Mineraller: Bakır cevherleri. En büyük bakır yatakları

KISA TARİHİ BİLGİLER. Bakır, MÖ yedinci binyılın başında zaten insan tarafından biliniyordu. e. (Orta Doğu'da ve Türkiye'de). İlk bakır cevherleri, açıkçası, oldukça yaygın olan külçelerdi. Dünyanın en büyük bakır külçesi Lake bölgesinde bulundu. ABD'de üstte ve 500 tona ulaştı MÖ 2. binyılda. e. kalaylı bakır alaşımı (bronz), 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" kelimesinin Latince adının Kıbrıs kelimesinden geldiğine inanılmaktadır.

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

Bakır, iyi dövülebilirlik, dövülebilirlik, elektriksel iletkenlik, diğer metallerle alaşımlanabilirlik, düşük erime noktası (erime noktası 1083ºC) olan kırmızı renkli bir metaldir.

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

Bakır tipik bir kalkofil elementtir ve çoğunlukla sülfürler halinde bulunur. Doğal koşullar altında, bir ve iki değerlidir. İki değerlikli bakır, indirgeme koşulları 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 volkanik sonrası aşamada pirit oluşumları ile ilişkilidir.

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

Yerli bakır(%100'e kadar Cu içeriği) kübik bir uyum içinde kristalleşir, kristallerin alışkanlığı kübik ve dodekahedraldir, dendritler, ipliksi, tel, yosunlu agregalar, toz salgıları, betonlar, katı kütleler, pembemsi ve bakır kırmızısı renkte kahverengi ve benekli renk tonu, sertlik 2 ,5–3, özgül ağırlık 8,4–8,9 g/cm 3 .

kalkopirit CuFeS 2 (Cu %34,6). Değişikliklerinden ikisi bilinmektedir: tetrahedral ve kübik - yüksek sıcaklık. Mineralin rengi altın sarısıdır, genellikle kahverengi bir renk tonu, metalik parlaklık, skarnlarda, ayrılmış bakır-nikel, kurşun-çinko, tungsten-molibden-kalay ve pirit yataklarında ve ayrıca bakır kumtaşlarında ve fosforit yataklarında bulunur.

Bornit(Born olarak adlandırılır) Cu 5 FeS 4 (Cu %63,3). Birkaç polimorfik modifikasyon oluşturur: tetragonal - düşük sıcaklık, trigonal - düşük sıcaklıklarda yarı kararlı, kübik - 228º C'nin üzerinde kararlı. Kristallerin alışkanlığı kübik, on iki yüzlü, daha az sıklıkla oktahedral, alacalı renk tonu, metalik parlaklık, sertlik ile koyu bronz renk 3, özgül ağırlık 5, 3 g/cm3.

kübanit(Küba adasında) CuFe 2 S 3 (Cu 22-24%) kübik sistemde kristalleşir, kristal alışkanlığı uzar, kalın tabular, bronz-sarı renkli, metalik parlaklık, özgül ağırlık 4.16 g / cm3. Pirit cevherlerinde pirotit ve kalkopirit ile sülfit bakır-nikel yataklarında, bazen damar ve polimetalik yataklarda bulunur.

Khalkozin Cu2S (Cu %79.9). İki polimorfik modifikasyon bilinmektedir: eşkenar dörtgen - düşük sıcaklık ve daha az yaygın olan altıgen - yüksek sıcaklık. Kristallerin alışkanlığı kısa prizmatik, tabular, dipiramidal, renk kurşun grisi, sertlik 2,5-3, özgül ağırlık 5,8 g/cm3'tür. Bornit, kalkopirit ve diğer sülfürlü bakır yataklarında oluşur.

