銅鉱石: 特性、用途、採掘

銅鉱石: 特性、用途、採掘
Copper ore. 写真: geologyscience.com
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銅鉱石は、さらなる加工や工業目的での使用に十分な濃度で銅が含まれる鉱物の化合物です。

生産では、金属含有量が少なくとも 0.5 ~ 1% の濃縮鉱石を使用することをお勧めします。

は、金色がかったピンク色のプラスチック要素です。屋外では、金属はすぐに酸素膜で覆われ、特有の赤黄色が生じます。

特徴的な特性: 耐食性、高い熱伝導性と電気伝導性。

同時に、この要素は高い抗菌特性を持ち、インフルエンザウイルスやブドウ球菌を破壊します。

工業団地では、銅はニッケル、亜鉛、錫、金などの他の成分との合金で最もよく使用されます。

銅鉱石の用途

銅は抵抗率が低いため、電力分野で電力ケーブルやワイヤの製造に積極的に使用されています。この金属は熱伝導性に優れているため、ラジエーターやエアコンの冷却に使用できます。

次の製造部門は銅なしでは成り立ちません:

  • 機械工学(ウィンドウリフター、ベアリング)
  • 造船 (船体と構造物のメッキ);
  • 建設(パイプ、屋根材と外装材、配管設備など)

宝飾品業界では、機械的強度と耐摩耗性を向上させる金との合金が関連しています。

専門家は、医療機関の抗菌表面(手すり、ドア、取っ手、手すりなど)として金属が大規模に使用されると予測しています。

Statue of Liberty
Statue of Liberty. 写真: iflscience.com
有名な自由の女神は銅でできています。その建設には約80トンの資材が必要でした。そしてネパールではこの金属は神聖なものと考えられています。

銅鉱石のグループ

すべての銅鉱石は通常、9 つの産業地質学的タイプに分類され、さらにその起源に応じて 6 つのグループに分類されます。

層状グループ

このグループには銅頁岩と砂岩が含まれます。これらの物質は、大規模な堆積物によって代表されます。それらの特徴は、単純なシート形状、有用な成分の均一な分布、平らな表面層であり、露天採掘法の使用を可能にします。

黄鉄鉱グループ

これには、天然の銅、鉱脈、および銅と黄鉄鉱の化合物が含まれます。自然金属は、他の酸化鉱物とともに硫化銅鉱山の酸化帯で最もよく見つかります。

鉄鉱石-現代産業の基盤
鉄鉱石-現代産業の基盤

銅黄鉄鉱金属は形状やサイズが異なります。鉱石の主な鉱物は黄鉄鉱ですが、黄銅鉱や閃亜鉛鉱も存在します。

鉱脈鉱石は、内包物を含む脈構造が特徴です。このような鉱石は、原則として、斑岩と接触して発生します。

斑岩銅 (熱水)

これらの堆積物には、銅やモリブデンとともに、金、銀、セレン、その他の有用な元素が含まれており、その存在量は通常よりも大幅に高くなります。

銅ニッケル

沈着物は、シート状、レンズ状、不規則な静脈状の形態で存在します。コバルト、白金族金属、金などが散りばめられた重厚な質感の金属です。

スカルン鉱石

スカルン鉱石は、石灰岩と石灰質地質岩の局所的な堆積物です。それらは小さいサイズと複雑な形態を特徴としています。銅の濃度は高いですが、最大 3% と不均一です。

炭酸

このグループには、鉄銅およびカーボナタイト鉱石が含まれます。これまでのところ、この種の銅の唯一の鉱床は南アフリカで発見されています。この複雑な鉱山はアルカリ性岩山塊に属しています。

銅はどのような鉱石から得られますか

銅がナゲットの形で自然界に見つかることは非常にまれです。これまでに発見された最大のものは、米国の北米で発見された重さ 420 トンのナゲットであると考えられています。
写真: prismic.io

銅には約 250 種類ありますが、産業で使用されるのは 20 種類のみです。最も一般的なものは次のとおりです。

黄銅鉱

硫黄 (20%) と銅 (80%) を含む鉱物の化合物。特徴的な金属光沢があることから「銅光沢」と呼ばれています。鉱石は黒または灰色の緻密なまたは粒状の構造をしています。

