Hvor og hvordan finder man kobber. Kobbermalm er et naturligt råmateriale til kobberminedrift. Hvordan udvindes kobber?

Kobbermalm er en forbindelse af mineraler, hvor kobber er til stede i tilstrækkelig koncentration til dens videre forarbejdning og anvendelse til industrielle formål. I produktionen er det tilrådeligt at bruge beriget malm med et metalindhold på mindst 0,5-1%.

Kobber- et plastelement med en gylden-pink nuance. I fri luft bliver metallet straks dækket af en iltfilm, som giver det en bestemt rød-gul farve.

Karakteristiske egenskaber: korrosionsbestandighed, høj termisk og elektrisk ledningsevne.

Samtidig har elementet høj antibakterielle egenskaber, ødelægger influenzavirus og stafylokokker.

I det industrielle kompleks bruges kobber oftest i legeringer med andre komponenter: nikkel, zink, tin, guld osv.

På grund af sin lave resistivitet bruges kobber aktivt i det elektriske felt til fremstilling af strømkabler og ledninger. God termisk ledningsevne gør det muligt at bruge dette metal i køleradiatorer og klimaanlæg.

Følgende fremstillingssektorer kan ikke undvære kobber:

• maskinteknik (vinduesløftere, lejer);
• skibsbygning (plettering af skrog og strukturer);
• konstruktion (rør, tag- og beklædningsmaterialer, VVS-udstyr mv.).

For smykkeindustrien er legeringer med guld relevante, som øger mekanisk styrke og slidstyrke.

Eksperter forudsiger storstilet brug af metal som antibakterielle overflader i medicinske institutioner (rækværk, døre, håndtag, gelændere osv.).

Interessant! Den berømte Frihedsgudinde er lavet af kobber. Dens konstruktion krævede omkring 80 tons materiale. Og i Nepal betragtes dette metal som helligt.

Frihedsgudinden

Grupper af kobbermalm

Alle kobbermalme er normalt opdelt i ni industrigeologiske typer, som igen er opdelt i seks grupper efter oprindelse:

Stratiform gruppe

Denne gruppe omfatter kobberskifer og sandsten. Disse materialer er repræsenteret af store aflejringer. Deres karakteristiske træk er: en enkel reservoirform, ensartet fordeling af nyttige komponenter, flad overflade strøelse, der tillader brugen af ​​åbne minedriftsmetoder.

Pyrit gruppe

Dette omfatter native kobber-, vene- og kobber-pyritforbindelser. Native metal findes oftest i oxidationszonerne i kobbersulfidminer sammen med andre oxiderede mineraler.

Kobberkismetaller adskiller sig i former og størrelser. Det vigtigste mineral i malmen er pyrit;

Venemalme er karakteriseret ved en venestruktur med indeslutninger. Sådanne malme forekommer som regel i kontakt med porfyrer.

Porfyrkobber (hydrotermisk)

Disse aflejringer, sammen med kobber og molybdæn, indeholder guld, sølv, selen og andre nyttige elementer, hvis tilstedeværelse er betydeligt højere end normalt.

Kobber-nikkel

Aflejringerne præsenteres i ark-, linseformede, uregelmæssige og veneformer. Metallet har en massiv tekstur blandet med kobolt, platingruppemetaller, guld osv.

Skarn Ore

Skarnmalme er lokale aflejringer i kalksten og kalk-terrigenholdige bjergarter. De er kendetegnet ved små størrelser og kompleks morfologi. Kobberkoncentrationen er høj, men ujævn - op til 3%.

Carbonat

Denne gruppe omfatter jern-kobber og carbonatitmalm. Indtil videre er den eneste forekomst af denne type kobber blevet opdaget i Sydafrika. Denne komplekse mine tilhører det alkaliske klippemassiv.

Hvilke malme får man kobber fra?

Interessant! Kobber findes meget sjældent i naturen i form af nuggets. Til dato anses det største sådant fund for at være en guldklump opdaget i Nordamerika i USA, der vejer 420 tons.

Der er næsten 250 typer kobber, men kun 20 typer bruges i industrien. De mest almindelige af dem:

Chalcozin

En forbindelse af mineraler indeholdende svovl (20%) og kobber (80%). Det kaldes "kobberglans" på grund af dets karakteristiske metalliske glans. Malmen har en tæt eller granulær struktur af sort eller grå nuance.

