Minerali: rude bakra. Najveća nalazišta bakra

KRATKI POVIJESNI PODACI. Bakar je čovjeku bio poznat već početkom sedmog tisućljeća pr. e. (na Bliskom istoku i u Turskoj). Prve bakrene rude su izgleda bile grumeni, koji su bili prilično česti. U području jezera pronađen je najveći grumen bakra na svijetu. Gornji u SAD-u i dosegao je 500 tona.U drugom tisućljeću pr. e. Počela se koristiti legura bakra i kositra (bronca), na Kavkazu - legure bakra i arsena, au srednjoj Aziji - legure bakra i olova. Stanovništvo Europe odavno je svjesno nalazišta bakra na Cipru. Vjeruje se da je latinski naziv za bakar “cuprum” nastao od riječi Cyprus.

Početkom 19.st. Proizvodnja bakra u svijetu iznosila je oko 18 000 tona.Rusija je pod Petrom I nekoliko desetljeća zauzimala prvo mjesto u topljenju bakra.

Bakar je crveni metal s dobrom kovkom, duktilnošću, električnom vodljivošću, mogućnošću legiranja s drugim metalima i taljiv je (talište 1083º C).

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

Bakar je tipičan halkofilni element i najčešće se javlja u obliku sulfida. U prirodnim je uvjetima mono- i dvovalentan. Dvovalentni bakar odlikuje se visokom migracijskom sposobnošću u redukcijskim uvjetima i reagira s ionima CO -2 3, SiO 3 2-, PO 4 3- i VO 4 3 , tvoreći fosfatne, karbonatne i silikatne spojeve.

Tijekom bazaltnog magmatizma, bakar se koncentrira u hipermafičnim stijenama, tvoreći naslage likvidacije i skarna, au postvulkanskom stadiju povezan je sa sulfidnim formacijama.

MINERALOGIJA. U prirodi je poznato više od 240 minerala bakra, od kojih se oko 200 nalazi u kori trošenja. Međutim, ne više od 17 minerala je od industrijske važnosti. Glavni među njima su: samorodni bakar, kalkopirit, bornit, kubanit, halkocit, kovelit, enargit, tetraedrit, tenantit, kuprit, tenorit, malahit, azurit itd.

Samorodni bakar(Sadržaj bakra do 100%) kristalizira u kubičnom sustavu, habitus kristala je kubičan i dodekaedarski, formira dendrite, nitaste, žičane, mahovinaste agregate, praškaste izlučevine, kvržice, čvrste mase, ružičaste i bakreno-crvene boje sa smeđom i mrljasta potamnjenost, tvrdoća 2 ,5–3, specifična težina 8,4–8,9 g/cm3.

Halkopirit CuFeS 2 (Cu 34,6%). Poznate su dvije njegove modifikacije: tetraedarska i kubična - visokotemperaturna. Boja minerala je zlatno-žuta, često sa smeđom potamnjenošću, metalnog sjaja, nalazi se u skarnima, odvojenim naslagama bakra-nikla, olova-cinka, volfram-molibdena-kositra i pirita, kao i u bakrenim pješčenjacima i fosforitnim naslagama .

Bornit(prezime Born) Cu 5 FeS 4 (Cu 63,3%). Tvori nekoliko polimorfnih modifikacija: tetragonalne - niske temperature, trigonalne - metastabilne na niskim temperaturama, kubične - stabilne iznad 228º C. Kristalni habitus je kubičan, dodekaedarski, rjeđe oktaedarski, tamne brončane boje s šarolikom potamnjenošću, metalni sjaj, tvrdoća 3, specifična gravitacije 5,3 g/cm 3 .

Kubanit(na otoku Kuba) CuFe 2 S 3 (Cu 22–24%) kristalizira u kubičnom sustavu, habitus kristala je izdužen, debeo pločast, brončano žute boje, metalnog sjaja, specifične težine 4,16 g/cm 3 . Nalazi se u sulfidnim naslagama bakra i nikla s pirotitom i halkopiritom u sulfidnim rudama, a povremeno iu žilnim i polimetalnim naslagama.

halkozin Cu2S (Cu 79,9%). Poznate su dvije polimorfne modifikacije: rombična - niska temperatura i rjeđa heksagonalna - visoka temperatura. Habitus kristala je kratkoprizmatičan, pločast, dipiramidalan, olovno sive boje, tvrdoće 2,5–3, specifične težine 5,8 g/cm 3 . Nalazi se u ležištima bakra s bornitom, halkopiritom i drugim sulfidima.

Covellin(prema prezimenu Covelli) CuS (Cu 66,5 %), kristalizira u heksagonalnom sustavu, lamelast habitus, zemljani, praškasti, čađavi agregati, indigo-plave do crne boje s preljevnom tamnoću, tvrdoća 1,5–2, specifična težina 4, 6 g. /cm 3 .

