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 nuggets, ki so precej pogosti. 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 s kositrom (bron), na Kavkazu - zlitine bakra z arzenom in v Srednji Aziji - zlitine bakra s svincem. Prebivalstvo Evrope že dolgo pozna nahajališča bakra na Cipru. Menijo, da je latinsko ime bakra "cuprum" nastalo iz besede Cyprus.

V začetku XIX stoletja. rudarjenje bakra po vsem svetu je znašalo približno 18.000 ton.Rusija pod Petrom I je bila nekaj desetletij na prvem mestu v taljenju bakra.

Baker je rdeče obarvana kovina z dobro kovnostjo, kovkostjo, električno prevodnostjo, legirnostjo z drugimi kovinami, talilna (tališče 1083º C).

GEOKEMIJA. Bakreni klark 0,01 %. Njegova povišana vsebnost je v bazičnih kamninah (1,4 10 -2 %), nižja v granitih (3 10 -3 %). Faktor koncentracije 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 dvovalentna. Za dvovalentni baker je značilna visoka migracijska sposobnost 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 ultramafičnih kamninah, pri čemer nastanejo segregacijske in skarnne usedline, na postvolkanski stopnji pa je povezan s piritnimi tvorbami.

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

Samorodni baker(vsebnost bakra do 100%) kristalizira v kubični singoniji, habitus kristalov je kubičen in dodekaedričen, tvori dendrite, nitaste, žilaste, mahovite agregate, praškaste izločke, konkrecije, trdne mase, rožnate in bakreno rdeče barve z rjavo in lisast odtenek, trdota 2,5–3, specifična teža 8,4–8,9 g/cm 3 .

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

bornit(poimenovan Born) Cu 5 FeS 4 (Cu 63,3 %). Tvori več polimorfnih modifikacij: tetragonalno - nizkotemperaturno, trigonalno - metastabilno pri nizkih temperaturah, kubično - stabilno nad 228 ° C. Navada kristalov je kubična, dodekaedrična, redkeje oktaedrična, temno bronasta barva s pestrim odtenkom, kovinski lesk, trdota 3, specifična teža 5, 3 g/cm3.

kubanit(na otoku Kuba) CuFe 2 S 3 (Cu 22–24%) kristalizira v kubičnem sistemu, kristalna navada je podolgovata, debela tablasta, bronasto rumene barve, kovinski lesk, specifična teža 4,16 g / cm 3. Pojavlja se v sulfidnih nahajališčih bakra in niklja s pirotinom in halkopiritom v piritnih rudah, občasno v žilnih in polimetalnih nahajališčih.

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

Kovellin(po imenu Covelli) CuS (Cu 66,5 %), kristalizira v heksagonalni singoniji, lamelarni habitus, zemeljski, praškasti, sajasti agregati, indigo modre do črne barve z mavričnim odtenkom, trdota 1,5–2, specifična teža 4,6 g. /cm3.

Enargit Cu 3 AsS 4 (Cu 48,3 %) kristalizira v rombičnem kristalnem sistemu, prizmatični ali ploščati kristali, zrnati agregati, sivkasto do železo-črne barve, sivkasto-črna proga, trdota 3,5, specifična teža 4,3–4,5 g/cm3. Pojavlja se v hidrotermalnih, običajno srednjetemperaturnih bakro-piritnih, bakro-porfirnih, pirit-enargitnih, svinčevo-cinkovih, srebro-bakrovih in drugih nahajališčih.

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

Domeikite(poimenovan po našem rojaku Ignaciu Domeiku) Cu 3 As (Cu 71,1%). Znani sta dve polimorfni modifikaciji - kubična in heksagonalna s temperaturo prehoda 225 ° C. Agregati so gosti, ledvičasti in grozdasti, barva je srebrno bela, siva z rumenkasto rjavim odtenkom, trdota 3–3,5, specifična teža 7,5 g/cm3. Pojavlja se v hidrotermalnih nahajališčih v povezavi z samorodnim bakrom in srebrom, bakrovimi sulfidi ter arzenidi niklja in kobalta.

UPORABA V INDUSTRIJI.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, kovanju kovancev in mnogih drugih panogah. Tako 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 sestavljen samo iz bakra in kositra v različnih razmerjih; nekaterim sortam se dodajo 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, na začetku dvajsetega stoletja. kopljejo se le bogate rude z vsebnostjo Cu 5–15% ali več, trenutno pa mora biti pri podzemnem rudarjenju velikih nahajališč vsebnost bakra vsaj 1%, majhnih - približno 3%, pri rudarjenju v kamnolomih - 0,2–0,7%, iz kompleksnih polimetalnih rud pa se baker ekstrahira z vsebnostjo 0,1% ali več.