Kalkopirit

Metallet er af hydrotermisk oprindelse og findes i skarns og greisens. Oftest er det en del af polymetallisk malm sammen med galena og sphalerit.

Bornite

Et almindeligt mineral af sulfidklassen i naturen, et af hovedelementerne i kobbermalm. Den har en karakteristisk blålilla nuance. Indeholder kobber (63,33%), jern (11,12%), svovl (25,55%) og sølvurenheder. Det forekommer i form af tætte, finkornede masser.

Metoder til udvinding af kobbermalm

Afhængigt af minens dybde anvendes åbne og lukkede metoder til metaludvinding.

I lukket (underjordisk) minedrift bygges miner flere kilometer lange. Minerne er udstyret med elevatorer til at flytte arbejdere og udstyr, samt til at transportere mineraler til overfladen.

Under jorden skal stenen knuses ved hjælp af specielt boreudstyr med pigge. Derefter samles malmen og læsses ved hjælp af spande.

Den åbne metode er relevant, når aflejringerne er placeret i en dybde på 400-500 meter. Først fjernes det øverste lag af gråbjerg, hvorefter kobbermalmen fjernes. For at gøre det nemmere at få hårde sten bliver det først ødelagt med sprængstoffer.

Dagbrudsmetode til udvinding af kobbermalm

Der er to hovedmetoder til fremstilling af kobber:

• pyrometallurgisk;
• hydrometallurgisk.

Den første metode involverer brandraffinering af metal og giver dig mulighed for at behandle ethvert råmateriale med udvinding af alle nyttige elementer. Ved hjælp af denne teknologi er det muligt at opnå kobber selv fra dårlig bjergart, hvor metalindholdet er under 0,5%. Den anden metode bruges som regel kun til forarbejdning af oxideret eller naturlig malm med lavt kobberindhold.

Udvinding af kobbermalm i verden

Kobberminer er ikke koncentreret i specifikke geografiske områder, men findes i forskellige lande. I Amerika udvikles chalcocitaflejringer i staterne Nevada og Arizona. Aflejringer af kobberoxid, cuprit, er almindelige i Cuba. Kobberchlorid udvindes i Peru.

Der er næsten ingen kilder til berigede malme tilbage i verden, der er blevet udvundet i flere hundrede år, så alle de rige miner er længe blevet udviklet. I industrien er det nødvendigt at bruge lavkvalitetsmineraler (op til 0,5% kobber).

Interessant! Med hensyn til global produktion ligger kobber på tredjepladsen efter jern og aluminium.

Førende lande inden for kobbermalmreserver og produktion

Listen over lande rige på kobbermalm omfatter: Chile, Amerika, Kina, Kasakhstan, Polen, Indonesien, Zambia. Den Russiske Føderations andel af verdens malmproduktion er 9% (det er tredjepladsen efter Chile og USA). Chile er førende inden for mineralreserver, der indeholder 33% af verdens kobber.

De største miner er:

• Chuquicamata mine (Chile). Udvikling er blevet udført i mere end 100 år, i denne periode blev der udviklet 26 millioner tons metal;

• Escondida mine (Chile). Minedrift har været udført siden 1990;

• Grasberg mine (Indonesien).

For nylig blev store miner opdaget i Peru (Antamina), Brasilien (Salobu) og Kasakhstan (Nurkazgan).

Eksperter siger, at mængden af ​​økonomisk levedygtig kobber er mere end 400 millioner tons. over hele verden.

Udvinding af kobbermalm i Rusland

Strukturen af ​​kobberråmaterialebasen i Rusland adskiller sig væsentligt fra verdensmarkedet. Hovedandelen i det falder på sulfidkobber-nikkel (40%) og pyrit (19%) miner. Mens der i andre lande er porfyrkobberaflejringer og kobbersandsten dominerende.

Kobbermalmforekomster i Rusland

Som svar på spørgsmålet om, hvor kobbermalm udvindes i Rusland, bør Taimyr Autonome Okrug først fremhæves. Mere end 60% af alle kobbermalmforekomster i Rusland er koncentreret i Oktyabrsky-, Tapakhninsky- og Norilsk-forekomsterne. Omkring en tredjedel af mineralet udvindes i Ural kobbermineregionen.

