Minéraux : minerais de cuivre. Les plus grands gisements de cuivre

BREF INFORMATION HISTORIQUE. Le cuivre était déjà connu de l'homme au début du septième millénaire av. e. (au Moyen-Orient et en Turquie). Les premiers minerais de cuivre, évidemment, étaient des pépites, ce qui est assez courant. La plus grande pépite de cuivre du monde a été découverte dans la région du lac. Supérieur aux États-Unis et atteint 500 tonnes.Au deuxième millénaire avant JC. e. un alliage de cuivre avec de l'étain (bronze) a commencé à être utilisé, dans le Caucase - des alliages de cuivre avec de l'arsenic, et en Asie centrale - des alliages de cuivre avec du plomb. La population européenne connaît depuis longtemps les gisements de cuivre à Chypre. On pense que le nom latin du cuivre "cuprum" est issu du mot Chypre.

Au début du XIXème siècle. l'extraction de cuivre dans le monde s'élevait à environ 18 000 tonnes.La Russie sous Pierre Ier s'est classée pendant plusieurs décennies au premier rang dans la fusion du cuivre.

Le cuivre est un métal de couleur rouge avec une bonne malléabilité, malléabilité, conductivité électrique, alliageabilité avec d'autres métaux, fusible (point de fusion 1083º C).

GÉOCHIMIE. Clark cuivre 0,01%. Sa teneur élevée est observée dans les roches basiques (1,4 10 -2 %), plus faible dans les granites (3 10 -3 %). Le facteur de concentration du cuivre est de 200. Il est représenté par deux isotopes : 65 Cu et 69 Cu.

Le cuivre est un élément chalcophile typique et se présente le plus souvent sous forme de sulfures. Dans des conditions naturelles, il est monovalent et bivalent. Le cuivre divalent se caractérise par une grande capacité de migration dans des conditions réductrices et réagit avec les ions CO -2 3 , SiO 3 2- , PO 4 3- et VO 4 3 , formant des composés phosphate, carbonate et silicate.

Au cours du magmatisme basaltique, le cuivre se concentre dans les roches ultramafiques, formant des dépôts de ségrégation et de skarn, et au stade postvolcanique, il est associé à des formations de pyrite.

MINÉRALOGIE. Plus de 240 minéraux de cuivre sont connus dans la nature, dont environ 200 se trouvent dans la croûte d'altération. Cependant, pas plus de 17 minéraux ont une importance industrielle. Les principaux d'entre eux sont : le cuivre natif, la chalcopyrite, la bornite, la cubanite, la chalcocite, la covellite, l'énargite, la tétraédrite, la tennantite, la cuprite, la ténorite, la malachite, l'azurite, etc.

Cuivre natif(teneur en Cu jusqu'à 100%) cristallise dans une syngonie cubique, l'habitude des cristaux est cubique et dodécaédrique, forme des dendrites, des agrégats filamenteux, filiformes, moussus, des sécrétions de poudre, des concrétions, des masses solides, de couleur rosâtre et rouge cuivré avec du brun et teinte marbrée, dureté 2,5–3, densité 8,4–8,9 g/cm 3 .

Chalcopyrite CuFeS 2 (Cu 34,6 %). Deux de ses modifications sont connues : tétraédrique et cubique - haute température. La couleur du minéral est jaune doré, souvent avec une teinte brune, un éclat métallique, trouvé dans les skarns, les gisements séparés de cuivre-nickel, de plomb-zinc, de tungstène-molybdène-étain et de pyrite, ainsi que dans les grès cuivreux et les gisements de phosphorite.

bornite(nommé Born) Cu 5 FeS 4 (Cu 63,3 %). Il forme plusieurs modifications polymorphes: tétragonale - basse température, trigonale - métastable à basse température, cubique - stable au-dessus de 228 ° C. L'habitude des cristaux est cubique, dodécaédrique, moins souvent octaédrique, de couleur bronze foncé à teinte panachée, éclat métallique, dureté 3, gravité spécifique 5, 3 g/cm3.

cubanite(sur l'île de Cuba) CuFe 2 S 3 (Cu 22–24%) cristallise dans le système cubique, l'habit cristallin est allongé, tabulaire épais, de couleur jaune bronze, éclat métallique, densité 4,16 g / cm 3. Présente dans des gisements sulfurés de cuivre-nickel avec de la pyrrhotine et de la chalcopyrite dans des minerais de pyrite, parfois dans des veines et des gisements polymétalliques.

Khalkozin Cu 2 S (Cu 79,9 %). Deux modifications polymorphes sont connues : rhombique - basse température et hexagonale moins courante - haute température. Le port des cristaux est court-prismatique, tabulaire, dipyramidal, la couleur est gris plomb, la dureté est de 2,5–3, la densité est de 5,8 g/cm 3 . Présente dans des gisements de cuivre avec de la bornite, de la chalcopyrite et d'autres sulfures.

Kovellin(du nom de Covelli) CuS (Cu 66,5 %), cristallise en syngonie hexagonale, port lamellaire, agrégats terreux, poudreux, charbonneux, couleur bleu indigo à noir avec une teinte irisée, dureté 1,5–2, densité 4, 6 g /cm3.

