Mineraller: Bakır cevherleri. En büyük bakır yatakları

KISA TARİHSEL BİLGİ. Bakır, MÖ yedinci binyılın başında zaten insan tarafından biliniyordu. e. (Orta Doğu'da ve Türkiye'de). Açıkçası, ilk bakır cevherleri, oldukça yaygın olan külçelerdi. Göl bölgesinde dünyanın en büyük bakır külçesi bulundu. ABD'de yukarı ve 500 tona ulaştı MÖ 2. binyılda. e. Kalaylı (bronz) bir bakır alaşımı Kafkasya'da - arsenikli bakır alaşımları ve Orta Asya'da - kurşunlu bakır alaşımları kullanılmaya başlandı. Avrupa nüfusu uzun zamandır Kıbrıs'taki bakır yataklarının farkındadır. Bakır "cuprum" un Latince adının Kıbrıs kelimesinden geldiğine inanılıyor.

XIX yüzyılın başında. dünya çapında bakır madenciliği yaklaşık 18.000 ton olarak gerçekleşti Peter I yönetimindeki Rusya, birkaç on yıl boyunca bakır eritmede birinci sırada yer aldı.

Bakır, iyi işlenebilirlik, işlenebilirlik, elektrik iletkenliği, diğer metallerle alaşımlanabilirlik, düşük erime noktası (erime noktası 1083º C) olan kırmızı renkli bir metaldir.

JEOKİMYA. Bakır clark %0.01. Yüksek içeriği temel kayalarda (%1.4 10-2), granitlerde daha düşük (%3 10-3) gözlenir. Bakır konsantrasyon faktörü 200'dür. İki izotopla temsil edilir: 65 Cu ve 69 Cu.

Bakır tipik bir kalkofil elementtir ve çoğunlukla sülfitler olarak bulunur. Doğal koşullar altında, bir ve iki değerlidir. Bivalent bakır, indirgeyici koşullar altında yüksek migrasyon kabiliyeti ile karakterize edilir ve CO -2 3 , SiO 3 2- , PO 4 3- ve VO 4 3 iyonları ile reaksiyona girerek fosfat, karbonat ve silikat bileşikleri oluşturur.

Bazaltik magmatizma sırasında bakır, ultramafik kayaçlarda yoğunlaşarak segregasyon ve skarn yatakları oluşturur ve volkan sonrası aşamada pirit oluşumlarıyla ilişkilidir.

MİNERALOJİ. Doğada 240'tan fazla bakır minerali bilinmektedir ve bunların yaklaşık 200'ü ayrışma kabuğunda meydana gelir. Bununla birlikte, 17'den fazla mineral endüstriyel öneme sahip değildir. Bunların başlıcaları şunlardır: doğal bakır, kalkopirit, bornit, kübanit, kalkosit, kovellit, enarjit, tetrahedrit, tenantit, kuprit, tenorit, malakit, azurit, vb.

yerli bakır(% 100'e kadar Cu içeriği) kübik eş anlamlılıkta kristalleşir, kübik ve dodekahedral kristal alışkanlığı, dendritler, lifli, telimsi, yosunlu agregalar, toz salgıları, betonlar, katı kütleler, kahverengi ve alacalı tonlarla pembemsi ve bakır kırmızısı renk, sertlik 2 .5–3, özgül ağırlık 8.4–8.9 g/cm3 .

kalkopirit CuFeS 2 (Cu %34.6). Değişikliklerinden ikisi biliniyor: dört yüzlü ve kübik - yüksek sıcaklık. Mineralin rengi altın sarısıdır, genellikle kahverengi bir tonla, metalik parlaklıkta, skarnlarda, ayrılmış bakır-nikel, kurşun-çinko, tungsten-molibden-kalay ve pirit yataklarının yanı sıra bakırlı kumtaşları ve fosforit yataklarında bulunur.

doğuştan(Born olarak adlandırılır) Cu 5 FeS 4 (Cu %63.3). Birkaç polimorfik modifikasyon oluşturur: dörtgen - düşük sıcaklıkta, trigonal - düşük sıcaklıklarda metastabil, kübik - 228º C'nin üzerinde kararlı 3, özgül ağırlık 5, 3 g/cm3.

kübalı(Küba adasında) CuFe 2 S 3 (Cu %22–24) kübik sistemde kristalleşir, kristal alışkanlığı uzamış, kalın tabular, bronz-sarı renkli, metalik parlaklıkta, özgül ağırlık 4,16 g/cm3'tür. Pirit cevherlerinde pirotit ve kalkopirit ile sülfitli bakır-nikel yataklarında, nadiren damar ve polimetalik yataklarda oluşur.

halkozin Cu2S (Cu %79.9). İki polimorfik modifikasyon bilinmektedir: eşkenar dörtgen - düşük sıcaklık ve daha az yaygın olan altıgen - yüksek sıcaklık. Kristallerin alışkanlığı kısa prizmatik, levhamsı, dipiramidal, rengi kurşun grisi, sertliği 2,5–3, özgül ağırlığı 5,8 g/cm3'tür. Bornit, kalkopirit ve diğer sülfitlerle birlikte bakır yataklarında oluşur.

Kovellin(Covelli adıyla) CuS (Cu %66,5), altıgen birleşim halinde kristalleşir, katmanlı yapı, dünyevi, toz halinde, kurumlu agregalar, yanardöner tonlu çivit mavisinden siyaha renk, sertlik 1,5–2, özgül ağırlık 4, 6 g /cm3.