Enargit Cu 3 AsS 4 (Cu 48,3%) kristalizira u ortorombskom sustavu, kristali su prizmatični ili pločasti, zrnati agregati, sivkaste do željeznocrne boje, sivocrne pruge, tvrdoće 3,5, specifične težine 4,3–4,5 g/cm 3 . Nalazi se u hidrotermalnim, obično srednjetemperaturnim ležištima bakrenog pirita, bakrenog porfira, pirit-enargita, olovo-cinka, srebro-bakra i drugim ležištima.

tetraedrit(prema obliku kristala) Cu 12 Sb 4 S 13 (Cu 52,3%). Poznate su sljedeće sorte: koje sadrže srebro - freibergit; koji sadrže živu – švacit, uptonit, mercury fahlore; koji sadrže cink – sandbergerit, cinkova izblijedjela ruda; koji sadrže željezo – ferotetraedrit, coppit; koji sadrže nikal – frigidan, nikl fahlore; koji sadrže telur – goldfildit; koji sadrži olovo – malinovskite i tako dalje.

Domeikit(nazvan po našem sumještaninu Ignaciju Domeyku) Cu 3 As (Cu 71,1%). Poznate su dvije polimorfne modifikacije - kubična i heksagonalna s temperaturom prijelaza od 225º C. Agregati su gusti, bubrežasti i grozdoliki, boje srebrno-bijele, sive s žućkasto-smeđom potamnjenošću, tvrdoće 3–3,5, specifična težina 7,5 g/cm 3 . Nalazi se u hidrotermalnim naslagama zajedno s prirodnim bakrom i srebrom, bakrenim sulfidima te arsenidima nikla i kobalta.

INDUSTRIJSKA PRIMJENA.Široka uporaba bakra temelji se na njegovoj visokoj električnoj vodljivosti, kemijskoj otpornosti, kovitosti i drugim svojstvima. Koristi se u strojogradnji, kemijskoj industriji (destilacijski kotlovi, zavojnice, cijevi), elektrotehnici, brodogradnji, graverstvu, izradi kovanica i mnogim drugim industrijama. Primjerice, u SAD-u i Velikoj Britaniji za proizvodnju jednog osobnog automobila troši se do 20 kg bakra.

Trenutno se većina bakra koristi za izradu legura, od kojih su najvažnije bronca i mjed. Bronce se ne sastoje samo od bakra i kositra u različitim omjerima; Olovo, cink, fosfor, silicij i druge komponente dodaju se nekim sortama. Mesing se sastoji od legure bakra (60–80%) s cinkom (20–30%).

Industrijski zahtjevi za rudama se s vremenom mijenjaju prema njihovom smanjenju. Dakle, još na početku dvadesetog stoljeća. vađene su samo bogate rude s udjelom Cu od 5–15% ili više; trenutno, kada se podzemno kopaju velika ležišta, sadržaj bakra treba biti najmanje 1%, mali - oko 3%, kada se vadi u kamenolomima - 0,2–0,7 %, a iz složenih polimetalnih ruda izdvaja se bakar u udjelu 0,1 % i više.

RESURSI I REZERVE. Trenutno su izvori bakra identificirani u više od 90 zemalja. Prema USGS procjenjuju se na 1,6 milijardi tona Osnovu mineralno sirovinske baze svjetske rudarske industrije bakra čine ležišta tri geološka i industrijska tipa: porfirni bakar; stratiform u bakrenim pješčenjacima i škriljevcima; bakreni pirit i pirit-polimetalni. Ukupne rezerve bakra u svijetu iznose 932,6 milijuna tona, potvrđeno - 668,3 milijuna tona, a njihove glavne količine koncentrirane su u dubinama Čilea, SAD-a, Perua, Kine i Kazahstana (tablica 5). Nema podataka o rezervama bakra u Rusiji.

Po stopi " Metali Ekonomija Skupina» (MEG) trošak geoloških istraživanja koje su izvršile rudarske tvrtke za obojene i plemenite metale u svijetu u razdoblju 1995.–2000. iznosio je 4–5 milijardi dolara godišnje. Od toga je oko 18-19% bio bakar. U Čileu su glavni pravci geoloških istraživanja bili dodatna studija i priprema za razvoj prethodno nerazrađenih ležišta, kao i rad usmjeren na povećanje rezervi postojećih rudnika.

Jedinstvena ležišta uključuju ležišta s rezervama bakra većim od

5 milijuna tona, veliki - 5-1 milijun tona, srednji - 1-0,2 milijuna tona i mali - manje od 0,2 milijuna tona.

RUDARSTVO I PROIZVODNJA. Postrojenja proizvode grubi (99,0%), rafinirani (99,6%) i elektrolitski bakar (99,95%). Svjetska proizvodnja bakra 1995–2000 iznosio je oko 10-11 milijuna tona godišnje, a oko 45% proizvodnje dolazi iz dviju zemalja – Čilea i SAD-a.

