Minerali: bakrove rude. Največja nahajališča bakra

KRATKI ZGODOVINSKI PODATKI. Baker je človek poznal že v začetku sedmega tisočletja pr. e. (na Bližnjem vzhodu in v Turčiji). Prve bakrove rude so bile očitno kepe, ki so bile precej pogoste. Na območju jezera so našli največjo bakreno grudo na svetu. Zgornji v ZDA in dosegel 500 ton V drugem tisočletju pr. e. Začela se je uporabljati zlitina bakra in kositra (bron), na Kavkazu - zlitine bakra in arzena, v Srednji Aziji - zlitine bakra in svinca. Prebivalstvo Evrope že dolgo pozna nahajališča bakra na Cipru. Menijo, da latinsko ime za baker "cuprum" izvira iz besede Cyprus.

V začetku 19. stol. Proizvodnja bakra po vsem svetu je bila približno 18.000 ton.Rusija pod Petrom I je nekaj desetletij zasedla prvo mesto v taljenju bakra.

Baker je rdeča kovina z dobro kovnostjo, duktilnostjo, električno prevodnostjo, legirnostjo z drugimi kovinami in je talilna (tališče 1083º C).

GEOKEMIJA. Clark baker 0,01%. Njegove povečane vsebnosti so opažene v bazičnih kamninah (1,4·10 -2%), manjše v granitih (3·10 -3%). Koncentracijski koeficient bakra je 200. Predstavljata ga dva izotopa: 65 Cu in 69 Cu.

Baker je tipičen halkofilni element in se najpogosteje pojavlja v obliki sulfidov. V naravnih razmerah je eno- in dvovalenten. Za dvovalentni baker je značilna visoka sposobnost migracije v redukcijskih pogojih in reagira z ioni CO -2 3, SiO 3 2-, PO 4 3- in VO 4 3, pri čemer tvori fosfatne, karbonatne in silikatne spojine.

Med bazaltnim magmatizmom se baker koncentrira v hipermafičnih kamninah, ki tvorijo likvacijske in skarnne usedline, na postvulkanski stopnji pa je povezan s sulfidnimi tvorbami.

MINERALOGIJA. V naravi je znanih več kot 240 bakrovih mineralov, od tega jih približno 200 najdemo v preperevalni skorji. Vendar pa ni več kot 17 mineralov industrijskega pomena. Glavni med njimi so: samorodni baker, halkopirit, bornit, kubanit, halkocit, kovelit, enargit, tetraedrit, tenantit, kuprit, tenorit, malahit, azurit itd.

Samorodni baker(vsebnost bakra do 100%) kristalizira v kubičnem sistemu, kristalna navada je kubična in dodekaedrična, tvori dendrite, nitaste, žičnate, mahovite agregate, praškaste izločke, nodule, trdne mase, rožnate in bakreno rdeče barve z rjavo. in lisasta motnost, trdota 2,5–3, specifična teža 8,4–8,9 g/cm3.

halkopirit CuFeS 2 (Cu 34,6 %). Znani sta dve njegovi modifikaciji: tetraedrična in kubična - visokotemperaturna. Barva minerala je zlato-rumena, pogosto z rjavo obarvanostjo, kovinskega sijaja, najdemo ga v skarnah, ločenih nahajališčih bakra-niklja, svinca-cinka, volfram-molibden-kositra in pirita, pa tudi v bakrovih peščenjakih in fosforitnih nahajališčih. .

Bornit(priimek Born) Cu 5 FeS 4 (Cu 63,3 %). Tvori več polimorfnih modifikacij: tetragonalne - nizke temperature, trigonalne - metastabilne pri nizkih temperaturah, kubične - stabilne nad 228º C. Kristalna navada je kubična, dodekaedrična, redkeje oktaedrična, temno bronaste barve s pestrim obarvanjem, kovinski lesk, trdota 3, specifična gravitacija 5,3 g/cm 3 .

Kubanit(na otoku Kuba) CuFe 2 S 3 (Cu 22–24 %) kristalizira v kubičnem sistemu, habitus kristalov je podolgovat, debel tablast, bronasto rumene barve, kovinskega leska, specifične teže 4,16 g/cm 3. Najdemo ga v sulfidnih nahajališčih bakra in niklja s pirotitom in halkopiritom v sulfidnih rudah, občasno pa v žilnih in polimetalnih nahajališčih.

halkozin Cu 2 S (Cu 79,9 %). Znani sta dve polimorfni modifikaciji: rombična - nizka temperatura in manj pogosta heksagonalna - visoka temperatura. Habitus kristalov je kratkoprizmatičen, tabelast, dipiramidalen, svinčeno sive barve, trdota 2,5–3, specifična teža 5,8 g/cm 3 . Najdemo ga v nahajališčih bakra z bornitom, halkopiritom in drugimi sulfidi.

Covellin(po priimku Covelli) CuS (Cu 66,5 %), kristalizira v heksagonalnem sistemu, lamelast habitus, zemeljski, praškasti, sajasti agregati, indigo modra do črna barva z mavrično motnostjo, trdota 1,5–2, specifična teža 4, 6 g. /cm 3 .