Enargit Cu 3 AsS 4 (Cu %48,3) eşkenar dörtgen bir sistemde kristalleşir, prizmatik veya tabular kristaller, granül agregalar, grimsi ila demir-siyah renk, grimsi siyah çizgi, sertlik 3,5, özgül ağırlık 4,3–4,5 g/cm3. Hidrotermal, genellikle orta sıcaklıktaki bakır-pirit, bakır-porfiri, pirit-enarjit, kurşun-çinko, gümüş-bakır ve diğer yataklarda oluşur.

tetrahedrit(kristallerin şekline göre) Cu 12 Sb 4 S 13 (Cu %52.3). Aşağıdaki çeşitleri bilinmektedir: gümüş içeren - freibergit; cıva içeren - şvasit, aptonit, cıva fahlore; çinko içeren - sandbergerit, çinko solmuş cevher; demir içeren - ferrotetraedrit, polis; nikel içeren - soğuk algınlığı, nikel fahlore; tellür içeren goldfieldit; kurşun içeren malinovskit ve benzeri.

Domeikit(hemşehrimiz Ignacio Domeiko'nun adını almıştır) Cu 3 As (Cu %71,1). İki polimorfik modifikasyon bilinmektedir - 225º C geçiş sıcaklığına sahip kübik ve altıgen. Agregalar yoğun, reniform ve küme şeklindedir, renk gümüş-beyaz, sarımsı kahverengi bir tonla gri, sertlik 3–3.5, özgül ağırlık 7,5 gr/cm3. Doğal bakır ve gümüş, bakır sülfürler ve nikel ve kobalt arsenitlerle birlikte hidrotermal yataklarda oluşur.

ENDÜSTRİDE UYGULAMA. Bakırın yaygın kullanımı, yüksek elektrik iletkenliği, kimyasal direnci, işlenebilirliği ve diğer özelliklerine dayanmaktadır. Makine mühendisliği, kimya endüstrisi (damıtma kazanları, bobinler, borular), elektrik mühendisliği, gemi yapımı, gravür, madeni para ve diğer birçok endüstride uygulama alanı bulmaktadır. Yani örneğin ABD ve İngiltere'de bir binek otomobilin üretimi için 20 kg'a kadar bakır kullanılıyor.

Şu anda, bakır yığını, en önemlileri bronz ve pirinç olan alaşımların imalatında kullanılmaktadır. Bronzlar sadece değişen oranlarda bakır ve kalaydan oluşmaz; bazı çeşitlere kurşun, çinko, fosfor, silikon ve diğer bileşenler eklenir. Pirinç, bakır (%60-80) ile çinko (%20-30) alaşımından oluşur.

Cevherler için endüstriyel gereksinimler, azalma yönünde zamanla değişir. Yani, yirminci yüzyılın başında. şu anda büyük yatakların yeraltı madenciliğinde yalnızca Cu içeriği% 5-15 veya daha fazla olan zengin cevherler geliştirildi, bakır içeriği en az% 1, küçük olanlar - taş ocaklarında madencilik yaparken yaklaşık% 3 - %0,2–0,7 ve kompleks polimetalik cevherlerden %0,1 veya daha fazla bir içerikte bakır çıkarılır.

KAYNAKLAR VE REZERVLER.Şu anda 90'dan fazla ülkede bakır kaynakları tespit edilmiştir. Buna göre Birleşik Devletler Jeoloji Araştırmaları 1,6 milyar ton olarak tahmin edilmektedir.Dünyadaki bakır madenciliği endüstrisinin maden kaynakları temelinin temeli, üç jeolojik ve endüstriyel tipteki yataklardan oluşmaktadır: porfiri bakır; bakırlı kumtaşları ve şeyllerde stratiform; bakır pirit ve pirit-polimetalik. Dünyadaki toplam bakır rezervleri 932,6 milyon ton, doğrulandı - 668,3 milyon ton Ana hacimleri Şili, ABD, Peru, Çin ve Kazakistan'ın bağırsaklarında yoğunlaşıyor (Tablo 5). Rusya'daki bakır rezervleri hakkında veri yok.

oranda" metaller ekonomi grup» (MEG) 1995–2000 yıllarında dünyada maden şirketlerinin demir dışı ve değerli metaller için yürüttüğü arama çalışmalarının maliyeti yıllık 4–5 milyar ABD doları tutarındaydı. Bunların yaklaşık% 18-19'u bakırdan oluşuyordu. Şili'de, arama çalışmalarının ana alanları, daha önce gelişmemiş yatakların geliştirilmesi için ek çalışma ve hazırlıkların yanı sıra mevcut madenlerin rezervlerini artırmayı amaçlayan çalışmalardı.

100'den fazla bakır rezervine sahip yataklar

5 milyon ton, büyük - 5-1 milyon ton, orta - 1-0,2 milyon ton ve küçük - 0,2 milyon tondan az.

MADENCİLİK VE ÜRETİM. Bitkiler blister (%99.0), rafine (%99.6) ve elektrolitik bakır (%99.95) üretir. 1995–2000'de dünyada bakır üretimi yılda yaklaşık 10-11 milyon tondu ve üretiminin yaklaşık %45'i iki ülke tarafından gerçekleştiriliyordu - Şili ve ABD.

Doğada bakır saf halde bulunmaz, çok bileşenli cevherlerden çıkarılır. Aynı zamanda kayaç içindeki bakır içeriği %0,5 - 1 olduğunda zenginleştirmeye uygun kabul edilir.

Endüstriyel-jeolojik bakır cevheri türleri:

• tabakalı tip - kumtaşları ve bakır şeylleri;
• pirit - nadir bir doğal bakır türü;
• hidrotermal - porfir cevherleri;
• magmatik - bakır-nikel cevherleri;
• karbonat - demir-bakır bileşimi.

Bakır içeren doğal bileşikler:

• bornit (bakır moru, alacalı piritler) - bileşimde demir, kükürt ve bakır hakimdir;
• kalkopirit (bakır piritler) - onun kimyasal formül– CuFeS2, ayrıca cevherler sfalerit ve galen içermektedir.
• kalkosit (bakır parlaklığı) - kimyasal formül - CuS Bu bileşiğe sahip cevherler oldukça nadirdir.