Bakar se u prirodi ne nalazi u čistom obliku, već se ekstrahira iz višekomponentnih ruda. U ovom slučaju, stijena se smatra prikladnom za oplemenjivanje kada je sadržaj bakra u njoj 0,5 - 1%.

Industrijski geološki tipovi bakrene rude:

  • stratiformni tip – pješčenjaci i bakreni škriljevci;
  • pirit - rijetka vrsta samorodnog bakra;
  • hidrotermalne – porfirske rude;
  • magmatske – rude bakra i nikla;
  • karbonatno – željezno-bakreni sastav.

Prirodni spojevi koji uključuju bakar:

  • bornit (bakreno ljubičasta, šareni pirit) – u sastavu dominiraju željezo, sumpor i bakar;
  • halkopirit (bakreni pirit) – svoj kemijska formula– CuFeS2, osim toga ruda sadrži sfalerit i galenit.
  • halkocit (bakreni sjaj) - kemijska formula - CuS Rude s ovim spojem su dosta rijetke.

Sekundarni minerali:

  • kuprit – samorodni bakar i malahit nalaze se u rudama;
  • covelin – sumporni sulfid koji sadrži 66% bakra i 34% sumpora;
  • malahit je bakreni dihidrokoks karbonat, pronađen u Rusiji (naslage u Nižnjem Tagilu).

Rasprostranjenost ruda bakra u svijetu

zemlje Latinska Amerika imaju najbogatija nalazišta bakra u cijelom svijetu. Konkretno, Čile proizvodi 40% svjetske proizvodnje crvenog metala.

Najveća nalazišta u Čileu

Najveće ležište u Čileu nalazi se u blizini grada Rancagua. Indijanci su ovdje kopali rudu prije dolaska Europljana. Industrijski razvoj provodi se od potkraj XIX stoljeća. Karakteristike polja El Teniente:

  • površina – 3.800 ha;
  • broj zaposlenih – 6000;
  • minimum plaća– 700 dolara mjesečno;
  • najveća dubina rudnika – 800 m;
  • duljina planinskih tunela – 2400 km;
  • najveće dizalo u rudniku može prevesti do 350 radnika u jednom usponu/spuštanju;
  • sadržaj bakra u rudi je od 1 do 4% (ovaj pokazatelj klasificira stijenu kao bogatu);
  • Stijena se iz rudnika prevozi vlakom, dužina pruge je 10 km, dnevno se napravi 15 “šetnji”;
  • Iz najdubljeg rudnika stijene se odvoze velikim kamionima: 7 metara visoki, 8 m široki;

Ostali depoziti u Čileu:

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

Važno je napomenuti da u Čileu rudarenje bakra obavljaju nacionalizirane tvrtke, odnosno u državnom vlasništvu.


Kako se to radi: vađenje bakra

Bakreni pojas u Africi

Afričke zemlje su bogate rudama bakra. Takozvani bakreni pojas nalazi se u središnjem dijelu kontinenta. Prolazi kroz teritorij dvije države:

  • Zambija;
  • Zaira.

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

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

  • pirit;
  • kalkopirit;
  • borniti;
  • kalkozit.

Medonosna stijena leži u Africi na dubini do 60 m, što uvelike pojednostavljuje njezino vađenje.

Najveće naslage bakar:


U posljednjih godina, zbog nestabilne političke situacije, proizvodnja bakra u Africi značajno je smanjena - za 3,5%. To je utjecalo na svjetske cijene - počele su brzo rasti.

Vodeće zemlje u iskopavanju bakrene rude u Africi su Demokratska Republika Kongo i Južnoafrička Republika. Ove dvije države ne nalaze se na području "bakrenog pojasa", ali daju značajne količine iskopanog metala.

Budući da bakronosne stijene leže plitko, rudarstvo se obavlja prvenstveno vađenjem kamena. U Africi se većina rude vadi iz utrobe zemlje ručno; ovdje postoji prilično mali postotak mehanizacije. Maloljetna djeca rade u kamenolomima, posao je jako težak, nema uvjeta.

Zato ovdje povećana razina ozljede i smrtnost. Značajno je da je iu Čileu rudarska kompanija oslobođena svake odgovornosti za živote rudara. Potpišu ugovor da u rudnik idu svojom voljom i “na vlastitu odgovornost i rizik”. Država na to zatvara oči. To samo diže uzbunu međunarodna organizacija o ljudskim pravima.

Nerazvijeno nalazište bakra Aynak u Afganistanu

Prema nekim izvorima, posebno nevladina organizacija Transparency International, Afganistan ima najveće rezerve bakra, koje su po količini druge na svijetu. Ali većina još nije u potpunosti proučena i industrijsko vađenje se ne provodi.