En stor Udokan-mine er blevet opdaget i Chita-regionen, som endnu ikke er udviklet på grund af uudviklet transportinfrastruktur. Ifølge ekspertdata vil de udnyttede forekomster i Den Russiske Føderation ikke vare mere end 30 år.

Kobber er et duktilt metal af gylden-pink farve, som i sin rene form findes i naturen oftere end guldklumper eller sølv. Men kobber udvindes hovedsageligt fra kobbermalm - naturlige mineralformationer. Det meste kobber findes i sulfidmalme. I oxidationszoner findes kobber i de fleste silikater, carbonater og oxider. Kobber findes også i sedimentære bjergarter: skifer og kobbersandsten.

Moderne videnskab kender mere end 200 mineraler, der indeholder kobber. I industrien bruges metal ekstraheret fra sulfater oftest, herunder:

• Chalcocit (79% kobber);
• Bornit (op til 65%);
• Kalkopirit eller kobberkis (ca. 35%).

Kobber er også indeholdt i kobber-nikkel-forbindelser. Den mest berømte af dem er cubanit (op til 45% kobber). Af de oxiderede malme er det værd at bemærke cuprit (88%), malakit (op til 58%), azurit (op til 56%). Nogle gange er der aflejringer af naturligt kobber.

Karakteristika og typer af kobber

Kobber er et af de første metaller, som folk begyndte at bruge. Det kemiske symbol er Cu (cuprum). Dette metal har høj varmeledningsevne, korrosionsbestandighed og elektrisk ledningsevne. Kobber smelter ved lave temperaturer, er fremragende til lodning, og metallet er nemt at skære og bearbejde.

Nogle kobberforbindelser kan være giftige for mennesker. Høje niveauer af kobber i vand og mad kan forårsage lever- og galdeblæresygdomme. Stenbrud efterladt efter kobberminedrift bliver kilder til toksiner. For eksempel anses Berkeley Pit Lake, der er dannet i krateret i en tidligere kobbermine, for den mest giftige sø i verden. Men kobbers bakteriedræbende egenskaber er uforholdsmæssigt højere. Det er bevist, at kobber hjælper med at bekæmpe influenzavirus og ødelægger stafylokokker.

I industrien bruges kobber sjældent i sin rene form. Følgende legeringer har fundet større anvendelse:

• Messing (en legering af kobber og zink);
• Bronze (med tin);
• Babbitts (med bly);
• Cupronickel (med nikkel);
• Dural (med aluminium);
• Smykkelegering (med guld).

Kobberforekomster og minedrift

Den største kobberforekomst i verden ligger i Chile - Esconida-bruddet. Store forekomster af naturligt kobber blev opdaget her.

Andre store indskud:

• Miner på Keweenaw-halvøen (USA, Michigan);
• Chuquicamata-minen i Chile (op til 600 tusinde tons om året);
• Corocoro-minen i Bolivia;
• Gumishevsky-minen (Mellem Ural, Rusland) - nu udtømt;
• Levikha-flodens dal (Mellem Ural, Rusland);
• Gabbro-massivet (Italien).

Ifølge US Geological Survey tilhører de største kobberforekomster Chile. Dernæst kommer USA, Rusland, Peru og Mexico.

Kobberminemetoder:

• Åben;
• Hydrometallurgisk - når kobber udvaskes fra klippen med en svag opløsning af svovlsyre;
• Pyrometallurgisk - består af flere trin (koncentrering, ristning, smeltning til mat, udrensning og raffinering).

Omhyggelig håndtering af kobbermalm

Kobbermalme er en ikke-fornyelig ressource, og derfor kræver deres udvikling omhyggelig behandling, både i minedriftsmetoder og i industriel forarbejdning.

Industrien bliver i stigende grad mere krævende for konstante mængder af modtagne ressourcer, hvilket fører til deres gradvise udtømning. For at gøre dette er det nødvendigt at kontrollere udvindingen af ​​kobbermalm mere omhyggeligt sammen med andre ikke-fornybare ressourcer såsom olie, naturgas og bruge dem mere omhyggeligt og rationelt, både i industrielt og husligt forbrug.

