Minerali: Rude bakra. Najveća nalazišta bakra

KRATKE ISTORIJSKE INFORMACIJE. Bakar je bio poznat čovjeku već početkom sedmog milenijuma prije Krista. e. (na Bliskom istoku iu Turskoj). Prve rude bakra su očigledno bile grumenčići, koji su bili prilično česti. Najveći grumen bakra na svijetu pronađen je u području jezera. Gornji u SAD i dostigao 500 tona.U drugom milenijumu pr. e. Počela se koristiti legura bakra i kalaja (bronza), na Kavkazu - legure bakra i arsena, au srednjoj Aziji - legure bakra i olova. Stanovništvo Evrope odavno je svjesno nalazišta bakra na Kipru. Vjeruje se da je latinski naziv za bakar "cuprum" nastao od riječi Kipar.

Početkom 19. vijeka. Proizvodnja bakra širom svijeta iznosila je oko 18.000 tona.Rusija je pod Petrom I nekoliko decenija zauzimala prvo mjesto u topionici bakra.

Bakar je crveni metal sa dobrom savitljivošću, duktilnošću, električnom provodljivošću, lakoćom sa drugim metalima i topljiv (tačka topljenja 1083ºC).

GEOHEMIJA. Clark bakar 0,01%. Njegov povećani sadržaj uočen je u bazičnim stijenama (1,4·10 -2%), manji u granitima (3·10 -3%). Faktor koncentracije bakra je 200. Predstavljen je sa dva izotopa: 65 Cu i 69 Cu.

Bakar je tipičan halkofilni element i najčešće se javlja u obliku sulfida. U prirodnim uslovima je mono- i dvovalentan. Bivalentni bakar se odlikuje velikom sposobnošću migracije u redukcionim uslovima i reaguje sa jonima CO -2 3, SiO 3 2-, PO 4 3- i VO 4 3, formirajući fosfatne, karbonatne i silikatne spojeve.

Tokom bazaltnog magmatizma, bakar se koncentriše u hipermafičnim stijenama, formirajući likvacijske i skarske naslage, a u postvulkanskoj fazi povezuje se sa sulfidnim formacijama.

MINERALOGIJA. U prirodi je poznato više od 240 bakrenih minerala, od kojih se oko 200 nalazi u kore koja se nalazi u koru. Međutim, najviše 17 minerala nije od industrijskog značaja. Glavni među njima su: samorodni bakar, halkopirit, bornit, kubanit, halkocit, kovelit, enargit, tetraedrit, tenantit, kuprit, tenorit, malahit, azurit itd.

Prirodni bakar(sadržaj Cu do 100%) kristalizira u kubnom sistemu, kristalni habitus je kubičan i dodekaedarski, formira dendrite, nitiste, žičane, mahovinaste agregate, praškaste sekrete, nodule, čvrste mase, ružičaste i bakrenocrvene boje sa smeđom i mrljasta mrlja, tvrdoća 2 ,5–3, specifična težina 8,4–8,9 g/cm 3 .

Halkopirit CuFeS 2 (Cu 34,6%). Poznate su dvije njegove modifikacije: tetraedarska i kubična – visokotemperaturna. Boja minerala je zlatno-žuta, često sa smeđim mrlja, metalnog sjaja, nalazi se u skarnovima, izdvojenim naslagama bakra-nikla, olova-cinka, volfram-molibdena-kalaja i pirita, kao i u bakrenim peščarima i naslagama fosforita .

Bornite(nazvan Born) Cu 5 FeS 4 (Cu 63,3%). Formira nekoliko polimorfnih modifikacija: tetragonalne - niske temperature, trigonalne - metastabilne na niskim temperaturama, kubične - stabilne iznad 228º C. Habis kristala je kubni, dodekaedarski, rjeđe oktaedarski, tamno bronzane boje sa šarolikim mrlja, metalnog sjaja, tvrdoće 3, gravitacija 5,3 g/cm 3 .

Kubanite(na ostrvu Kuba) CuFe 2 S 3 (Cu 22–24%) kristališe u kubnom sistemu, habitus kristala je izdužen, debeo tabela, bronzano-žute boje, metalnog sjaja, specifične težine 4,16 g/cm 3 . Nalazi se u sulfidnim nalazištima bakra i nikla sa pirotitom i halkopiritom u sulfidnim rudama, a povremeno i u venskim i polimetalnim ležištima.

Chalcozine Cu 2 S (Cu 79,9%). Poznate su dvije polimorfne modifikacije: rombična - niskotemperaturna i rjeđa heksagonalna - visokotemperaturna. Habitus kristala je kratkoprizmatičan, tabelarni, dipiramidalni, olovno-sive boje, tvrdoće 2,5–3, specifične težine 5,8 g/cm 3 . Nalazi se u naslagama bakra sa bornitom, halkopiritom i drugim sulfidima.

Covellin(po prezimenu Covelli) CuS (Cu 66,5%), kristalizuje u heksagonalnom sistemu, lamelarni habitus, zemljani, praškasti, čađavi agregati, indigo plave do crne boje sa prelivom bledom, tvrdoća 1,5–2, specifična težina 4,6 g /cm 3 .