Ainak se smatra najvećim, ne samo u Afganistanu, već iu svijetu. Glavni problemi njegovog razvoja nastali su kao rezultat spora između rudarske tvrtke i arheologa. Činjenica je da su na području nalazišta bakra znanstvenici pronašli drevni budistički grad Mes Aynak, koji ima veliku povijesnu vrijednost. Stoga je bilo zabranjeno razvijanje istoimenog ležišta.

Vlada planira organizirati rudarenje rude u ležištu Ainak na razini od 300 tisuća tona godišnje i postupno povećavati količine.

Karakteristike ležišta Ainak:

  • površina – 5 km2;
  • procijenjene rezerve bakra:
    • središnji Aynak – 9,8 milijuna tona;
    • zapadni Aynak – 9,9 milijuna tona;
  • obujam planiranih ulaganja u razvoj iznosi 4,4 milijarde američkih dolara;
  • privukao investitora - tvrtku MSS (PRC).

Počevši od 2011. godine, planirano je aktiviranje polja Ainak - kako bi se dosegla razina od 200 tisuća tona u 2015. godini. Sada su se rokovi opet pomaknuli – do 2018. godine. Možemo se samo nadati da će Aynak krenuti s radom punom parom i značajno poboljšati financijsku situaciju u državi, a istovremeno očuvati kulturnu i povijesnu vrijednost budističkog grada.

Metode dobivanja čistog metala iz rude

Danas se proizvodnja bakra odvija najčešćem metodom - pirometalurškom. Globalno ga koristi 90% prerađivačkih tvrtki.

Faze obogaćivanja:

  • priprema - primanje sirovina od rudarskih poduzeća, njihovo sortiranje;
  • topljenje za mat;
  • puhanje u pretvaraču - izlaz je blister bakar;
  • rafiniranje.

Obogaćivanje dobivenih sirovina odvija se flotacijom. Ruda se stavlja u posudu s vodom, zatim se tamo dodaje komprimirani zrak. Kao rezultat toga nastaje pjena, čestice bakra lijepe se za mjehuriće, a otpadni kamen taloži se na dno.

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

Zatim se dobivena masa šalje u posebne peći - fazu taljenja za mat. Ovdje temperatura raste do 1450 o C. Željezo i preostali sulfidi konačno se oksidiraju i ispuhuju u konvertorima. Rezultat je blister bakar koji se lijeva u poluge i troska.

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

Metoda je sljedeća:

  • mjehurasti bakreni ingoti stavljaju se u kupku s elektrolitom (sumporna kiselina);
  • U posudu - katodu stavljaju se tanke ploče čistog bakra;
  • spojiti električnu struju;
  • Kao rezultat toga, sve čestice bakra skupljaju se na katodi, a nečistoće se talože na dnu - nazivaju se mulj.

Često mulj sadrži plemenite metale - zlato, platinu.

Vodeće zemlje u rudarstvu i topljenju bakra u svijetu

Lideri u rudarstvu bakrene rude su čileanske tvrtke, zahvaljujući njima država zauzima prvo mjesto na svjetskoj ljestvici.

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

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

Svake godine stopa taljenja bakrene rude povećava se u prosjeku za 1,5%. Istodobno, zemlja izvozi značajan udio metala iz Čilea i Australije.

Kineske rudarske tvrtke raširene su u mnogim zemljama svijeta, uključujući i Afganistan.

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

Prema predviđanjima svjetskih analitičara (kompanije USGS i ICSG), u nadolazećim godinama čelnici zemalja će ostati na svojim mjestima, budući da je većina nalazišta bakra već istražena i aktivno se razvijaju. Jedino što je moguće je blago smanjenje količina i, sukladno tome, povećanje cijena koje su u stalnom rastu od 2011. godine.

Izvoznici bakra

Zemlja s najvećim obujmom proizvodnje metala ne vodi uvijek na ljestvici izvoza sirovina. Slika na svjetskom tržištu prodaje rafiniranog bakra je nešto drugačija nego što se tiče obujma proizvodnje.

Vodeće zemlje za izvoz crvenog metala:

Turska.

Ukupan obujam uvoza je 5805,4 tisuća tona godišnje.

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

Video: Galileo. Bakar

Geologija

Metali podskupine bakra imaju malu kemijsku aktivnost, pa se nalaze dijelom u obliku kemijskih spojeva, a dijelom u slobodnom, samorodnom obliku. Bakar je u dalekim geološkim epohama, očito, pronađen samo u obliku sumpornih spojeva - halkopirita i halkozita. To se objašnjava visokim kemijskim afinitetom bakra prema sumporu, a sulfidi su najčešći minerali bakra.