İkincil Mineraller:

• cuprite - cevherlerde doğal bakır ve malakit bulunur;
• covelin - %66 cuprum ve %34 kükürt içeren kükürt sülfür;
• malakit - Rusya'da bulunan bakır dihidrokok karbonat (Nizhny Tagil yatakları).

Bakır cevherlerinin dünyadaki dağılımı

Ülkeler Latin Amerika dünyanın en zengin bakır yataklarına sahiptir. Özellikle Şili, dünya kırmızı metal üretiminin %40'ını sağlıyor.

Şili'deki en büyük mevduat

Şili'deki en büyük alan Rancagua şehrinin yakınında bulunuyor. Burada Hintliler, Avrupalıların gelişinden önce cevher çıkardılar. Endüstriyel geliştirme ile gerçekleştirilir geç XIX yüzyıl. El Teniente yatağının özellikleri:

• alan - 3.800 ha;
• istihdam edilen kişi sayısı - 6000;
• en az maaş– ayda 700$;
• madenin maksimum derinliği - 800 m;
• dağ tünellerinin uzunluğu - 2400 km;
• madenin en büyük asansörü, bir iniş / çıkışta 350 işçiye kadar taşıma kapasitesine sahiptir;
• cevherdeki bakır içeriği% 1 ila 4'tür (bu gösterge kayayı zengin olarak sınıflandırır);
• madenden kaya trenle taşınır, demiryolunun uzunluğu 10 km'dir, günde 15 "yürüteç" yapılır;
• en derin madenden kaya büyük kamyonlarla çıkarılır: 7 metre yükseklik, 8 metre genişlik;

Şili'deki diğer mevduatlar:

• El-Abra - yılda 150.4 bin ton maden çıkarılıyor;
• Cerro Colorado - 89,5 bin ton;
• Los Pelambres - 268,4 bin ton;
• Escondida - 1.34 milyon ton.

Şili'de bakır madenciliğinin kamulaştırılmış, yani devlete ait şirketler tarafından yürütülmesi dikkat çekicidir.

Nasıl yapılır: bakır madenciliği

Afrika'da bakır kuşak

Afrika ülkeleri bakır içeren cevherler açısından zengindir. Kıtanın orta kesiminde sözde bakır kuşak bulunur. İki devletin topraklarından geçer:

• Zambiya;
• Zaire.

"Kuşağın" uzunluğu 160 km, genişliği 50 km'ye kadar.

Afrika'da cevherler zengindir - bakır içeriği% 3,3 ila 4 arasındadır, metallerin çoğu bileşiklerde bulunur:

• piritler;
• kalkopirit;
• doğanitler;
• kalkosinler.

Bal taşıyan kaya, Afrika'da 60 m'ye kadar derinlikte bulunur ve bu da çıkarılmasını büyük ölçüde kolaylaştırır.

En büyük mevduat bakır:

İÇİNDE son yıllar, Afrika'daki istikrarsız siyasi durum nedeniyle, bakır madenciliği hacmi önemli ölçüde azaldı -% 3,5 oranında. Bu, dünya fiyatlarını etkiledi - hızla büyümeye başladılar.

Afrika'da bakır cevherinin çıkarılmasında önde gelen ülkeler arasında Güney Afrika'nın yanı sıra Demokratik Kongo Cumhuriyeti bulunmaktadır. Bu iki eyalet "bakır kuşağı" topraklarında yer almıyor, ancak önemli miktarda mayınlı metal sağlıyorlar.

Bakır içeren kaya sığ olduğu için madencilik ağırlıklı olarak taş ocağında yapılmaktadır. Afrika'da cevherin ana kısmı dünyanın bağırsaklarından elle çıkarılır, burada oldukça küçük bir mekanizasyon yüzdesi vardır. Ocaklarda küçük çocuklar çalışıyor, iş çok ağır, şartları yok.

Bu yüzden burada yükseltilmiş seviye yaralanma ve ölüm. Şili'de maden şirketinin madencilerin yaşamına ilişkin tüm sorumluluklardan da kurtulması dikkat çekiyor. Madene kendi özgür iradeleriyle ve "kendi tehlikeleri ve riskleri kendilerine ait olmak üzere" ineceklerine dair bir anlaşma imzalarlar. Devlet buna göz yumuyor. Alarm sadece çalar Uluslararası organizasyon insan hakları üzerine.

Afganistan'da Aynak gelişmemiş bakır madeni

Bazı kaynaklara göre, özellikle sivil toplum kuruluşu Uluslararası Şeffaflık Örgütü, Afganistan, hacim bakımından dünyanın en büyük ikinci bakır rezervine sahiptir. Ancak çoğu henüz tam olarak araştırılmadı ve endüstriyel çıkarım yapılmadı.

Sadece Afganistan'da değil, dünyadaki en büyüğü Ainak'tır. Gelişiminin ana sorunları, maden şirketi ile arkeologlar arasındaki bir anlaşmazlığın sonucu olarak ortaya çıktı. Gerçek şu ki, bilim adamları bakır yatağının topraklarında büyük bir tarihi değere sahip olan antik Budist şehri Mes Ainak'ı buldular. Bu nedenle aynı isimli alanın geliştirilmesi yasaklanmıştır.

Hükümet, Ainak yatağında yılda 300 bin ton seviyesinde cevher madenciliği düzenlemeyi ve hacmi kademeli olarak artırmayı planlıyor.

Aynak yatağının özellikleri:

• alan - 5 km 2;
• tahmini bakır rezervleri:
  • merkezi Ainak - 9,8 milyon ton;
  • batı Ainak - 9,9 milyon ton;
• geliştirme için planlanan yatırımların hacmi - 4,4 milyar ABD doları;
• cezbedilen yatırımcı MM'dir (PRC).