Kovellin(Covelli adıyla) CuS (Cu %66,5), altıgen eş anlamlılıkta kristalleşir, katmanlı yapı, dünyevi, tozlu, isli agregalar, yanardöner renk tonu ile çivit mavisi ila siyah renk, sertlik 1,5–2, özgül ağırlık 4, 6 g /cm3.

enargit Cu 3 AsS 4 (Cu %48.3) eşkenar dörtgen bir kristal sisteminde kristalleşir, prizmatik veya tablo şeklinde kristaller, granüler agregalar, grimsi ila demir-siyah renk, grimsi-siyah çizgi, sertlik 3.5, özgül ağırlık 4,3–4,5 g/cm3. Hidrotermal, genellikle orta sıcaklıkta bakır-pirit, bakır-porfir, pirit-enarjit, kurşun-çinko, gümüş-bakır ve diğer tortularda oluşur.

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

domeikit(vatandaşımız 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 renk tonu ile gri, sertlik 3-3.5, özgül ağırlık 7,5 gr / cm3. Doğal bakır ve gümüş, bakır sülfürler ve nikel ve kobalt arsenitlerle birlikte hidrotermal tortularda oluşur.

SANAYİDE UYGULAMA. Bakırın yaygın kullanımı, yüksek elektriksel iletkenliği, kimyasal direnci, dövülebilirliği ve diğer özelliklerine dayanmaktadır. Makine mühendisliği, kimya endüstrisi (damıtma kazanları, bobinler, borular), elektrik mühendisliği, gemi yapımı, gravür, madeni para ve diğer birçok endüstride uygulama bulur. Bu nedenle, örneğin, ABD ve Büyük Britanya'da, bir binek otomobilin üretimi için 20 kg'a kadar bakır kullanılır.

Şu anda, bakırın büyük kısmı, en önemlileri bronz ve pirinç olan alaşımların üretimi için kullanılmaktadır. Bronzlar, değişen oranlarda yalnızca bakır ve kalaydan oluşmaz; bazı çeşitlere kurşun, çinko, fosfor, silisyum ve diğer bileşenler eklenir. Pirinç, bakır (%60-80) ve çinko (%20-30) alaşımından oluşur.

Cevherler için endüstriyel gereksinimler, zamanla indirgenmeleri yönünde değişir. Yani, yirminci yüzyılın başında. sadece% 5-15 veya daha fazla Cu içeriğine sahip zengin cevherler çıkarıldı, şu anda, büyük yatakların yeraltı madenciliğinde, ocaklarda madencilik yaparken bakır içeriği en az% 1, küçük olanlar - yaklaşık% 3 olmalıdır - % 0,2-0,7 ve karmaşık polimetalik cevherlerden bakır, % 0,1 veya daha fazla bir içerikte 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 ediliyorlar.Dünya bakır madenciliği endüstrisinin mineral kaynak tabanının temeli, üç jeolojik ve endüstriyel türden birikintilerden oluşuyor: porfir bakır; bakırlı kumtaşlarında ve şeyllerde stratiform; bakır pirit ve pirit-polimetalik. Dünyadaki toplam bakır rezervi 932.6 milyon ton, teyit edildi - 668.3 milyon ton Ana hacimleri Şili, ABD, Peru, Çin ve Kazakistan'ın bağırsaklarında yoğunlaşıyor (Tablo 5). Rusya'daki bakır rezervleri hakkında veri yok.

oranında" metaller ekonomi grup» (MEG) 1995-2000 yılları arasında dünyada demir dışı ve değerli metaller için madencilik şirketleri tarafından yürütülen arama çalışmalarının maliyeti yılda 4-5 milyar ABD dolarını buldu. Bunların yaklaşık %18-19'u bakırdan sorumluydu. Şili'de, arama çalışmalarının ana alanları, daha önce gelişmemiş yatakların geliştirilmesi için ek çalışma ve hazırlık ile mevcut madenlerin rezervlerini artırmaya yönelik çalışmalardı.

Bakır rezervi fazla olan mevduatlar

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) üretiyor. 1995-2000 yıllarında dünyadaki bakır üretimi yıllık yaklaşık 10-11 milyon tondu ve üretiminin yaklaşık %45'i iki ülke - Şili ve ABD - tarafından sağlandı.