Énargit Cu 3 AsS 4 (Cu 48,3 %) cristallise dans un système cristallin rhombique, cristaux prismatiques ou tabulaires, agrégats granulaires, couleur grisâtre à noir de fer, stries gris-noir, dureté 3,5, densité 4,3–4,5 g/cm3. Il se produit dans des gisements hydrothermaux, généralement à température moyenne de cuivre-pyrite, de cuivre-porphyre, de pyrite-énargite, de plomb-zinc, d'argent-cuivre et d'autres gisements.

tétraédrite(selon la forme des cristaux) Cu 12 Sb 4 S 13 (Cu 52,3%). Ses variétés suivantes sont connues: contenant de l'argent - fribergite; contenant du mercure - schwacite, aptonite, mercure fahlore; contenant du zinc - sandbergérite, minerai de zinc fané; contenant du fer - ferrotétraédrite, copit; contenant du nickel - frigidite, nickel fahlore; contenant du tellure goldfieldite; contenant du plomb malinovskite et etc.

Dômeikite(du nom de notre compatriote Ignacio Domeiko) Cu 3 As (Cu 71,1%). Deux modifications polymorphes sont connues - cubique et hexagonale avec une température de transition de 225 ° C. Les agrégats sont denses, réniformes et en forme de grappe, la couleur est blanc argenté, gris avec une teinte brun jaunâtre, dureté 3–3,5, gravité spécifique 7,5 g/cm3. Présente dans les gisements hydrothermaux en association avec du cuivre et de l'argent natifs, des sulfures de cuivre et des arséniures de nickel et de cobalt.

APPLICATION DANS L'INDUSTRIE. L'utilisation répandue du cuivre est basée sur sa conductivité électrique élevée, sa résistance chimique, sa malléabilité et d'autres propriétés. Il trouve une application dans l'ingénierie mécanique, l'industrie chimique (chaudières de distillation, bobines, tuyaux), l'électrotechnique, la construction navale, la gravure, la monnaie et de nombreuses autres industries. Ainsi, par exemple, aux États-Unis et en Grande-Bretagne, jusqu'à 20 kg de cuivre sont utilisés pour la production d'une voiture particulière.

Actuellement, la majeure partie du cuivre est utilisée pour la fabrication d'alliages, dont les plus importants sont le bronze et le laiton. Les bronzes ne sont pas seulement constitués de cuivre et d'étain en proportions variables ; du plomb, du zinc, du phosphore, du silicium et d'autres composants sont ajoutés à certaines variétés. Le laiton est constitué d'un alliage de cuivre (60-80%) avec du zinc (20-30%).

Les besoins industriels en minerais évoluent dans le temps dans le sens de leur réduction. Donc, au début du XXe siècle. seuls les minerais riches avec une teneur en Cu de 5 à 15% ou plus ont été extraits, à l'heure actuelle, dans l'extraction souterraine de grands gisements, la teneur en cuivre devrait être d'au moins 1%, les petits - environ 3%, lors de l'extraction dans des carrières - 0,2 à 0,7%, et à partir de minerais polymétalliques complexes, le cuivre est extrait à une teneur de 0,1% ou plus.

RESSOURCES ET RÉSERVES. Actuellement, des ressources en cuivre ont été identifiées dans plus de 90 pays. Selon Service géologique des États-Unis elles sont estimées à 1,6 milliard de tonnes.La base des ressources minérales de l'industrie mondiale de l'extraction du cuivre est constituée de gisements de trois types géologiques et industriels : le cuivre porphyrique ; stratiforme dans les grès et schistes cuivreux ; pyrite de cuivre et pyrite-polymétallique. Les réserves totales de cuivre dans le monde sont de 932,6 millions de tonnes, confirmées - 668,3 millions de tonnes.Leurs principaux volumes sont concentrés dans les entrailles du Chili, des États-Unis, du Pérou, de la Chine et du Kazakhstan (tableau 5). Il n'y a pas de données sur les réserves de cuivre en Russie.

Au taux " Les métaux économie grouper» (GEM) le coût des travaux d'exploration effectués par les sociétés minières pour les métaux non ferreux et précieux dans le monde en 1995-2000 s'élevait à 4-5 milliards de dollars américains par an. Parmi ceux-ci, environ 18 à 19% représentaient du cuivre. Au Chili, les principaux axes de travail d'exploration ont été l'étude complémentaire et la préparation de la mise en valeur de gisements jusque-là non développés, ainsi que des travaux visant à augmenter les réserves des mines existantes.

Gisements avec des réserves de cuivre de plus de

5 millions de tonnes, gros - 5 à 1 million de tonnes, moyens - 1 à 0,2 million de tonnes et petits - moins de 0,2 million de tonnes.

MINES ET PRODUCTION. Les usines produisent du cuivre blister (99,0 %), raffiné (99,6 %) et électrolytique (99,95 %). Production de cuivre dans le monde en 1995-2000 était d'environ 10 à 11 millions de tonnes par an, et environ 45% de sa production provenait de deux pays - le Chili et les États-Unis.

Dans la nature, le cuivre ne se trouve pas sous sa forme pure, il est extrait de minerais à plusieurs composants. Dans le même temps, la roche est considérée comme propice à l'enrichissement lorsque sa teneur en cuivre est de 0,5 à 1%.

Types géologiques industriels de minerai de cuivre:

  • type stratiforme - grès et schistes cuprifères;
  • pyrite - un type rare de cuivre natif;
  • hydrothermal - minerais porphyriques;
  • magmatiques - minerais de cuivre-nickel;
  • carbonate - composition fer-cuivre.