Enargit Cu 3 AsS 4 (Cu 48,3%) kristališe u ortorombičkom sistemu, kristali su prizmatični ili tabularni, zrnasti agregati, sivkaste do gvožđe-crne boje, sivkasto-crne pruge, tvrdoća 3,5, specifična težina 4,3–4,5 g/cm 3 . Nalazi se u hidrotermalnim, obično srednjetemperaturnim bakrenim piritom, porfirnim bakrom, pirit-enargitom, olovo-cink, srebro-bakar i drugim nalazištima.

Tetraedrit(prema obliku kristala) Cu 12 Sb 4 S 13 (Cu 52,3%). Poznate su sljedeće sorte: koje sadrže srebro - freibergite; koji sadrže živu - Schwazite, uptonite, mercury fahlore; koji sadrže cink - sandbergerit, cinkova izbledela ruda; koji sadrže gvožđe – ferotetraedrit, coppit; koji sadrže nikl – frigidan, nickel fahlore; koji sadrže telur - goldfieldite; koji sadrže olovo - malinovskite i sl.

Domeikit(nazvan po našem sunarodniku Ignaciju Domeyku) Cu 3 As (Cu 71,1%). Poznate su dvije polimorfne modifikacije - kubična i heksagonalna sa prijelaznom temperaturom od 225ºC. Agregati su gusti, bubrežastog i grozdastog oblika, boje srebrno-bijele, sive sa žućkasto-smeđim mrlja, tvrdoće 3–3,5, specifična težina 7,5 g/cm 3 . Nalazi se u hidrotermalnim naslagama u kombinaciji sa prirodnim bakrom i srebrom, bakrenim sulfidima i arsenidima nikla i kobalta.

INDUSTRIJSKA PRIMJENA.Široka upotreba bakra zasniva se na njegovoj visokoj električnoj provodljivosti, hemijskoj otpornosti, savitljivosti i drugim svojstvima. Koristi se u mašinstvu, hemijskoj industriji (destilacioni kotlovi, kalemovi, cevi), elektrotehnici, brodogradnji, graviranju, pravljenju novčića i mnogim drugim industrijama. Na primjer, u SAD-u i Velikoj Britaniji se za proizvodnju jednog putničkog automobila koristi do 20 kg bakra.

Trenutno se većina bakra koristi za pravljenje legura, od kojih su najvažnije bronza i mesing. Bronce se ne sastoje samo od bakra i kalaja u različitim omjerima; Nekim sortama se dodaju olovo, cink, fosfor, silicijum i druge komponente. Mesing se sastoji od legure bakra (60-80%) sa cinkom (20-30%).

Industrijski zahtjevi za rudama se vremenom mijenjaju u pravcu njihovog smanjenja. Dakle, još na početku dvadesetog veka. iskopane su samo bogate rude sa sadržajem Cu od 5-15% ili više; trenutno, kada se podzemna kopa velikih ležišta, sadržaj bakra treba da bude najmanje 1%, malih - oko 3%, kada se kopa u kamenolomima - 0,2-0,7 %, a iz složenih polimetalnih ruda izdvaja se bakar u sadržaju od 0,1% ili više.

RESURSI I REZERVE. Trenutno su resursi bakra identifikovani u više od 90 zemalja. Prema USGS procijenjene su na 1,6 milijardi tona Osnovu mineralne baze svjetske rudarske industrije bakra čine nalazišta tri geološka i industrijska tipa: porfirni bakar; stratiformni u bakrenim pješčenicima i škriljcima; bakarni pirit i pirit-polimetalni. Ukupne svetske rezerve bakra su 932,6 miliona tona, potvrđeno - 668,3 miliona tona. Njihove glavne količine su koncentrisane u dubinama Čilea, SAD, Perua, Kine i Kazahstana (tabela 5). Nema podataka o rezervama bakra u Rusiji.

po stopi " Metali Ekonomija Grupa» (MEG) Troškovi geoloških istraživanja koje su u svijetu izvršile rudarske kompanije za obojene i plemenite metale u periodu 1995–2000. iznosile su 4–5 milijardi američkih dolara godišnje. Od toga je oko 18–19% bakra. U Čileu su glavni pravci geoloških istražnih radova bili dodatno proučavanje i priprema za razradu ranije nerazrađenih ležišta, kao i rad na povećanju rezervi postojećih rudnika.

Jedinstvena ležišta uključuju depozite sa rezervama bakra većim od

5 miliona tona, veliki - 5-1 milion tona, srednji - 1-0,2 miliona tona i mali - manje od 0,2 miliona tona.

RUDARSTVO I PROIZVODNJA. Postrojenja proizvode sirovi (99,0%), rafinirani (99,6%) i elektrolitski bakar (99,95%). Svjetska proizvodnja bakra 1995–2000 iznosio je oko 10-11 miliona tona godišnje, pri čemu je oko 45% proizvodnje dolazilo iz dvije zemlje – Čilea i SAD-a.

Bakar se u prirodi ne nalazi u svom čistom obliku, on se vadi iz višekomponentnih ruda. U ovom slučaju, stijena se smatra pogodnom za obogaćivanje kada je sadržaj bakra u njoj 0,5 - 1%.

Industrijske geološke vrste rude bakra:

  • stratiformni tip – peščari i bakarni škriljci;
  • pirit - rijetka vrsta prirodnog bakra;
  • hidrotermalne – porfirne rude;
  • magmatske – rude bakra i nikla;
  • karbonat - željezo-bakar sastav.

