Bakır cevheri: özellikleri, uygulaması, madencilik

Bakır cevheri: özellikleri, uygulaması, madencilik
Copper ore. Resim: geologyscience.com
Paylaş

Bakır cevheri, bakırın daha ileri düzeyde işlenmesi ve endüstriyel amaçlarla kullanılması için yeterli konsantrasyonda mevcut olduğu bir mineral bileşiğidir.

Üretimde metal içeriği en az% 0,5-1 olan zenginleştirilmiş cevher kullanılması tavsiye edilir.

Bakır, altın pembesi renginde plastik bir elementtir. Açık havada metal hemen bir oksijen filmiyle kaplanır ve bu ona özel bir kırmızı-sarı renk verir.

Karakteristik özellikleri: korozyon direnci, yüksek termal ve elektrik iletkenliği.

Aynı zamanda element yüksek antibakteriyel özelliklere sahiptir ve influenza virüslerini ve stafilokokları yok eder.

Endüstriyel komplekste bakır çoğunlukla diğer bileşenlerle alaşımlarda kullanılır: nikel, çinko, kalay, altın vb.

Bakır cevheri uygulaması

Düşük direnci nedeniyle bakır, elektrik alanında güç kabloları ve tellerinin üretiminde aktif olarak kullanılmaktadır. İyi ısı iletkenliği, bu metalin soğutma radyatörlerinde ve klimalarda kullanılmasına olanak tanır.

Aşağıdaki imalat sektörleri bakır olmadan yapamaz:

  • makine mühendisliği (pencere kaldırıcıları, rulmanlar);
  • gemi yapımı (gövde ve yapıların kaplanması);
  • inşaat (borular, çatı kaplama ve kaplama malzemeleri, sıhhi tesisat ekipmanları vb.).

Kuyumculuk endüstrisi için, mekanik mukavemeti ve aşınma direncini artıran altın içeren alaşımlar önemlidir.

Uzmanlar, metalin tıbbi kurumlarda antibakteriyel yüzeyler (korkuluklar, kapılar, kulplar, tırabzanlar vb.) olarak geniş çapta kullanıldığını öngörüyor.

Statue of Liberty
Statue of Liberty. Resim: iflscience.com
Ünlü Özgürlük Anıtı bakırdan yapılmıştır. İnşaatı yaklaşık 80 ton malzeme gerektiriyordu. Nepal’de bu metal kutsal sayılıyor.

Bakır cevheri grupları

Tüm bakır cevherleri genellikle dokuz endüstriyel-jeolojik türe ayrılır ve bunlar da menşeine göre altı gruba ayrılır:

Katmanlı grup

Bu grup bakır şeyllerini ve kumtaşlarını içerir. Bu malzemeler büyük birikintilerle temsil edilir. Karakteristik özellikleri şunlardır: basit tabaka formu, faydalı bileşenlerin eşit dağılımı, düz yüzey yataklaması, açık madencilik yöntemlerinin kullanılmasına izin verir.

Pirit grubu

Buna doğal bakır, damar ve bakır-pirit bileşikleri de dahildir. Doğal metal çoğunlukla diğer oksitlenmiş minerallerle birlikte bakır sülfit madenlerinin oksidasyon bölgelerinde bulunur.

Demir cevheri – modern endüstrinin temeli
Demir cevheri – modern endüstrinin temeli

Bakır pirit metalleri şekil ve boyut bakımından farklılık gösterir. Cevherin ana minerali pirit olup, kalkopirit ve sfalerit de mevcuttur.

Damar cevherleri, kapanımlar içeren bir damar yapısı ile karakterize edilir. Bu tür cevherler genellikle porfirlerle temas halinde ortaya çıkar.

Porfir bakır (hidrotermal)

Bu birikintiler, bakır ve molibden ile birlikte altın, gümüş, selenyum ve varlığı normalden önemli ölçüde yüksek olan diğer faydalı elementleri içerir.

Bakır-nikel

Yataklar tabaka halinde, mercek şeklinde, düzensiz ve damar şeklinde sunulmaktadır. Metal, kobalt, platin grubu metaller, altın vb. ile serpiştirilmiş masif bir dokuya sahiptir.

Skarn Cevheri

Skarn cevherleri kireçtaşları ve kalkerli-karasal kayalardaki yerel yataklardır. Küçük boyutları ve karmaşık morfolojileri ile karakterize edilirler. Bakır konsantrasyonu yüksektir, ancak eşit değildir -% 3’e kadar.

Karbonat

Bu grup demir-bakır ve karbonatit cevherini içerir. Şu ana kadar bu tür bakırın tek yatağı Güney Afrika’da keşfedildi. Bu karmaşık maden alkali kaya masifine aittir.

Bakır hangi cevherlerden elde edilir

Bakır doğada çok nadir olarak külçe halinde bulunur. Bugüne kadar bu türden en büyük buluntunun, Kuzey Amerika’da, Amerika Birleşik Devletleri’nde keşfedilen 420 ton ağırlığındaki bir külçe olduğu kabul ediliyor.
Resim: prismic.io

Bakırın 250’ye yakın türü vardır ancak sanayide yalnızca 20 türü kullanılmaktadır. Bunlardan en yaygın olanları:

Kalkosit

Kükürt (%20) ve bakır (%80) içeren bir mineral bileşiği. Karakteristik metalik parlaklığı nedeniyle “bakır parlaklığı” olarak adlandırılır. Cevher, siyah veya gri renkte yoğun veya granüler bir yapıya sahiptir.

