Vask ja peamised vasemaagid (0)

Kool
Vask
Referaat
Nimi
12. A klass
Juhendaja :
Linn 2015
SISUKORD
SISSEJUHATUS 3
1.VASE KASUTAMISE AJALUGU 4
2.VASEMAAGID 6
2.1.Peamised maagid 6
2.2.Tähtsamad leiukohad 9
2.3.Tootmise põhiprotsessid 9
2.4. Peamised tootjariigid 10
2.5. Kasutamine 10
KOKKUVÕTE 11
Vaske kasutati juba enne meie aega. Tänapäevalgi veel on vasemaagi kaevandamine ning vase tootmine väga populaarne . 170 vaske sisaldavast mineraalist kasutatakse vase tootmisel 17. Vaske leidub peaaegu kõikides maailmajagudes. Vaske saab toota rikastamise teel, püro- ja hüdrometallurgia abil. Peamised tootjariigid on Põhja- ja Lõuna – Ameerikast , kus vaske ka kõige rohkem leidub. Tänapäeval kasutatakse nii vasemaaki kui vaske igapäevaelus väga palju. 11
KASUTATUD KIRJANDUS 12

SISSEJUHATUS

Valisin antud teema, kuna see element tundus huvitav. Samuti sellepärast, kuna mu tutvusringkonnas on inimesi, kelle perekonnanimi on Vask ning tundus huvitav nende nime tähendust natuke teisiti tundma õppida.
Vask on pehme punakaspruun tahke metall , mida kasutati algselt tema painduvuse pärast ja palju hilisemast ajast tema omaduse tõttu elektrit juhtida. Looduses leidub vaske nii ehedal kujul kui ka ühenditena vasemaakides ja mineraalides. ( Leelo Laurits jt, 2004) Vase tähis on Cu ja ladina keeles nim. teda Cuprum`iks. Cu järjekorra number on 29. Vask paikneb tabelis pärast niklit ning enne tsinki , paikneb neljandas perioodis , esimeses b – rühmas ja on siirdemetalliks (H.Karik, 1984).
Puhas vask sulab 1083º C, mis teeb hõlpsaks tema valamise vormidesse . Vask on samuti väga plastiline, mis teeb lihtsaks tema sepistamise. Selle tulemusena kasutatakse vaske terve rea esemete valmistamiseks nagu mündid , kööginõud ja ornamendid. (Leelo Laurits jt, 2004)
Kuigi puhas vask on paljudeks otstarveteks liiga pehme, moodustab ta teiste metallidega segatult kõvu ja tugevaid sulameid nagu messing ja pronks. Messing on tina ja vase sulam. Pronks sisaldab tsinki. (Leelo Laurits jt, 2004)