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

Endüstriyel-jeolojik bakır cevheri türleri:

• stratiform tip - kumtaşları ve bakır şeyller;
• 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 içerir.
• kalkosit (bakır parlaklığı) - kimyasal formül - Bu bileşiğe sahip CuS Cevherleri 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 tarla Rancagua şehri yakınlarındadır. Burada Hintliler, Avrupalılar gelmeden önce cevher çıkardılar. Endüstriyel geliştirme ile gerçekleştirilir geç XIX yüzyıl. El Teniente yatağının özellikleri:

• alan - 3.800 hektar;
• istihdam edilen kişi sayısı - 6000;
• en az maaş– ayda 700 dolar;
• madenin maksimum derinliği - 800 m;
• dağ tünellerinin uzunluğu - 2400 km;
• madenin en büyük asansörü, tek bir iniş/çıkışta 350 işçiye kadar taşıma kapasitesine sahiptir;
• cevherdeki bakır içeriği %1 ila %4 arasındadır (bu gösterge kayayı zengin olarak sınıflandırır);
• madenden kaya trenle taşınıyor, demiryolunun uzunluğu 10 km, günde 15 “yürüyüş” yapılıyor;
• en derin madenden, kaya büyük kamyonlarla çıkarılır: 7 metre yüksekliğinde, 8 metre genişliğinde;

Şili'deki diğer mevduatlar:

• El-Abra - yılda 150,4 bin ton mayınlı;
• Cerro Colorado - 89,5 bin ton;
• Los Pelambres - 268,4 bin ton;
• Escondida - 1.34 milyon ton.

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

Nasıl yapılır: bakır madenciliği

Afrika'da bakır kemer

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

• Zambiya;
• Zaire.

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

Afrika'da cevherler zengindir - bakır içeriği, bileşiklerdeki metallerin çoğu olan %3.3 ila %4 arasındadır:

• piritler;
• kalkopirit;
• Bornitler;
• kalkozinler.

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

En büyük bakır yatakları:

AT 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 cevheri çıkarılmasında önde gelen ülkeler arasında Demokratik Kongo Cumhuriyeti ve Güney Afrika yer alıyor. Bu iki eyalet, "bakır kuşağın" topraklarında bulunmuyor, ancak önemli miktarda mayınlı metal sağlıyorlar.

Bakır içeren kaya sığ olduğundan, madencilik esas olarak bir taş ocağında yapılır. Afrika'da, cevherin ana kısmı dünyanın bağırsaklarından elle çıkarılır, burada oldukça küçük bir mekanizasyon yüzdesi vardır. Küçük çocuklar ocaklarda çalışıyor, iş çok zor, hiçbir koşul yok.

bu yüzden burada yüksek seviye yaralanma ve ölüm. Şili'de madencilik şirketinin madencilerin yaşamına ilişkin tüm sorumluluklardan da kurtulmuş olması dikkat çekicidir. Madene kendi özgür iradeleriyle ve "kendi tehlikeleri ve riskleri altında" gireceklerine dair bir anlaşma imzalarlar. Devlet buna göz yumar. Alarm sadece çalar Uluslararası organizasyon insan hakları üzerine.

Afganistan'da Aynak gelişmemiş bakır madeni

Bazı kaynaklara göre, özellikle sivil toplum örgütü Uluslararası Şeffaflık Örgütü Afganistan, hacim açısından dünyanın en büyük ikinci bakır rezervine sahiptir. Ancak çoğu henüz tam olarak araştırılmamıştır ve endüstriyel çıkarma yapılmamaktadır.

Sadece Afganistan'da değil, dünyada da en büyüğü Ainak'tır. Gelişiminin ana sorunları, madencilik şirketi ile arkeologlar arasındaki bir anlaşmazlığın sonucu olarak ortaya çıktı. Gerçek şu ki, bakır yatağının topraklarında bilim adamları, tarihi değeri büyük 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;
• kalkınmada planlanan yatırımların hacmi - 4,4 milyar ABD doları;
• cezbedilen yatırımcı MCC'dir (PRC).

2011 yılından itibaren Aynak yatağının aktif hale getirilmesi - 2015 yılında 200 bin ton seviyesine ulaşılması planlandı. Son tarih şimdi 2018'e ertelendi. Aynak'ın tüm hızıyla çalışmaya başlaması ve devletin mali durumunu büyük ölçüde iyileştirmesi ancak aynı zamanda Budist kentinin kültürel ve tarihi değeri de korunacaktır.