VIRI IN REZERVE. Trenutno so viri bakra identificirani v več kot 90 državah. Po navedbah Ameriški geološki zavod ocenjeni so na 1,6 milijarde ton.Osnovo mineralne surovine svetovne rudarske industrije bakra tvorijo 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 so koncentrirane v črevesju Čila, ZDA, Peruja, Kitajske in Kazahstana (tabela 5). Podatkov o zalogah bakra v Rusiji ni.

Po stopnji " Kovine ekonomija skupina» (MEG) Stroški raziskovalnih del, 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 približno 18–19 % predstavljalo baker. V Čilu so bila glavna področja raziskovalnega dela dodatna študija in priprava za razvoj prej nerazvitih nahajališč ter delo, namenjeno povečanju rezerv obstoječih rudnikov.

Nahajališča z zalogami bakra v višini 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. Obrate proizvajajo pretisni (99,0 %), rafiniran (99,6 %) in elektrolitski baker (99,95 %). Proizvodnja bakra v svetu v letih 1995–2000 znašal približno 10-11 milijonov ton letno, približno 45% njegove proizvodnje pa sta predstavljali dve državi - Čile in ZDA.

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

Industrijsko-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 vsebujejo baker:

  • bornit (bakreno vijolični, pestri piriti) - v sestavi prevladujejo železo, žveplo in baker;
  • halkopirit (bakrov pirit) - njegov kemijska formula– CuFeS2, poleg tega rude vsebujejo sfalerit in galenit.
  • halkocit (bakreni sijaj) - kemijska formula - CuS Rude s to spojino so precej redke.

Sekundarni minerali:

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

Porazdelitev bakrovih rud v svetu

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

Največja nahajališča v Čilu

Največje polje v Čilu se nahaja v bližini mesta Rancagua. Tukaj so Indijanci kopali rudo pred prihodom Evropejcev. Industrijski razvoj se izvaja z konec XIX stoletja. Značilnosti nahajališča El Teniente:

  • površina - 3.800 ha;
  • število zaposlenih - 6000;
  • minimalno plača– 700 $ na mesec;
  • največja globina rudnika - 800 m;
  • dolžina gorskih predorov - 2400 km;
  • največje dvigalo v rudniku je sposobno dostaviti do 350 delavcev v enem vzponu / spustu;
  • vsebnost bakra v rudi je od 1 do 4% (ta indikator razvršča kamnino kot bogato);
  • iz rudnika se kamnina vozi z vlakom, dolžina proge je 10 km, na dan se naredi 15 »hodilcev«;
  • iz najglobljega rudnika skalo odvažajo veliki tovornjaki: 7 metrov visoki, 8 metrov 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 podjetja v državni lasti.


Kako se to dela: rudarjenje bakra

Bakreni pas v Afriki

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

  • Zambija;
  • Zaire.

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 v spojinah:

  • piriti;
  • halkopirit;
  • borniti;
  • halkozini.

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

Največja nahajališča bakra:


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

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

Ker je bakronosna kamnina plitva, se rudarjenje izvaja predvsem v kamnolomu. V Afriki se glavnina rude iz črevesja zemlje pridobiva ročno, tukaj je precej majhen odstotek mehanizacije. V kamnolomih delajo mladoletni otroci, delo je zelo težko, ni pogojev.

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

Aynak nerazvit rudnik bakra v Afganistanu

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

Največji, ne samo v Afganistanu, ampak tudi na svetu, je Aynak. 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 Ainak, ki ima veliko zgodovinsko vrednost. Zato je bilo prepovedano razvijati istoimensko polje.

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

Značilnosti nahajališča Aynak:

  • območje - 5 km 2;
  • ocenjene zaloge bakra:
    • osrednji Ainak - 9,8 milijona ton;
    • zahodni Ainak - 9,9 milijona ton;
  • obseg načrtovanih naložb v razvoj - 4,4 milijarde ameriških dolarjev;
  • privabljen investitor je MCC (LRK).

Od leta 2011 je bilo načrtovano aktiviranje nahajališča Aynak - da bi leta 2015 dosegli raven 200 tisoč ton. Rok je zdaj prestavljen na leto 2018. Lahko le upamo, da bo Aynak začel delati s polno paro in bo v veliki meri izboljšal finančni položaj države, hkrati pa bo ohranjena kulturna in zgodovinska vrednost budističnega mesta.