Composés naturels contenant du cuivre :

  • bornite (violet cuivré, pyrites hétéroclites) - le fer, le soufre et le cuivre prédominent dans la composition;
  • chalcopyrite (pyrites de cuivre) - ses formule chimique– CuFeS2, en plus, les minerais contiennent de la sphalérite et de la galène.
  • chalcocite (éclat de cuivre) - formule chimique - CuS Les minerais avec ce composé sont assez rares.

Minéraux Secondaires :

  • cuprite - le cuivre natif et la malachite se trouvent dans les minerais;
  • covelin - sulfure de soufre contenant 66% de cuprum et 34% de soufre;
  • malachite - carbonate de dihydrocoke de cuivre, trouvé en Russie (dépôts de Nizhny Tagil).

Répartition des minerais de cuivre dans le monde

Des pays Amérique latine possèdent les gisements de cuivre les plus riches au monde. En particulier, le Chili fournit 40 % de la production mondiale de métal rouge.

Les plus grands gisements du Chili

Le plus grand champ du Chili est situé près de la ville de Rancagua. Ici, les Indiens extrayaient du minerai, avant l'arrivée des Européens. Le développement industriel se fait avec fin XIX siècle. Caractéristiques du gisement El Teniente :

  • superficie - 3 800 ha ;
  • nombre de personnes employées - 6000 ;
  • minimal salaire– 700 $ par mois;
  • profondeur maximale de la mine - 800 m;
  • longueur des tunnels de montagne - 2400 km;
  • le plus grand élévateur de la mine est capable de livrer jusqu'à 350 travailleurs en une seule montée/descente ;
  • la teneur en cuivre du minerai est de 1 à 4 % (cet indicateur classe la roche comme riche) ;
  • depuis la mine, la roche est transportée par train, la longueur du chemin de fer est de 10 km, 15 "marcheurs" sont effectués par jour;
  • de la mine la plus profonde, la roche est extraite par de gros camions : 7 mètres de haut, 8 mètres de large ;

Autres gisements au Chili :

  • El-Abra - 150,4 mille tonnes sont extraites par an;
  • Cerro Colorado - 89,5 milliers de tonnes ;
  • Los Pelambres - 268,4 mille tonnes;
  • Escondida - 1,34 million de tonnes.

Il convient de noter qu'au Chili, l'extraction du cuivre est effectuée par des sociétés nationalisées, c'est-à-dire appartenant à l'État.


Comment c'est fait : l'extraction du cuivre

Ceinture de cuivre en Afrique

Les pays africains sont riches en minerais cuprifères. Dans la partie centrale du continent se trouve la soi-disant ceinture de cuivre. Il traverse le territoire de deux États :

  • Zambie;
  • Zaïre.

La longueur de la "ceinture" est de 160 km, avec une largeur allant jusqu'à 50 km.

En Afrique, les minerais sont riches - la teneur en cuivre est de 3,3 à 4%, la plupart du métal dans les composés :

  • pyrites;
  • chalcopyrite;
  • bornites;
  • chalcosines.

La roche mellifère se trouve en Afrique à une profondeur pouvant atteindre 60 m, ce qui simplifie grandement son extraction.

Les plus grands gisements de cuivre :


À dernières années, en raison de la situation politique instable en Afrique, le volume de l'extraction du cuivre a considérablement diminué - de 3,5%. Cela a affecté les prix mondiaux - ils ont commencé à augmenter rapidement.

Les pays leaders dans l'extraction de minerai de cuivre en Afrique comprennent la République démocratique du Congo, ainsi que l'Afrique du Sud. Ces deux États ne sont pas situés sur le territoire de la "ceinture cuprifère", mais ils fournissent des volumes importants de métal extrait.

La roche cuprifère étant peu profonde, l'exploitation minière s'effectue principalement dans une carrière. En Afrique, l'essentiel du minerai est extrait manuellement des entrailles de la terre, ici il y a un pourcentage assez faible de mécanisation. Des enfants mineurs travaillent dans les carrières, le travail est très dur, il n'y a pas de conditions.

C'est pourquoi ici niveau élevé blessure et mortalité. Il est à noter qu'au Chili, la société minière est également dégagée de toute responsabilité quant à la vie des mineurs. Ils signent un accord selon lequel ils descendent dans la mine de leur plein gré et "à leurs risques et périls". L'État ferme les yeux sur cette situation. L'alarme ne bat que organisation internationale sur les droits de l'homme.

Mine de cuivre non développée d'Aynak en Afghanistan

Selon certaines sources, notamment, organisation non gouvernementale Transparency International, l'Afghanistan possède les plus grandes réserves de cuivre, qui sont les deuxièmes au monde en termes de volume. Mais la plupart d'entre eux n'ont pas encore été complètement explorés et l'extraction industrielle n'est pas pratiquée.

Le plus grand, non seulement en Afghanistan, mais aussi dans le monde, est Aynak. Les principaux problèmes de son développement sont survenus à la suite d'un différend entre la société minière et les archéologues. Le fait est que sur le territoire du gisement de cuivre, les scientifiques ont trouvé l'ancienne ville bouddhiste de Mes Aynak, qui a une grande valeur historique. Il était donc interdit de développer le champ du même nom.

Le gouvernement prévoit d'organiser l'extraction du minerai dans le gisement d'Ainak au niveau de 300 000 tonnes par an et d'augmenter progressivement le volume.

Caractéristiques du gisement d'Aynak :

  • zone - 5 km 2;
  • réserves estimées de cuivre :
    • centre d'Ainak - 9,8 millions de tonnes;
    • ouest d'Ainak - 9,9 millions de tonnes;
  • le volume des investissements prévus dans le développement - 4,4 milliards de dollars américains;
  • l'investisseur attiré est MCC (PRC).