Cevherden saf metal elde etme yöntemleri

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

Zenginleştirme aşamaları:

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

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

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

Ayrıca, ortaya çıkan kütle özel fırınlara gönderilir - mat için eritme aşaması. Burada sıcaklık 1450 o C'ye yükselir. Demir ve kalan sülfürler sonunda oksitlenir ve dönüştürücülerde üflenir. Sonuç, külçelere dökülen kabarcıklı bakır ve cüruftur.

Bakır üretimi rafine edilerek tamamlanır. Metalin safsızlıklardan son saflaştırılmasını içerir.

Yöntem aşağıdaki gibidir:

• blister bakır külçeler, elektrolitli (sülfürik asit) bir banyoya yerleştirilir;
• kaba ince saf bakır levhalar yerleştirilir - katot;
• elektrik akımını bağlayın;
• sonuç olarak, tüm bakır parçacıkları katotta toplanır ve kirlilikler altta çöker - bunlara çamur denir.

Genellikle çamur değerli metaller içerir - altın, platin.

Dünyada bakır madenciliği ve eritmede lider ülkeler

Bakır cevherinin çıkarılmasında liderler Şili şirketleridir, onlar sayesinde devlet dünya sıralamasında ilk sırada yer almaktadır.

Ülke 5.700 bin ton metal üretirken, toplam hacim 20.245 bin ton seviyesindeydi.

İkinci sırada Çin madencilik şirketleri var - üretim artışı açısından liderler.

Her yıl bakır cevherinin ergitme oranı ortalama % 1,5 oranında artmaktadır. Aynı zamanda, ülke metalin önemli bir bölümünü Şili ve Avustralya'dan ihraç ediyor.

Çin madencilik şirketleri Afganistan dahil 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 keşfedildiği ve aktif olarak geliştirildiği için önümüzdeki yıllarda önde gelen ülkeler yerlerinde kalacak. Ancak hacimlerde sadece hafif bir azalma ve buna bağlı olarak 2011'den beri istikrarlı bir şekilde artan fiyatta bir artış mümkündür.

Bakır ihracatçıları

En büyük metal üretim hacmine sahip ülke, hammadde ihracatında her zaman üst sıralarda yer almıyor. Rafine bakır satışı için dünya pazarındaki tablo, üretim hacimleri açısından biraz farklıdır.

Kırmızı metal ihracatında önde gelen ülkeler:

Türkiye.

Toplam ithalat hacmi ise yıllık 5805.4 bin tondur.

Çin, hammaddeleri ağırlıklı olarak Şili'den satın alıyor. Türkiye, ABD ve Japonya Afrika'da, Kore Avustralya'ya yakın.

Video: Galileo. Bakır

jeoloji

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

saat 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 çıktı. Örneğin, oksitlenmiş bakır mineralleri, kükürtlü cevherlerle birlikte kalın bir tabakanın altına gömüldüyse kayalar doğal afetlerin etkisi altında ve dünyanın ısısı ile ısınır.

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

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

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

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

Yaklaşık 250 bakır minerali bilinmektedir, ancak bunlardan sadece 20'si endüstriyel öneme sahiptir. Bakırın ana cevher mineralleri kalkosit (kalkosit) veya bakır cilası Cu2S (%79.8 bakır), kalkopirit veya bakır pirit CuFeS2 (%30 bakır), bu elementin tüm yataklarının yaklaşık %50'sini oluşturduğu tahmin edilmektedir, Bornite Cu5FeS4 (% 52-65 bakır), kovelline CuS (% 64,4 bakır). Bakır, yer kabuğunda esas olarak bakırın yanı sıra kurşun, çinko, antimon, arsenik, altın ve gümüş içeren karmaşık bileşikler şeklinde bulunur.