Kalkopirit

Metal hidrotermal kökenlidir ve skarnlarda ve greisenlerde bulunur. Çoğu zaman galen ve sfalerit ile birlikte polimetalik cevherin bir parçasıdır.

Bornit

Doğada sülfit sınıfına ait yaygın bir mineral, bakır cevherlerinin ana elementlerinden biri. Karakteristik mavimsi-mor bir renk tonuna sahiptir. Bakır (%63,33), demir (%11,12), kükürt (%25,55) ve gümüş yabancı maddeleri içerir. Yoğun, ince taneli kütleler halinde oluşur.

Bakır cevheri madenciliği yöntemleri

Madenin derinliğine bağlı olarak açık ve kapalı metal çıkarma yöntemleri kullanılmaktadır.

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

Kapalı (yeraltı) madencilikte madenler kilometrelerce uzunluğunda inşa edilir. Madenlerde, işçileri ve ekipmanları taşımak ve mineralleri yüzeye taşımak için asansörler bulunuyor.

Yeraltında kayanın sivri uçlu özel sondaj ekipmanları kullanılarak ezilmesi gerekir. Daha sonra kovalar yardımıyla cevher toplanıp yükleniyor.

Açık yöntem, birikintilerin 400-500 metre derinliğe yerleştirilmesi durumunda geçerlidir. İlk olarak atık kayanın üst tabakası kaldırılır, ardından bakır cevheri çıkarılır. Sert kayaların elde edilmesini kolaylaştırmak için öncelikle patlayıcı cihazlarla yok edilir.

Bakır üretiminin teknolojik süreci

Bakır üretmenin iki ana yöntemi vardır:

  • pirometalurji;
  • hidrometalurji.

İlk yöntem, metalin ateşle rafine edilmesini içerir ve herhangi bir ham maddeyi, tüm faydalı elementlerin çıkarılmasıyla işlemenize olanak tanır. Bu teknolojiyi kullanarak metal içeriği %0,5’in altında olan zayıf kayalardan bile bakır elde etmek mümkündür. İkinci yöntem, kural olarak, yalnızca düşük bakır içeriğine sahip oksitlenmiş veya doğal cevherin işlenmesi için kullanılır.

Dünyada bakır cevheri madenciliği

Bakır madenleri belirli coğrafi bölgelerde yoğunlaşmamıştır, farklı ülkelerde bulunmaktadır. Amerika’da Nevada ve Arizona eyaletlerinde kalkosit yatakları geliştirilmektedir. Küba’da bakır oksit – kuprit – yatakları yaygındır. Peru’da bakır klorür çıkarılıyor.

Dünyada neredeyse hiç zenginleştirilmiş cevher kaynağı kalmadı; bakır birkaç yüz yıldır çıkarılıyor, bu nedenle tüm zengin madenler uzun zamandır geliştirildi. Endüstride düşük dereceli minerallerin (%0,5’e kadar bakır) kullanılması gerekir.

Gümüş en eski değerli metaldir
Gümüş en eski değerli metaldir
Küresel üretim açısından bakır, demir ve alüminyumdan sonra üçüncü sırada yer almaktadır.

Bakır cevheri bakımından zengin ülkelerin listesi şunları içerir: Şili, Amerika, Çin, Kazakistan, Polonya, Endonezya, Zambiya. Rusya Federasyonu’nun dünya cevher üretimindeki payı %9’dur (Şili ve ABD’den sonra üçüncü sırada yer almaktadır). Şili, dünyadaki bakırın %33’ünü içeren maden rezervlerinde liderdir.

En büyük madenler:

Chukicamata madeni (Şili)

Geliştirme 100 yılı aşkın bir süredir devam ediyor; bu dönemde 26 milyon ton metal geliştirildi.

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

Escondida madeni (Şili). Madencilik 1990 yılından bu yana yapılmakta olup;

Grasberg Madeni (Endonezya).

Son zamanlarda Peru (Antamina), Brezilya (Salobu) ve Kazakistan’da (Nurkazgan) büyük madenler keşfedildi.

Uzmanlar ekonomik açıdan uygun bakır hacminin 400 milyon tonun üzerinde olduğunu söylüyor. Dünya çapında.

Rusya’da bakır cevheri madenciliği

Rusya’daki bakır hammadde tabanının yapısı dünya pazarından önemli ölçüde farklılık göstermektedir. İçinde ana pay sülfit bakır-nikel (%40) ve pirit (%19) madenlerine aittir. Diğer ülkelerde ise porfiri bakır yatakları ve bakırlı kumtaşları hakimdir.

Rusya’daki bakır cevheri yatakları

Rusya’da bakır cevherlerinin nerede çıkarıldığı sorusuna cevap verirken öncelikle Taimyr Özerk Okrugu’nu vurgulamak gerekiyor. Rusya’daki tüm bakır cevheri yataklarının %60’ından fazlası Oktyabrsky, Tapakhninsky ve Norilsk yataklarında yoğunlaşmıştır. Mineralin yaklaşık üçte biri Ural bakır madenciliği bölgesinde çıkarılıyor.

Gelişmemiş ulaşım altyapısı nedeniyle henüz geliştirilemeyen Chita bölgesinde büyük bir Udokan madeni keşfedildi. Uzman verilerine göre, Rusya Federasyonu’ndaki işletilen yatakların ömrü 30 yıldan fazla sürmeyecek.