À partir de 2011, il était prévu d'activer le gisement d'Aynak - pour atteindre le niveau de 200 000 tonnes en 2015. L'échéance est désormais repoussée à 2018. On ne peut qu'espérer qu'Aynak commencera à travailler à plein régime et améliorera largement la situation financière de l'État, mais en même temps la valeur culturelle et historique de la ville bouddhiste sera préservée.

Méthodes d'obtention de métal pur à partir de minerai

À ce jour, la production de cuivre est réalisée par la méthode la plus courante - pyrométallurgique. Dans le monde, il est utilisé par 90% des entreprises de transformation.

Etapes d'enrichissement :

  • préparatoire - obtenir des matières premières auprès des entreprises minières, les trier;
  • fondre sur mat;
  • soufflant dans le convertisseur - la sortie est en cuivre blister;
  • raffinage.

L'enrichissement de la matière première reçue se produit par flottation. Le minerai est placé dans un récipient avec de l'eau, puis de l'air comprimé y est ajouté. En conséquence, de la mousse se forme, aux bulles desquelles adhèrent des particules de cuivre, et les stériles se déposent au fond.

La prochaine étape est la torréfaction. En conséquence, ils essaient de minimiser la teneur en soufre du minerai. La composition est chauffée à 800 ° C - les sulfures sont oxydés et la quantité de soufre est réduite de 2 fois.

De plus, la masse résultante est envoyée dans des fours spéciaux - l'étape de fusion pour la matte. Ici, la température monte à 1450 o C. Le fer et les sulfures restants sont finalement oxydés et soufflés dans des convertisseurs. Le résultat est du cuivre blister, qui est coulé en lingots, et des scories.

La production de cuivre est complétée par le raffinage. Cela implique la purification finale du métal des impuretés.

La méthode est la suivante :

  • les lingots de cuivre blister sont placés dans un bain avec un électrolyte (acide sulfurique);
  • de fines feuilles de cuivre pur sont placées dans le récipient - la cathode;
  • connecter le courant électrique ;
  • en conséquence, toutes les particules de cuivre sont collectées à la cathode et les impuretés se déposent au fond - elles sont appelées boues.

Souvent, les boues contiennent des métaux précieux - or, platine.

Pays leaders dans l'extraction et la fusion du cuivre dans le monde

Les leaders de l'extraction du minerai de cuivre sont des entreprises chiliennes, grâce à elles l'État occupe la première place du classement mondial.

Le pays a produit 5 700 000 tonnes de métal, tandis que le volume total était de 20 245 000 tonnes.

En deuxième position se trouvent les sociétés minières chinoises, leaders en termes de croissance de la production.

Annuellement, le taux de fusion du minerai de cuivre augmente en moyenne de 1,5 %. Dans le même temps, le pays exporte une part importante du métal du Chili et de l'Australie.

Les sociétés minières chinoises sont présentes dans de nombreux pays du monde, dont l'Afghanistan.

  • Pérou - produit 1 300 000 tonnes - 9 % du volume mondial ;
  • États-Unis - 1 220 000 tonnes - 7 % ;
  • Australie - 990 000 tonnes - 5%;
  • Russie - 930 000 tonnes - 5%;
  • Congo - 900 000 tonnes - 4,5%;
  • Zambie -830 mille tonnes - 4,1% ;
  • Canada - 630 000 tonnes - 3,5%.

Selon les prévisions des analystes mondiaux (sociétés USGS et ICSG), dans les années à venir, les pays leaders resteront à leur place, car la plupart des gisements de cuivre ont déjà été explorés et sont activement développés. Seule une légère réduction des volumes est possible et, par conséquent, une augmentation du prix, qui ne cesse de croître depuis 2011.

Exportateurs de cuivre

Le pays avec le plus grand volume de production de métaux n'est pas toujours en tête du classement des exportations de matières premières. La situation sur le marché mondial de la vente de cuivre affiné est quelque peu différente qu'en termes de volumes de production.

Pays leaders dans l'exportation de métal rouge:

Dinde.

Le volume total des importations est de 5 805 400 tonnes par an.

La Chine achète des matières premières principalement au Chili. La Turquie, les États-Unis et le Japon sont en Afrique, la Corée est près de l'Australie.

Vidéo : Galilée. Cuivre

Géologie

Les métaux du sous-groupe du cuivre ont peu d'activité chimique, ils se présentent donc en partie sous la forme de composés chimiques et en partie sous une forme libre et native. Le cuivre à des époques géologiques lointaines, évidemment, n'a été trouvé que sous la forme de composés soufrés - chalcopyrite et chalcocite. Cela s'explique par la grande affinité chimique du cuivre pour le soufre, et les sulfures sont les minéraux de cuivre les plus courants.

À hautes températures, par exemple, pendant l'activité volcanique, lorsqu'ils étaient exposés à un excès d'oxygène, les sulfures de cuivre étaient convertis en oxydes. Le cuivre natif (métallique), est apparu dans la nature avec un fort chauffage des minerais de soufre partiellement oxydés. Par exemple, si des minéraux de cuivre oxydés, ainsi que des minerais sulfureux, étaient enfouis sous une épaisse couche rochers sous l'influence des catastrophes naturelles et chauffé par la chaleur de la terre.