Prirodna jedinjenja koja uključuju bakar:

  • bornit (bakar ljubičasti, šareni pirit) – u sastavu dominiraju željezo, sumpor i bakar;
  • halkopirit (bakarni pirit) – svoj hemijska formula– CuFeS2, osim toga, ruda sadrži sfalerit i galenit.
  • halkocit (bakarni sjaj) - hemijska formula - CuS Rude sa ovim jedinjenjem su prilično retke.

Sekundarni minerali:

  • kuprit – samorodni bakar i malahit se nalaze u rudama;
  • covelin – sumpor sulfid koji sadrži 66% bakra i 34% sumpora;
  • malahit je bakar dihidrokok karbonat, koji se nalazi u Rusiji (nalazišta Nižnji Tagil).

Rasprostranjenost rude bakra u svijetu

Zemlje Latinska amerika imaju najbogatija nalazišta bakra na cijelom svijetu. Konkretno, Čile proizvodi 40% svjetske proizvodnje crvenog metala.

Najveća nalazišta u Čileu

Najveće čileansko ležište nalazi se u blizini grada Rancagua. Indijanci su ovdje kopali rudu prije dolaska Evropljana. Industrijski razvoj se vrši od kasno XIX veka. Karakteristike polja El Teniente:

  • površina – 3.800 hektara;
  • broj zaposlenih – 6000;
  • minimum nadnica– 700 dolara mjesečno;
  • maksimalna dubina rudnika – 800 m;
  • dužina planinskih tunela - 2400 km;
  • najveći lift rudnika je sposoban da isporuči do 350 radnika u jednom usponu/spuštanju;
  • sadržaj bakra u rudi je od 1 do 4% (ovaj pokazatelj klasifikuje stijenu kao bogatu);
  • iz rudnika se stijena prevozi vozom, dužina pruge je 10 km, dnevno se napravi 15 „šetača“;
  • iz najdubljeg rudnika kamen se vadi velikim kamionima: visine 7 metara, širine 8 metara;

Ostali depoziti u Čileu:

  • El-Abra - 150,4 hiljade tona se iskopa godišnje;
  • Cerro Colorado – 89,5 hiljada tona;
  • Los Pelambres – 268,4 hiljade tona;
  • Escondida – 1,34 miliona tona.

Važno je napomenuti da u Čileu rudarstvo bakra obavljaju nacionalizovane kompanije, odnosno državne.


Kako se to radi: vađenje bakra

Bakarni pojas u Africi

Afričke zemlje su bogate rudama koje sadrže bakar. U središnjem dijelu kontinenta nalazi se takozvani bakarni pojas. Prolazi kroz teritoriju dvije države:

  • Zambija;
  • Zaira.

Dužina "pojasa" je 160 km, a širina do 50 km.

U Africi su rude bogate - sadržaj bakra je od 3,3 do 4%, većina metala u jedinjenjima:

  • pirit;
  • halkopirit;
  • borniti;
  • halkocit.

Medonosna stijena leži u Africi na dubini do 60 m, što uvelike olakšava njeno vađenje.

Najveći depoziti bakar:


IN poslednjih godina, zbog nestabilne političke situacije u Africi, obim eksploatacije bakra je značajno smanjen - za 3,5%. To je uticalo na svjetske cijene - počele su brzo rasti.

Vodeće zemlje u vađenju rude bakra u Africi su Demokratska Republika Kongo, kao i Južna Afrika. Ove dvije države se ne nalaze na teritoriji "bakarnog pojasa", ali obezbjeđuju značajne količine iskopanog metala.

Budući da je bakronosna stijena plitka, eksploatacija se obavlja uglavnom u kamenolomu. U Africi se glavni dio rude izvlači iz utrobe zemlje ručno, ovdje je prilično mali postotak mehanizacije. Maloljetna djeca rade u kamenolomima, posao je jako težak, nema uslova.

Zato ovde povećan nivo povreda i smrtnosti. Važno je napomenuti da je i u Čileu rudarska kompanija oslobođena svake odgovornosti za živote rudara. Oni potpisuju sporazum u kojem se navodi da u rudnik idu svojom voljom i „na vlastitu odgovornost i rizik“. Država zatvara oči pred ovim. To samo podiže uzbunu međunarodne organizacije o ljudskim pravima.

Nerazvijeno nalazište bakra Aynak u Afganistanu

Prema nekim izvorima, posebno nevladina organizacija Transparency International, Afganistan ima najveće rezerve bakra, koje su na drugom mjestu po obimu u svijetu. Ali većina njih još nije u potpunosti proučena i industrijska ekstrakcija se ne provodi.

Ainak se smatra najvećim, ne samo u Afganistanu, već i na svijetu. Glavni problemi njegovog razvoja nastali su kao rezultat spora između rudarske kompanije i arheologa. Činjenica je da su na teritoriji nalazišta bakra naučnici pronašli drevni budistički grad Mes Aynak, koji ima veliku istorijsku vrijednost. Zbog toga je bilo zabranjeno razvijanje istoimenog ležišta.

Vlada planira da organizuje eksploataciju rude u ležištu Ainak na nivou od 300 hiljada tona godišnje, uz postepeno povećanje obima.