Enargit Cu 3 AsS 4 (Cu 48,3 %) kristalizira v ortorombičnem sistemu, kristali so prizmatični ali ploščati, zrnati agregati, sivkasto do železo-črne barve, sivkasto-črna proga, trdota 3,5, specifična teža 4,3–4,5 g/cm 3 . Najdemo ga v hidrotermalnih, običajno srednjetemperaturnih nahajališčih bakrovega pirita, bakrovega porfira, pirit-enargita, svinčevo-cinkovega, srebro-bakrenega in drugih nahajališčih.

Tetraedrit(glede na kristalno obliko) Cu 12 Sb 4 S 13 (Cu 52,3 %). Znane so naslednje sorte: srebro - freibergit; ki vsebujejo živo srebro – Švazit, uptonit, merkur fahlore; ki vsebujejo cink – sandbergerit, cinkova bleda ruda; ki vsebujejo železo – ferotetraedrit, coppit; ki vsebujejo nikelj – hladen, nikelj falor; ki vsebuje telur – goldfieldit; ki vsebuje svinec – malinovskite in itd.

Domeikit(poimenovan po našem rojaku Ignaciu Domeyku) Cu 3 As (Cu 71,1%). Znani sta dve polimorfni modifikaciji - kubična in heksagonalna s temperaturo prehoda 225 ° C. Agregati so gosti, ledvičaste in grozdaste oblike, barva je srebrno bela, siva z rumenkasto rjavim obarvanjem, trdota 3–3,5, specifična teža 7,5 g/cm 3 . Najdemo ga v hidrotermalnih nahajališčih v povezavi z samorodnim bakrom in srebrom, bakrovimi sulfidi ter arzenidi niklja in kobalta.

INDUSTRIJSKA UPORABA.Široka uporaba bakra temelji na njegovi visoki električni prevodnosti, kemični odpornosti, kovnosti in drugih lastnostih. Uporablja se v strojništvu, kemični industriji (destilacijski kotli, tuljave, cevi), elektrotehniki, ladjedelništvu, graverstvu, izdelavi kovancev in mnogih drugih panogah. Na primer, v ZDA in Veliki Britaniji za proizvodnjo enega osebnega avtomobila porabijo do 20 kg bakra.

Trenutno se večina bakra uporablja za izdelavo zlitin, med katerimi sta najpomembnejši bron in medenina. Bron ni le sestavljen iz bakra in kositra v različnih razmerjih; Nekaterim sortam so dodani svinec, cink, fosfor, silicij in druge komponente. Medenina je sestavljena iz zlitine bakra (60–80 %) s cinkom (20–30 %).

Industrijske zahteve po rudah se sčasoma spreminjajo v smeri njihovega zmanjševanja. Torej, nazaj v začetku dvajsetega stoletja. Izkopane so bile le bogate rude z vsebnostjo Cu 5–15% ali več; trenutno mora biti pri podzemnem rudarjenju velikih nahajališč vsebnost bakra najmanj 1%, majhnih - približno 3%, pri rudarjenju v kamnolomih - 0,2–0,7 %, iz kompleksnih polimetalnih rud pa se baker pridobiva z vsebnostjo 0,1 % ali več.

VIRI IN REZERVE. Trenutno so viri bakra identificirani v več kot 90 državah. Po navedbah USGS ocenjeni so na 1,6 milijarde ton.Osnovo mineralne surovine svetovne rudarske industrije bakra sestavljajo nahajališča treh geoloških in industrijskih tipov: porfirni baker; stratiformno v bakrovih peščenjakih in skrilavcih; bakrov pirit in pirit-polimetal. Skupne svetovne zaloge bakra so 932,6 milijona ton, potrjene - 668,3 milijona ton, njihove glavne količine pa so koncentrirane v globinah Čila, ZDA, Peruja, Kitajske in Kazahstana (tabela 5). Podatkov o zalogah bakra v Rusiji ni.

Po stopnji " Kovine Ekonomija skupina» (MEG) Stroški geoloških raziskav, ki so jih izvajala rudarska podjetja za barvne in plemenite kovine v svetu v letih 1995–2000, so znašali 4–5 milijard ameriških dolarjev letno. Od tega je bilo približno 18–19 % bakra. V Čilu so bile glavne smeri geološkega raziskovanja dodatna študija in priprava za razvoj prej nerazvitih nahajališč ter delo, namenjeno povečanju rezerv obstoječih rudnikov.

Edinstvena nahajališča vključujejo nahajališča z zalogami bakra več kot

5 milijonov ton, velika - 5-1 milijona ton, srednja - 1-0,2 milijona ton in majhna - manj kot 0,2 milijona ton.

RUDARSTVO IN PROIZVODNJA. Obrati proizvajajo surovi (99,0 %), rafiniran (99,6 %) in elektrolitski baker (99,95 %). Svetovna proizvodnja bakra 1995–2000 je letno znašal približno 10–11 milijonov ton, pri čemer približno 45 % proizvodnje prihaja iz dveh držav – Čila in ZDA.

Bakra v naravi ni v čisti obliki, pridobivajo ga iz večkomponentnih rud. V tem primeru se kamnina šteje za primerno za bogatenje, ko je vsebnost bakra v njej 0,5 - 1%.

Industrijske geološke vrste bakrove rude:

  • stratiformni tip – peščenjaki in bakreni skrilavci;
  • pirit - redka vrsta samorodnega bakra;
  • hidrotermalne – porfirne rude;
  • magmatske – bakrovo-nikljeve rude;
  • karbonatno - železo-bakrena sestava.