bakır pirit veya kalkopirit, pirinç sarısı bir mineraldir. Demir ve kükürt içeren bakır bileşiği - %30 Cu içeren CuFeS2. Mohs sertliği 3-4. Çıkarılan bakırın çoğunun çıkarıldığı ana bakır cevheridir.
bakır parlaklık veya kalkosit, kurşun grisi veya siyah bir mineral. Bu,% 79.8 Cu içeren kükürt - Cu2S içeren bir bakır bileşiğidir ve bazen gümüş karışımı vardır. Mohs ölçeğindeki mineralin sertliği 2-3'tür. Bakır parlaklığı, zengin bakır cevherlerini ifade eder.
rengarenk bakır cevheri veya bornit, bakır piritin bir bozunma ürünüdür. Mineralin kimyasal bileşimi, %52-65 Cu içeren Cu5FeS4'tür. Mohs sertliği yaklaşık 3.
kuprit 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 kalkozin veya bakır parıltısıdır. Fransa ve Avustralya'da azurit veya bakır mavisidir. Bakır oksit - kuprit Küba'da çıkarılır. Bakır klorür, atakamit, Peru'da çıkarılıyor.

Birçok farklı bakır cevheri vardır, ancak zengin yataklar Dünya dahası, yüzlerce yıldır küçük bakır cevherleri çıkarıldı, bu nedenle uzun süredir zengin bakır yatakları geliştirildi. 19. yüzyılda bakır, bu elementin %6-9'unu içeren cevherlerden çıkarıldıysa, şimdi %5 bakır cevheri çok zengin olarak kabul edilir ve birçok ülkenin endüstrisi sadece %0.5 bakır içeren cevherleri işler.

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

Bu cevherler nispeten fakirdir ve sömürülmelerinin 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 cevheri çıkarmanın ana yöntemi açık ocaktır. Cevher genellikle 25 m ^ 3'e kadar kovalı ekskavatörlerin ve 250 tona kadar taşıma kapasiteli kamyonların kullanıldığı büyük ocaklarda çıkarılmaktadır.En büyük bakır cevheri işletmelerinin yıllık kapasitesi 30 milyon tonu ve 200 bini aşmaktadır. tonlarca metal.

Bakır üretiminde yaklaşık 20 değerli element ve 40'ın üzerinde ticari ürün elde edilmektedir: bakır, çinko, molibden ve kurşun konsantresi, flotasyon kükürt piritleri, blister ve rafine bakır, altın, gümüş, platin, kurşun, bizmut, bakır ve nikel vitriol ve çok daha fazlası.

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 çıkarılmasında 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 şunlardır: Şili'de 100 yıldan fazla bir süredir (26 milyon ton) çıkarılan Chuquicamata ve Şili'de 1990'dan beri çıkarılmaya başlanan 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. Yakın zamanda 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 (taş ocakları) 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 kapasiteli), toplam Polonya Rudna, Polkowice-Seroshovitse ve Lubin - 450 bin ton, yeraltı madenleri Norilsk Nikel (400 bin tondan fazla kapasite).

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

Toplam kanıtlanmış rezerv (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 rezerv, çeşitli yöntemlere göre 600-940 milyon tondur. Bakır kaynakları sınırsız olmamakla birlikte, tedarik tüm uygulamalar için öngörülebilir gelecek için 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. Oktyabrskoye yatağı tek başına Rus maden bakırının neredeyse %57'sini üretiyor.

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

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

Bakir denge 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 yıl boyunca mevcut üretim seviyesinde keşfedilen bakır rezervleri sağlanmaktadır (ancak sömürülen yatakların mevcudiyeti daha azdır, 25-30 yıl).