Na visoke temperature, na primjer, tijekom vulkanske aktivnosti, kada su bili izloženi višku kisika, bakreni sulfidi su se pretvorili u okside. Samorodni (metalni) bakar nastao je u prirodi jakim zagrijavanjem djelomično oksidiranih sumpornih ruda. Na primjer, ako su oksidirani bakreni minerali zajedno sa sumpornom rudom bili zakopani pod debelim slojem stijene pod utjecajem prirodnih nepogoda i grijali su se zemljinom toplinom.

U takvim prirodnim “metalurškim pogonima” taljene su ogromne količine bakra: najveći pronađeni grumen težio je 420 tona (Sjeverna Amerika). Očigledno, interakcija bakrenih oksida sa sulfidima nastavlja se i danas u područjima vulkanske aktivnosti, na primjer na Kurilskim otocima. Slični se procesi događaju tijekom taljenja bakra u metalurškim postrojenjima.

Velike količine bakra i drugih minerala nalaze se na dnu oceana koje je prekriveno takozvanim nodulama – nakupinama okruglog kamenja nepravilnog oblika. Sadrže prosječno 0,5% bakra. Prema znanstvenicima, rezerve ove vrijedne i jedinstvene rude iznose 5 milijardi tona.

Bakrene rude su prirodne mineralne tvorevine spojeva bakra koji ga sadrže u takvim količinama da je industrijska proizvodnja tehnički moguća i isplativa. U primarnim rudama većine industrijskih ležišta bakar je prisutan u sulfidnom obliku - CuS. Približno 90% poznatih svjetskih rezervi bakra je u obliku sumpornih ruda, približno 9% u obliku oksidnih ruda i manje od 1% u obliku samorodnog bakra.

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

Poznato je oko 250 minerala bakra, ali samo njih 20 ima industrijsku važnost. Glavni rudni minerali bakra su halkozit (halkozit) ili bakreni luster Cu2S (79,8% bakra), kalkopirit ili bakreni pirit CuFeS2 (30% bakra), za koji se procjenjuje da čini oko 50% svih ležišta ovog elementa, bornit Cu5FeS4 ( 52-65% bakra), kovelit CuS (64,4% bakra). Bakar se nalazi u zemljinoj kori uglavnom u obliku složenih spojeva koji osim bakra sadrže olovo, cink, antimon, arsen, zlato i srebro.

Bakreni pirit ili halkopirit – mjedenožuti mineral. Spoj bakra sa željezom i sumporom - CuFeS2, koji sadrži 30% Cu. Mohsova tvrdoća 3-4. To je primarna ruda bakra iz koje se ekstrahira većina iskopanog bakra.
Bakreni sjaj ili halkozit, olovno sivi ili crni mineral. To je spoj bakra i sumpora - Cu2S, koji sadrži 79,8% Cu, a ponekad sadrži i primjesu srebra. Tvrdoća minerala na Mohsovoj skali je 2-3. Bakreni sjaj odnosi se na bogate rude bakra.
Raznobojna bakrena ruda ili bornit, proizvod je razgradnje bakrenog pirita. Kemijski sastav minerala je Cu5FeS4, sadrži 52-65% Cu. Mohsova tvrdoća je oko 3.
Kuprit, ili kuprit, je crveni mineral sa kemijski sastav Cu2O s 88,8% sadržaja Cu. Mohsova tvrdoća 3,5-4. To je bogata ruda bakra.

Proizvodnja

Ležišta bakra nisu koncentrirana u određenim zemljopisnim područjima, već ih ima u mnogim zemljama na svim kontinentima. Bakar se ekstrahira iz različitih minerala u različitim regijama. U američkim državama Arizona i Nevada, kao iu britanskom Cornwallu, to je kalkozit ili bakreni sjaj. U Francuskoj i Australiji to je azurit ili bakrena glazura. Bakreni oksid - kuprit se vadi na Kubi. Bakreni klorid - atacamite - vadi se u Peruu.

Postoji mnogo različitih ruda bakra, ali bogata ležišta u Globus malo, a osim toga, rudače bakra kopaju se stotinama godina, tako da su bogata nalazišta bakra odavno razrađena. Ako se u 19. stoljeću bakar vadio iz ruda koje sadrže 6-9% ovog elementa, sada se rude s 5% bakra smatraju vrlo bogatima, a industrija mnogih zemalja prerađuje rude koje sadrže samo 0,5% bakra.

Danas se gotovo sav metal vadi iz niskokvalitetnih ruda koje ne sadrže više od 1% bakra. Neke rude bakrenog oksida mogu se izravno reducirati u metal zagrijavanjem s koksom. Međutim, većina bakra se proizvodi iz sulfidnih ruda koje sadrže željezo, što zahtijeva složeniju obradu.