Metode pridobivanja čiste kovine iz rude

Do danes se proizvodnja bakra izvaja po najpogostejši metodi - pirometalurški. V svetu ga uporablja 90 % predelovalnih podjetij.

Faze obogatitve:

  • pripravljalno - pridobivanje surovin iz rudarskih podjetij, njihovo sortiranje;
  • taljenje na mat;
  • vpihovanje v pretvornik - izhod je pretisni baker;
  • rafiniranje.

Obogatitev prejete surovine poteka s flotacijo. Rudo damo v posodo z vodo, nato dodamo stisnjen zrak. Posledično nastane pena, na katere mehurčke se prilepijo delci bakra, odpadna kamnina pa se usede na dno.

Naslednji korak je praženje. Posledično poskušajo čim bolj zmanjšati vsebnost žvepla v rudi. Sestavek segrejemo na 800 ° C - sulfidi se oksidirajo, količina žvepla pa se zmanjša za 2-krat.

Nadalje 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 zaključi z rafinacijo. Vključuje končno čiščenje kovine iz nečistoč.

Metoda je naslednja:

  • pretisne bakrene ingote postavimo v kopel z elektrolitom (žveplovo kislino);
  • v posodo - katodo - postavimo tanke plošče čistega bakra;
  • priključite električni tok;
  • posledično 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 rudarjenju in taljenju bakra na svetu

Vodilni v pridobivanju 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 je bila na ravni 20.245 tisoč ton.

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

Letno 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 (podjetji USGS in ICSG) bodo vodilne države v prihodnjih letih ostale na svojih mestih, saj je večina nahajališč bakra že raziskanih in se aktivno razvijajo. Možno je le rahlo zmanjšanje količin in s tem povišanje cene, ki od leta 2011 vztrajno raste.

Izvozniki bakra

Država z največjim obsegom proizvodnje kovin ni vedno na prvem mestu pri izvozu surovin. Slika na svetovnem trgu pri prodaji rafiniranega bakra je nekoliko drugačna kot pri obsegu proizvodnje.

Države, ki vodijo v izvozu rdeče kovine:

Puran.

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 podskupine bakra imajo majhno kemijsko aktivnost, zato so 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 veliko 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 z močnim segrevanjem 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 razgreta od toplote zemlje.

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

Velika količina bakra in drugih mineralov se nahaja na dnu oceanov, ki je prekrito s tako imenovanimi konkrecijami - kopičenjem v obliki kamnov zaobljene nepravilne oblike. 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 ga vsebujejo v takih količinah, da je industrijsko pridobivanje tehnično možno in stroškovno učinkovito. V primarnih rudah večine industrijskih nahajališč je baker prisoten v sulfidni obliki - CuS. Približno 90 % znanih svetovnih zalog bakra je v žveplovih rudah, približno 9 % v obliki oksidnih rud in manj kot 1 % v obliki samorodnega bakra.

Običajno je baker v mineralih v obliki ustreznih spojin: oksidi - tenorit, kuprit, karbonati - malahit, azurit, sulfati - halkantit, brošantit, sulfidi - kovelit, halkocit, 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), covelline 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 je medeninasto rumen mineral. Spojina bakra z železom in žveplom - CuFeS2, ki vsebuje 30% Cu. Mohsova trdota 3-4. Je glavna bakrova ruda, iz katere se pridobi večina izkopanega bakra.
bakreni sijaj ali halkozit, svinčeno siv ali črn mineral. To je spojina bakra z žveplom - Cu2S, ki vsebuje 79,8% Cu, včasih pa je primešano še srebro. 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 približno 3.
Cuprite, ali kuprit - rdeč mineral, ki ima kemična sestava Cu2O, ki vsebuje 88,8 % Cu. Mohsova trdota 3,5-4. Je bogata bakrova ruda.

Rudarstvo

Nahajališča bakra niso koncentrirana na določenih geografskih območjih, ampak jih najdemo v številnih državah, na vseh celinah. V različnih regijah se baker pridobiva iz različnih mineralov. V ZDA, v zveznih državah Arizona in Nevada, pa tudi v britanskem Cornwallu je to halkozin ali bakreni lesk. V Franciji in Avstraliji je azurit ali bakreno modra. Bakrov oksid - kuprit kopljejo na Kubi. Bakrov klorid, atacamit, se pridobiva v Peruju.

Obstaja veliko različnih bakrovih rud, vendar bogata nahajališča na globus malo, poleg tega so bakrove rude kopali že več sto let, tako da so bogata nahajališča bakra že dolgo razvita. 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 zagotoviti le s povečanjem obsega proizvodnje. Ker se povprečna vsebnost bakra v različnih rudah giblje od 0,3-5 %, surovino zmeljemo in koncentriramo ter šele nato pošljemo 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 bakrovo rudo presega 30 milijonov ton rude in 200 tisoč ton kovine.