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

sınıflandırma

Çok çeşitli bakır cevherleri çıkarılıyor. Sınıflandırma, kökenlerine dayanmaktadır. Aşağıdaki bakır cevheri grupları ayırt edilir:

1. Pirit oldukça yaygınlaşmıştır. Kaya, demir ve bakırın bir kombinasyonu ile temsil edilir, çok sayıda çeşitli inklüzyonlara ve diğer safsızlıkların damarlarına sahiptir.
2. Stratiform, bakır şeyl ve kumtaşlarının bir kombinasyonu ile temsil edilir. Bu tür bir cins, büyük bir tortu ile temsil edildiği için de yaygınlaştı. Ana özellikler, basit bir rezervuar formu ve tüm faydalı bileşenlerin tek tip dağılımı olarak adlandırılabilir. Bu nedenle, aynı seviyede üretkenliği sağlamanıza izin verdiği için bu türdeki 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 şeklindedir.
4. Porfir bakır veya hidrotermal. Bu tür bakır cevheri yatakları büyük miktarda gümüş ve altın, selenyum ve diğer kimyasal maddeler. Ayrıca, tüm faydalı malzeme cins talep edildiğinden dolayı daha yüksek bir konsantrasyondadır. Son derece nadirdir.
5. Karbonat. Bu grup demir-bakır ve karbonatit cevherini içerir. Bu cinsin sadece Güney Afrika'da bulunduğu akılda tutulmalıdır. Geliştirilen maden, masif alkali kayaçlara 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 akılda tutulmalıdır. Bununla birlikte, metal eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. Mayınlı kayalar yaklaşık yüzde üç bakır konsantrasyonuna sahiptir.

Bakır, örneğin altın gibi, büyük külçeler şeklinde pratik olarak bulunmaz. En büyük benzer eğitim Kuzey Amerika'da kütlesi 420 ton olan bir mevduat olarak adlandırılabilir. 250 çeşit bakırdan sadece 20 tanesi saf halde yaygın olarak kullanılırken, diğerleri 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 alanın keşfidir. Bakır cevheri, oksit yataklarının yaygın olduğu Küba'da da çıkarılmaktadır. Peru'da klorür oluşumları çıkarılıyor.

Bakır cevherinin porfir yatakları veya sülfür yataklarının dağılımı göz önüne alındığında, bugün neredeyse hiç zenginleştirilmiş maden olmadığını not ediyoruz. Bunun nedeni, böyle bir metalin uzun yıllardır kullanılmasıdır. Endüstride, yaklaşık % 0,5 bakır konsantrasyonuna sahip olan kaya işlenir. Alüminyum ve demirden sonra bakır, dünya çapında üretim açısından üçüncü sırada yer almaktadır.

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

Aşağıdaki madenler en büyük mevduat 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.

Ek olarak, Brezilya ve Peru'nun yanı sıra Kazakistan'da da mevduat keşfedildi. Bazı hesaplamalara göre, dünyanın bağırsaklarında söz konusu metalin 400 milyon tondan fazla var.

Bakır cevheri uygulaması

inceleniyor doğal kaynakçok yaygın hale gelmiştir. Daha önce belirtildiği gibi, ekstraksiyonu birkaç on yıldır gerçekleştirilmektedir. Bakır cevheri, örneğin altın ve gümüş gibi oldukça fazla sayıda faydalı element içerebilir. Bu nedenle, dağılımı oldukça geniştir.

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

1. hidrometalurjik;
2. pirometalurjik.

İkinci yöntem, metalin ateşle rafine edilmesini içerir. Bu nedenle, cevher hemen hemen her hacimde işlenebilir. Ayrıca yangının etkisi kayadan hemen hemen tüm faydalı maddelerin izole edilmesini mümkün kılmaktadır. Pirometalurjik teknoloji, bakırı düşük derecede metal zenginleşmesine sahip kayalardan izole etmek için kullanılır. Hidrometalurjik yöntem, yalnızca düşük konsantrasyonda bakır içeren oksitlenmiş ve doğal kayaların işlenmesi için kullanılır.

Sonuç olarak, bugün bakırın hemen hemen tüm alaşımlara dahil edildiğini not ediyoruz. Alaşım elementi olarak eklenmesi, temel performansı değiştirmenizi sağlar.