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

Glavni način iskopavanja bakrene rude je otvoreni kop. Ruda se obično vadi u ogromnim kamenolomima, gdje se koriste bageri s žlicama do 25 m^3 i kamioni nosivosti do 250 tona. Godišnji kapacitet najvećih poduzeća bakrene rude prelazi 30 milijuna tona rude i 200 tisuća tona metala.

U proizvodnji bakra dobiva se oko 20 vrijednijih elemenata i preko 40 vrsta komercijalnih proizvoda: bakar, cink, molibden i olovni koncentrat, flotacijski sumporni pirit, sirovi i rafinirani bakar, zlato, srebro, platina, olovo, bizmut, bakar. i nikal sulfat i još mnogo toga.drugo.

Mjesto rođenja

Glavne zemlje s 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 tvrtke za iskopavanje bakrene rude: Codelco-11%, Phelps Dodge-8%, Rio Tinto-7%, BHP Billiton-7%, Grupo Mexico-5%, PT Pakuafu Indah-5%, Angio American-4%, Norilsk nikal-3%, KGHM Polska Miedz 3%.

Najveća nalazišta uključuju: Chuquicamata, koja se već vadi više od 100 godina (26 milijuna tona) u Čileu, i Escondida (23,6 milijuna tona), koja se počela eksploatirati od 1990. u Čileu, Grasberg (27,1 milijuna tona) u Indonezija, Collahuasi (17 milijuna tona) Čile, Oktyabrskoye (16 milijuna tona) Rusija i Udokan (14 milijuna tona) Rusija. Nedavno razvijena velika polja uključuju: Antamina u Peruu, El Tesoro u Čileu, Salobu i Sossegu u Brazilu, Nurkazgan u Kazahstanu. Aktivno istražuju Uyu Tolgoi u Mongoliji, Pebble na Aljasci i El Pachon u Argentini.

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

Najveće svjetske rezerve bakrene rude koncentrirane su u vulkanskim stijenama (porfirima) čileanskih Anda. Svjetske rezerve ekonomski isplativih ležišta, prema različitim procjenama, iznose 340-470 milijuna tona. U nedostatku povećanja rezervi i poboljšanja u tehnologiji rudarenja i proizvodnje bakra, trenutne povratne rezerve trajat će samo do 2050. godine.

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

Rusija

Najveća nalazišta u moderna Rusija nalaze se u autonomnom okrugu Taimyr: Oktyabrskoye, Talakhninskoye i Norilsk - I, oni danas daju dvije trećine proizvodnje. Samo ležište Oktyabrsky proizvodi gotovo 57% bakra ruskog rudnika.

Gotovo trećina iskopanog bakra proizvodi se u Uralskoj rudarskoj regiji (federalni okrugi Volga i Ural); naslage: Gayskoye, Uchalinskoye, Sibaiskoye, Safyanovskoye, Uzelginskoye. Ne razvijaju se samo dva velika nalazišta: Yubileinoye i Podolskoye. Yubileinoye se priprema za razvoj, a Podolskoye je u državnom rezervatu.

Najveće nalazište bakrenih pješčenjaka u regiji Chita, Udokan (14 milijuna tona), još se ne razvija. Prosječni sadržaj bakra u rudama je 1,56%. Njegov razvoj otežan je nedostatkom prometne infrastrukture i udaljenošću Transbaikalije od prerađivačkih poduzeća industrije bakra (Ural).

Što se tiče bilančnih rezervi bakra, na Rusiju otpada oko 9% svjetskih rezervi i po tom smo pokazatelju na trećem mjestu u svijetu iza Čilea i SAD-a. Rusija kao cjelina ima dokazane rezerve bakra na sadašnjoj razini proizvodnje za 90 godina (ali opskrba iskorištenih ležišta je manja, 25-30 godina).

U utrobi zemlje postoji prilično velik broj različitih minerala koji se mogu koristiti za oslobađanje raznih materijala. Bakrena ruda je prilično rasprostranjena - koristi se za preradu i proizvodnju raznih tvari koje se koriste u industriji. Vrijedno je uzeti u obzir da takva ruda, koja sadrži bakar, može sadržavati i druge minerale. Preporuča se koristiti zemljani kamen koji sadrži najmanje 0,5-1% metala.