Pri proizvodnji bakra se pridobiva okoli 20 dragocenejših elementov in več kot 40 vrst komercialnih izdelkov: baker, cink, molibden in svinčev koncentrat, flotacijski žveplovi piriti, mehurčki in rafinirani baker, zlato, srebro, platina, svinec, bizmut, baker. in nikelj vitriol 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 pridobivanju 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 Indoneziji , Collahuasi (17 Mt) Čile, Oktyabrskoye (16 Mt) Rusija in Udokan (14 Mt) Rusija. Nedavno razvita velika nahajališča vključujejo: Antamina v Peruju, El Tesoro v Čilu, Salobu in Saussegu v Braziliji, Nurkazgan v Kazahstanu. Uyu Tolgoi v Mongoliji, Pebble na Aljaski, El Pachon v Argentini se aktivno raziskujejo.

Največji odprti rudniki bakra (kamnolomi) vključujejo: Escondida (letna zmogljivost 1200 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 (približno 450 tisoč ton) in Andina (zmogljivost 250 tisoč ton), poljska Rudna, Polkowice-Seroshovitse in Lubin skupaj - 450 tisoč ton, 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 izboljšanja tehnologije rudarjenja in proizvodnje bakra bodo sodobne obnovljive zaloge trajale le do leta 2050.

Skupne dokazane rezerve (po USGS) - Čile -140 Mt, ZDA -35 Mt, Indonezija 35 Mt, Poljska 30 Mt, Peru 30 Mt, Mehika 27 Mt, Avstralija 24 Mt, Rusija 20 Mt Skupna baza znanega bakra zaloge so po različnih metodah 600-940 milijonov ton. Čeprav zaloge bakra niso neomejene, bo zaloga v bližnji prihodnosti zadostovala za vse aplikacije.

Rusija

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

Skoraj tretjina izkopanega bakra prihaja iz Uralske regije bakrove rude (zvezna okrožja Volga in Ural); nahajališča: Gayskoye, Uchalinskoye, Sibayskoye, Safyanovskoye, Uzelginskoye. Samo dve veliki nahajališči se ne razvijata: Yubileynoye 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 razvito. Povprečna vsebnost bakra v rudah je 1,56%. Njegov razvoj ovirata pomanjkanje prometne infrastrukture in oddaljenost Transbaikalije od predelovalnih podjetij bakrene industrije (Ural).

Kar zadeva bilančne zaloge bakra, Rusija predstavlja približno 9% svetovnih in po tem kazalniku smo na tretjem mestu na svetu za Čilom in ZDA. Rusija kot celota ima raziskane zaloge bakra na trenutni ravni proizvodnje za 90 let (vendar je razpoložljivost 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 pridobivanje različnih snovi, ki se uporabljajo v industriji. Upoštevati je treba, da so v takšni rudi, ki vsebuje baker, lahko prisotni tudi drugi minerali. Priporočljivo je, da uporabite zemeljski kamen, ki vsebuje najmanj 0,5-1% kovine.

Razvrstitev

Kopajo se ogromne količine najrazličnejših bakrovih rud. Razvrstitev temelji na njihovem izvoru. Razlikujemo naslednje skupine bakrovih rud:

  1. Pirit je postal precej razširjen. Kamnina je predstavljena s kombinacijo železa in bakra, ima veliko število različnih vključkov in žil drugih nečistoč.
  2. Stratiform je predstavljen s kombinacijo bakrenih skrilavcev in peščenjakov. Ta vrsta pasme je postala tudi zelo razširjena, saj jo predstavlja velik depozit. Glavne značilnosti lahko imenujemo preprosta oblika rezervoarja, pa tudi enakomerna porazdelitev vseh uporabnih komponent. Zaradi tega je bakrena skala te vrste najbolj iskana, saj vam omogoča, da zagotovite produktivnost na enaki ravni.
  3. Baker-nikelj. Za to rudo so značilne masivne vmesne teksture kobalta in zlata ter platinoidi. Nanosi so v obliki žil in rezervoarjev.
  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 samo v Južni Afriki. Razviti rudnik spada med masivne alkalne kamnine.
  6. Skarnova - skupina, za katero je značilna lokalna lega v raznovrstnih 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. Izkopane kamnine vsebujejo približno tri odstotke bakra.