Naravne spojine, ki vključujejo baker:

  • bornit (bakreno vijoličen, pestro pirit) – v sestavi prevladujejo železo, žveplo in baker;
  • halkopirit (bakrov pirit) – njegov kemijska formula– CuFeS2, poleg tega ruda vsebuje sfalerit in galenit.
  • halkocit (bakreni lesk) - kemijska formula - CuS Rude s to spojino so precej redke.

Sekundarni minerali:

  • kuprit – v rudah najdemo samorodni baker in malahit;
  • covelin – žveplov sulfid, ki vsebuje 66% bakra in 34% žvepla;
  • malahit je bakrov dihidrokoks karbonat, ki ga najdemo v Rusiji (nahajališča Nižni Tagil).

Porazdelitev bakrovih rud v svetu

Države Latinska Amerika imajo najbogatejša nahajališča bakra na vsem svetu. Zlasti Čile proizvede 40 % svetovne proizvodnje rdeče kovine.

Največja nahajališča v Čilu

Največje nahajališče v Čilu se nahaja v bližini mesta Rancagua. Indijanci so tu kopali rudo pred prihodom Evropejcev. Industrijski razvoj poteka od konec XIX stoletja. Značilnosti polja El Teniente:

  • površina – 3.800 ha;
  • število delovno aktivnih – 6000;
  • najmanj plača– 700 $ na mesec;
  • največja globina rudnika - 800 m;
  • dolžina gorskih predorov – 2400 km;
  • največje dvigalo v rudniku je sposobno prepeljati do 350 delavcev v enem vzponu/spustu;
  • vsebnost bakra v rudi je od 1 do 4% (ta indikator razvršča kamnino kot bogato);
  • Kamnino iz rudnika vozijo z vlakom, dolžina železnice je 10 km, na dan se opravi 15 »hodov«;
  • Iz najglobljega rudnika kamnino odvažajo veliki tovornjaki: 7 metrov visoki, 8 m široki;

Druga nahajališča v Čilu:

  • El-Abra – letno se izkoplje 150,4 tisoč ton;
  • Cerro Colorado – 89,5 tisoč ton;
  • Los Pelambres - 268,4 tisoč ton;
  • Escondida – 1,34 milijona ton.

Omeniti velja, da v Čilu rudarstvo bakra izvajajo nacionalizirana podjetja, torej v državni lasti.


Kako se to dela: rudarjenje bakra

Bakreni pas v Afriki

Afriške države so bogate z bakrovimi rudami. V osrednjem delu celine leži tako imenovani bakreni pas. Poteka čez ozemlje dveh držav:

  • Zambija;
  • Zaira.

Dolžina "pasu" je 160 km, širina pa do 50 km.

V Afriki so rude bogate - vsebnost bakra je od 3,3 do 4%, večina kovine je v spojinah:

  • piriti;
  • halkopirit;
  • borniti;
  • halkocit

Medonosna kamnina leži v Afriki na globini do 60 m, kar močno poenostavi njeno pridobivanje.

Največji depoziti baker:


IN Zadnja leta, zaradi nestabilnih političnih razmer se je proizvodnja bakra v Afriki znatno zmanjšala - za 3,5%. To je vplivalo na svetovne cene - začele so hitro rasti.

Med vodilnimi državami pri pridobivanju bakrove rude v Afriki sta Demokratična republika Kongo in Južna Afrika. Ti dve državi se ne nahajata na ozemlju "bakrenega pasu", vendar zagotavljata znatne količine izkopane kovine.

Ker bakronosne kamnine ležijo plitko, poteka rudarjenje predvsem s kamnolomom. V Afriki se večina rude črpa iz zemeljskega drobovja ročno, tukaj je precej majhen odstotek mehanizacije. V kamnolomih delajo mladoletni otroci, delo je zelo težko, ni pogojev.

Zato tukaj povečana raven poškodbe in smrtnost. Omeniti velja, da je tudi v Čilu rudarska družba oproščena vsake odgovornosti za življenja rudarjev. Podpišejo pogodbo, da se v rudnik spustijo po lastni volji in »na lastno nevarnost in tveganje«. Država si pred tem zatiska oči. Samo sproži alarm Mednarodna organizacija o človekovih pravicah.

Nerazvito nahajališče bakra Aynak v Afganistanu

Po nekaterih virih je zlasti nevladna organizacija Transparency International, Afganistan ima največje zaloge bakra, ki so po količini druge na svetu. Toda večina še ni v celoti raziskana in industrijsko pridobivanje se ne izvaja.

Ainak velja za največjega ne le v Afganistanu, ampak tudi na svetu. Glavni problemi njegovega razvoja so nastali zaradi spora med rudarsko družbo in arheologi. Dejstvo je, da so na ozemlju nahajališča bakra znanstveniki našli starodavno budistično mesto Mes Aynak, ki ima veliko zgodovinsko vrednost. Zato je bilo prepovedano razvijati istoimensko nahajališče.

Vlada namerava organizirati rudarjenje rude v nahajališču Ainak na ravni 300 tisoč ton na leto in postopoma povečevati obseg.

Značilnosti nahajališča Ainak:

  • površina – 5 km2;
  • ocenjene zaloge bakra:
    • osrednji Aynak - 9,8 milijona ton;
    • zahodni Aynak - 9,9 milijona ton;
  • obseg načrtovanih naložb v razvoj je 4,4 milijarde ameriških dolarjev;
  • pritegnili investitorja - podjetje MSS (LRK).