2011 yılından itibaren Aynak yatağının devreye alınması - 2015 yılında 200 bin ton seviyesine çıkarılması planlanmıştır. Son tarih şimdi 2018'e geri çekildi. Ainak'ın tüm hızıyla çalışmaya başlaması ve devletin mali durumunu büyük ölçüde iyileştirmesi, ancak aynı zamanda Budist kentinin kültürel ve tarihi değeri korunacağı umulabilir.

Cevherden saf metal elde etme yöntemleri

Bugüne kadar, bakır üretimi en yaygın yöntemle - pirometalurjik olarak gerçekleştirilmektedir. Dünyada işleme şirketlerinin %90'ı tarafından kullanılmaktadır.

Zenginleştirme aşamaları:

• hazırlık - madencilik işletmelerinden hammadde elde etmek, sıralamak;
• mat üzerinde erime;
• dönüştürücüde üfleme - çıkış, blister bakırdır;
• arıtma

Alınan hammaddenin zenginleştirilmesi flotasyon vasıtasıyla gerçekleşir. Cevher, su dolu bir kaba konur, ardından oraya basınçlı hava eklenir. Sonuç olarak, bakır parçacıklarının yapıştığı kabarcıklara köpük oluşur ve atık kaya dibe çöker.

Bir sonraki adım kavurma. Sonuç olarak, cevherdeki kükürt içeriğini en aza indirmeye çalışırlar. Bileşim 800 ° C'ye ısıtılır - sülfürler oksitlenir ve kükürt miktarı 2 kat azalır.

Ayrıca, elde edilen kütle, mat için eritme aşaması olan özel fırınlara gönderilir. Burada sıcaklık 1450 o C'ye yükselir. Demir ve kalan sülfürler son olarak oksitlenir ve konvertörlerde üflenir. Sonuç, külçelere dökülen kabarcıklı bakır ve cüruftur.

Bakır üretimi rafine edilerek tamamlanır. Metalin safsızlıklardan nihai olarak saflaştırılmasını içerir.

Yöntem aşağıdaki gibidir:

• kabarcıklı bakır külçeler, bir elektrolit (sülfürik asit) içeren bir banyoya yerleştirilir;
• kaba ince saf bakır levhalar yerleştirilir - katot;
• elektrik akımını bağlayın;
• sonuç olarak, tüm bakır parçacıkları katotta toplanır ve safsızlıklar altta birikir - bunlara çamur denir.

Çamur genellikle değerli metaller içerir - altın, platin.

Bakır madenciliği ve izabesinde dünyada lider ülkeler

Bakır cevheri çıkarmada liderler Şili şirketleridir, onlar sayesinde devlet dünya sıralamasında ilk sırada yer alır.

Ülke 5.700 bin ton metal üretirken, toplam hacim ise 20.245 bin ton seviyesinde yer aldı.

İkinci sırada, üretim artışı açısından lider olan Çinli madencilik şirketleri var.

Bakır cevherinin izabe oranı yılda ortalama %1,5 artmaktadır. Aynı zamanda ülke, Şili ve Avustralya'dan önemli miktarda metal ihraç ediyor.

Çinli madencilik şirketleri, Afganistan da dahil olmak üzere dünyanın birçok ülkesinde yaygın.

• Peru - 1300 bin ton üretiyor - dünya hacminin% 9'u;
• ABD - 1220 bin ton - %7;
• Avustralya - 990 bin ton - %5;
• Rusya - 930 bin ton - %5;
• Kongo - 900 bin ton - %4,5;
• Zambiya -830 bin ton - %4,1;
• Kanada - 630 bin ton - %3,5.

Dünya analistlerinin (USGS ve ICSG şirketleri) tahminlerine göre, bakır yataklarının çoğu zaten keşfedilmiş ve aktif olarak geliştirilmekte olduğundan, önümüzdeki yıllarda önde gelen ülkeler yerlerinde kalacak. Hacimlerde sadece hafif bir azalma ve buna bağlı olarak 2011'den beri istikrarlı bir şekilde artan fiyatta bir artış mümkündür.

Bakır ihracatçıları

En fazla metal üretimine sahip ülke, hammadde ihracatında her zaman sıralamada üst sıralarda yer almıyor. Rafine bakır satışı için dünya pazarındaki tablo, üretim hacimlerinden biraz farklıdır.

Kırmızı metal ihracatında lider ülkeler:

türkiye

Toplam ithalat hacmi yılda 5805,4 bin tondur.

Çin, hammaddeleri ağırlıklı olarak Şili'den alıyor. Türkiye, ABD ve Japonya Afrika'da, Kore Avustralya'nın yanında.

Video: Galileo. Bakır

Jeoloji

Bakır alt grup metalleri çok az kimyasal aktiviteye sahiptir, bu nedenle kısmen kimyasal bileşikler formunda ve kısmen de serbest, doğal bir formdadırlar. Açıkça uzak jeolojik çağlarda bakır, yalnızca kükürt bileşikleri - kalkopirit ve kalkosit şeklinde bulundu. Bu, bakırın kükürt için büyük kimyasal afinitesi ile açıklanır ve sülfürler en yaygın bakır mineralleridir.

-de yüksek sıcaklıklarörneğin volkanik aktivite sırasında aşırı oksijene maruz kaldığında bakır sülfürler oksitlere dönüştürüldü. Doğal (metalik) bakır, kısmen oksitlenmiş kükürt cevherlerinin güçlü bir şekilde ısıtılmasıyla doğada ortaya çıkmıştır. Örneğin oksitlenmiş bakır mineralleri kükürtlü cevherlerle birlikte kalın bir tabakanın altına gömülürse kayalar doğal afetlerin etkisi altında ve dünyanın ısısıyla ısınır.