Bakır alt grubunda yer alan metaller, düşük kimyasal aktivite ile ayırt edilirler, bu nedenle kimyasal bileşikler ve külçeler şeklinde bulunurlar. Yüzyıllar önce, bakır sadece kükürt bileşikleri - kalkopirit ve kalkosit - şeklinde bulunabilirdi. Ve hepsi, bakırın kükürt için yüksek bir kimyasal afiniteye sahip olması nedeniyle. Birincil cevherlerin çoğu, sülfür formunda bakır içerir - CuS.
Zamanla, özellikle volkanik aktivite koşullarında, eylem altında Büyük bir sayı oksijen, bakır sülfürler oksit oldu. Oksitlenmiş kükürt cevherinin güçlü bir şekilde ısıtılması sırasında doğada bakır külçeleri oluşmuştur. Örneğin, oksitlenmiş bakır mineralleri ve kükürtlü cevherler kalın bir kaya tabakasının altındaysa, ısıtılırdı. doğal afetler ve toprak ısısı. Bu tür doğal "metalurji dükkanlarında" muazzam miktarda bakır eritildi. bölgede Kuzey Amerika 420 ton ağırlığında bir külçe buldu. Ancak, bu nadirdir, gezegendeki 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 bulunur. 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:

• kalkozin - %79,8 bakır içeren Cu 2 S
• kalkopirit - %30 bakır içeren CuFeS 2. Bu cevher, tüm bakır yataklarının neredeyse %50'sini oluşturur.
• bornite - 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 olmak üzere magmatik
• karbonat. Bu grup demir-bakır ve karbonatit cevherlerini içerir.

Dünyadaki bakır rezervleri

En büyük bakır miktarı, yaklaşık %65, Kuzey ve Güney Amerika. Avrupa devletleri kaynakların %15'ine sahip, Asya - %11, Afrika - %4,5.
Şili, kanıtlanmış en büyük bakır rezervine sahiptir. Dünya rezervlerinin neredeyse %20'si orada bulunuyor. Ve ABD'de -% 12.7. Bu ülkelere ek olarak, Polonya, Endonezya, İran, Kazakistan, Çin, Özbekistan, Filipinler'in yanı sıra Zaire, Zambiya, Brezilya, Kanada, Meksika, Panama, Peru ve Avustralya'da da çok sayıda bakır var. Bu eyaletlerin her birinde uzmanlara göre yaklaşık 10 milyon ton var.

Bakır cevheri madenciliği

Cevherdeki düşük bakır içeriği nedeniyle, çıkarılması büyük hacimli kayaların işlenmesi ile ilişkilidir. 1 ton bakırın eritilmesi için 200 tonun üzerinde cevherin işlenmesi gerekir.
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, bazen de 800-1000 m derinlikten çıkarılmaktadır.

Alan geliştirme için beş teknolojik sistem vardır:

• kendinden tahrikli ekipman kullanarak. Bu teknoloji yaygın olarak kullanılmaktadır.
• sürekli hareket mekanizmalarının titreşmesiyle
• mayınlı alanın sertleştirici bir yer iminin yardımıyla. Bu durumda, en az kayıpla güçlü mevduat rezervlerinin sürekli kazısı gerçekleşir. Bu tür sistemlerin kullanılması ile kayıplar 3-4 kat azalmaktadır.
• yatay katmanlarda cevher çıkarma yöntemi. İşlenmiş alanın (yeraltı madenlerinde) sertleştirici bileşiklerle doldurulması sırasında, hizmet ömrü çelik borulardan 50-100 kat daha uzun olan kauçuk veya bazalt kaplı 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 maden yataklarına sahiptir. Urallarda da mevduat var. Son verilere göre Rusya, bakır cevheri çıkarmada dünyada ilk sırada yer alıyor.
Bakır işletmeleri madenlerin yakınında inşa edilmiştir. Hammadde faktörü, besleme stoğundaki düşük konsantre içeriği nedeniyle belirleyici bir bileşendir. Uralların topraklarında, ülkedeki bakırın% 43'ünü üreten 11 bakır kompleksi var. Üretimde kendi hammaddelerinin yanı sıra Kazakistan'dan ithal edilen kullanılmaktadır. Atık bertaraf tesisleri de bulunmaktadır. Örneğin, bakır madenciliğinin bir yan ürünü olarak kükürtlü gazlar, daha sonra gübrelerin yapıldığı sülfürik asit oluşturmak için kullanılır.