Karakteristike ležišta Ainak:

  • površina – 5 km2;
  • procijenjene rezerve bakra:
    • centralni Aynak – 9,8 miliona tona;
    • zapadni Ajnak – 9,9 miliona tona;
  • obim planiranih investicija u razvoj je 4,4 milijarde američkih dolara;
  • privučeni investitor - kompanija MSS (PRC).

Počevši od 2011. godine, planirano je aktiviranje polja Ainak - da se dostigne nivo od 200 hiljada tona u 2015. godini. Sada su se rokovi ponovo pomjerili - do 2018. godine. Ostaje nam samo nadati se da će Ainak početi raditi punom parom i da će u velikoj mjeri poboljšati finansijsku situaciju države, ali će istovremeno biti očuvana kulturna i istorijska vrijednost budističkog grada.

Metode dobijanja čistog metala iz rude

Do danas se proizvodnja bakra obavlja najčešćom metodom - pirometalurškom. Globalno, koristi ga 90% prerađivačkih kompanija.

Faze obogaćivanja:

  • pripremni – prijem sirovina od rudarskih preduzeća, njihovo sortiranje;
  • topljenje za mat;
  • puhanje u pretvarač - izlaz je blister bakar;
  • rafiniranje.

Obogaćivanje nastalih sirovina vrši se flotacijom. Ruda se stavlja u posudu s vodom, a zatim se tamo dodaje komprimirani zrak. Kao rezultat, nastaje pjena, na čije se mjehuriće lijepe čestice bakra, a otpadna stijena se taloži na dno.

Sljedeća faza je pucanje. Kao rezultat toga, oni pokušavaju smanjiti sadržaj sumpora u rudi što je više moguće. Sastav se zagrijava na 800 o C - sulfidi se oksidiraju, a količina sumpora se smanjuje za 2 puta.

Zatim se dobivena masa šalje u posebne peći - fazu topljenja za mat. Ovdje temperatura raste do 1450 o C. Gvožđe i preostali sulfidi se konačno oksidiraju i izduvaju u konvertorima. Rezultat je blister bakar, koji se lijeva u ingote, i šljaka.

Proizvodnja bakra završava rafinacijom. Uključuje konačno prečišćavanje metala od nečistoća.

Metoda je sljedeća:

  • ingoti blister bakra stavljaju se u kadu sa elektrolitom (sumporna kiselina);
  • Tanki listovi čistog bakra stavljaju se u posudu - katodu;
  • spojiti električnu struju;
  • Kao rezultat toga, sve čestice bakra se skupljaju na katodi, a nečistoće se talože na dnu - nazivaju se muljem.

Često mulj sadrži plemenite metale - zlato, platinu.

Vodeće zemlje u vađenju i topionici bakra u svijetu

Lideri u iskopavanju rude bakra su čileanske kompanije, zahvaljujući kojima država zauzima prvo mjesto na svjetskoj rang listi.

Zemlja je proizvela 5.700 hiljada tona metala, dok je ukupna količina bila 20.245 hiljada tona.

Na drugom mjestu su kineske rudarske kompanije, lideri po rastu proizvodnje.

Svake godine stopa topljenja rude bakra raste u prosjeku za 1,5%. Istovremeno, zemlja izvozi značajan dio metala iz Čilea i Australije.

Kineske rudarske kompanije su rasprostranjene u mnogim zemljama svijeta, uključujući i Afganistan.

  • Peru – proizvodi 1300 hiljada tona – 9% svetske količine;
  • SAD – 1220 hiljada tona – 7%;
  • Australija – 990 hiljada tona – 5%;
  • Rusija – 930 hiljada tona – 5%;
  • Kongo – 900 hiljada tona – 4,5%;
  • Zambija -830 hiljada tona – 4,1%;
  • Kanada – 630 hiljada tona – 3,5%.

Prema prognozama svjetskih analitičara (kompanije USGS i ICSG), u narednim godinama lideri zemalja će ostati na svojim mjestima, jer je većina nalazišta bakra već istražena i aktivno se razvija. Jedino što je moguće je blago smanjenje obima i, shodno tome, povećanje cijena, koje su u stalnom porastu od 2011. godine.

Izvoznici bakra

Zemlja s najvećim obimom proizvodnje metala ne vodi uvijek na ljestvici u izvozu sirovina. Slika na svjetskom tržištu prodaje rafiniranog bakra je nešto drugačija nego u pogledu obima proizvodnje.

Vodeće zemlje za izvoz crvenog metala:

Türkiye.

Ukupan obim uvoza je 5805,4 hiljade tona godišnje.

Kina kupuje sirovine uglavnom iz Čilea. Turska, SAD i Japan su u Africi, Koreja blizu Australije.

Video: Galileo. Bakar

Geologija

Metali podgrupe bakra imaju malu hemijsku aktivnost, pa se nalaze delom u obliku hemijskih jedinjenja, a delom u slobodnom, prirodnom obliku. Bakar se u udaljenim geološkim epohama, očito, nalazio samo u obliku jedinjenja sumpora - halkopirita i halkocita. To se objašnjava visokim hemijskim afinitetom bakra prema sumporu, a sulfidi su najčešći minerali bakra.

At visoke temperature, na primjer, tokom vulkanske aktivnosti, kada su bili izloženi višku kisika, bakreni sulfidi su se pretvarali u okside. Prirodni (metalni) bakar nastao je u prirodi kada su djelomično oksidirane sumporne rude bile snažno zagrijane. Na primjer, ako su oksidirani minerali bakra zajedno sa sumpornim rudama zakopani pod debelim slojem stijene pod uticajem elementarnih nepogoda i zagrejane su od zemljine toplote.