Bu tür doğal "metalurji fabrikaları" büyük miktarlarda bakır eritiyordu: bulunan en büyük külçe 420 ton (Kuzey Amerika) ağırlığındaydı. Görünüşe göre, bakır oksitlerin sülfitlerle etkileşimi şu anda volkanik aktivite alanlarında, örneğin Kuril bölgesinde devam ediyor. Metalurji tesislerinde bakır eritme sırasında benzer işlemler meydana gelir.

Okyanusların dibinde, sözde betonlarla kaplı büyük miktarda bakır ve diğer mineraller bulunur - yuvarlak, düzensiz şekilli taşlar şeklinde birikintiler. Ortalama %0,5 bakır içerirler. Bilim adamlarına göre bu değerli ve eşsiz cevherin rezervleri 5 milyar tondur.

Bakır cevherleri, endüstriyel ekstraksiyonun teknik olarak mümkün ve uygun maliyetli olduğu miktarlarda onu içeren bakır bileşiklerinin doğal mineral oluşumlarıdır. Çoğu endüstriyel yatağın birincil cevherlerinde bakır, sülfit formunda - CuS - bulunur. Dünyanın bilinen bakır rezervlerinin yaklaşık %90'ı sülfit cevherleri, yaklaşık %9'u oksit cevherleri şeklinde ve %1'den azı doğal bakır formundadır.

Genellikle minerallerdeki bakır, karşılık gelen bileşikler biçimindedir: oksitler - tenorit, kuprit, karbonatlar - malakit, azurit, sülfatlar - chalcanthite, brochantite, sülfürler - kovellit, kalkosit, kalkopirit, bornit.

Yaklaşık 250 bakır minerali biliniyor ancak bunlardan sadece 20 tanesi endüstriyel öneme sahip. Bakırın ana cevher mineralleri kalkosit (kalkozit) veya bakır parlaklığı Cu2S (%79,8 bakır), kalkopirit veya bakır pirit CuFeS2'dir (%30 bakır), bu elementin tüm yataklarının yaklaşık %50'sini oluşturduğu tahmin edilmektedir, bornit Cu5FeS4 (%52-65 bakır), covelline CuS (%64,4 bakır). Bakır, yer kabuğunda esas olarak bakıra ek olarak kurşun, çinko, antimon, arsenik, altın ve gümüş içeren karmaşık bileşikler şeklinde bulunur.

bakır pirit veya kalkopirit, pirinç sarısı bir mineraldir. Bakırın demir ve kükürt ile bileşimi - %30 Cu içeren CuFeS2. Mohs sertliği 3-4. Madenden çıkarılan bakırın çoğunun çıkarıldığı ana bakır cevheridir.
bakır parlaklık veya kurşun grisi veya siyah bir mineral olan kalkosit. Bu, kükürtlü bir bakır bileşiğidir -% 79.8 Cu içeren Cu2S ve bazen bir gümüş karışımı vardır. Mineralin Mohs ölçeğindeki sertliği 2-3'tür. Bakır parlaklığı, zengin bakır cevherlerini ifade eder.
Rengarenk Bakır Cevheri veya bornit, bakır piritin ayrışma ürünüdür. Mineralin kimyasal bileşimi %52-65 Cu içeren Cu5FeS4'tür. Mohs sertliği yaklaşık 3.
Cuprite veya cuprite - sahip olan kırmızı bir mineral kimyasal bileşim%88.8 Cu içeren Cu2O. Mohs sertliği 3.5-4. Zengin bir bakır cevheridir.

madencilik

Bakır yatakları belirli coğrafi bölgelerde yoğunlaşmamıştır, ancak birçok ülkede, tüm kıtalarda bulunur. Farklı bölgelerde bakır, çeşitli minerallerden çıkarılır. ABD'de, Arizona ve Nevada eyaletlerinde ve İngiliz Cornwall'da kalkosin veya bakır cilasıdır. Fransa ve Avustralya'da azurit veya bakır mavisidir. Bakır oksit - cuprite Küba'da çıkarılır. Bakır klorür, atakamit, Peru'da çıkarılmaktadır.

Birçok farklı bakır cevheri vardır, ancak zengin yataklar Dünya ayrıca, yüzlerce yıldır çok az bakır cevheri çıkarılmıştır, bu nedenle zengin bakır yatakları uzun zamandır geliştirilmiştir. 19. yüzyılda bakır, bu elementin %6-9'unu içeren cevherlerden çıkarıldıysa, şimdi %5'lik bakır cevherleri çok zengin kabul ediliyor ve birçok ülkenin endüstrisi yalnızca %0,5 bakır içeren cevherleri işliyor.

Bugün, neredeyse tüm metaller, %1'den fazla bakır içermeyen düşük dereceli cevherlerden çıkarılmaktadır. Bazı bakır oksit cevherleri, kok ile ısıtılarak doğrudan metale indirgenebilir. Bununla birlikte, bakırın çoğu, daha karmaşık işleme gerektiren demir içeren sülfit cevherlerinden üretilir.

Bu cevherler nispeten fakirdir ve işletilmelerinin ekonomik etkisi ancak üretim ölçeğindeki bir artışla sağlanabilir. Çeşitli cevherlerdeki ortalama bakır içeriği% 0,3-5 arasında değiştiğinden, hammadde öğütülür ve konsantre edilir ve ancak bundan sonra metalurjik işlemeye gönderilir.

Bakır cevherlerini çıkarmanın ana yöntemi açık ocaktır. Cevher genellikle 25 m ^ 3'e kadar kepçeli ekskavatörlerin ve 250 tona kadar taşıma kapasitesine sahip kamyonların kullanıldığı devasa taş ocaklarında çıkarılır.En büyük bakır cevheri işletmelerinin yıllık kapasitesi 30 milyon ton cevheri ve 200 bin ton cevheri aşıyor. tonlarca metal.