VASE KASUTAMISE AJALUGU

Vanad egiptlased kasutasid vaske juba 7000 aastat eKr, nad valmistasid sellest kaunistusi (Anu Allas jt, 2008). Inimeste pilku püüdsid erksavärvilised mineraalid – punased, rohelised, sinised; sealhulgas ka rohelise värvusega ehe vask. Vanimad vaskesemed on avastatud Iraani ja muistse Anatoolia (nüüdis-Türgi Aasia-osa) territooriumilt (H.Karik, 1984). Kivikirvega tagumisel ei purunenud ehe vask kildudeks nagu tulekivi, vaid muutis kuju ja läks teravamaks. Sellistest tähelepanekutest võis alguse saada metallide külmtöötlemine. Hiljem võis vase tükk sattuda lõkkesse, kus ta muutus hästi pehmeks ning temast hakati valmistama näit. nooleotsi, nuge ja ehteid . Kiviaja vahetas välja vaseaeg. Vase kasutamisega seoses vähenesid maapinnal esinevad eheda vase ja vasemaagi varud ning hakati rajama maa-aluseid kaevandusi. (H.Karik, 1984) Hea töödeldavuse tõttu oli vask populaarne materjal ka mahutite valmistamiseks (toidunõud, mahutid õlle pruulimiseks ja viski destilleerimiseks) (Vask, 2008).
Vaske kasutati mitmete sulamite, nagu näiteks pronksi või arseenpronksi, saamiseks. Sulameid kasutati ka laevaehituses, lennukimootori detailide, müntide valmistamisel. (H.Karik, 1984)
Tänapäeval kasutatakse vaske laialdaselt elektritööstuses, kuna ta on suurepärane elektrijuht ja teda võib pressida ja tõmmata isegi nii peenikesteks traatideks, mille diameeter on 0,025 mm. Vasktraate kasutatakse nii majapidamise elektriahelates kui ka elektrikaupade juhtmestamisel. Elektromagnetid , generaatorid ja mootorid sisaldavad samuti sageli vasktraatidest mähitud mähiseid. Vase ja messingi painduvus teeb nad ideaalseks materjaliks veevärgi torustike jaoks. (Leelo Laurits jt, 2004)
Metallurgias kasutatakse peamiselt vasesulameid, millest valmistatakse seadmeid keemiamasina- ehituse tarvis, vaakumaparatuuri, destillatsioonikatlaid. Tsehhis, kus on kergestisüttivaid või plahvatavaid aineid, võib töötada üksnes vaskvasarate, - peitlite ja –kruvikeerajatega. Terariistatega töötades võib tekkida sädemeid, mis võivad panna süttima või plahavatama ained. Vasktööriistad sädemeid ei tekita. Tornikellade valmistamisel kasutatakse vaske. Inglise metallurgid avastasid vase (30%) ja mangaani (70%) sulami, millest valmistatud kelluke ei helise . Kui sellest sulamist valmistada raudteerööpad ja vagunirattad, väheneb rongi müra tunduvalt. (H.Karik, 1984)
Vask ei reageeri teiste elementidega nii kergesti nagu raud. Kusjuures vask korrodeerub niiskes õhus aeglasemalt kui raud. Aja jooksul kattuvad punakaspruunid vaskkujud ja katused rohelise paatina korraga. See kord on vaskkarbonaat. Ta moodustub, kui vask reageerib õhus leiduva niiskuse ja süsinikdioksiidiga. (Leelo Laurits jt, 2004)

VASEMAAGID

Vasemaak on kivim või mineraal , mis sisaldab piisavalt vaske ning on piisavalt hõlpsalt ligipääsetav, et tema kaevandamine oleks majanduslikult tasuv. Kuni 90% vaske toodetakse vase sulfiididest. (Vasemaak, 2015) Vasemaagiräbu vanuseks hinnatakse 8000 aastat (H.Karik, 1984).
170 vaske sisaldavast mineraalist kasutatakse vase tootmisel 17: ehe vask (Cu), borniit (Cu5FeS4), kalkopüriit (CuFeS2), kalkosiin ( Cu2S ), koveliin (CuS), burnoniit (CuPbSbS3), tetraedriit (Cu12Sb4S13), tennantiit (Cu12As4S13), enargiit (Cu3AsS4), kupriit ( Cu2O ), tenoriit (CuO), malahhiit (Cu2[CO3](OH)2), asuriit (Cu3[CO3](OH)2), krüsokolla (CuSiO3• nH2O ), brošantiit (Cu4[SO4](OH)6), kalkantiit ( CuSO4 •5H2O), atakamiit (CuCl2•3Сu(OH)2) (Vasemaak, 2015).
Vasemaagid on tavaliselt kompleksmaagid, nad sisaldavad peale mittemaaksete mineraalide ( kvartsi , seritsiidi, bariidi jt) sageli pürrotiini, tsingi, plii, nikli, koobalti, molübdeeni, antimoni jt sulfiide ning hajuelementide (Cd, Se, Te, Ga, Tl, Ge, In, Re jt) lisandeid (Vasemaak, 2015).