Kobber applikationer

Kobber er et af de vigtigste ikke-jernholdige metaller, som har fundet anvendelse i næsten alle områder af menneskelig aktivitet.

• Elektrisk industri (ledninger, ledninger);
• Maskinteknik (starter, elruder, radiatorer, kølere, lejer);
• Skibsbygning (skrogbelægning);
• Konstruktion (rør, rørledninger, tag- og beklædningsmaterialer, badekar, vandhaner, håndvaske);
• I kunst (smykker, statuer, mønter);
• I hverdagen (klimaanlæg, mikrobølgeovne, mønter, fødevaretilsætningsstoffer, musikinstrumenter).

Interessant nok er Frihedsgudinden lavet af kobber. Dens konstruktion krævede omkring 80 tons metal. Og i Nepal betragtes kobber som et helligt metal.

Kobber er blandt de mest almindelige elementer og er på en sjetteogtyvendeplads. Normalt findes det i det naturlige miljø i form af separat placerede rene nuggets, men for nylig er sådanne fund blevet mindre og mindre almindelige. Sådanne aflejringer udgør derfor kun en minimal andel af metalproduktionen.

Hovedparten af ​​kobber udvindes fra klipper, hvori det findes, ofte i kombination med andre metaller. Der er et stort antal kobbermineraler. Men i den metallurgiske industri er de mest værdifulde typer:

• kobberkis;
• malakit;
• kalkpyrit;
• azurit

Den Russiske Føderation er en af ​​de fem verdensledere - lande, hvor kobberminedrift tegner sig for den største andel og bringer de mest frugtbare resultater. Ofte udvindes kobber, som ikke er placeret for dybt i forhold til jordens overflade, ved minedrift i dagbrud. Til dette formål graves store stenbrud eller udskæringer. Disse åbne kobberminesteder kan være flere kilometer brede. Dybden af ​​stenbruddene kan strække sig over mere end hundrede meter. På denne måde udvindes omkring to tredjedele af alt produceret kobber. Men i tilfælde, hvor kobberaflejringer er placeret dybt under jorden, bygges specielle strukturer, der er designet til at udtrække elementet under jordens lag. De kaldes miner. I Rusland udvindes kobber ved hjælp af både den første og anden metode.

Kobber som grundstof

Kobber er det niogtyvende element i det periodiske system, som kan findes både i dets oprindelige derivat og i sammensætningen af ​​naturlige mineraler. Disse omfatter kobberkis eller chalcopyrit, kobberglans eller chalcocit og malakit.

Dette element vises i form af metal, hvis skygge er rød. Hvis du knækker kobberet, kan du se, at farven indeni er lyserød. Den er meget formbar og tyktflydende. På grund af dets egenskaber er kobber en fremragende strømleder, og ifølge dette kriterium er det kun næstefter sølv, og kommer på andenpladsen.

Kobber leder også varme godt. Sådanne egenskaber gør elementet uundværligt for den elektriske industri - det bruges hovedsageligt i sin rene form. Mere end halvtreds procent af alt kobber udvundet på Den Russiske Føderations territorium forbruges til behovene i denne type industri.

Hvis vi taler om egenskaberne af kobber som et kemisk grundstof i det periodiske system, så interagerer det lidt med andre grundstoffer. Hvis kobber udsættes for fri luft, bliver dets overflade grønlig, hvilket forklares af udseendet af dets grundlæggende carbonat, som danner en grøn hinde på det øverste lag af kobber.

Kobbersalte er meget udbredt i husholdninger. Da de er giftige, bruges de til skadedyrsbekæmpelse. De bruges også aktivt som gødning og katalysatorer. Kobberlegeringer som messing, bronze og cupronickel bruges også ikke mindre.

I form af malm er kobber som regel placeret i "virksomheden" af flere eller et metaller. Meget ofte er dette guld, sølv samt platin, nikkel eller bly og vismut. En stor mængde kobber udvindes fra et mineral som bornit, hvis andet navn er plettet malm.

Struktur af den russiske råvarebase af kobber

I modsætning til alle lande i verden består fyrre procent af den russiske råvarebase af kobber-nikkelsulfidaflejringer. Og nitten procent er pyritaflejringer.