黄銅鉱

この金属は熱水起源のもので、スカルンやグレイゼンに含まれています。ほとんどの場合、方鉛鉱や閃亜鉛鉱とともに多金属鉱石の一部です。

ボルナイト

自然界に存在する硫化物クラスの一般的な鉱物で、銅鉱石の主要元素の 1 つです。特徴的な青紫色をしています。銅 (63.33%)、鉄 (11.12%)、硫黄 (25.55%)、および銀の不純物が含まれています。それは、緻密で細粒の塊の形で発生します。

銅鉱石の採掘方法

鉱山の深さに応じて、開放式と閉鎖式の金属抽出方法が使用されます。

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

閉鎖(地下)採掘では、鉱山は数キロメートルの長さで建設されます。鉱山には、作業員や設備を移動したり、鉱物を地表に輸送したりするためのエレベーターが装備されています。

地下では、スパイク付きの特別な掘削装置を使用して岩石を砕く必要があります。次に、バケットを使用して鉱石を収集し、積み込みます。

オープン法は、鉱床が400〜500メートルの深さにある場合に適しています。まず、廃岩の最上層が除去され、その後、銅鉱石が除去されます。硬い岩を入手しやすくするために、まず爆発装置で破壊します。

銅生産の技術プロセス

銅を製造するには主に 2 つの方法があります。

  • 乾式冶金;
  • 湿式冶金。

最初の方法では、金属を火で精製することで、あらゆる有用な元素を抽出してあらゆる原材料を加工することができます。この技術を使えば、金属含有量が0.5%以下の貧弱な岩石からも銅を得ることが可能になります。 2 番目の方法は、原則として、銅含有量の低い酸化鉱石または天然鉱石を処理する場合にのみ使用されます。

世界の銅鉱石の採掘

銅鉱山は特定の地理的地域に集中しているわけではなく、さまざまな国に存在しています。アメリカでは、ネバダ州とアリゾナ州で黄銅鉱鉱床が開発されています。キューバでは酸化銅(銅鉱)の鉱床がよく見られます。塩化銅はペルーで採掘されます。

世界には濃縮された鉱石の供給源はほとんど残されておらず、銅は数百年前から採掘されているため、豊富な鉱山はすべて長い間開発されてきました。産業では、低品位の鉱物(最大0.5%の銅)を使用する必要があります。

銀は最古の貴金属
銀は最古の貴金属
世界の生産量に関して、銅は鉄とアルミニウムに次いで第 3 位です。

銅鉱石が豊富な国のリストには、チリ、アメリカ、中国、カザフスタン、ポーランド、インドネシア、ザンビアが含まれます。世界の鉱石生産におけるロシア連邦のシェアは9%です(これはチリと米国に次ぐ第3位です)。チリは鉱物埋蔵量のリーダーであり、世界の銅の33%を含んでいます。

最大の鉱山は次のとおりです。

チュキカマタ鉱山 (チリ)

開発は 100 年以上続いており、この期間に 2,600 万トンの金属が開発されました。

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

エスコンディーダ鉱山(チリ)。採掘は 1990 年から行われています。

グラスベルグ鉱山(インドネシア)

最近、ペルー(アンタミナ)、ブラジル(サロブ)、カザフスタン(ヌルカズガン)で大規模な鉱山が発見されました。

専門家らによると、経済的に採算可能な銅の量は4億トン以上だという。世界的に。

ロシアの銅鉱石採掘

ロシアの銅原料基地の構造は世界市場とは大きく異なります。その主な割合は硫化銅ニッケル鉱山 (40%) と黄鉄鉱鉱山 (19%) です。一方、他の国では斑岩の銅鉱床と亜銅砂岩が優勢です。

ロシアの銅鉱床

ロシアのどこで銅鉱石が採掘されているかという質問に答えるには、まずタイミル自治管区に焦点を当てる必要がある。ロシアの全銅鉱床の 60% 以上が、オクチャブリスキー、タパフニンスキー、ノリリスク鉱床に集中しています。鉱物の約 3 分の 1 はウラル銅鉱山地域で採掘されています。

交通インフラが未整備で開発が進んでいない知多地方で大規模な有道館鉱山が発見された。専門家のデータによると、ロシア連邦で開発された鉱床は30年も続かないでしょう。