Peamised maagid

Kalkopüriit on mineraal, mis koosneb vasest, rauast ja väävlist (CuFeS2). Moshi skaalal on ta kõvadus võrdne väärtustega 3,5 kuni 4 ning värvuselt on ta vaske (või ka kulda) meenutavalt kollakas, vahel ka lillakas- sinakas . Kui kalkopüriidi tükiga tõmmata kriips, siis kriipsu värvuseks on rohelise varjundiga must. (Kalkopüriit, 2014)
Õhuga kokkupuutel kalkopüriit oksüdeerub erinevateks oksiidideks, hüdroksiidideks, sulfaatideks jne. Kalkopüriidiga seotud ja sarnanevate mineraalide hulka kuuluvad sulfiidid borniit (Cu5FeS4), kalkotsiit (Cu2S), kovelliit (CuS), digeniit (Cu9S5); karbonaadid malahhiit ja asuriit; oksiide, näiteks kupriit (Cu2O). Kalkopüriiti leidub harva koos loodusliku puhta vasega. Kalkopüriit on tähtis vase allikas – vasemaak. (Kalkopüriit, 2014)
1. Kalkopüriit
Malahhiit on vaskhüdroksiidkarbonaat. Heleroheline mineraal, mida kasutatakse vasemaagina ja poolvääriskivina ornamentide valmistamisel. Malahiidis leiduvad põnevad tumerohelised vöödid teevad ta populaarseks juveeltoodete hulgas. (Leelo Laurits jt, 2004) Malahhiit tekib vasemaagi murenemisel. Esineb tavaliselt koos asuriidiga. (Malahhiit, 2013)
2. Malahhiit
Kupriit, punane vasemaak, punane kuni punakasmust rabe mineraal, hea vasemaak (vaske kuni 88,8%) (Kupriit, 2006). Kirjeldati esmakordselt 1845. aastal. Hoolimata oma ilusast värvist, kasutatakse teda juveelide tegemisel harva, sest Moshi skaalal on ta kõvadus võrdne väärtustega 3,5 kuni 4. (Cuprite, 2015)
3. Kupriit
Asuriit - Sügavsinine leeliseline vaskkarbonaat, keemilise valemiga Cu3(CO3)2(OH)2 (Asuriit, 2011). Sinine asuriit on eriti sügav ja selge ja seepärast on mineraali seotud juba antiikajaga – sügavsinine värv madala õhunisskusega kõrbes ja talvel taevas. Asuriit on ebastabiilne õhu käes, mistõttu asendatakse seda tihti malahhiidiga. (Azurite, 2014)
4. Asuriit

Tähtsamad leiukohad

Vaske leidub pea kõikides maailmajagudes ( Metallurgia , 2014). Vase maagimaardlates on umbes 90% vaske, ülejäänud osa moodustavad muud metallid. Tavaliselt on see nikkel . (Медные руды, 2011) Vasemaaki on palju Tšiilis, Kasahstanis, Usbekistanis, Armeenias, Peruus , Zairis, USAs, Kanadas, Aafrika keskosas ( Sambia ja Kongo DV territooriumil). Samuti on suuremad vasemaagi leiukohad on Poolas. (Ida-Euroopa)

Tootmise põhiprotsessid

Vaske tootmiseks on mitmeid erinevaid võimalusi. Enamus vasemaagist tekib rikastamise teel-rikastamisel eraldatakse maagist suurem osa kõrvalainetest (Медные руды, 2011). Kuid vaske toodetakse ka pürometallurgilistel protsessidel (selle käigus sulatatakse metall maagist välja kõrge temperatuuriga. Kõrge temperatuuriga leek saadakse kütuste põletamisel.), kus metall redutseeritakse oksiidimaagist söe või süsinikoksiidiga, Cu2O + C = 2Cu + CO (Üldteavet metallidest). Vaske toodetakse ka hüdrometallurgia abil: see põhineb maakide töötlemisel niisuguste kemikaalide lahustega (hapete, leeliste), mis maagis oleva metalliga reageerides viivad selle ioonidena lahusesse. Lahuse järgneval töötlemisel eraldatakse metall sellest lihtainena. Kuid niimoodi toodetud vask pole just eriti puhas ja sisaldab väheaktiivsete (väärtuslike) metallide lisandeid. Soomlased toodavad vase puhastusjääkidest 800 kg kulda aastas. Sellest jätkub maa elektroonikatööstuse vajadusteks . Vase puhastusjääkidest toodetakse ka praktiliselt kogu germaanium , mis on samuti elektroonikale oluline element. (Metallurgia, 2014) Veel saab vaske toota ka nii, et kõigepealt kaevandatakse vase maak ja seejärel jahvatatakse terakesteks. Maak segatakse veega ja jahvatatakse kuulveskis väikesi osakesi sisaldavaks lobriks. Lobrit kuumutatakse ahjus, et saada sellest jämedat metallilist vaske. Seejärel vask puhastatakse elektrolüüsi abil nii, et saadakse üle 99,9 %-ne puhtus . Vase tootmise viimane järk koosneb vase sulatamisest ja valamisest valuplokkideks, varbadeks, kangideks ja valtstoorikuteks. Valtstoorikud on vaseplokid, mida kasutatakse vasktorude ja –torustike valmistamiseks. (Leelo Laurits jt, 2004)
5. Skeem iseloomustab viimasena kirjeldatud vase tootmise viisi.