Bakır üretiminde yaklaşık 20 daha değerli element ve 40'tan fazla ticari ürün türü elde edilir: bakır, çinko, molibden ve kurşun konsantresi, flotasyon kükürt pirit, blister ve rafine bakır, altın, gümüş, platin, kurşun, bizmut, bakır ve nikel vitriol ve çok daha fazlası.diğer.

Doğum yeri

Zengin bakır yataklarına sahip başlıca ülkeler şunlardır: Şili-%22, ABD-%12, Çin -%6, Kazakistan-%5, Polonya-%5, Endonezya-%4, Rusya-%3, Zambiya-%3. Bakır cevheri çıkarmada liderler (ICSG verileri): Şili-%34, ABD-%10, Endonezya-%8, Peru-%7, Avustralya-%6, Kanada-%5, Rusya-%4, Polonya- %3

En büyük bakır cevheri madenciliği şirketleri: Codelco-%11, Phelps Dodge-%8, Rio Tinto-%7, BHP Billiton-%7, Grupo Mexico-%5, PT Pakuafu Indah-%5, Angio American-%4, Norilsk nikel-%3, KGHM Polska Miedz %3.

En büyük yataklar şunları içerir: Şili'de 100 yılı aşkın süredir (26 milyon ton) çıkarılan Chuquicamata ve Şili'de 1990'dan beri çıkarılmaya başlayan Escondida (23,6 milyon ton), Endonezya'da Grasberg (27,1 milyon ton) , Collahuasi (17 Mt) Şili, Oktyabrskoye (16 Mt) Rusya ve Udokan (14 Mt) Rusya. Son zamanlarda geliştirilen büyük yataklar şunları içerir: Peru'da Antamina, Şili'de El Tesoro, Brezilya'da Salobu ve Saussegu, Kazakistan'da Nurkazgan. Moğolistan'da Uyu Tolgoi, Alaska'da Pebble, Arjantin'de El Pachon aktif olarak araştırılıyor.

En büyük açık ocak bakır madenleri (taşocakları) şunları içerir: Escondida (yıllık kapasite 1200 bin ton), Grasberg (yıllık kapasite 800 bin ton), Chuquicamata (yıllık kapasite 600 bin ton). Dünyanın en büyük yeraltı madenleri: dünyanın en büyük Şili El Teniente (yaklaşık 450 bin ton üretim) ve Andina (250 bin ton kapasite), Polonya Rudna, Polkowice-Seroshovitse ve Lubin toplamda - 450 bin ton, Norilsk yeraltı madenleri Nikel (400 bin tondan fazla kapasite).

Dünyanın en büyük bakır cevheri rezervleri, Şili And Dağları'ndaki volkanik kayalarda (porfirler) yoğunlaşmıştır. Çeşitli tahminlere göre dünya ekonomik olarak uygun mevduat rezervleri 340-470 milyon tondur. Rezervlerde bir artış olmaması ve madencilik ve bakır üretimi teknolojisinde bir gelişme olmaması durumunda, modern geri kazanılabilir rezervler ancak 2050 yılına kadar sürecek.

Toplam kanıtlanmış rezervler (USGS'ye göre) - Şili -140 Mt, ABD -35 Mt, Endonezya 35 Mt, Polonya 30 Mt, Peru 30 Mt, Meksika 27 Mt, Avustralya 24 Mt, Rusya 20 Mt Bilinen bakırın toplam tabanı rezervler, göre farklı yöntemler 600-940 milyon ton. Bakır arzı sınırsız olmamakla birlikte, arz tüm uygulamalar için öngörülebilir bir gelecekte yeterli olacaktır.

Rusya

Türkiye'deki en büyük mevduat modern Rusya Taimyr Özerk Bölgesi'nde bulunan: Oktyabrskoye, Talakhninskoye ve Norilsk - I, bugün üretimin üçte ikisini sağlıyorlar. Oktyabrsky yatağı tek başına Rus maden bakırının neredeyse %57'sini üretiyor.

Çıkarılan bakırın neredeyse üçte biri Ural bakır cevheri bölgesinden (Volga ve Ural federal bölgeleri) gelmektedir; mevduat: Gayskoye, Uchalinskoye, Sibayskoye, Safyanovskoye, Uzelginskoye. Sadece iki büyük yatak geliştirilmiyor: Yubileynoye ve Podolskoye. Yubileinoye geliştirme için hazırlanıyor ve Podolskoye devlet rezervinde.

Chita bölgesi Udokan'daki (14 milyon ton) en büyük bakırlı kumtaşı yatağı henüz geliştirilmemiştir. Cevherlerdeki ortalama bakır içeriği %1,56'dır. Gelişimi, ulaşım altyapısının olmaması ve Transbaikalia'nın bakır endüstrisinin (Urallar) işleme işletmelerinden uzaklığı nedeniyle engelleniyor.

Bakır rezervleri açısından Rusya dünyanın yaklaşık% 9'unu oluşturuyor ve bu göstergeye göre Şili ve Amerika Birleşik Devletleri'nden sonra dünyada üçüncü sıradayız. Rusya'ya bir bütün olarak, 90 yıldır mevcut üretim seviyesinde keşfedilmiş bakır rezervleri sağlandı (ancak sömürülen yatakların mevcudiyeti daha az, 25-30 yıl).