Ces «usines métallurgiques» naturelles fondaient d'énormes quantités de cuivre: la plus grosse pépite trouvée pesait 420 tonnes (Amérique du Nord). Apparemment, l'interaction des oxydes de cuivre avec les sulfures se poursuit également à l'heure actuelle dans les zones d'activité volcanique, par exemple dans la région des Kouriles. Des processus similaires se produisent lors de la fusion du cuivre dans les usines métallurgiques.

Une grande quantité de cuivre et d'autres minéraux se trouve au fond des océans, qui est recouvert de soi-disant concrétions - des accumulations sous forme de pierres de forme irrégulière arrondie. Ils contiennent en moyenne 0,5 % de cuivre. Selon les scientifiques, les réserves de ce minerai précieux et unique s'élèvent à 5 milliards de tonnes.

Les minerais de cuivre sont des formations minérales naturelles de composés de cuivre qui en contiennent en quantités telles que l'extraction industrielle est techniquement possible et rentable. Dans les minerais primaires de la plupart des gisements industriels, le cuivre est présent sous forme de sulfure - CuS. Environ 90 % des réserves mondiales connues de cuivre se trouvent dans les minerais de soufre, environ 9 % sous forme de minerais oxydés et moins de 1 % sous forme de cuivre natif.

Habituellement, le cuivre dans les minéraux se présente sous la forme des composés correspondants: oxydes - ténorite, cuprite, carbonates - malachite, azurite, sulfates - chalcanthite, brochantite, sulfures - covellite, chalcocite, chalcopyrite, bornite.

Environ 250 minerais de cuivre sont connus, mais seuls 20 d'entre eux ont une importance industrielle. Les principaux minerais de cuivre sont la chalcocite (chalcocite) ou lustre de cuivre Cu2S (79,8 % de cuivre), la chalcopyrite ou la pyrite de cuivre CuFeS2 (30 % de cuivre), qui représenterait environ 50 % de tous les gisements de cet élément, la bornite Cu5FeS4 (52-65% cuivre), covelline CuS (64,4% cuivre). Le cuivre se trouve dans la croûte terrestre principalement sous forme de composés complexes contenant, en plus du cuivre, du plomb, du zinc, de l'antimoine, de l'arsenic, de l'or et de l'argent.

pyrite de cuivre ou la chalcopyrite est un minéral jaune laiton. Composé de cuivre avec du fer et du soufre - CuFeS2 contenant 30 % de Cu. Dureté Mohs 3-4. C'est le principal minerai de cuivre dont est extrait la majeure partie du cuivre extrait.
éclat de cuivre ou chalcocite, un minéral gris plomb ou noir. Il s'agit d'un composé de cuivre avec du soufre - Cu2S, qui contient 79,8% de Cu, et parfois il y a un mélange d'argent. La dureté du minéral sur l'échelle de Mohs est de 2-3. Le lustre de cuivre fait référence à des minerais de cuivre riches.
Minerai de cuivre hétéroclite ou bornite, est un produit de décomposition de la pyrite de cuivre. La composition chimique du minéral est Cu5FeS4, contenant 52 à 65 % de Cu. Dureté de Mohs environ 3.
Cuprite, ou cuprite - un minéral rouge ayant composition chimique Cu2O contenant 88,8 % Cu. Dureté Mohs 3,5-4. C'est un riche minerai de cuivre.

Exploitation minière

Les gisements de cuivre ne sont pas concentrés dans certaines zones géographiques, mais se trouvent dans de nombreux pays, sur tous les continents. Dans différentes régions, le cuivre est extrait de divers minéraux. Aux États-Unis, dans les États de l'Arizona et du Nevada, ainsi qu'en Cornouailles britanniques, il s'agit de la chalcosine, ou cuivre lustré. En France et en Australie c'est l'azurite, ou bleu cuivré. L'oxyde de cuivre - la cuprite est extraite à Cuba. Le chlorure de cuivre, l'atacamite, est extrait au Pérou.

Il existe de nombreux minerais de cuivre différents, mais de riches gisements sur le globe peu, de plus, les minerais de cuivre ont été exploités pendant plusieurs centaines d'années, de sorte que de riches gisements de cuivre se sont développés depuis longtemps. Si au XIXe siècle, le cuivre était extrait de minerais contenant 6 à 9% de cet élément, les minerais de cuivre à 5% sont désormais considérés comme très riches et l'industrie de nombreux pays traite des minerais contenant seulement 0,5% de cuivre.

Aujourd'hui, presque tout le métal est extrait de minerais à faible teneur ne contenant pas plus de 1 % de cuivre. Certains minerais d'oxyde de cuivre peuvent être réduits directement en métal par chauffage avec du coke. Cependant, la majeure partie du cuivre est produite à partir de minerais sulfurés contenant du fer, ce qui nécessite un traitement plus complexe.

Ces minerais sont relativement pauvres et l'effet économique de leur exploitation ne peut être assuré que par une augmentation de l'échelle de production. Étant donné que la teneur moyenne en cuivre de divers minerais varie de 0,3 à 5%, la matière première est broyée et concentrée et ensuite seulement envoyée au traitement métallurgique.

La principale méthode d'extraction des minerais de cuivre est la mine à ciel ouvert. Le minerai est généralement extrait dans d'immenses carrières, où sont utilisés des excavatrices avec des godets jusqu'à 25 m ^ 3 et des camions d'une capacité de charge allant jusqu'à 250 tonnes.La capacité annuelle des plus grandes entreprises de minerai de cuivre dépasse 30 millions de tonnes de minerai et 200 000 tonnes de métal.

