तांबा अयस्क: गुण, अनुप्रयोग, खनन

तांबा अयस्क: गुण, अनुप्रयोग, खनन
Copper ore. चित्र: geologyscience.com
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तांबा अयस्क खनिजों का एक यौगिक है जिसमें आगे के प्रसंस्करण और औद्योगिक उद्देश्यों के लिए उपयोग के लिए तांबा पर्याप्त मात्रा में मौजूद होता है।

उत्पादन में, कम से कम 0.5-1% धातु सामग्री वाले समृद्ध अयस्क का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

तांबा सुनहरे-गुलाबी रंग का एक प्लास्टिक तत्व है। खुली हवा में, धातु को तुरंत ऑक्सीजन फिल्म से ढक दिया जाता है, जो इसे एक विशिष्ट लाल-पीला रंग देता है।

विशेषता गुण: संक्षारण प्रतिरोध, उच्च तापीय और विद्युत चालकता।

साथ ही, तत्व में उच्च जीवाणुरोधी गुण होते हैं और इन्फ्लूएंजा वायरस और स्टेफिलोकोसी को नष्ट कर देता है।

औद्योगिक परिसर में, तांबे का उपयोग अक्सर अन्य घटकों के साथ मिश्र धातुओं में किया जाता है: निकल, जस्ता, टिन, सोना, आदि।

तांबा अयस्क का अनुप्रयोग

अपनी कम प्रतिरोधकता के कारण, तांबे का उपयोग विद्युत क्षेत्र में बिजली केबलों और तारों के निर्माण के लिए सक्रिय रूप से किया जाता है। अच्छी तापीय चालकता इस धातु को कूलिंग रेडिएटर्स और एयर कंडीशनर में उपयोग करने की अनुमति देती है।

निम्नलिखित विनिर्माण क्षेत्र तांबे के बिना नहीं चल सकते:

  • मैकेनिकल इंजीनियरिंग (विंडो लिफ्टर, बियरिंग्स);
  • जहाज निर्माण (पतवारों और संरचनाओं की परत चढ़ाना);
  • निर्माण (पाइप, छत और फेसिंग सामग्री, प्लंबिंग उपकरण, आदि)।

आभूषण उद्योग के लिए, सोने के साथ मिश्र धातुएं प्रासंगिक हैं, जो यांत्रिक शक्ति और घर्षण प्रतिरोध को बढ़ाती हैं।

विशेषज्ञ चिकित्सा संस्थानों (रेलिंग, दरवाजे, हैंडल, रेलिंग इत्यादि) में जीवाणुरोधी सतहों के रूप में धातु के बड़े पैमाने पर उपयोग की भविष्यवाणी करते हैं।

Statue of Liberty
Statue of Liberty. चित्र: iflscience.com
प्रसिद्ध स्टैच्यू ऑफ लिबर्टी तांबे से बनी है। इसके निर्माण में लगभग 80 टन सामग्री की आवश्यकता हुई। और नेपाल में इस धातु को पवित्र माना जाता है।

तांबे के अयस्कों के समूह

सभी तांबे के अयस्कों को आम तौर पर नौ औद्योगिक-भूवैज्ञानिक प्रकारों में विभाजित किया जाता है, जो बदले में उत्पत्ति के अनुसार छह समूहों में विभाजित होते हैं:

स्तरीकृत समूह

इस समूह में तांबे की शैलें और बलुआ पत्थर शामिल हैं। इन सामग्रियों को बड़े भंडारों द्वारा दर्शाया जाता है। उनकी विशिष्ट विशेषताएं हैं: सरल शीट फॉर्म, उपयोगी घटकों का समान वितरण, सपाट सतह बिस्तर, खुली खनन विधियों के उपयोग की अनुमति।

पाइराइट समूह

इसमें देशी तांबा, शिरा और तांबा-पाइराइट यौगिक शामिल हैं। देशी धातु अक्सर अन्य ऑक्सीकृत खनिजों के साथ कॉपर सल्फाइड खदानों के ऑक्सीकरण क्षेत्रों में पाई जाती है।

लौह अयस्क – आधुनिक उद्योग का आधार
लौह अयस्क – आधुनिक उद्योग का आधार

कॉपर पाइराइट धातुएँ आकार और आकार में भिन्न होती हैं। अयस्क में मुख्य खनिज पाइराइट है; च्लोकोपाइराइट और स्फालेराइट भी मौजूद हैं।

शिरा अयस्कों को समावेशन के साथ शिरा संरचना की विशेषता होती है। ऐसे अयस्क, एक नियम के रूप में, पोर्फिरीज़ के संपर्क में होते हैं।