Dünyanın bağırsaklarında, serbest bırakmak için kullanılabilecek oldukça fazla sayıda farklı mineral vardır. çeşitli malzemeler. Bakır cevheri oldukça yaygındır - endüstride geçerli olan çeşitli maddelerin işlenmesi ve elde edilmesi için kullanılır. Bakır içeren böyle bir cevherde başka minerallerin de bulunabileceği unutulmamalıdır. Metalin en az %0,5-1'ini içeren toprak kaya kullanılması tavsiye edilir.

sınıflandırma

Büyük miktarda çok çeşitli bakır cevheri çıkarılıyor. Sınıflandırma, kökenlerine dayanmaktadır. Aşağıdaki bakır cevheri grupları ayırt edilir:

1. Pirit oldukça yaygınlaştı. Kaya, demir ve bakırın bir kombinasyonu ile temsil edilir, çok sayıda çeşitli kapanımlara ve diğer safsızlıkların damarlarına sahiptir.
2. Stratiform, bakır şeylleri ve kumtaşlarının bir kombinasyonu ile temsil edilir. Bu tür bir cins, büyük bir yatakla temsil edildiği için de yaygınlaştı. Ana özellikler, basit bir rezervuar formunun yanı sıra tüm yararlı bileşenlerin tek tip dağılımı olarak adlandırılabilir. Bu nedenle, aynı seviyede üretkenlik sağlamanıza izin verdiği için bu tür bakır kaya en çok talep görmektedir.
3. Bakır nikel. Bu cevher, büyük serpiştirilmiş kobalt ve altın dokularının yanı sıra platinoidlerle karakterize edilir. Yataklar damar ve rezervuar formundadır.
4. Porfiri bakır veya hidrotermal. Bu tür bakır cevheri yatakları, yüksek konsantrasyonda gümüş ve altın, selenyum ve diğerlerini içerir. kimyasal maddeler. Ayrıca, tüm yararlı malzeme türün talep görmesi nedeniyle daha yüksek bir konsantrasyondadır. Son derece nadirdir.
5. Karbonat. Bu grup demir-bakır ve karbonatit cevherlerini içermektedir. Bu cinsin sadece Güney Afrika'da bulunduğu akılda tutulmalıdır. Geliştirilen maden masif alkali kayalara aittir.
6. Skarnova - çeşitli kayalarda yerel bir konumla karakterize edilen bir grup. Karakteristik özellikler küçük boyutlu ve karmaşık morfoloji olarak adlandırılabilir. Bu durumda bakır içeren cevherin yüksek konsantrasyona sahip olduğu unutulmamalıdır. Bununla birlikte, metal eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. Madenden çıkarılan kayaların bakır konsantrasyonu yaklaşık yüzde üçtür.

Bakır, örneğin altın gibi, büyük külçeler şeklinde pratik olarak bulunmaz. En büyük benzer eğitim kütlesi 420 ton olan Kuzey Amerika'da bir yatak olarak adlandırılabilir. 250 çeşit bakırdan sadece 20 tanesi yaygın olarak saf halde, diğerleri ise sadece alaşım elementi olarak kullanılmaktadır.

bakır cevheri yatakları

Bakır, çok çeşitli endüstrilerde kullanılan en yaygın metal olarak kabul edilir. Bakır cevheri yatakları hemen hemen tüm ülkelerde bulunur. Bir örnek, Arizona ve Nevada'da bir tarlanın keşfidir. Bakır cevheri, oksit yataklarının yaygın olduğu Küba'da da çıkarılır. Klorür oluşumları Peru'da çıkarılmaktadır.

Porfiri bakır cevheri yatakları veya sülfit yataklarının dağılımı göz önüne alındığında, bugün pratikte hiç zenginleştirilmiş maden olmadığını not ediyoruz. Bunun nedeni, böyle bir metalin uzun yıllardır kullanılmış olmasıdır. Endüstride, bakır konsantrasyonu yaklaşık% 0,5 olan kaya işlenir. Bakır, alüminyum ve demirden sonra dünya çapında üretim açısından üçüncü sırada yer almaktadır.

Rusya'da oldukça büyük bir hacimde bakır cevheri madenciliğine izin veren yataklar var. Rusya Federasyonu'nun dünya cevher üretimindeki payını düşünürsek bu rakam %9'dur. Lider yer, topraklarında% 33'e varan bakır cevherinin yoğunlaştığı Şili tarafından işgal edildi.

Aşağıdaki madenler en büyük yataklar olarak kabul edilir:

1. Şili'de Chuquicamata yatağı. Bu maden, yaklaşık 26 milyon ton metalin çıkarıldığı son 100 yılda geliştirildi.
2. İkinci maden Şili'de. 1990 yılında açılmıştır.

Ayrıca Brezilya ve Peru'nun yanı sıra Kazakistan'da da yataklar bulundu. Bazı hesaplara göre yerin bağırsaklarında 400 milyon tondan fazla söz konusu metal bulunmaktadır.

Bakır cevheri uygulaması

değerlendiriliyor doğal kaynakçok yaygınlaştı. Daha önce belirtildiği gibi, çıkarılması birkaç on yıldır gerçekleştirilmektedir. Bakır cevheri, altın ve gümüş gibi oldukça fazla sayıda faydalı element içerebilir. Bu nedenle dağılımı oldukça geniştir.

Çıkarılan bakır karışımının kullanımı, çeşitli metallerin üretimi ile ilişkilidir. İki ana bakır üretim teknolojisi vardır:

1. hidrometalürjik;
2. pirometalürjik.

İkinci yöntem, metalin ateşle rafine edilmesini içerir. Bu nedenle cevher hemen hemen her hacimde işlenebilir. Ayrıca ateşin etkisi, hemen hemen tüm faydalı maddelerin kayadan izole edilmesini mümkün kılar. Pirometalürjik teknoloji, bakırı düşük derecede metal zenginleştirmeye sahip kayadan izole etmek için kullanılır. Hidrometalurjik yöntem, özellikle düşük bir bakır konsantrasyonuna sahip olan oksitlenmiş ve doğal kayaların işlenmesi için kullanılır.

Sonuç olarak, bugün bakırın hemen hemen tüm alaşımlara dahil edildiğini not ediyoruz. Bir alaşım elementi olarak eklenmesi, temel performansı değiştirmenize izin verir.

