Ruda miedzi: właściwości, zastosowanie, wydobycie

Ruda miedzi: właściwości, zastosowanie, wydobycie
Copper ore. Zdjęcie: geologyscience.com
Dzielić

Ruda miedzi to związek minerałów, w którym miedź występuje w stężeniu wystarczającym do jej dalszego przetwarzania i wykorzystania do celów przemysłowych.

W produkcji zaleca się stosowanie wzbogaconej rudy o zawartości metalu co najmniej 0,5-1%.

Miedź to plastikowy element o złoto-różowej barwie. Na wolnym powietrzu metal natychmiast pokrywa się warstwą tlenu, co nadaje mu specyficzny czerwono-żółty kolor.

Właściwości charakterystyczne: odporność na korozję, wysoka przewodność cieplna i elektryczna.

Jednocześnie pierwiastek ma wysokie właściwości antybakteryjne i niszczy wirusy grypy oraz gronkowce.

W kompleksie przemysłowym miedź jest najczęściej stosowana w stopach z innymi składnikami: niklem, cynkiem, cyną, złotem itp.

Zastosowanie rudy miedzi

Ze względu na niską rezystywność miedź jest aktywnie wykorzystywana w polu elektrycznym do produkcji kabli i przewodów elektroenergetycznych. Dobra przewodność cieplna pozwala na zastosowanie tego metalu w grzejnikach i klimatyzatorach.

Następujące sektory produkcyjne nie mogą obejść się bez miedzi:

  • inżynieria mechaniczna (podnośniki okien, łożyska);
  • przemysł stoczniowy (poszycie kadłubów i konstrukcji);
  • budownictwo (rury, pokrycia dachowe i okładzinowe, sprzęt hydrauliczny itp.).

Dla przemysłu jubilerskiego odpowiednie są stopy ze złotem, które zwiększają wytrzymałość mechaniczną i odporność na ścieranie.

Eksperci przewidują masowe zastosowanie metalu jako powierzchni antybakteryjnych w placówkach medycznych (balustrady, drzwi, klamki, poręcze itp.).

Statue of Liberty
Statue of Liberty. Zdjęcie: iflscience.com
Słynna Statua Wolności jest wykonana z miedzi. Do jego budowy zużyto około 80 ton materiału. A w Nepalu ten metal jest uważany za święty.

Grupy rud miedzi

Wszystkie rudy miedzi są zwykle podzielone na dziewięć typów przemysłowo-geologicznych, które z kolei są podzielone na sześć grup według pochodzenia:

Grupa warstwowa

Do tej grupy zaliczają się łupki miedziowe i piaskowce. Materiały te są reprezentowane przez duże złoża. Ich charakterystycznymi cechami są: prosta forma arkusza, równomierny rozkład składników użytecznych, płaska zasypka powierzchniowa, pozwalająca na stosowanie metod odkrywkowych.

Grupa pirytu

Obejmuje to rodzimą miedź, związki żył i miedzi i pirytu. Metal rodzimy najczęściej występuje w strefach utleniania kopalń siarczku miedzi wraz z innymi utlenionymi minerałami.

Ruda żelaza – podstawa nowoczesnego przemysłu
Ruda żelaza – podstawa nowoczesnego przemysłu

Metale miedziowo-pirytowe różnią się kształtami i rozmiarami. Głównym minerałem rudy jest piryt, występują także chalkopiryty i sfaleryty.

Rudy żyłkowe charakteryzują się strukturą żyłkową z wtrąceniami. Rudy takie z reguły występują w kontakcie z porfirami.

Miedź porfirowa (hydrotermalna)

Złoża te, wraz z miedzią i molibdenem, zawierają złoto, srebro, selen i inne przydatne pierwiastki, których obecność jest znacznie wyższa niż normalnie.

Miedź-nikiel

Osady występują w formie arkuszowej, soczewkowej, nieregularnej i żyłkowej. Metal ma masywną teksturę przeplataną kobaltem, metalami z grupy platynowców, złotem itp.

Ruda Skanna

Rudy Skarn to lokalne złoża wapieni i skał wapienno-terygenicznych. Charakteryzują się małymi rozmiarami i złożoną morfologią. Stężenie miedzi jest wysokie, ale nierównomierne – do 3%.

Węglan

Do tej grupy zaliczają się rudy żelaza, miedzi i karbonatytów. Jak dotąd jedyne złoże tego rodzaju miedzi odkryto w Republice Południowej Afryki. Ta złożona kopalnia należy do masywu skał alkalicznych.

Z jakich rud pozyskuje się miedź

Miedź bardzo rzadko występuje w przyrodzie w postaci bryłek. Do chwili obecnej za największe tego typu znalezisko uważa się samorodek odkryty w Ameryce Północnej w Stanach Zjednoczonych o wadze 420 ton.
Zdjęcie: prismic.io

Istnieje prawie 250 rodzajów miedzi, ale tylko 20 gatunków jest wykorzystywanych w przemyśle. Najczęstsze z nich:

Chalkocyt

Związek minerałów zawierający siarkę (20%) i miedź (80%). Nazywa się go „miedzianym połyskiem” ze względu na charakterystyczny metaliczny połysk. Ruda ma gęstą lub ziarnistą strukturę o czarnym lub szarym odcieniu.