Dans la production de cuivre, environ 20 éléments plus précieux et plus de 40 types de produits commerciaux sont obtenus: cuivre, zinc, concentré de molybdène et de plomb, pyrites de soufre de flottation, cuivre blister et raffiné, or, argent, platine, plomb, bismuth, cuivre et vitriol de nickel et bien plus encore.

Lieu de naissance

Les principaux pays riches en gisements de cuivre sont : Chili-22%, USA-12%, Chine -6%, Kazakhstan-5%, Pologne-5%, Indonésie-4%, Russie-3%, Zambie-3%. Les leaders de l'extraction du minerai de cuivre (données ICSG) : Chili-34%, USA-10%, Indonésie-8%, Pérou-7%, Australie-6%, Canada-5%, Russie-4%, Pologne- 3 %.

Les plus grandes sociétés minières de minerai de cuivre : Codelco-11 %, Phelps Dodge-8 %, Rio Tinto-7 %, BHP Billiton-7 %, Grupo Mexico-5 %, PT Pakuafu Indah-5 %, Angio American-4 %, Norilsk nickel-3%, KGHM Polska Miedz 3%.

Les gisements les plus importants comprennent : Chuquicamata, qui est exploité depuis plus de 100 ans (26 millions de tonnes) au Chili, et Escondida (23,6 millions de tonnes), qui a commencé à être exploité depuis 1990 au Chili, Grasberg (27,1 millions de tonnes) en Indonésie , Collahuasi ( 17 Mt) Chili, Oktyabrskoye (16 Mt) Russie et Udokan (14 Mt) Russie. Les grands gisements récemment développés comprennent : Antamina au Pérou, El Tesoro au Chili, Salobu et Saussegu au Brésil, Nurkazgan au Kazakhstan. Uyu Tolgoi en Mongolie, Pebble en Alaska, El Pachon en Argentine sont activement explorés.

Les plus grandes mines de cuivre à ciel ouvert (carrières) comprennent : Escondida (capacité annuelle de 1 200 000 tonnes), Grasberg (capacité annuelle de 800 000 tonnes), Chuquicamata (capacité annuelle de 600 000 tonnes). Les plus grandes mines souterraines du monde: la plus grande El Teniente chilienne au monde (production d'environ 450 000 tonnes) et Andina (capacité de 250 000 tonnes), Rudna polonaise, Polkowice-Seroshovitse et Lubin au total - 450 000 tonnes, mines souterraines de Norilsk Nickel (capacité de plus de 400 000 tonnes).

Les plus grandes réserves mondiales de minerais de cuivre sont concentrées dans les roches volcaniques (porphyres) des Andes chiliennes. Les réserves mondiales de gisements économiquement viables, selon diverses estimations, s'élèvent à 340-470 millions de tonnes. En l'absence d'augmentation des réserves et d'amélioration de la technologie d'extraction et de production du cuivre, les réserves récupérables modernes ne dureront que jusqu'en 2050.

Réserves prouvées totales (selon USGS) - Chili -140 Mt, USA -35 Mt, Indonésie 35 Mt, Pologne 30 Mt, Pérou 30 Mt, Mexique 27 Mt, Australie 24 Mt, Russie 20 Mt La base totale de cuivre connue les réserves sont, selon diverses méthodes, de 600 à 940 millions de tonnes. Bien que les approvisionnements en cuivre ne soient pas illimités, l'approvisionnement sera suffisant dans un avenir prévisible pour toutes les applications.

Russie

Les plus grands gisements de la Russie moderne situées dans le district autonome de Taimyr : Oktyabrskoye, Talakhninskoye et Norilsk - I, elles assurent aujourd'hui les deux tiers de la production. Le gisement d'Oktyabrsky produit à lui seul près de 57 % du cuivre des mines russes.

Près d'un tiers du cuivre extrait provient de la région du minerai de cuivre de l'Oural (districts fédéraux de la Volga et de l'Oural) ; dépôts: Gayskoye, Uchalinskoye, Sibayskoye, Safyanovskoye, Uzelginskoye. Seuls deux grands gisements ne sont pas développés : Yubileynoye et Podolskoye. Yubileinoye est en cours de préparation pour le développement et Podolskoye est dans la réserve d'État.

Le plus grand gisement de grès cuivreux de la région de Chita Udokan (14 millions de tonnes) n'est pas encore développé. La teneur moyenne en cuivre des minerais est de 1,56 %. Son développement est entravé par le manque d'infrastructures de transport et l'éloignement de la Transbaïkalie des entreprises de transformation de l'industrie du cuivre (l'Oural).

En termes de réserves d'équilibre de cuivre, la Russie représente environ 9% du monde et, selon cet indicateur, nous occupons la troisième place mondiale après le Chili et les États-Unis. La Russie dans son ensemble dispose de réserves de cuivre explorées au niveau de production actuel depuis 90 ans (mais la disponibilité des gisements exploités est moindre, 25-30 ans).

Dans les entrailles de la terre, il existe un assez grand nombre de minéraux différents qui peuvent être utilisés pour libérer divers matériaux. Le minerai de cuivre est assez répandu - il est utilisé pour le traitement et l'obtention de diverses substances applicables dans l'industrie. Il convient de garder à l'esprit que dans un tel minerai, qui contient du cuivre, d'autres minéraux peuvent également être présents. Il est recommandé d'utiliser de la roche en terre, qui comprend au moins 0,5 à 1% de métal.