Klasifikacija

Vadi se ogromna količina najrazličitijih ruda bakra. Klasifikacija se provodi prema njihovom podrijetlu. Razlikuju se sljedeće skupine bakrenih ruda:

  1. Pirit je postao prilično raširen. Stijena je spoj željeza i bakra i ima veliki broj raznih uključaka i žilica drugih nečistoća.
  2. Stratiforma je predstavljena kombinacijom bakrenih škriljevaca i pješčenjaka. Ova vrsta stijena također je postala široko rasprostranjena, jer je predstavljena velikim depozitom. Glavne karakteristike uključuju jednostavan oblik lista, kao i ravnomjernu raspodjelu svih korisnih komponenti. Zbog toga je bakrena stijena ove vrste najtraženija, jer omogućuje produktivnost na istoj razini.
  3. Bakar-nikal. Ovu rudu karakteriziraju masivne teksturne inkluzije kobalta i zlata, kao i metala platinske skupine. Naslage su u obliku žila i ploča.
  4. Porfirni bakar ili hidrotermalni. Ležišta bakrene rude ove vrste sadrže veliku koncentraciju srebra i zlata, selena i dr kemijske tvari. Osim ovoga, sve koristan materijal su u većoj koncentraciji, zbog čega je pasmina tražena. Izuzetno je rijetka.
  5. Karbonat. U ovu skupinu spadaju željezno-bakrena i karbonatitna ruda. Vrijedno je uzeti u obzir da je ova pasmina pronađena samo u Južnoj Africi. Rudnik koji se razvija klasificiran je kao masivna alkalna stijena.
  6. Skarn je skupina koju karakterizira lokalna lokacija u velikom broju stijena. Karakteristična svojstva može se nazvati male veličine i složene morfologije. Vrijedno je uzeti u obzir da u ovom slučaju ruda koja sadrži bakar ima visoku koncentraciju. Međutim, metal je neravnomjerno raspoređen. Stijene koje se rudare imaju koncentraciju bakra od oko tri posto.

Bakar se praktički ne pojavljuje, na primjer, poput zlata, u obliku masivnih grumena. Najveći slično obrazovanje može se nazvati depozitom u Sjevernoj Americi, čija je masa 420 tona. Od 250 vrsta bakra, samo 20 od njih se naširoko koristi u svom čistom obliku, ostali se koriste samo kao legirajući elementi.

Ležišta bakrene rude

Bakar se smatra najčešćim metalom koji se koristi u raznim industrijama. Ležišta bakrene rude nalaze se u gotovo svim zemljama. Primjer je otkriće naslaga u Arizoni i Nevadi. Bakrena ruda se vadi i na Kubi, gdje su naslage oksida uobičajene. U Peruu se kopaju formacije klorida.



Razmatrajući porfirske naslage bakrene rude ili rasprostranjenost sulfidnih naslaga, primjećujemo da danas praktički nema obogaćenih rudnika. To je zbog činjenice da se takav metal koristi dugi niz godina. Industrija obrađuje kamenje koje ima koncentraciju bakra od oko 0,5%. Nakon aluminija i željeza, bakar je na trećem mjestu po proizvodnji u svijetu.

U Rusiji postoje nalazišta koja omogućuju vađenje bakrene rude u prilično velikim količinama. Ako uzmemo u obzir udio Ruske Federacije u svjetskoj proizvodnji rude, tada je ta brojka 9%. Vodeće mjesto zauzima Čile, gdje je koncentrirano do 33% bakrene rude.

Sljedeći rudnici smatraju se najvećim nalazištima:

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

Osim toga, nalazišta su otkrivena u Brazilu i Peruu, kao i Kazahstanu. Prema nekim izračunima, u utrobi zemlje nalazi se još više od 400 milijuna tona dotičnog metala.

Primjena bakrene rude

Razmotreno prirodni resurs postalo vrlo rašireno. Kao što je ranije navedeno, njegovo vađenje se provodi nekoliko desetljeća. Bakrena ruda može sadržavati prilično velik broj korisnih elemenata, na primjer, zlato i srebro. Stoga je njegova distribucija prilično opsežna.

Korištenje mješavine bakra iz rudnika povezano je s proizvodnjom raznih metala. Postoje dvije glavne tehnologije proizvodnje bakra:

  1. hidrometalurški;
  2. pirometalurški.

Druga metoda uključuje vatreno rafiniranje metala. Zbog toga se ruda može preraditi u gotovo svim količinama. Osim toga, izloženost vatri omogućuje izvlačenje gotovo svih korisnih tvari iz stijene. Pirometalurška tehnologija koristi se za izolaciju bakra iz stijena koje imaju nizak stupanj obogaćenja metalom. Hidrometalurška metoda koristi se isključivo za preradu oksidiranih i samorodnih stijena, koje također imaju niske koncentracije bakra.

Zaključno, napominjemo da je bakar danas uključen u gotovo sve legure. Njegov dodatak kao legirajućeg elementa omogućuje vam promjenu osnovnih svojstava izvedbe.

