Bijih tembaga: properti, aplikasi, penambangan

Bijih tembaga: properti, aplikasi, penambangan
Copper ore. Gambar: geologyscience.com
Membagikan

Bijih tembaga adalah senyawa mineral yang mengandung tembaga dalam konsentrasi yang cukup untuk diproses lebih lanjut dan digunakan untuk keperluan industri.

Dalam produksi, disarankan untuk menggunakan bijih yang diperkaya dengan kandungan logam minimal 0,5-1%.

Tembaga adalah elemen plastik dengan rona merah jambu keemasan. Di udara terbuka, logam segera ditutupi dengan lapisan oksigen, yang memberikan warna merah-kuning tertentu.

Sifat karakteristik: ketahanan terhadap korosi, konduktivitas termal dan listrik yang tinggi.

Pada saat yang sama, unsur tersebut memiliki sifat antibakteri yang tinggi dan menghancurkan virus influenza dan stafilokokus.

Di kompleks industri, tembaga paling sering digunakan dalam paduan dengan komponen lain: nikel, seng, timah, emas, dll.

Penerapan bijih tembaga

Karena resistivitasnya yang rendah, tembaga secara aktif digunakan di bidang kelistrikan untuk pembuatan kabel dan kawat listrik. Konduktivitas termal yang baik memungkinkan logam ini digunakan dalam radiator pendingin dan AC.

Sektor manufaktur berikut tidak dapat hidup tanpa tembaga:

  • teknik mesin (pengangkat jendela, bantalan);
  • pembuatan kapal (pelapisan lambung dan struktur);
  • konstruksi (pipa, bahan atap dan permukaan, peralatan pipa, dll.).

Untuk industri perhiasan, paduan dengan emas relevan, yang meningkatkan kekuatan mekanik dan ketahanan terhadap abrasi.

Para ahli memperkirakan penggunaan logam dalam skala besar sebagai permukaan antibakteri di institusi medis (pagar, pintu, pegangan, pegangan tangan, dll.).

Statue of Liberty
Statue of Liberty. Gambar: iflscience.com
Patung Liberty yang terkenal terbuat dari tembaga. Pembangunannya membutuhkan material sekitar 80 ton. Dan di Nepal logam ini dianggap suci.

Kelompok bijih tembaga

Semua bijih tembaga biasanya dibagi menjadi sembilan jenis industri-geologi, yang selanjutnya dibagi menjadi enam kelompok menurut asalnya:

Grup stratiform

Kelompok ini mencakup serpih tembaga dan batupasir. Bahan-bahan ini diwakili oleh deposit besar. Ciri khasnya adalah: bentuk lembaran sederhana, distribusi komponen berguna yang seragam, lapisan permukaan datar, memungkinkan penggunaan metode penambangan terbuka.

Grup pirit

Ini termasuk senyawa tembaga asli, urat dan tembaga-pirit. Logam asli paling sering ditemukan di zona oksidasi tambang tembaga sulfida, bersama dengan mineral teroksidasi lainnya.

Bijih besi – dasar dari industri modern
Bijih besi – dasar dari industri modern

Logam tembaga pirit berbeda dalam bentuk dan ukuran. Mineral utama dalam bijih adalah pirit; kalkopirit dan sfalerit juga ada.

Bijih vena dicirikan oleh struktur vena dengan inklusi. Bijih tersebut, biasanya, terjadi kontak dengan porfiri.

Tembaga porfiri (hidrotermal)

Endapan ini, bersama dengan tembaga dan molibdenum, mengandung emas, perak, selenium, dan unsur bermanfaat lainnya, yang keberadaannya jauh lebih tinggi dari biasanya.

Tembaga-nikel

Endapan tersebut disajikan dalam bentuk lembaran, berbentuk lensa, tidak beraturan dan berurat. Logam ini memiliki tekstur besar yang diselingi dengan kobalt, logam golongan platinum, emas, dll.

Bijih Skarn

Bijih skarn adalah endapan lokal pada batugamping dan batuan terrigenous berkapur. Mereka dicirikan oleh ukuran kecil dan morfologi yang kompleks. Konsentrasi tembaganya tinggi, tetapi tidak merata – hingga 3%.

Karbonat

Kelompok ini mencakup bijih besi-tembaga dan karbonatit. Sejauh ini, satu-satunya deposit tembaga jenis ini telah ditemukan di Afrika Selatan. Tambang kompleks ini termasuk dalam batuan alkali.

Bijih apa yang terbuat dari tembaga

Tembaga sangat jarang ditemukan di alam dalam bentuk nugget. Hingga saat ini, penemuan terbesar dianggap sebagai bongkahan emas yang ditemukan di Amerika Utara dengan berat 420 ton.
Gambar: prismic.io

Terdapat hampir 250 jenis tembaga, namun hanya 20 jenis yang digunakan dalam industri. Yang paling umum adalah:

Khalkosit

Senyawa mineral yang mengandung belerang (20%) dan tembaga (80%). Disebut “kilau tembaga” karena karakteristik kilau logamnya. Bijih memiliki struktur padat atau granular berwarna hitam atau abu-abu.