Od leta 2011 je bilo načrtovano aktiviranje polja Ainak - da bi leta 2015 dosegli raven 200 tisoč ton. Zdaj so se roki spet premaknili – do leta 2018. Le upamo lahko, da bo Aynak začel delati s polno paro in bo bistveno izboljšal finančni položaj države, hkrati pa ohranil kulturno in zgodovinsko vrednost budističnega mesta.

Metode pridobivanja čiste kovine iz rude

Danes se proizvodnja bakra izvaja po najpogostejši metodi - pirometalurški. Globalno ga uporablja 90 % predelovalnih podjetij.

Faze obogatitve:

  • priprava - prejemanje surovin iz rudarskih podjetij, njihovo sortiranje;
  • taljenje za mat;
  • vpihovanje v pretvornik - izhod je mehurski baker;
  • rafiniranje.

Obogatitev nastalih surovin poteka s flotacijo. Rudo damo v posodo z vodo, nato dodamo stisnjen zrak. Posledično se tvori pena, bakreni delci se lepijo na mehurčke, odpadne kamnine pa se usedajo na dno.

Naslednja faza je streljanje. Posledično poskušajo čim bolj zmanjšati vsebnost žvepla v rudi. Sestavek se segreje na 800 o C - sulfidi se oksidirajo, količina žvepla pa se zmanjša za 2-krat.

Nato se nastala masa pošlje v posebne peči - stopnja taljenja za mat. Tu temperatura naraste do 1450 o C. Železo in preostali sulfidi se dokončno oksidirajo in izpihajo v konverterjih. Rezultat je črni baker, ki se vlije v ingote, in žlindra.

Proizvodnja bakra se konča z rafinacijo. Vključuje končno čiščenje kovine iz nečistoč.

Metoda je naslednja:

  • pretisne bakrene ingote postavimo v kopel z elektrolitom (žveplovo kislino);
  • V posodo - katodo - položimo tanke plošče čistega bakra;
  • priključite električni tok;
  • Zaradi tega se vsi delci bakra zberejo na katodi, nečistoče pa se usedejo na dno - imenujemo jih blato.

Pogosto blato vsebuje plemenite kovine - zlato, platino.

Vodilne države v rudarstvu in taljenju bakra na svetu

Vodilni v rudarjenju bakrove rude so čilska podjetja, zahvaljujoč jim država zaseda prvo mesto na svetovni lestvici.

Država je proizvedla 5.700 tisoč ton kovine, skupna količina pa 20.245 tisoč ton.

Na drugem mestu so kitajska rudarska podjetja, vodilna po rasti proizvodnje.

Vsako leto se stopnja taljenja bakrove rude v povprečju poveča za 1,5 %. Hkrati država izvozi pomemben delež kovine iz Čila in Avstralije.

Kitajska rudarska podjetja so razširjena v mnogih državah sveta, vključno z Afganistanom.

  • Peru - proizvede 1300 tisoč ton - 9% svetovne količine;
  • ZDA – 1220 tisoč ton – 7 %;
  • Avstralija – 990 tisoč ton – 5 %;
  • Rusija – 930 tisoč ton – 5 %;
  • Kongo – 900 tisoč ton – 4,5 %;
  • Zambija -830 tisoč ton – 4,1 %;
  • Kanada – 630 tisoč ton – 3,5%.

Po napovedih svetovnih analitikov (podjetja USGS in ICSG) bodo voditelji držav v prihodnjih letih ostali na svojih mestih, saj je večina nahajališč bakra že raziskanih in se aktivno razvijajo. Edino, kar je možno, je rahlo zmanjšanje količin in s tem povišanje cen, ki od leta 2011 vztrajno rastejo.

Izvozniki bakra

Država z največjim obsegom proizvodnje kovin ne vodi vedno na lestvici izvoza surovin. Slika na svetovnem trgu pri prodaji rafiniranega bakra je nekoliko drugačna kot pri obsegu proizvodnje.

Vodilne države za izvoz rdeče kovine:

Turčija.

Skupni obseg uvoza je 5805,4 tisoč ton na leto.

Kitajska kupuje surovine predvsem iz Čila. Turčija, ZDA in Japonska so v Afriki, Koreja je blizu Avstralije.

Video: Galileo. baker

Geologija

Kovine bakrove podskupine imajo majhno kemijsko aktivnost, zato jih najdemo deloma v obliki kemičnih spojin, deloma pa v prosti, samorodni obliki. Baker v daljnih geoloških obdobjih je bil očitno najden le v obliki žveplovih spojin - halkopirita in halkozita. To je razloženo z visoko kemijsko afiniteto bakra do žvepla, sulfidi pa so najpogostejši bakrovi minerali.

pri visoke temperature, na primer, med vulkansko aktivnostjo, ko so bili izpostavljeni presežku kisika, so se bakrovi sulfidi pretvorili v okside. Samorodni (kovinski) baker je nastal v naravi ob močnem segrevanju delno oksidiranih žveplovih rud. Na primer, če bi bili oksidirani bakrovi minerali skupaj z žveplovimi rudami zakopani pod debelo plastjo skale pod vplivom naravnih katastrof in jih je segrevala zemeljska toplota.