Bakra praktično ne najdemo, 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 bakrovih rud

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



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. V industriji se obdeluje kamnina, ki ima okoli 0,5 % vsebnost 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 velikem obsegu. Če upoštevamo delež Ruske federacije v svetovni proizvodnji rude, potem je ta številka 9%. Vodilno mesto zaseda Čile, na ozemlju katerega je koncentrirano do 33% bakrove rude.

Naslednji rudniki veljajo za največja nahajališča:

  1. V Čilu nahajališče Chuquicamata. Ta rudnik so razvijali v zadnjih 100 letih, med katerimi je bilo izkopanih približno 26 milijonov ton kovine.
  2. Drugi rudnik je 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 več kot 400 milijonov ton omenjene kovine.

Uporaba bakrove rude

Obravnavani naravni vir je postalo zelo razširjeno. 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 ekstrahirane 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 učinek ognja omogoča izolacijo skoraj vseh koristnih snovi iz kamnine. Pirometalurška tehnologija se uporablja za izolacijo bakra iz kamnine, ki ima 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 danes baker vključen v skoraj vse zlitine. Njegov dodatek kot legirni element vam omogoča, da spremenite osnovno zmogljivost.

Kovine, ki so v podskupini bakra, se odlikujejo po nizki kemijski aktivnosti, 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. In vse zato, ker ima baker visoko kemično afiniteto do žvepla. Večina primarnih rud vsebuje baker v sulfidni obliki - CuS.
Sčasoma, zlasti v razmerah vulkanske aktivnosti, pod delovanjem veliko število kisika, so bakrovi sulfidi postali oksidi. Bakrene grude 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 toploto zemlje. V takih naravnih "metalurških obratih" so talili ogromne količine bakra. Znotraj ozemlja Severna Amerika našel grudo, težko 420 ton. Vendar je to redkost, samorodni baker 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 uporablja v industriji. Glavne bakrove rude vključujejo:

  • halkozin - Cu 2 S, ki vsebuje 79,8% bakra
  • halkopirit - CuFeS 2, v katerem je 30% bakra. Ta ruda predstavlja skoraj 50% vseh nahajališč bakra.
  • bornit - Cu 5 FeS 4, vsebuje od 52 do 65% bakra
  • covelline - 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 na ozemlju severne in Južna Amerika. Evropske države imajo 15% virov, azijske - 11%, afriške - 4,5%.
Čile ima največje dokazane zaloge bakra. 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 je njegovo pridobivanje povezano s predelavo velikih količin kamnin. Za taljenje 1 tone bakra je treba predelati več kot 200 ton rude.
Metode pridobivanja bakra:

  • odprta pot. Če so nahajališča rude blizu zemeljsko površje, potem se razvijajo na ta način, globina odprtih kopov je 150-300 m.Za metodo so značilne manjše izgube
  • podzemni način. S to metodo se ruda izkopava iz globine 500 m, včasih pa tudi od 800-1000 m.

Obstaja pet tehnoloških sistemov za razvoj polja:

  • uporabo opreme na lastni pogon. Ta tehnologija se pogosto uporablja
  • z vibrirajočimi mehanizmi neprekinjenega delovanja
  • s pomočjo kaljenega zaznamka izminiranega prostora. V tem primeru poteka neprekinjeno izkopavanje zalog močnih nahajališč z najmanjšimi izgubami. Z uporabo takih sistemov se izgube zmanjšajo za 3-4 krat
  • metoda pridobivanja rude v vodoravnih plasteh. Pri polnjenju obdelanega prostora (v podzemnih rudnikih) s strjevalnimi spojinami se uporabljajo cevi, obložene z gumo ali bazaltom, katerih življenjska doba je 50-100-krat daljša od življenjske dobe jeklenih cevi.
  • Tehnologija cikličnega toka za izvajanje rudarskih del.

Centri za proizvodnjo bakra

Proizvodni centri za rudarjenje 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 v svetu po pridobivanju bakrove rude.
Podjetja za proizvodnjo bakra so zgrajena v neposredni bližini rudnikov. Surovinski dejavnik je odločilna komponenta zaradi nizke vsebnosti koncentratov v surovini. Na ozemlju Urala je 11 bakrenih kompleksov, ki proizvedejo 43% bakra v državi. Poleg lastnih surovin se za proizvodnjo uporabljajo tudi uvožene iz Kazahstana. Obstajajo tudi naprave za odstranjevanje odpadkov. Na primer, žveplovi plini, kot stranski produkt pri pridobivanju bakra, se uporabljajo za ustvarjanje žveplove kisline, iz katere se nato proizvajajo gnojila.

Podobne objave