Bakır alt grubunda yer alan metaller, düşük kimyasal aktivite ile ayırt edilirler, bu nedenle külçelerin yanı sıra kimyasal bileşikler şeklinde bulunurlar. Yüzyıllar önce, bakır yalnızca kükürt bileşikleri - kalkopirit ve kalkosit formunda bulunabilirdi. Ve hepsi bakırın kükürt için yüksek bir kimyasal afiniteye sahip olması nedeniyle. Birincil cevherlerin çoğu sülfit formunda bakır içerir - CuS.
Zamanla, özellikle volkanik aktivite koşullarında, eylem altında Büyük bir sayı oksijen, bakır sülfitler oksit haline geldi. Bakır külçeleri, oksitlenmiş kükürt cevherinin güçlü bir şekilde ısıtılması sırasında doğada oluşmuştur. Örneğin oksitlenmiş bakır mineralleri ve kükürtlü cevherler kalın bir kaya tabakasının altında bulunuyorsa ısıtılırlar. doğal afetler ve toprak ısısı. Bu tür doğal "metalurji atölyelerinde" muazzam miktarda bakır eritildi. bölgede Kuzey Amerika 420 ton ağırlığında bir külçe buldu. Bununla birlikte, bu nadirdir, gezegende doğal bakır yaklaşık% 1'dir.

Dünya bakır yatakları

Diğer mineraller gibi birçok bakır da okyanusların dibinde bulunur. Altta yaklaşık %0,5 bakır içeren yuvarlak taş kümeleri vardır. Jeologların analizlerine göre okyanustaki bakır cevheri rezervleri 5 milyar tona ulaşıyor.
250'ye yakın bakır minerali vardır ancak bunlardan sadece 20'si sanayide kullanılmaktadır. Başlıca bakır cevherleri şunları içerir:

• kalkosin - %79,8 bakır içeren Cu 2 S
• kalkopirit - %30 bakırın mevcut olduğu CuFeS 2. Bu cevher, tüm bakır yataklarının neredeyse %50'sini oluşturur.
• bornit - Cu 5 FeS 4, %52 ila %65 bakır içerir
• covelline - CuS, %64 bakır içerir.

Genetik ve endüstriyel-jeolojik parametrelere göre bakır yatakları:

• bakır şeylleri ve kumtaşlarını içeren stratiform
• piritler. Bu grup doğal ve damar bakır içerir.
• hidrotermal
• bakır-nikel tipinin en yaygın cevherleri dahil magmatik
• karbonat. Bu grup demir-bakır ve karbonatit cevherlerini içermektedir.

Dünyadaki bakır rezervleri

En büyük bakır miktarı, yaklaşık% 65, Kuzey ve Kuzey bölgelerinde bulunur. Güney Amerika. Avrupa devletleri kaynakların %15'ine sahipken, Asya - %11, Afrika - %4,5.
Şili, kanıtlanmış en büyük bakır rezervlerine sahiptir. Dünya rezervlerinin neredeyse %20'si burada bulunuyor. Ve ABD'de -% 12,7. Bu ülkelerin yanı sıra Polonya, Endonezya, İran, Kazakistan, Çin, Özbekistan, Filipinler'in yanı sıra Zaire, Zambiya, Brezilya, Kanada, Meksika, Panama, Peru ve Avustralya'da da bol miktarda bakır bulunmaktadır. Uzmanlara göre bu eyaletlerin her birinde yaklaşık 10 milyon ton var.

Bakır cevheri madenciliği

Cevherdeki düşük bakır içeriği nedeniyle, çıkarılması büyük hacimli kayaların işlenmesiyle ilişkilidir. 1 ton bakırın ergitilmesi için 200 tonun üzerinde cevherin işlenmesi gerekiyor.
Bakır madenciliği yöntemleri:

• açık yol. Maden yatakları yakınsa yeryüzü, daha sonra bu şekilde geliştirilirler, açık ocakların derinliği 150-300 m'dir, yöntem daha düşük kayıplarla karakterize edilir.
• yeraltı yolu. Bu yöntemle cevher 500 m derinlikten, bazen 800-1000 m derinlikten çıkarılmaktadır.

Alan geliştirme için beş teknolojik sistem vardır:

• kendinden tahrikli ekipman kullanarak. Bu teknoloji yaygın olarak kullanılıyor
• sürekli eylem mekanizmaları titreşerek
• mayınlı alanın sertleştirici bir yer imi yardımıyla. Bu durumda, güçlü birikintilerin rezervlerinin sürekli olarak kazılması en az kayıpla gerçekleşir. Bu tür sistemlerin kullanımı ile kayıplar 3-4 kat azalır.
• yatay katmanlarda cevher çıkarma yöntemi. Goafın (yeraltı madenlerinde) sertleştirici bileşiklerle doldurulması sırasında, hizmet ömrü çelik borulardan 50-100 kat daha uzun olan kauçuk veya bazalt ile kaplanmış borular kullanılır.
• Madencilik operasyonlarının uygulanması için döngüsel akış teknolojisi.

Bakır üretim merkezleri

Bakır madenciliği için üretim merkezleri Rusya'nın farklı bölgelerinde bulunmaktadır. Kazakistan en zengin cevher yataklarına sahiptir. Urallarda da yataklar var. Son verilere göre Rusya, bakır cevheri madenciliği açısından dünyada birinci sırada yer alıyor.
Bakır işletmeleri madenlerin yakınına kurulur. Hammadde faktörü, ham maddedeki konsantre içeriğinin düşük olması nedeniyle belirleyici bir bileşendir. Urallar topraklarında, ülkedeki bakırın% 43'ünü üreten 11 bakır kompleksi var. Üretimde kendi hammaddelerinin yanı sıra Kazakistan'dan ithal hammaddeler de kullanılmaktadır. Atık bertaraf tesisleri de var. Örneğin, bakır madenciliğinin bir yan ürünü olan kükürtlü gazlar, daha sonra gübre yapımında kullanılan sülfürik asit oluşturmak için kullanılır.