पोर्फिरी कॉपर (हाइड्रोथर्मल)

इन भंडारों में तांबे और मोलिब्डेनम के साथ सोना, चांदी, सेलेनियम और अन्य उपयोगी तत्व होते हैं, जिनकी उपस्थिति सामान्य से काफी अधिक होती है।

तांबा-निकल

जमाव शीट, लेंस के आकार, अनियमित और शिरा रूपों में प्रस्तुत किए जाते हैं। धातु में कोबाल्ट, प्लैटिनम समूह धातु, सोना इत्यादि के साथ मिश्रित एक विशाल बनावट होती है।

स्कर्न अयस्क

स्कर्न अयस्क चूना पत्थर और कैलकेरियस-टेरिजेनस चट्टानों में स्थानीय जमा हैं। वे छोटे आकार और जटिल आकारिकी की विशेषता रखते हैं। तांबे की सांद्रता अधिक है, लेकिन असमान है – 3% तक।

कार्बोनेट

इस समूह में लौह-तांबा और कार्बोनाइट अयस्क शामिल हैं। अब तक, इस प्रकार के तांबे का एकमात्र भंडार दक्षिण अफ्रीका में खोजा गया है। यह जटिल खदान क्षारीय चट्टान समूह से संबंधित है।

तांबा किस अयस्क से प्राप्त होता है

तांबा डली के रूप में प्रकृति में बहुत कम पाया जाता है। आज तक, इस तरह की सबसे बड़ी खोज उत्तरी अमेरिका में 420 टन वजनी सोने की डली मानी जाती है।
चित्र: prismic.io

तांबे के लगभग 250 प्रकार हैं, लेकिन उद्योग में केवल 20 प्रकार का उपयोग किया जाता है। उनमें से सबसे आम:

चाल्कोसाइट

खनिजों का एक यौगिक जिसमें सल्फर (20%) और तांबा (80%) होता है। इसकी विशिष्ट धात्विक चमक के कारण इसे “तांबा चमक” कहा जाता है। अयस्क में काले या भूरे रंग की घनी या दानेदार संरचना होती है।

चाल्कोपीराइट

यह धातु हाइड्रोथर्मल मूल की है और स्कर्न्स और ग्रिसेन्स में पाई जाती है। बहुधा यह गैलेना और स्पैलेराइट के साथ बहुधात्विक अयस्क का हिस्सा होता है।

जन्मजात

प्रकृति में सल्फाइड वर्ग का एक सामान्य खनिज, तांबे के अयस्कों के मुख्य तत्वों में से एक। इसमें एक विशिष्ट नीला-बैंगनी रंग है। इसमें तांबा (63.33%), लोहा (11.12%), सल्फर (25.55%) और चांदी की अशुद्धियाँ शामिल हैं। यह घने, महीन दाने वाले द्रव्यमान के रूप में होता है।

तांबा अयस्क के खनन के तरीके

खदान की गहराई के आधार पर धातु निष्कर्षण की खुली और बंद विधियों का उपयोग किया जाता है।

Closed method of copper ore mining
Closed method of copper ore mining. चित्र: aubullion.ca

बंद (भूमिगत) खनन में कई किलोमीटर लंबी खदानें बनाई जाती हैं। खदानें श्रमिकों और उपकरणों को ले जाने के साथ-साथ खनिजों को सतह तक ले जाने के लिए लिफ्ट से सुसज्जित हैं।

भूमिगत, चट्टान को स्पाइक्स के साथ विशेष ड्रिलिंग उपकरण का उपयोग करके कुचल दिया जाना चाहिए। फिर बाल्टियों की सहायता से अयस्क को एकत्र कर लोड किया जाता है।

खुली विधि तब प्रासंगिक होती है जब निक्षेप 400-500 मीटर की गहराई पर स्थित हों। सबसे पहले, अपशिष्ट चट्टान की ऊपरी परत को हटा दिया जाता है, जिसके बाद तांबे के अयस्क को हटा दिया जाता है। कठोर चट्टानों को प्राप्त करना आसान बनाने के लिए पहले इसे विस्फोटक उपकरणों से नष्ट किया जाता है।

तांबा उत्पादन की तकनीकी प्रक्रिया

तांबा उत्पादन की दो मुख्य विधियाँ हैं:

  • पाइरोमेटलर्जिकल;
  • हाइड्रोमेटालर्जिकल।

पहली विधि में धातु का अग्नि शोधन शामिल है और आपको सभी उपयोगी तत्वों के निष्कर्षण के साथ किसी भी कच्चे माल को संसाधित करने की अनुमति मिलती है। इस तकनीक का उपयोग करके खराब चट्टान से भी तांबा प्राप्त करना संभव है, जिसमें धातु की मात्रा 0.5% से कम है। दूसरी विधि का उपयोग, एक नियम के रूप में, केवल कम तांबे की सामग्री वाले ऑक्सीकृत या देशी अयस्क के प्रसंस्करण के लिए किया जाता है।

विश्व में तांबे के अयस्कों का खनन

तांबे की खदानें किसी विशिष्ट भौगोलिक क्षेत्र में केंद्रित नहीं हैं, बल्कि विभिन्न देशों में पाई जाती हैं। अमेरिका में, नेवादा और एरिज़ोना राज्यों में च्लोकोसाइट जमा विकसित किए जा रहे हैं। कॉपर ऑक्साइड – क्यूप्राइट – का जमाव क्यूबा में आम है। पेरू में कॉपर क्लोराइड का खनन किया जाता है।

दुनिया में समृद्ध अयस्कों का लगभग कोई स्रोत नहीं बचा है; तांबे का खनन कई सौ वर्षों से किया जा रहा है, इसलिए सभी समृद्ध खदानें बहुत पहले ही विकसित हो चुकी हैं। उद्योग में निम्न श्रेणी के खनिजों (0.5% तांबे तक) का उपयोग करना आवश्यक है।

चांदी सबसे पुरानी कीमती धातु है
चांदी सबसे पुरानी कीमती धातु है
वैश्विक उत्पादन के मामले में, तांबा लोहे और एल्युमीनियम के बाद तीसरे स्थान पर है।

तांबे के अयस्कों से समृद्ध देशों की सूची में शामिल हैं: चिली, अमेरिका, चीन, कजाकिस्तान, पोलैंड, इंडोनेशिया, जाम्बिया। विश्व अयस्क उत्पादन में रूसी संघ की हिस्सेदारी 9% है (यह चिली और संयुक्त राज्य अमेरिका के बाद तीसरा स्थान है)। चिली खनिज भंडार में अग्रणी है, जिसमें दुनिया का 33% तांबा मौजूद है।

सबसे बड़ी खदानें हैं:

चुकीकामाता खदान (चिली)

विकास 100 से अधिक वर्षों से चल रहा है, इस अवधि के दौरान 26 मिलियन टन धातु का विकास किया गया।

Copper mine at Chuquicamata, Chile
Copper mine at Chuquicamata, Chile. चित्र: britannica.com

एस्कोन्डिडा खदान (चिली)। खनन 1990 से किया जा रहा है;

ग्रासबर्ग खदान (इंडोनेशिया)

हाल ही में, पेरू (एंटामिना), ब्राज़ील (सलोबू) और कज़ाकिस्तान (नर्कज़गन) में बड़ी खदानें खोजी गईं।

विशेषज्ञों का कहना है कि आर्थिक रूप से व्यवहार्य तांबे की मात्रा 400 मिलियन टन से अधिक है। दुनिया भर।

रूस में तांबा अयस्क खनन

रूस में तांबे के कच्चे माल के आधार की संरचना विश्व बाजार से काफी भिन्न है। इसमें मुख्य हिस्सा सल्फाइड कॉपर-निकल (40%) और पाइराइट (19%) खदानों का है। जबकि अन्य देशों में पोर्फिरी तांबे के भंडार और क्यूप्रस बलुआ पत्थरों की प्रधानता है।

रूस में तांबे के अयस्क का भंडार

रूस में तांबे के अयस्कों का खनन कहां किया जाता है, इस सवाल का जवाब देते हुए, सबसे पहले तैमिर ऑटोनॉमस ऑक्रग पर प्रकाश डाला जाना चाहिए। रूस में सभी तांबे के अयस्क भंडार का 60% से अधिक ओक्टेराब्स्की, तपखिनिंस्की और नोरिल्स्क जमा में केंद्रित है। लगभग एक तिहाई खनिज का खनन यूराल तांबा खनन क्षेत्र में किया जाता है।

चिता क्षेत्र में एक बड़ी उडोकन खदान की खोज की गई है, जो अविकसित परिवहन बुनियादी ढांचे के कारण अभी तक विकसित नहीं हुई है। विशेषज्ञ आंकड़ों के अनुसार, रूसी संघ में शोषित जमा 30 वर्षों से अधिक नहीं चलेगा।