Classification

Une énorme quantité d'une grande variété de minerais de cuivre est extraite. La classification est basée sur leur origine. Les groupes suivants de minerais de cuivre sont distingués:

  1. La pyrite est devenue assez répandue. La roche est représentée par une combinaison de fer et de cuivre, a un grand nombre d'inclusions diverses et de veines d'autres impuretés.
  2. Stratiforme est représenté par une combinaison de schistes cuprifères et de grès. Ce type de race s'est également répandu, car il est représenté par un gisement important. Les principales caractéristiques peuvent être appelées une forme de réservoir simple, ainsi qu'une distribution uniforme de tous les composants utiles. Pour cette raison, la roche de cuivre de ce type est la plus demandée, car elle vous permet d'assurer une productivité au même niveau.
  3. Nickel de cuivre. Ce minerai est caractérisé par des textures massives entrecoupées de cobalt et d'or, ainsi que de platinoïdes. Les dépôts se présentent sous forme de filons et de réservoirs.
  4. Cuivre porphyrique ou hydrothermal. Les gisements de minerai de cuivre de ce type contiennent une grande concentration d'argent et d'or, de sélénium et d'autres substances chimiques. De plus, tout matériel utile sont dans une concentration plus élevée, en raison de laquelle la race est en demande. C'est extrêmement rare.
  5. Carbonate. Ce groupe comprend le minerai de fer-cuivre et de carbonatite. Il convient de garder à l'esprit que cette race n'a été trouvée qu'en Afrique du Sud. La mine développée appartient à des roches alcalines massives.
  6. Skarnova - un groupe qui se caractérise par un emplacement local dans une variété de roches. Propriétés caractéristiques peut être qualifié de petite taille et de morphologie complexe. Il convient de garder à l'esprit que dans ce cas, le minerai contenant du cuivre a une concentration élevée. Cependant, le métal est inégalement réparti. Les roches extraites ont une concentration de cuivre d'environ trois pour cent.

Le cuivre est pratiquement introuvable, par exemple, comme l'or, sous forme de pépites massives. Le plus large éducation similaire peut être appelé un gisement en Amérique du Nord, dont la masse est de 420 tonnes. Avec 250 types de cuivre, seuls 20 d'entre eux sont largement utilisés à l'état pur, les autres ne sont utilisés que comme éléments d'alliage.

Gisements de minerais de cuivre

Le cuivre est considéré comme le métal le plus couramment utilisé dans une grande variété d'industries. Des gisements de minerai de cuivre se trouvent dans presque tous les pays. Un exemple est la découverte d'un champ en Arizona et au Nevada. Le minerai de cuivre est également extrait à Cuba, où les gisements d'oxyde sont courants. Des formations de chlorure sont exploitées au Pérou.



Si l'on considère les gisements porphyriques de minerai de cuivre ou la répartition des gisements sulfurés, on constate qu'aujourd'hui il n'y a pratiquement pas de mines enrichies. Cela est dû au fait qu'un tel métal est utilisé depuis de nombreuses années. Dans l'industrie, la roche est traitée, qui a une concentration en cuivre d'environ 0,5%. Après l'aluminium et le fer, le cuivre occupe la troisième place en termes de production dans le monde.

Il existe des gisements en Russie qui permettent d'extraire du minerai de cuivre dans un volume assez important. Si l'on considère la part de la Fédération de Russie dans la production mondiale de minerai, ce chiffre est de 9%. La première place est occupée par le Chili, sur le territoire duquel se concentre jusqu'à 33% du minerai de cuivre.

Les mines suivantes sont considérées comme les gisements les plus importants :

  1. Au Chili, le gisement de Chuquicamata. Cette mine a été développée au cours des 100 dernières années, au cours desquelles environ 26 millions de tonnes de métal ont été extraites.
  2. La deuxième mine est au Chili. Il a été ouvert en 1990.

De plus, des gisements ont été découverts au Brésil et au Pérou, ainsi qu'au Kazakhstan. Selon certains calculs, il y aurait plus de 400 millions de tonnes du métal en question dans les entrailles de la terre.

Application du minerai de cuivre

à l'étude ressource naturelle est devenue très répandue. Comme indiqué précédemment, son extraction est réalisée depuis plusieurs décennies. Le minerai de cuivre peut contenir un assez grand nombre d'éléments utiles, par exemple de l'or et de l'argent. Par conséquent, sa distribution est assez étendue.

L'utilisation du mélange de cuivre extrait est associée à la production de divers métaux. Il existe deux principales technologies de production de cuivre :

  1. hydrométallurgique;
  2. pyrométallurgique.

La deuxième méthode implique l'affinage au feu du métal. Pour cette raison, le minerai peut être traité dans presque n'importe quel volume. De plus, l'effet du feu permet d'isoler presque toutes les substances utiles de la roche. La technologie pyrométallurgique est utilisée pour isoler le cuivre de la roche qui a un faible degré d'enrichissement en métal. La méthode hydrométallurgique est utilisée exclusivement pour le traitement des roches oxydées et natives, qui ont également une faible concentration de cuivre.

En conclusion, notons qu'aujourd'hui le cuivre est inclus dans presque tous les alliages. Son ajout en tant qu'élément d'alliage permet de modifier les performances de base.