Og dette giver Rusland en fordel i forhold til andre lande, da deres vigtigste reserver er placeret i porfyr kobberforekomster. Krasnoyarsk malmregionen er rig på kobber- og nikkelaflejringer. Her er hovedsageligt sulfidaflejringer.

Hovedparten af ​​alle kobberforekomster i de russiske vidder er placeret i Ural og i Trans-Baikal-territoriet. I alt udvindes mere end fyrre procent af den samlede mængde af alt kobber, der ejes af landet.

Orenburg- og Chelyabinsk-regionerne har det største potentiale for at øge kobberproduktionen. Trans-Baikal-regionen er rig på geologiske og industrielle kobberaflejringer i kobbersandsten.

Kemerovo-regionen, Buryatia, Altai-territoriet og Nordkaukasus er rige på kobberkis malmforekomster. I øjeblikket kommer hovedparten af ​​udvundet kobber fra Udokan-forekomsten. I øjeblikket er det den største indskud i Den Russiske Føderation.

Der er opdaget flere nye kobberaflejringer i Fjernøsten og Ural, som tilhører den porfyritiske kobbertype.

Vigtigste kobberaflejringer

Undergrundsbruger, felt	Geologisk-industriel type	Reserver, tusind tons WO3		Andel af balancereserver i Den Russiske Føderation, %	WO3-indhold i malme, %	Produktion i 2012, t WO3
		A+B+C1	C2
OJSC MMC Norilsk Nikkel
Oktyabrskoye (Krasnoyarsk-regionen)	Sulfid kobber-nikkel	14631	5723	22,3	1,65	351
Talnakhskoe (Krasnoyarsk-regionen)	Sulfid kobber-nikkel	7877,2	2728,2	11,6	1,11	80,6
Norilsk I (Krasnoyarsk-regionen)	Sulfid kobber-nikkel	773,1	836,1	1,8	0,48	13,9
OJSC "Kola MMC"
Zhdanovskoe (Murmansk-regionen)	Sulfid kobber-nikkel	765,6	227,2	1,1	0,3	12,2
OJSC "Gaisky GOK"
Gayskoye (Orenburg-regionen)	Kobberkis	4555,6	478,5	5,5	1,3	62,5
LLC "Bashkir kobber"
Yubileiny (Republikken Bashkortostan)	Kobberkis	1360,2	46	1,5	1,7	36,2
Podolsk (Republikken Bashkortostan)	Kobberkis	1701,3	16,7	1,9	2,11	0
LLC "Baikal Mining Company"
Udokanskoe (Trans-Baikal-territoriet)	Kuberagtige sandsten	14434,6	5519,6	21,8	1,56	0
LLC "GDK Baimskaya"
Gerbil (Chukchi Autonome Okrug)	Porfyr kobber	2606,2	1124,5	4	0,83	0
LLC "GRK Bystrinskoye"
Bystrinskoye (Trans-Baikal Territory)	Skarn kobber-magnetit	1717,5	355,9	2,3	0,78	0
CJSC "Mikheevsky GOK"
Mikheevskoe (Chelyabinsk-regionen)	Porfyr kobber	1264,3	299,7	1,7	0,44	1,4
CJSC "Tominsky GOK"
Tominskoe (Chelyabinsk-regionen)	Porfyr kobber	743,3	793,2	1,7	0,47	0
OJSC "Svyatogor"
Volkovskoe (Sverdlovsk-regionen)	Vanadium-jern-kobber	1612,2	153,4	1,9	0,64	6,6

Kobber Ural

De største kobberforekomster i forhold til hele det russiske territorium er placeret i Ural. For at forenkle udvindingen af ​​kobberelementet fra de malme, hvor dets tilstedeværelse er meget lille. Denne metode kaldes hydrometallurgisk. Det bruges også i tilfælde, hvor det er nødvendigt at udvinde kobber fra det, der er affald fra andre metallurgiske industrier.

Grundlaget for den hydrometallurgiske metode er omdannelsen af ​​komplekst opløselige forbindelser af det krævede element til simplere, der lettere opløses. Dernæst kommer processen med at udvinde dem fra den resulterende opløsning. Denne procedure udføres ved hjælp af flere metoder, men de mest almindelige af dem er:

• udvaskning af opløsning;
• brug af ionbytterharpikser;
• elektrolyse.