Takšne naravne »metalurške tovarne« so talile ogromne količine bakra: največja najdena kepa je tehtala 420 ton (Severna Amerika). Očitno se interakcija bakrovih oksidov s sulfidi nadaljuje še danes na območjih vulkanske dejavnosti, na primer na Kurilskih otokih. Podobni procesi se dogajajo med taljenjem bakra v metalurških obratih.

Velike količine bakra in drugih mineralov se nahajajo na oceanskem dnu, ki je prekrito s tako imenovanimi noduli – skupki okroglih kamnov nepravilnih oblik. Vsebujejo povprečno 0,5 % bakra. Po mnenju znanstvenikov zaloge te dragocene in edinstvene rude znašajo 5 milijard ton.

Bakrove rude so naravne mineralne tvorbe bakrovih spojin, ki jih vsebujejo v takih količinah, da je industrijska proizvodnja tehnično mogoča in donosna. V primarnih rudah večine industrijskih nahajališč je baker prisoten v sulfidni obliki - CuS. Približno 90 % znanih svetovnih zalog bakra je v obliki žveplovih rud, približno 9 % v obliki oksidnih rud in manj kot 1 % v obliki samorodnega bakra.

Običajno se baker v mineralih nahaja v obliki ustreznih spojin: oksidi - tenorit, kuprit, karbonati - malahit, azurit, sulfati - halkantit, brošantit, sulfidi - kovelit, halkozit, halkopirit, bornit.

Znanih je približno 250 bakrovih mineralov, vendar jih je le 20 industrijskega pomena. Glavni rudni minerali bakra so halkozit (halcocite) ali bakrov lesk Cu2S (79,8 % bakra), halkopirit ali bakrov pirit CuFeS2 (30 % bakra), ki naj bi predstavljal približno 50 % vseh nahajališč tega elementa, bornit Cu5FeS4 ( 52-65 % bakra), kovelit CuS (64,4 % bakra). Baker se v zemeljski skorji nahaja predvsem v obliki kompleksnih spojin, ki poleg bakra vsebujejo še svinec, cink, antimon, arzen, zlato in srebro.

Bakrov pirit ali halkopirit - medeninasto rumen mineral. Spojina bakra z železom in žveplom - CuFeS2, ki vsebuje 30% Cu. Mohsova trdota 3-4. Je primarna bakrova ruda, iz katere se pridobi večina izkopanega bakra.
Bakreni sijaj ali halkozit, svinčeno siv ali črn mineral. To je spojina bakra in žvepla - Cu2S, ki vsebuje 79,8% Cu, včasih pa tudi primesi srebra. Trdota minerala po Mohsovi lestvici je 2-3. Bakreni lesk se nanaša na bogate bakrene rude.
Pestra bakrena ruda ali bornit, je produkt razgradnje bakrovega pirita. Kemična sestava minerala je Cu5FeS4, ki vsebuje 52-65% Cu. Mohsova trdota je približno 3.
Cuprite, ali kuprit, je rdeč mineral z kemična sestava Cu2O z 88,8 % vsebnostjo Cu. Mohsova trdota 3,5-4. Je bogata bakrova ruda.

Proizvodnja

Nahajališča bakra niso koncentrirana na določenih geografskih območjih, ampak jih najdemo v številnih državah na vseh celinah. Baker se pridobiva iz različnih mineralov v različnih regijah. V ameriških zveznih državah Arizona in Nevada ter v britanskem Cornwallu je to halkocit ali bakreni lesk. V Franciji in Avstraliji je azurit ali bakrena glazura. Bakrov oksid - kuprit kopljejo na Kubi. Bakrov klorid - atacamite - kopljejo v Peruju.

Obstaja veliko različnih bakrovih rud, vendar bogata nahajališča v globus malo, poleg tega so bakrene rude kopali že več sto let, tako da so bogata nahajališča bakra že dolgo obdelana. Če so v 19. stoletju baker pridobivali iz rud, ki vsebujejo 6-9% tega elementa, se zdaj 5% bakrove rude štejejo za zelo bogate, industrija mnogih držav pa predeluje rude, ki vsebujejo le 0,5% bakra.

Danes se skoraj vsa kovina pridobiva iz nizko kakovostnih rud, ki ne vsebujejo več kot 1% bakra. Nekatere rude bakrovega oksida je mogoče reducirati neposredno v kovino s segrevanjem s koksom. Vendar se večina bakra proizvede iz sulfidnih rud, ki vsebujejo železo, kar zahteva bolj zapleteno predelavo.

Te rude so razmeroma revne, ekonomski učinek njihovega izkoriščanja pa je mogoče doseči le s povečanjem obsega proizvodnje. Ker je povprečna vsebnost bakra v različnih rudah od 0,3-5 %, se surovine zmeljejo in koncentrirajo ter šele nato pošljejo v metalurško predelavo.

Glavna metoda pridobivanja bakrove rude je odprti kop. Ruda se običajno koplje v velikih kamnolomih, kjer se uporabljajo bagri z žlicami do 25 m^3 in tovornjaki z nosilnostjo do 250 ton.Letna zmogljivost največjih podjetij za pridobivanje bakrove rude presega 30 milijonov ton rude in 200 tisoč ton kovine.