Takva prirodna “metalurška postrojenja” topila su ogromne količine bakra: najveći pronađeni grumen težio je 420 tona (Sjeverna Amerika). Očigledno, interakcija oksida bakra sa sulfidima nastavlja se i danas u područjima vulkanske aktivnosti, na primjer na Kurilskim otocima. Slični procesi se dešavaju prilikom topljenja bakra u metalurškim postrojenjima.

Velike količine bakra i drugih minerala nalaze se na dnu okeana, koje je prekriveno takozvanim nodulama - nakupinama okruglog, nepravilnog oblika kamenja. Sadrže u prosjeku 0,5% bakra. Prema naučnicima, rezerve ove vrijedne i jedinstvene rude iznose 5 milijardi tona.

Rude bakra su prirodne mineralne formacije jedinjenja bakra koje ga sadrže u takvim količinama da je industrijska proizvodnja tehnički moguća i isplativa. U primarnim rudama većine industrijskih ležišta, bakar je prisutan u obliku sulfida - CuS. Približno 90% svjetski poznatih rezervi bakra je u obliku ruda sumpora, oko 9% u obliku oksidnih ruda i manje od 1% u obliku prirodnog bakra.

Obično se bakar u mineralima nalazi u obliku odgovarajućih spojeva: oksidi - tenorit, kuprit, karbonati - malahit, azurit, sulfati - halkantit, brohantit, sulfidi - kovelit, halkocit, halkopirit, bornit.

Poznato je oko 250 minerala bakra, ali samo 20 od njih ima industrijski značaj. Glavni rudni minerali bakra su halkocit (halkocit) ili bakarni sjaj Cu2S (79,8% bakra), halkopirit ili bakarni pirit CuFeS2 (30% bakra), za koji se procjenjuje da čini oko 50% svih depozita ovog elementa, bornita Cu5FeS4 (52-65% bakra), kovelit CuS (64,4% bakra). Bakar se u zemljinoj kori nalazi uglavnom u obliku kompleksnih jedinjenja koja pored bakra sadrže olovo, cink, antimon, arsen, zlato i srebro.

Bakarni pirit ili halkopirit - mjedeno-žuti mineral. Jedinjenje bakra sa gvožđem i sumporom - CuFeS2, koje sadrži 30% Cu. Mohsova tvrdoća 3-4. To je primarna ruda bakra iz koje se vadi većina iskopanog bakra.
Bakarni sjaj ili halkocit, olovno sivi ili crni mineral. Ovo je spoj bakra i sumpora - Cu2S, koji sadrži 79,8% Cu, a ponekad sadrži i primjesu srebra. Tvrdoća minerala po Mohsovoj skali je 2-3. Bakarni sjaj se odnosi na bogate rude bakra.
Šarena bakarna ruda ili bornit, je proizvod raspadanja bakarnog pirita. Hemijski sastav minerala je Cu5FeS4, koji sadrži 52-65% Cu. Mohsova tvrdoća je oko 3.
Cuprite, ili kuprit, je crveni mineral sa hemijski sastav Cu2O sa 88,8% sadržaja Cu. Mohsova tvrdoća 3,5-4. To je bogata ruda bakra.

Proizvodnja

Ležišta bakra nisu koncentrisana u određenim geografskim područjima, već se nalaze u mnogim zemljama na svim kontinentima. U različitim regionima, bakar se ekstrahuje iz različitih minerala. U američkim državama Arizona i Nevada, kao i u britanskom Cornwallu, to je halkocit, odnosno bakreni sjaj. U Francuskoj i Australiji je azurit, ili bakrenoplav. Bakar oksid - kuprit se kopa na Kubi. Bakar hlorid, atakamit, kopa se u Peruu.

Postoji mnogo različitih ruda bakra, ali bogatih ležišta globus malo, a osim toga, rude bakra su se kopale stotinama godina, pa su bogata nalazišta bakra odavno razrađena. Ako se u 19. veku bakar vadio iz ruda koje sadrže 6-9% ovog elementa, sada se rude bakra od 5% smatraju veoma bogatim, a industrija mnogih zemalja prerađuje rude koje sadrže samo 0,5% bakra.

Danas se gotovo sav metal iskopava iz ruda niskog kvaliteta koje ne sadrže više od 1% bakra. Neke rude oksida bakra mogu se reducirati direktno u metal zagrijavanjem koksom. Međutim, većina bakra se proizvodi iz sulfidnih ruda koje sadrže željezo, što zahtijeva složeniju obradu.

Ove rude su relativno siromašne, a ekonomski efekat njihove eksploatacije može se postići samo povećanjem obima proizvodnje. Budući da se prosječni sadržaj bakra u raznim rudama kreće od 0,3-5%, sirovine se melju i koncentrišu i tek onda šalju u metaluršku obradu.

Glavni način vađenja rude bakra je otvoreni kop. Ruda se obično kopa u ogromnim kamenolomima, gde se koriste bageri sa kašikama do 25 m^3 i kamioni nosivosti do 250 tona. Godišnji kapacitet najvećih preduzeća za proizvodnju rude bakra prelazi 30 miliona tona rude i 200 hiljada tona metala.

