog.naver.com/bumw78/100009677218
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