Les métaux qui appartiennent au sous-groupe du cuivre se distinguent par une faible activité chimique, c'est pourquoi ils se trouvent sous forme de composés chimiques, ainsi que de pépites. Il y a plusieurs siècles, le cuivre ne se trouvait que sous forme de composés soufrés - chalcopyrite et chalcocite. Et tout cela parce que le cuivre a une forte affinité chimique pour le soufre. La plupart des minerais primaires contiennent du cuivre sous forme de sulfure - CuS.
Au fil du temps, en particulier dans des conditions d'activité volcanique, sous l'action un grand nombre l'oxygène, les sulfures de cuivre sont devenus des oxydes. Des pépites de cuivre se sont formées dans la nature lors d'un fort chauffage du minerai de soufre oxydé. Par exemple, si des minéraux de cuivre oxydés et des minerais sulfureux étaient déposés sous une épaisse couche de roche, ils étaient chauffés catastrophes naturelles et la chaleur du sol. Des volumes colossaux de cuivre étaient fondus dans ces "ateliers métallurgiques" naturels. Dans le territoire Amérique du Nord trouvé une pépite pesant 420 tonnes. Cependant, c'est une rareté, le cuivre natif sur la planète est d'environ 1%.

Gisements mondiaux de cuivre

Beaucoup de cuivre, comme d'autres minéraux, se trouve au fond des océans. Au fond se trouvent des grappes de pierres rondes, qui contiennent environ 0,5 % de cuivre. Selon l'analyse des géologues, les réserves de minerai de cuivre dans l'océan atteignent 5 milliards de tonnes.
Il existe près de 250 minerais de cuivre, mais seulement 20 d'entre eux sont utilisés dans l'industrie. Les principaux minerais de cuivre comprennent :

  • chalcosine - Cu 2 S, qui contient 79,8% de cuivre
  • chalcopyrite - CuFeS 2, dans laquelle 30% de cuivre est présent. Ce minerai représente près de 50 % de tous les gisements de cuivre.
  • bornite - Cu 5 FeS 4, contient de 52 à 65% de cuivre
  • covelline - CuS, contient 64% de cuivre.

Selon les paramètres génétiques et géologiques industriels, les gisements de cuivre sont :

  • stratiformes, qui comprennent les schistes cuprifères et les grès
  • pyrites. Ce groupe comprend le cuivre natif et filonien.
  • hydrothermale
  • ignés, y compris les minerais les plus courants de type cuivre-nickel
  • carbonate. Ce groupe comprend les minerais de fer-cuivre et de carbonatite.

Réserves de cuivre dans le monde

La plus grande quantité de cuivre, environ 65 %, se trouve sur le territoire du Nord et Amérique du Sud. Les États européens ont 15% des ressources, asiatiques - 11%, africains - 4,5%.
Le Chili possède les plus grandes réserves prouvées de cuivre. Près de 20% des réserves mondiales s'y trouvent. Et aux États-Unis - 12,7%. En plus de ces pays, il y a beaucoup de cuivre en Pologne, en Indonésie, en Iran, au Kazakhstan, en Chine, en Ouzbékistan, aux Philippines, ainsi qu'au Zaïre, en Zambie, au Brésil, au Canada, au Mexique, au Panama, au Pérou et en Australie. Dans chacun de ces États, selon les experts, il y a environ 10 millions de tonnes.

Extraction de minerai de cuivre

En raison de la faible teneur en cuivre du minerai, son extraction est associée au traitement de gros volumes de roches. Pour fondre 1 tonne de cuivre, plus de 200 tonnes de minerai doivent être traitées.
Méthodes d'extraction du cuivre :

  • voie ouverte. Si les gisements de minerai sont proches de la surface de la terre, puis ils sont développés de cette manière, la profondeur des fosses à ciel ouvert est de 150 à 300 m.La méthode se caractérise par des pertes plus faibles
  • voie souterraine. Avec cette méthode, le minerai est extrait à une profondeur de 500 m, et parfois de 800 à 1000 m.

Il existe cinq systèmes technologiques pour le développement sur le terrain :

  • à l'aide d'équipements automoteurs. Cette technologie est largement utilisée
  • par des mécanismes vibrants à action continue
  • à l'aide d'un marque-page durcissant de l'espace miné. Dans ce cas, une excavation continue de réserves de gisements puissants se produit avec le moins de pertes. Avec l'utilisation de tels systèmes, les pertes sont réduites de 3 à 4 fois
  • méthode d'extraction du minerai en couches horizontales. Lors du remplissage de l'espace travaillé (dans les mines souterraines) avec des composés durcissants, des tuyaux revêtus de caoutchouc ou de basalte sont utilisés, dont la durée de vie est 50 à 100 fois plus longue que celle des tuyaux en acier.
  • Technologie à flux cyclique pour la mise en œuvre des opérations minières.

Centres de production de cuivre

Des centres de production pour l'extraction du cuivre sont présents dans différentes régions de Russie. Le Kazakhstan possède les gisements de minerai les plus riches. Il existe également des gisements dans l'Oural. Selon les dernières données, la Russie occupe la première place mondiale en termes d'extraction de minerai de cuivre.
Des entreprises de cuivre sont construites à proximité des mines. Le facteur matière première est un élément déterminant, du fait de la faible teneur en concentrés de la charge. Il existe 11 complexes de cuivre sur le territoire de l'Oural, produisant 43% du cuivre du pays. En plus de ses propres matières premières, la production utilise également des importations du Kazakhstan. Il existe également des usines d'élimination des déchets. Par exemple, les gaz sulfureux, en tant que sous-produit de l'extraction du cuivre, sont utilisés pour créer de l'acide sulfurique, à partir duquel des engrais sont ensuite fabriqués.

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