Kalkopirit

Logam ini berasal dari hidrotermal dan ditemukan di skarn dan greisen. Paling sering itu adalah bagian dari bijih polimetalik bersama dengan galena dan sfalerit.

Bornit

Mineral umum dari kelas sulfida di alam, salah satu unsur utama bijih tembaga. Ini memiliki warna ungu kebiruan yang khas. Mengandung tembaga (63,33%), besi (11,12%), belerang (25,55%) dan pengotor perak. Itu terjadi dalam bentuk massa padat dan berbutir halus.

Metode penambangan bijih tembaga

Tergantung pada kedalaman tambang, metode ekstraksi logam terbuka dan tertutup digunakan.

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

Pada penambangan tertutup (bawah tanah), tambang dibangun sepanjang beberapa kilometer. Tambang tersebut dilengkapi dengan elevator untuk memindahkan pekerja dan peralatan, serta untuk mengangkut mineral ke permukaan.

Di bawah tanah, batu tersebut harus dihancurkan menggunakan peralatan pengeboran khusus yang memiliki paku. Kemudian, dengan bantuan ember, bijih dikumpulkan dan dimuat.

Metode terbuka relevan bila endapan berada pada kedalaman 400-500 meter. Pertama, lapisan atas batuan sisa dihilangkan, setelah itu bijih tembaga dihilangkan. Untuk memudahkan mendapatkan batuan keras maka dihancurkan terlebih dahulu dengan alat peledak.

Proses teknologi produksi tembaga

Ada dua metode utama untuk memproduksi tembaga:

  • pirometalurgi;
  • hidrometalurgi.

Metode pertama melibatkan pemurnian logam dengan api dan memungkinkan Anda memproses bahan mentah apa pun dengan ekstraksi semua elemen yang berguna. Dengan menggunakan teknologi ini, tembaga dapat diperoleh bahkan dari batuan miskin yang kandungan logamnya di bawah 0,5%. Metode kedua biasanya hanya digunakan untuk memproses bijih teroksidasi atau asli dengan kandungan tembaga rendah.

Penambangan bijih tembaga di dunia

Tambang tembaga tidak terkonsentrasi di wilayah geografis tertentu, tetapi ditemukan di berbagai negara. Di Amerika, deposit kalkosit sedang dikembangkan di negara bagian Nevada dan Arizona. Deposit oksida tembaga – kuprit – umum terjadi di Kuba. Tembaga klorida ditambang di Peru.

Hampir tidak ada sumber bijih yang diperkaya yang tersisa di dunia; tembaga telah ditambang selama beberapa ratus tahun, sehingga semua tambang kaya telah lama dikembangkan. Dalam industri perlu menggunakan mineral bermutu rendah (hingga 0,5% tembaga).

Perak adalah logam mulia tertua
Perak adalah logam mulia tertua
Dalam hal produksi global, tembaga menempati urutan ketiga setelah besi dan aluminium.

Daftar negara kaya bijih tembaga antara lain: Chile, Amerika, China, Kazakhstan, Polandia, Indonesia, Zambia. Pangsa Federasi Rusia dalam produksi bijih dunia adalah 9% (peringkat ketiga setelah Chili dan Amerika Serikat). Chili adalah pemimpin dalam cadangan mineral, mengandung 33% tembaga dunia.

Tambang terbesar adalah:

Tambang Chukicamata (Chili)

Pengembangan telah berlangsung selama lebih dari 100 tahun, selama periode ini 26 juta ton logam dikembangkan.

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

Tambang Escondida (Chili). Penambangan telah dilakukan sejak tahun 1990;

Tambang Grasberg (Indonesia).

Baru-baru ini, tambang besar ditemukan di Peru (Antamina), Brazil (Salobu), dan Kazakhstan (Nurkazgan).

Para ahli mengatakan bahwa volume tembaga yang layak secara ekonomi lebih dari 400 juta ton. Di seluruh dunia.

Penambangan bijih tembaga di Rusia

Struktur basis bahan baku tembaga di Rusia berbeda secara signifikan dengan pasar dunia. Bagian utama di dalamnya jatuh pada tambang tembaga-nikel sulfida (40%) dan pirit (19%). Sedangkan di negara lain, endapan tembaga porfiri dan batupasir tembaga mendominasi.

Deposit bijih tembaga di Rusia

Menjawab pertanyaan di mana bijih tembaga ditambang di Rusia, Okrug Otonomi Taimyr harus disorot terlebih dahulu. Lebih dari 60% dari seluruh deposit bijih tembaga di Rusia terkonsentrasi di deposit Oktyabrsky, Tapakhninsky, dan Norilsk. Sekitar sepertiga mineral tersebut ditambang di wilayah pertambangan tembaga Ural.

Tambang besar Udokan telah ditemukan di wilayah Chita, yang belum dikembangkan karena infrastruktur transportasi yang belum berkembang. Menurut data ahli, simpanan yang dieksploitasi di Federasi Rusia akan bertahan tidak lebih dari 30 tahun.