U proizvodnji bakra dobija se oko 20 vrednijih elemenata i preko 40 vrsta komercijalnih proizvoda: bakar, cink, molibden i olovni koncentrat, flotacioni sumporni pirit, grubi i rafinisani bakar, zlato, srebro, platina, olovo, bizmut, bakar i nikl sulfat i još mnogo toga.

Mjesto rođenja

Glavne zemlje sa bogatim nalazištima bakra su: Čile-22%, SAD-12%, Kina-6%, Kazahstan-5%, Poljska-5%, Indonezija-4%, Rusija-3%, Zambija-3%. Lideri u proizvodnji rude bakra (ICSG podaci): Čile-34%, SAD-10%, Indonezija-8%, Peru-7%, Australija-6%, Kanada-5%, Rusija-4%, Poljska-3% .

Najveće kompanije za iskopavanje rude bakra: Codelco-11%, Phelps Dodge-8%, Rio Tinto-7%, BHP Billiton-7%, Grupo Mexico-5%, PT Pakuafu Indah-5%, Angio American-4%, Norilsk nikl-3%, KGHM Polska Miedz 3%.

Najveća ležišta uključuju: Chuquicamata, koja je već iskopana više od 100 godina (26 miliona tona) u Čileu, i Escondida (23,6 miliona tona), koja je počela da se kopa od 1990. godine u Čileu, Grasberg (27,1 miliona tona) u Indonezija, Collahhuasi (17 miliona tona), Čile, Oktyabrskoye (16 miliona tona) Rusija i Udokan (14 miliona tona) Rusija. Nedavno razvijena velika polja uključuju: Antamina u Peruu, El Tesoro u Čileu, Salobu i Sossego u Brazilu, Nurkazgan u Kazahstanu. Aktivno istražuju Uyu Tolgoi u Mongoliji, Pebble na Aljasci i El Pachon u Argentini.

Najveći otvoreni rudnici bakra (kamenolomi) uključuju: Escondida (godišnji kapacitet 1.200 hiljada tona), Grasberg (godišnji kapacitet 800 hiljada tona), Chuquicamata (godišnji kapacitet 600 hiljada tona). Najveći podzemni rudnici na svijetu: najveći svjetski čileanski El Teniente (proizvodnja oko 450 hiljada tona) i Andina (kapacitet 250 hiljada tona), poljski Rudna, Polkowice-Sieroszowice i Lubin sa ukupno 450 hiljada tona, podzemni rudnici Norilsk Nickel (kapacitet više od 400 hiljada tona).

Najveće svjetske rezerve rude bakra koncentrisane su u vulkanskim stijenama (porfirima) čileanskih Anda. Svjetske rezerve ekonomski isplativih ležišta, prema različitim procjenama, iznose 340-470 miliona tona. U nedostatku povećanja rezervi i poboljšanja tehnologije vađenja i proizvodnje bakra, sadašnje nadoknadive rezerve će trajati samo do 2050. godine.

Ukupne dokazane rezerve (prema USGS) - Čile -140 miliona tona, SAD -35 miliona tona, Indonezija 35 miliona tona, Poljska 30 miliona tona, Peru 30 miliona tona, Meksiko 27 miliona tona, Australija 24 miliona tona, Rusija 20 miliona tona Ukupna baza poznatih rezervi bakra je, prema različite metode 600-940 miliona tona. Iako zalihe bakra nisu neograničene, postojaće dovoljne zalihe u doglednoj budućnosti za sve aplikacije.

Rusija

Najveći depoziti u moderna Rusija nalaze se u Tajmirskom autonomnom okrugu: Oktjabrskoje, Talahninskoje i Norilsk - I, danas obezbeđuju dve trećine proizvodnje. Samo ležište Oktjabrski proizvodi skoro 57% ruskog bakra.

Gotovo trećinu iskopanog bakra proizvodi Uralski region rudarstva bakra (Volški i Uralski federalni okrug); ležišta: Gayskoye, Uchalinskoye, Sibaiskoye, Safyanovskoye, Uzelginskoye. Samo dva velika ležišta se ne razvijaju: Yubileinoye i Podolskoye. Yubileinoye se priprema za razvoj, a Podolskoye je u državnoj rezervi.

Najveće nalazište bakrenog peščara u regionu Čita, Udokan (14 miliona tona), još nije u razvoju. Prosječan sadržaj bakra u rudama je 1,56%. Njegov razvoj otežava nedostatak transportne infrastrukture i udaljenost Transbaikalije od prerađivačkih preduzeća industrije bakra (Ural).

Po bilansnim rezervama bakra, Rusija učestvuje sa oko 9% svetskih rezervi, a po ovom pokazatelju smo na trećem mestu u svetu posle Čilea i SAD. Rusija u cjelini ima dokazane rezerve bakra na sadašnjem nivou proizvodnje već 90 godina (ali je zaliha eksploatisanih nalazišta manja, 25-30 godina).

U utrobi zemlje postoji prilično veliki broj različitih minerala koji se mogu koristiti za oslobađanje razni materijali. Ruda bakra prilično je rasprostranjena - koristi se za preradu i proizvodnju raznih tvari koje se koriste u industriji. Vrijedi uzeti u obzir da takva ruda, koja sadrži bakar, može sadržavati i druge minerale. Preporučuje se upotreba zemljanog kamena koji sadrži najmanje 0,5-1% metala.