Metale u podskupini bakra karakterizira niska kemijska aktivnost, zbog toga se nalaze u obliku kemijskih spojeva, kao i nuggets. Prije mnogo stoljeća bakar se mogao pronaći samo u obliku sumpornih spojeva - halkopirita i halkozita. To je zato što bakar ima veliki kemijski afinitet prema sumporu. Većina primarnih ruda sadrži bakar u sulfidnom obliku – CuS.
Tijekom vremena, posebno u uvjetima vulkanske aktivnosti, kada je izložen velika količina kisika, bakreni sulfidi postali su oksidi. Grumenci bakra nastali su u prirodi tijekom jakog zagrijavanja oksidirane sumporne rude. Na primjer, ako su oksidirani minerali bakra i sumporne rude ležali ispod debelog sloja stijene, bili su zagrijani prirodne katastrofe i zemaljsku toplinu. U takvim prirodnim “metalurškim radnjama” taljene su kolosalne količine bakra. Na teritoriju Sjeverna Amerika pronašao grumen težak 420 tona. Međutim, to je rijetkost; samorodni bakar na planeti iznosi približno 1%.

Svjetska nalazišta bakra

Puno bakra, kao i drugih minerala, nalazi se na dnu oceana. Na dnu se nalaze nakupine okruglog kamenja koje sadrže približno 0,5% bakra. Prema analizama geologa, rezerve bakrene rude u oceanu dosežu 5 milijardi tona.
Postoji gotovo 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 gotovo 50% svih ležišta bakra
  • bornit - Cu 5 FeS 4, sadrži od 52 do 65% bakra
  • kovelit - CuS, sadrži 64% bakra.

Prema genetskim i industrijsko-geološkim parametrima ležišta bakra su:

  • stratiformne, koje uključuju bakrene škriljevce i pješčenjake
  • pirit. Ova skupina uključuje samorodni i žilni bakar
  • hidrotermalni
  • magmatski, uključujući najčešće rude tipa bakar-nikal
  • karbonat. U ovu skupinu spadaju željezno-bakrene i karbonatitne rude.

Rezerve bakra u svijetu

Najveća količina bakra, približno 65%, nalazi se u sjevernom i Južna Amerika. Europske države imaju 15% resursa, azijske države - 11%, afričke države - 4,5%.
Najveće potvrđene rezerve bakra zabilježene su u Čileu. Tamo se nalazi gotovo 20% svjetskih rezervi. A u SAD-u - 12,7%. Osim u navedenim zemljama, bakra ima dosta u Poljskoj, Indoneziji, Iranu, Kazahstanu, Kini, Uzbekistanu, Filipinima, kao iu Zairu, Zambiji, Brazilu, Kanadi, Meksiku, Panami, Peruu i Australiji. U svakoj od ovih država, prema stručnjacima, nalazi se oko 10 milijuna tona.

Vađenje bakrene rude

Zbog niskog sadržaja bakra u rudi, njezino vađenje uključuje obradu velikih količina kamena. Da bi se italila 1 tona bakra potrebno je preraditi preko 200 tona rude.
Metode rudarenja bakra:

  • otvorena metoda. Ako se nalazišta rude nalaze u blizini Zemljina površina, tada se razvijaju na ovaj način, dubina otvorenog kopa je 150-300 m. Metodu karakteriziraju manji gubici
  • podzemna metoda. Ovom metodom ruda se vadi s dubine od 500 m, a ponekad i s 800-1000 m.

Postoji pet tehnoloških sustava za razvoj polja:

  • pomoću samohodne opreme. Ova tehnologija ima široku primjenu
  • pomoću mehanizama kontinuirane vibracije
  • upotrebom zatrpavanja goaf za stvrdnjavanje. U ovom slučaju postoji kontinuirano iskopavanje rezervi moćnih naslaga s minimalnim gubicima. Upotrebom takvih sustava gubici se smanjuju 3-4 puta
  • metoda vađenja rude u horizontalnim slojevima. Prilikom punjenja otvora (u podzemnim rudnicima) s otvrdnjavajućim spojevima koriste se cijevi obložene gumom ili bazaltom, čiji je vijek trajanja 50-100 puta veći od vijeka trajanja čelika.
  • cyclic-flow tehnologija za izvođenje rudarskih radova.

Centri za proizvodnju bakra

Centri za proizvodnju bakra prisutni su u različitim regijama Rusije. Kazahstan se može pohvaliti najbogatijim nalazištima rude. Na Uralu također ima naslaga. Prema najnovijim podacima, Rusija je na prvom mjestu u svijetu po eksploataciji rude bakra.
Fabrike bakra grade se u neposrednoj blizini rudnika. Čimbenik sirovine je odlučujuća komponenta, zbog niskog sadržaja koncentrata u sirovini. Na Uralu se nalazi 11 bakrenih kompleksa koji proizvode 43% bakra u zemlji. Osim vlastitih sirovina, u proizvodnji se koriste i materijali uvezeni iz Kazahstana. Postoje i postrojenja za reciklažu otpada. Na primjer, plinovi sumporni dioksid, kao nusprodukt rudarenja bakra, koriste se za stvaranje sumporne kiseline, koja se zatim koristi za proizvodnju gnojiva.

Povezane publikacije