Chalkopiryt

Metal ma pochodzenie hydrotermalne i występuje w skarnach i greisensach. Najczęściej wchodzi w skład rudy polimetalicznej wraz z galeną i sfalerytem.

Bornit

W przyrodzie pospolity minerał klasy siarczkowej, jeden z głównych pierwiastków rud miedzi. Ma charakterystyczny niebiesko-fioletowy odcień. Zawiera miedź (63,33%), żelazo (11,12%), siarkę (25,55%) i zanieczyszczenia srebrem. Występuje w postaci gęstych, drobnoziarnistych mas.

Metody wydobywania rud miedzi

W zależności od głębokości kopalni stosuje się otwarte i zamknięte metody wydobycia metali.

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

W kopalniach zamkniętych (podziemnych) buduje się kopalnie o długości kilku kilometrów. Kopalnie wyposażone są w windy służące do przemieszczania pracowników i sprzętu, a także do transportu kopalin na powierzchnię.

Pod ziemią skałę należy rozdrobnić za pomocą specjalnego sprzętu wiertniczego z kolcami. Następnie za pomocą łyżek zbiera się i ładuje rudę.

Metoda otwarta ma zastosowanie, gdy złoża znajdują się na głębokości 400-500 metrów. W pierwszej kolejności usuwa się wierzchnią warstwę skały płonnej, po czym usuwa się rudę miedzi. Aby ułatwić zdobycie twardych skał, najpierw niszczy się je urządzeniami wybuchowymi.

Proces technologiczny produkcji miedzi

Istnieją dwie główne metody produkcji miedzi:

  • pirometalurgiczne;
  • hydrometalurgiczny.

Pierwsza metoda polega na rafinacji ogniowej metalu i pozwala na obróbkę dowolnego surowca z ekstrakcją wszystkich przydatnych pierwiastków. Dzięki tej technologii możliwe jest uzyskanie miedzi nawet ze skał ubogich, w których zawartość metalu wynosi poniżej 0,5%. Drugą metodę stosuje się z reguły tylko do przetwarzania rudy utlenionej lub rodzimej o niskiej zawartości miedzi.

Wydobycie rud miedzi na świecie

Kopalnie miedzi nie są skupione na określonych obszarach geograficznych, ale znajdują się w różnych krajach. W Ameryce złoża chalkocytu są zagospodarowywane w stanach Nevada i Arizona. Na Kubie powszechne są złoża tlenku miedzi – kuprytu. Chlorek miedzi wydobywa się w Peru.

Na świecie prawie nie ma już źródeł wzbogaconych rud, miedź wydobywa się od kilkuset lat, więc wszystkie bogate kopalnie już dawno zostały zagospodarowane. W przemyśle konieczne jest stosowanie minerałów niskiej jakości (do 0,5% miedzi).

Srebro jest najstarszym metalem szlachetnym
Srebro jest najstarszym metalem szlachetnym
Pod względem światowej produkcji miedź zajmuje trzecie miejsce po żelazie i aluminium.

Na liście krajów bogatych w rudy miedzi znajdują się: Chile, Ameryka, Chiny, Kazachstan, Polska, Indonezja, Zambia. Udział Federacji Rosyjskiej w światowej produkcji rud wynosi 9% (jest to trzecie miejsce po Chile i USA). Chile jest liderem pod względem złóż minerałów, zawierających 33% światowych zasobów miedzi.

Największe kopalnie to:

Kopalnia Chukicamata (Chile)

Rozwój trwa od ponad 100 lat, w tym okresie opracowano 26 milionów ton metalu.

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

Kopalnia Escondida (Chile). Wydobycie prowadzone jest od 1990 roku;

Kopalnia Grasberg (Indonezja).

Ostatnio duże kopalnie odkryto w Peru (Antamina), Brazylii (Salobu) i Kazachstanie (Nurkazgan).

Eksperci twierdzą, że ilość opłacalnej ekonomicznie miedzi wynosi ponad 400 milionów ton. Na całym świecie.

Wydobycie rud miedzi w Rosji

Struktura bazy surowcowej miedzi w Rosji znacznie odbiega od rynku światowego. Główny udział w nim mają kopalnie siarczków miedzi i niklu (40%) i pirytu (19%). W pozostałych krajach dominują złoża miedzi porfirowej i piaskowców miedziawych.

Złoża rud miedzi w Rosji

Odpowiadając na pytanie, gdzie w Rosji wydobywa się rudy miedzi, należy najpierw podkreślić Tajmyrski Okręg Autonomiczny. Ponad 60% wszystkich złóż rud miedzi w Rosji koncentruje się w złożach Oktyabrsky, Tapachninsky i Norylsk. Około jedna trzecia minerału wydobywana jest w regionie wydobycia miedzi na Uralu.

W rejonie Chita odkryto dużą kopalnię Udokan, która nie została jeszcze zagospodarowana ze względu na niezagospodarowaną infrastrukturę transportową. Według danych eksperckich eksploatowane złoża w Federacji Rosyjskiej wytrzymają nie dłużej niż 30 lat.