Klasifikacija

Iskopava se ogromna količina najrazličitijih ruda bakra. Klasifikacija se vrši prema njihovom porijeklu. Razlikuju se sljedeće grupe bakrenih ruda:

  1. Pirit je postao prilično raširen. Stena je spoj gvožđa i bakra i ima veliki broj raznih inkluzija i žila drugih nečistoća.
  2. Stratiform je predstavljen kombinacijom bakrenih škriljaca i pješčenjaka. Ova vrsta stijena je također postala široko rasprostranjena, jer je predstavljena velikim ležištem. Glavne karakteristike uključuju jednostavan oblik lima, kao i ujednačenu distribuciju svih korisnih komponenti. Zbog toga je bakrena stijena ove vrste najtraženija, jer omogućava produktivnost na istom nivou.
  3. Bakar-nikl. Ovu rudu karakteriziraju masivne inkluzije teksture kobalta i zlata, kao i metala platinske grupe. Naslage su u obliku žila i listova.
  4. Porfir bakar ili hidrotermalni. Ovakva ležišta rude bakra sadrže veliku koncentraciju srebra i zlata, selena i dr hemijske supstance. Osim ovoga, sve korisnim materijalom su u većoj koncentraciji, zbog čega je rasa tražena. Izuzetno je rijetka.
  5. Carbonate. U ovu grupu spadaju željezno-bakarne i karbonatitne rude. Vrijedi uzeti u obzir da je ova pasmina pronađena samo u Južnoj Africi. Rudnik koji se razvija klasifikovan je kao masivna alkalna stijena.
  6. Skarnova - grupa koju karakterizira lokalna lokacija u raznim stijenama. Karakteristična svojstva može se nazvati malom veličinom i složenom morfologijom. Treba imati na umu da u ovom slučaju ruda koja sadrži bakar ima visoku koncentraciju. Međutim, metal je neravnomjerno raspoređen. Kamenje koje se kopa ima koncentraciju bakra od oko tri posto.

Bakar se praktički ne nalazi, na primjer, kao zlato, u obliku masivnih grumenova. Najveća slično obrazovanje može se nazvati ležištem u Sjevernoj Americi, čija je masa 420 tona. Sa 250 vrsta bakra, samo 20 od njih se široko koristi u čistom obliku, drugi se koriste samo kao legirajući elementi.

Ležišta rude bakra

Bakar se smatra najčešćim metalom koji se koristi u raznim industrijama. Ležišta rude bakra nalaze se u gotovo svim zemljama. Primjer je otkriće naslaga u Arizoni i Nevadi. Ruda bakra se takođe kopa na Kubi, gde su česta nalazišta oksida. U Peruu se miniraju formacije hlorida.



S obzirom na porfirna ležišta rude bakra ili distribuciju sulfidnih ležišta, napominjemo da danas praktično nema obogaćenih rudnika. To je zbog činjenice da se takav metal koristi dugi niz godina. Industrija prerađuje stijene koje imaju koncentraciju bakra od oko 0,5%. Nakon aluminijuma i gvožđa, bakar je na trećem mestu po proizvodnji u svetu.

U Rusiji postoje nalazišta koja omogućavaju vađenje rude bakra u prilično velikim količinama. Ako uzmemo u obzir udio Ruske Federacije u svjetskoj proizvodnji rude, onda je ova brojka 9%. Vodeće mjesto zauzima Čile, gdje je koncentrisano do 33% rude bakra.

Sljedeći rudnici se smatraju najvećim nalazištima:

  1. U Čileu, polje Chuquicamata. Ovaj rudnik se razvijao u proteklih 100 godina, tokom kojih je iskopano oko 26 miliona tona metala.
  2. Drugi rudnik se nalazi u Čileu. Otvoren je 1990. godine.

Pored toga, nalazišta su otkrivena u Brazilu i Peruu, kao iu Kazahstanu. Prema nekim proračunima, u utrobi zemlje ima još više od 400 miliona tona dotičnog metala.

Primjena rude bakra

Razmatrano prirodni resurs postao veoma raširen. Kao što je ranije navedeno, njegovo vađenje se vrši već nekoliko decenija. Ruda bakra može sadržavati prilično veliki broj korisnih elemenata, na primjer, zlato i srebro. Stoga je njegova distribucija prilično opsežna.

Upotreba iskopane mješavine bakra povezana je s proizvodnjom različitih metala. Postoje dvije glavne tehnologije proizvodnje bakra:

  1. hidrometalurški;
  2. pirometalurški.

Druga metoda uključuje oplemenjivanje metala vatrom. Zbog toga se ruda može prerađivati ​​u gotovo bilo kojoj količini. Osim toga, izlaganje vatri omogućava da se iz stijene izvuku gotovo sve korisne tvari. Pirometalurška tehnologija se koristi za izolaciju bakra od stijena koje imaju nizak stepen obogaćenja metalom. Hidrometalurška metoda se koristi isključivo za preradu oksidiranih i autohtonih stijena, koje također imaju niske koncentracije bakra.

U zaključku, napominjemo da je bakar danas uključen u gotovo sve legure. Njegov dodatak kao legirajući element omogućava vam da promijenite osnovna svojstva performansi.