Pri proizvodnji bakra pridobivajo okoli 20 dragocenejših elementov in več kot 40 vrst komercialnih izdelkov: baker, cink, molibden in svinčev koncentrat, flotacijske žveplove pirite, surov in rafiniran baker, zlato, srebro, platino, svinec, bizmut, baker. in nikljev sulfat in še veliko več.

Kraj rojstva

Glavne države z bogatimi nahajališči bakra so: Čile-22%, ZDA-12%, Kitajska-6%, Kazahstan-5%, Poljska-5%, Indonezija-4%, Rusija-3%, Zambija-3%. Vodilni v proizvodnji bakrove rude (podatki ICSG): Čile-34%, ZDA-10%, Indonezija-8%, Peru-7%, Avstralija-6%, Kanada-5%, Rusija-4%, Poljska-3% .

Največja podjetja za pridobivanje bakrove rude: Codelco-11%, Phelps Dodge-8%, Rio Tinto-7%, BHP Billiton-7%, Grupo Mexico-5%, PT Pakuafu Indah-5%, Angio American-4%, Norilsk nikelj-3%, KGHM Polska Miedz 3%.

Največja nahajališča so: Chuquicamata, ki se izkopava že več kot 100 let (26 milijonov ton) v Čilu, in Escondida (23,6 milijona ton), ki so ga začeli izkopavati od leta 1990 v Čilu, Grasberg (27,1 milijona ton) v Indonezija, Collahhuasi (17 milijonov ton) Čile, Oktyabrskoye (16 milijonov ton) Rusija in Udokan (14 milijonov ton) Rusija. Nedavno razvita velika polja vključujejo: Antamina v Peruju, El Tesoro v Čilu, Salobu in Sossego v Braziliji, Nurkazgan v Kazahstanu. Aktivno raziskujejo Uyu Tolgoi v Mongoliji, Pebble na Aljaski in El Pachon v Argentini.

Največji odprti rudniki bakra (kamnolomi) vključujejo: Escondida (letna zmogljivost 1.200 tisoč ton), Grasberg (letna zmogljivost 800 tisoč ton), Chuquicamata (letna zmogljivost 600 tisoč ton). Največji podzemni rudniki na svetu: največji na svetu čilski El Teniente (proizvodnja okoli 450 tisoč ton) in Andina (zmogljivost 250 tisoč ton), poljski Rudna, Polkowice-Sieroszowice in Lubin s skupno 450 tisoč tonami, podzemni rudniki Norilsk Nickel (zmogljivost več kot 400 tisoč ton).

Največje svetovne zaloge bakrove rude so skoncentrirane v vulkanskih kamninah (porfirih) čilskih Andov. Svetovne rezerve ekonomsko upravičenih nahajališč po različnih ocenah znašajo 340–470 milijonov ton. Brez povečanja zalog in izboljšav v rudarski in proizvodni tehnologiji bakra bodo trenutne obnovljive zaloge trajale le do leta 2050.

Skupne dokazane rezerve (po USGS) - Čile -140 milijonov ton, ZDA -35 milijonov ton, Indonezija 35 milijonov ton, Poljska 30 milijonov ton, Peru 30 milijonov ton, Mehika 27 milijonov ton, Avstralija 24 milijonov ton, Rusija 20 milijonov ton Skupna baza znanih zalog bakra je po različne metode 600-940 milijonov ton. Čeprav zaloge bakra niso neomejene, bo v bližnji prihodnosti dovolj zalog za vse aplikacije.

Rusija

Največja nahajališča v sodobna Rusija se nahajajo v avtonomnem okrožju Taimyr: Oktyabrskoye, Talakhninskoye in Norilsk - I, danes zagotavljajo dve tretjini proizvodnje. Samo nahajališče Oktyabrsky proizvede skoraj 57% bakra v ruskem rudniku.

Skoraj tretjino izkopanega bakra proizvede Uralska rudarska regija (zvezna okrožja Volga in Ural); nahajališča: Gayskoye, Uchalinskoye, Sibaiskoye, Safyanovskoye, Uzelginskoye. Samo dve veliki nahajališči se ne razvijata: Yubileinoye in Podolskoye. Yubileinoye se pripravlja na razvoj, Podolskoye pa je v državni rezervi.

Največje nahajališče bakrovih peščenjakov v regiji Chita, Udokan (14 milijonov ton), še ni v razvoju. Povprečna vsebnost bakra v rudah je 1,56%. Njegov razvoj ovirata pomanjkanje prometne infrastrukture in oddaljenost Transbaikalije od predelovalnih podjetij bakrene industrije (Ural).

Po bilančnih zalogah bakra ima Rusija okoli 9 % svetovnih zalog in smo po tem kazalniku na tretjem mestu na svetu za Čilom in ZDA. Rusija kot celota ima dokazane zaloge bakra na trenutni ravni proizvodnje za 90 let (vendar je ponudba izkoriščenih nahajališč manjša, 25-30 let).

V črevesju zemlje je precej veliko število različnih mineralov, ki jih je mogoče uporabiti za sproščanje različne materiale. Bakrova ruda je precej razširjena - uporablja se za predelavo in proizvodnjo različnih snovi, ki se uporabljajo v industriji. Upoštevati je treba, da lahko takšna ruda, ki vsebuje baker, vsebuje tudi druge minerale. Priporočljivo je, da uporabite zemeljski kamen, ki vsebuje vsaj 0,5-1% kovine.