2.4. Peamised tootjariigid

Vaske tootvaid riike on maailmas palju, kuid 2013. aasta seisuga kuuluvad esikümnesse Tšiili, Hiina, Peruu, USA, Austraalia , Venemaa, Sambia, Kongo DV, Kanada ja Mehhiko . Need riigid toodavad aastas üle 500 000 tonni vaske. (List of countries by copper production , 2014) Kuulsamad firmad, mis kaevandavad vaske, on Codelco, Freeport-McMoRan, BHP Billiton, Xstrata, Rio Tinto, Anglo American, Grupo Mexico , Glencore International, Southern Copper Corp ja KGHM Polska Miedz (Top 10 Copper Producing Companies , 2012).

2.5. Kasutamine

2009. a oli vase tarbimine maailmas ~21 miljonit lühikest tonni (1 lühike tonn = 907,185 kg) (Metallurgia, 2014).
Tänapäeval kasutatakse vasemaake näiteks ehete valmistamisel, müüakse erinevaid kivikesi - kaunistuseks või tervendamiseks, sest usutakse, et neil kividel on maagilised võimed. Kasutatakse teraapiakividena.

KOKKUVÕTE

Vaske kasutati juba enne meie aega. Tänapäevalgi veel on vasemaagi kaevandamine ning vase tootmine väga populaarne. 170 vaske sisaldavast mineraalist kasutatakse vase tootmisel 17. Vaske leidub peaaegu kõikides maailmajagudes. Vaske saab toota rikastamise teel, püro- ja hüdrometallurgia abil. Peamised tootjariigid on Põhja- ja Lõuna – Ameerikast, kus vaske ka kõige rohkem leidub. Tänapäeval kasutatakse nii vasemaaki kui vaske igapäevaelus väga palju.

KASUTATUD KIRJANDUS

Allas, A jt. 2008. Tea laste- ja noorteentsüklopeedia. Tallinn.

Copper investing news. Top 10 copper producing companies. 2012.
[ http://copperinvestingnews.com/9405-top-10-copper-producing-companies.html ]. 26.02.2015.

Eesti Entsülopeedia. Kupriit. 2006.
[ http://entsyklopeedia.ee/artikkel/kupriit1 ]. 24.02.2015.

Горная энциклопедия. Медные руды. 2011.
[ http://www.mining-enc.ru/m/mednye-rudy/ ]. 26.02.2015.

Karik, H. 1984. Vask, kuld ja raud olid esimesed.

Leelo Laurits jt. 2004. Õpilase teadusentsüklopeedia.

Materjalimaailm. Vask. 2008.
[ http://www.physic.ut.ee/materjalimaailm/Kirjed/Vask.ht m]. 24.02.2015.

Metallitöö. Üldteavet metallidest.
[ http://web.zone.ee/metallityy/METALLID/yldteavetmetallidest_2.html ]. 24.02.2015.

Miksike. Ida-Euroopa.
[ http://miksike.ee/docs/elehed/9klass/euroopa/9-8-13-1.ht m] . 24.02.2015.

Vikipeedia. Azurite. 2014.
[ http://en.wikipedia.org/wiki/Azurite ]. 26.02.2015.

Vikipeedia. Cuprite. 2015.
[ http://en.wikipedia.org/wiki/Cuprite ]. 26.02.2015.

Vikipeedia. Kalkopüriit. 2014.
[ http://et.wikipedia.org/wiki/Kalkop%C3%Bcriit ]. 24.02.2015.

Vikipeedia. List of countries by copper production. 2014.
[ http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_copper_production ]. 26.02.2015.

Vikipeedia. Malahhiit. 2013.
[ http://et.wikipedia.org/wiki/Malahhiit ]. 24.02.2015.

Vikipeedia. Vasemaak. 2015.
[ http://et.wikipedia.org/wiki/Vasemaak ]. 24.02.2015.

Vikisõnastik. Asuriit. 2011.
[ http://et.wiktionary.org/wiki/asuriit ]. 24.02.2015.
Pildid:

[ https://epochbeads.files.wordpress.com/2014/05/cuprite0815130001.jpg ]. 26.03.2015.

[ http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/33/Pyrite-Chalcopyrite-Sphalerite-46860.jpg ]. 26.02.2015.

[ http://www.ut.ee/BGGM/miner/malahhiit1.jpg ]. 26.02.2015.
13