Metale u podgrupi bakra karakteriše niska hemijska aktivnost, iz tog razloga se nalaze u obliku hemijskih jedinjenja, kao i grumenčića. Prije mnogo stoljeća, bakar se mogao naći samo u obliku jedinjenja sumpora - halkopirita i halkocita. To je zato što bakar ima visok hemijski afinitet prema sumporu. Većina primarnih ruda sadrži bakar u obliku sulfida - CuS.
Vremenom, posebno u uslovima vulkanske aktivnosti, kada su izloženi velika količina kiseonika, bakreni sulfidi su postali oksidi. Grumenčići bakra nastali su u prirodi prilikom jakog zagrijavanja oksidirane sumporne rude. Na primjer, ako su oksidirani minerali bakra i rude sumpora ležali ispod debelog sloja stijene, oni su bili zagrijani prirodnih katastrofa i zemaljske topline. U takvim prirodnim "metalurškim radnjama" topile su se ogromne količine bakra. Na teritoriji sjeverna amerika pronašao grumen težak 420 tona. Međutim, ovo je rijetko; prirodni bakar na planeti je otprilike 1%.

Svjetska nalazišta bakra

Mnogo bakra, kao i drugih minerala, nalazi se na dnu okeana. Na dnu se nalaze nakupine okruglog kamenja koje sadrži oko 0,5% bakra. Prema analizi geologa, rezerve rude bakra u okeanu dostižu 5 milijardi tona.
Postoji skoro 250 minerala bakra, ali samo 20 se koristi u industriji. Glavne rude bakra uključuju:

  • halkocit - Cu 2 S, koji sadrži 79,8% bakra
  • halkopirit - CuFeS 2, koji sadrži 30% bakra. Ova ruda čini skoro 50% svih nalazišta bakra
  • bornit - Cu 5 FeS 4, sadrži od 52 do 65% bakra
  • covellite - CuS, sadrži 64% bakra.

Prema genetskim i industrijsko-geološkim parametrima nalazišta bakra su:

  • stratiforma, koji uključuje bakrene škriljce i pješčanike
  • piritima. Ova grupa uključuje prirodni i venski bakar
  • hidrotermalni
  • magmatski, uključujući najčešće rude tipa bakar-nikl
  • karbonat. U ovu grupu spadaju željezno-bakarne i karbonatitne rude.

Zalihe bakra u svijetu

Najveća količina bakra, oko 65%, javlja se u sjevernom i južna amerika. Evropske države imaju 15% resursa, azijske države - 11%, afričke države - 4,5%.
Najveće potvrđene rezerve bakra zabilježene su u Čileu. Tu se nalazi skoro 20% svjetskih rezervi. A u SAD - 12,7%. Pored ovih zemalja, dosta bakra ima u Poljskoj, Indoneziji, Iranu, Kazahstanu, Kini, Uzbekistanu, Filipinima, kao i u Zairu, Zambiji, Brazilu, Kanadi, Meksiku, Panami, Peruu i Australiji. U svakoj od ovih država, prema stručnjacima, ima oko 10 miliona tona.

Vađenje rude bakra

Zbog niskog sadržaja bakra u rudi, njeno vađenje uključuje preradu velikih količina stijena. Da bi se istopila 1 tona bakra, potrebno je preraditi preko 200 tona rude.
Metode vađenja bakra:

  • otvorena metoda. Ako se nalazišta rude nalaze u blizini zemljine površine, onda se razvijaju na ovaj način, dubina površinskog kopanja je 150-300 m. Metodu karakterišu manji gubici
  • podzemni put. Ovom metodom ruda se kopa sa dubine od 500 m, a ponekad i od 800-1000 m.

Postoji pet tehnoloških sistema za razvoj polja:

  • koristeći samohodnu opremu. Ova tehnologija se široko koristi
  • koristeći mehanizme kontinuirane vibracije
  • korištenjem zatrpavanja za stvrdnjavanje. U ovom slučaju postoji kontinuirano iskopavanje rezervi moćnih ležišta uz minimalne gubitke. Upotrebom ovakvih sistema gubici se smanjuju za 3-4 puta
  • način vađenja rude u horizontalnim slojevima. Prilikom punjenja žljebova (u podzemnim rudnicima) smjesama za stvrdnjavanje koriste se cijevi obložene gumom ili bazaltom, čiji je vijek trajanja 50-100 puta veći od čelika
  • ciklično-protočna tehnologija za izvođenje rudarskih operacija.

Centri za proizvodnju bakra

Centri za proizvodnju bakra prisutni su u različitim regionima Rusije. Kazahstan se može pohvaliti najbogatijim nalazištima rude. Na Uralu ima i depozita. Prema poslednjim podacima, Rusija je prva u svetu po eksploataciji rude bakra.
Fabrike bakra se grade u neposrednoj blizini rudnika. Faktor sirovine je odlučujuća komponenta, zbog niskog sadržaja koncentrata u sirovini. Na Uralu se nalazi 11 bakarnih kompleksa koji proizvode 43% bakra u zemlji. Pored sopstvenih sirovina, u proizvodnji se koriste i materijali uvezeni iz Kazahstana. Tu su i postrojenja za reciklažu otpada. Na primjer, plinovi sumpor-dioksida, kao nusproizvod rudarenja bakra, koriste se za stvaranje sumporne kiseline, koja se zatim koristi za proizvodnju gnojiva.

Povezane publikacije