Razvrstitev

Kopajo se ogromne količine najrazličnejših bakrovih rud. Razvrstitev se izvaja glede na njihov izvor. Razlikujemo naslednje skupine bakrovih rud:

  1. Pirit je postal precej razširjen. Kamnina je spojina železa in bakra in ima veliko število različnih vključkov in žil drugih primesi.
  2. Stratiform je predstavljen s kombinacijo bakrenih skrilavcev in peščenjakov. Tudi tovrstna kamnina je postala razširjena, saj jo predstavlja veliko nahajališče. Glavne značilnosti vključujejo preprosto obliko pločevine in enakomerno porazdelitev vseh uporabnih komponent. Zaradi tega je bakrena kamnina te vrste najbolj iskana, saj omogoča produktivnost na enaki ravni.
  3. Baker-nikelj. Za to rudo so značilni masivni vključki tekstur kobalta in zlata ter kovin platinske skupine. Nanosi so v obliki žil in listov.
  4. Porfir bakrov ali hidrotermalni. Tovrstna nahajališča bakrove rude vsebujejo veliko koncentracijo srebra in zlata, selena in drugega kemične snovi. Poleg tega vse uporaben material so v večji koncentraciji, zaradi česar je pasma iskana. To je izjemno redko.
  5. karbonat. Ta skupina vključuje železo-bakrovo in karbonatitno rudo. Upoštevati je treba, da je bila ta pasma najdena le v Južni Afriki. Rudnik, ki se razvija, je razvrščen kot masivna alkalna kamnina.
  6. Skarn je skupina, za katero je značilna lokalna lega v najrazličnejših kamninah. Značilne lastnosti lahko imenujemo majhnost in kompleksna morfologija. Upoštevati je treba, da ima v tem primeru ruda, ki vsebuje baker, visoko koncentracijo. Vendar je kovina neenakomerno porazdeljena. Kamnine, ki se izkopavajo, vsebujejo približno tri odstotke bakra.

Baker se praktično ne pojavlja, na primer, kot zlato, v obliki masivnih nuggets. Največji podobno izobraževanje lahko imenujemo nahajališče v Severni Ameriki, katerega masa je 420 ton. Od 250 vrst bakra se le 20 od njih široko uporablja v čisti obliki, drugi se uporabljajo le kot legirni elementi.

Nahajališča bakrove rude

Baker velja za najpogostejšo kovino, ki se uporablja v najrazličnejših panogah. Nahajališča bakrove rude najdemo v skoraj vseh državah. Primer je odkritje nahajališč v Arizoni in Nevadi. Bakrovo rudo kopljejo tudi na Kubi, kjer so nahajališča oksidov pogosta. V Peruju kopljejo kloridne formacije.



Če upoštevamo porfirna nahajališča bakrove rude ali razporeditev sulfidnih nahajališč, ugotavljamo, da danes obogatenih rudnikov praktično ni. To je posledica dejstva, da se takšna kovina uporablja že vrsto let. Industrija predeluje kamnine s približno 0,5-odstotno vsebnostjo bakra. Za aluminijem in železom je baker na tretjem mestu po proizvodnji v svetu.

V Rusiji obstajajo nahajališča, ki omogočajo pridobivanje bakrove rude v precej velikih količinah. Če upoštevamo delež Ruske federacije v svetovni proizvodnji rude, potem je ta številka 9%. Vodilno mesto zaseda Čile, kjer je koncentrirano do 33% bakrove rude.

Naslednji rudniki veljajo za največja nahajališča:

  1. V Čilu, polje Chuquicamata. Ta rudnik so razvijali v zadnjih 100 letih, med katerimi je bilo izkopanih približno 26 milijonov ton kovine.
  2. Drugi rudnik se nahaja v Čilu. Odprt je bil leta 1990.

Poleg tega so odkrili nahajališča v Braziliji in Peruju ter Kazahstanu. Po nekaterih izračunih je v zemeljskem drobovju še vedno več kot 400 milijonov ton omenjene kovine.

Uporaba bakrove rude

Upoštevano naravni vir postala zelo razširjena. Kot smo že omenili, se njegovo pridobivanje izvaja že več desetletij. Bakrena ruda lahko vsebuje precej veliko uporabnih elementov, na primer zlato in srebro. Zato je njegova distribucija precej obsežna.

Uporaba izkopane mešanice bakra je povezana s proizvodnjo različnih kovin. Obstajata dve glavni tehnologiji proizvodnje bakra:

  1. hidrometalurški;
  2. pirometalurški.

Druga metoda vključuje požarno rafiniranje kovine. Zaradi tega je mogoče predelati rudo v skoraj vseh količinah. Poleg tega izpostavljenost ognju omogoča, da se iz kamnine izvlečejo skoraj vse koristne snovi. Pirometalurška tehnologija se uporablja za izolacijo bakra iz kamnin, ki imajo nizko stopnjo obogatenosti s kovino. Hidrometalurška metoda se uporablja izključno za predelavo oksidiranih in samorodnih kamnin, ki imajo tudi nizko vsebnost bakra.

Na koncu ugotavljamo, da je baker danes vključen v skoraj vse zlitine. Njegov dodatek kot legirni element vam omogoča spreminjanje osnovnih lastnosti delovanja.

Za kovine v podskupini bakra je značilna nizka kemijska aktivnost, zato jih najdemo v obliki kemičnih spojin, pa tudi zrnc. Pred mnogimi stoletji je bil baker mogoče najti le v obliki žveplovih spojin - halkopirita in halkozita. To je zato, ker ima baker visoko kemično afiniteto za žveplo. Večina primarnih rud vsebuje baker v sulfidni obliki - CuS.
Sčasoma, predvsem v razmerah vulkanskega delovanja, ob izpostavljenosti velika količina kisika, so bakrovi sulfidi postali oksidi. Bakrene kepe so nastale v naravi pri močnem segrevanju oksidirane žveplove rude. Na primer, če so oksidirani bakrovi minerali in žveplove rude ležali pod debelo plastjo kamnin, so bili segreti naravne nesreče in zemeljsko toplino. V takšnih naravnih »metalurških obratih« so talili ogromne količine bakra. Na ozemlju Severna Amerika našel grudo, težko 420 ton. Vendar je to redko; samorodnega bakra na planetu je približno 1%.

Svetovna nahajališča bakra

Veliko bakra se tako kot drugi minerali nahaja na dnu oceanov. Na dnu so grozdi okroglih kamnov, ki vsebujejo približno 0,5 % bakra. Po analizi geologov zaloge bakrove rude v oceanu dosegajo 5 milijard ton.
Obstaja skoraj 250 bakrovih mineralov, a le 20 se jih industrijsko uporablja. Glavne bakrove rude vključujejo:

  • halkocit - Cu 2 S, ki vsebuje 79,8 % bakra
  • halkopirit - CuFeS 2, ki vsebuje 30% bakra. Ta ruda predstavlja skoraj 50% vseh nahajališč bakra
  • bornit - Cu 5 FeS 4, vsebuje od 52 do 65% bakra
  • kovelit - CuS, vsebuje 64% bakra.

Glede na genetske in industrijsko-geološke parametre so nahajališča bakra:

  • stratiformne, ki vključujejo bakrene skrilavce in peščenjake
  • piriti. V to skupino spada samorodni in žilni baker
  • hidrotermalno
  • magmatskih, vključno z najpogostejšimi rudami tipa baker-nikelj
  • karbonat. V to skupino spadajo železo-bakrove in karbonatitne rude.

Zaloge bakra v svetu

Največja količina bakra, približno 65%, se nahaja v severnem in Južna Amerika. Evropske države imajo 15% virov, azijske države - 11%, afriške države - 4,5%.
Največje potrjene zaloge bakra so zabeležene v Čilu. Tam se nahaja skoraj 20 % svetovnih zalog. In v ZDA - 12,7%. Poleg teh držav je veliko bakra še na Poljskem, v Indoneziji, Iranu, Kazahstanu, na Kitajskem, v Uzbekistanu, na Filipinih, pa tudi v Zairu, Zambiji, Braziliji, Kanadi, Mehiki, Panami, Peruju in Avstraliji. V vsaki od teh držav je po mnenju strokovnjakov približno 10 milijonov ton.

Kopanje bakrove rude

Zaradi nizke vsebnosti bakra v rudi njeno pridobivanje vključuje obdelavo velikih količin kamnin. Za taljenje 1 tone bakra je treba predelati več kot 200 ton rude.
Metode pridobivanja bakra:

  • odprta metoda. Če se nahajališča rude nahajajo blizu zemeljsko površje, potem se razvijajo na ta način, globina odprtega kopa je 150-300 m, za metodo so značilne manjše izgube
  • podzemna metoda. S to metodo se ruda izkopava iz globine 500 m, včasih pa od 800 do 1000 m.

Obstaja pet tehnoloških sistemov za razvoj polja:

  • uporabo opreme na lastni pogon. Ta tehnologija se pogosto uporablja
  • z uporabo mehanizmov za neprekinjeno vibracijo
  • z uporabo utrjevalnega zasipa gofa. V tem primeru poteka neprekinjeno izkopavanje zalog močnih nahajališč z minimalnimi izgubami. Z uporabo takih sistemov se izgube zmanjšajo za 3-4 krat
  • metoda pridobivanja rude v vodoravnih plasteh. Pri polnjenju odprtin (v podzemnih rudnikih) s trdilnimi spojinami se uporabljajo cevi, obložene z gumo ali bazaltom, katerih življenjska doba je 50-100-krat višja od življenjske dobe jekla
  • ciklično pretočna tehnologija za izvajanje rudarskih del.

Centri za proizvodnjo bakra

Centri za proizvodnjo bakra so prisotni v različnih regijah Rusije. Kazahstan se ponaša z najbogatejšimi nahajališči rude. Nahajališča so tudi na Uralu. Po zadnjih podatkih je Rusija na prvem mestu na svetu po pridobivanju bakrove rude.
V neposredni bližini rudnikov gradijo tovarne bakra. Surovinski dejavnik je odločilna komponenta zaradi nizke vsebnosti koncentratov v surovini. Na Uralu je 11 bakrenih kompleksov, ki proizvedejo 43% bakra v državi. Poleg lastnih surovin v proizvodnji uporabljamo tudi materiale, uvožene iz Kazahstana. Obstajajo tudi obrati za recikliranje odpadkov. Na primer, plini žveplov dioksid, kot stranski produkt rudarjenja bakra, se uporabljajo za ustvarjanje žveplove kisline, ki se nato uporablja za izdelavo gnojil.

Povezane publikacije