Udokan kobberforekomst

Denne aflejring er placeret i Trans-Baikal-territoriet på en højderyg kaldet "Udokan". Dette område er seismisk farligt og ligger i permafrostzonen. Udokan er den største kobberforekomst i Rusland. Det spiller en vigtig rolle i udvindingen af ​​dette element over hele verden, idet det er på tredje trin. De malme, der findes i denne mine, består næsten udelukkende af kobber og har kun en lille mængde sølv i deres sammensætning.

Opdagelsen af ​​Udokan-aflejringen fandt sted i sidste århundrede, eller mere præcist i 1949. Det første hoveddirektorat for USSR Ministeriet for Geologi sendte en skovbrugsekspedition til Udokan, som gjorde den første opdagelse. I løbet af de næste seks år fandt en detaljeret undersøgelse af denne forekomst sted, og der blev lagt store planer for dens udvikling. Men uventet, efter endnu et år, var alt arbejde fuldstændig fastfrosset.

Efter yderligere ti år blev de igen aktivt interesserede i deponeringen, tog mange forskellige prøver og udførte et stort antal andre undersøgelser, men igen blev alt arbejde helt uventet stoppet. Det var først i 2008, at depositum begyndte at blive aktivt udviklet. Dens udvikling foregår i en åben-pit måde - kobber udvindes fra et stenbrud. I øjeblikket er kobberforekomsterne i denne forekomst storstilet, og mere end tredive tusinde tons malm udvindes herfra hvert år.

Sorsk kobber-molybdæn forekomst

Denne kilde er placeret i skæringspunktet mellem to tektoniske zoner - nordvestlige og nordøstlige, nær Batenevsky Ridge. De vigtigste mineraler, der omfatter kobber og udvindes her, er molybdenit, chalcopyrit og pyrit.

Denne aflejring blev dannet på grund af det faktum, at højtemperaturprocesser regelmæssigt fandt sted i dette område. Det er opdelt i flere komponenter - vestlige og østlige, som igen er adskilt fra hinanden af ​​et goldt mellemrum.

Denne forekomst udvikles også ved minedrift i dagbrud, og dens dele - østlige og vestlige - er udviklet i varierende grad. Den anden er blevet mestret næsten dobbelt så meget som den første.

Malmen her beriges ved flere processer. Denne procedure foregår på flere måder:

1. i kegleformede knusere knuses mineraler fire gange;
2. vådslibning ved hjælp af specielt udstyrede møller samt klassificeringsanordninger lavet i en spiralform;
3. flotation, opdelt i to faser - selektiv og kollektiv;
4. efterbehandling af kobber- og molybdænkoncentrat;
5. dehydrering;
6. tørring;
7. blanding.

Driften af ​​forarbejdningsanlægget er afhængig af genbrugsvandforsyning.

Sibay kobber-zink-pyrit aflejring

Denne aflejring er ikke kun kobber, men også zink og pyrit. Det er beliggende nær byen Sibay, som ligger i Bashkortostan. Opdagelsen af ​​denne forekomst fandt sted i 1913, men den begyndte at blive udviklet kun to årtier senere.

Fra vest til øst er Sibay kobber-zink-pyrit-forekomsten begrænset af forkastninger. Her udvindes malme udelukkende efter den lukkede metode. I begyndelsen af ​​det tyvende århundrede blev der bygget en mine på forekomsten. Dens dybde overstiger fire snese meter.

Senere, i 2004, blev der dannet en filial på stedet for Sibay-depotet, som kaldes "Uchalinsky GOK".

De vigtigste problemer i kobbermineindustrien

I dag er et af hovedproblemerne i kobbermineindustrien dens indeslutning. Det skyldes, at jorden gradvist bliver fattigere, ressourcerne udtømmes, og det bliver sværere og sværere at udvinde malm.

Den udtømte ressourcebase fører til, at mange virksomheder, der er involveret i aktiviteter relateret til udvinding af kobbermalm, står over for store økonomiske vanskeligheder, og ikke alle virksomheder formår at komme igennem dem og vende tilbage til den tidligere arbejdsrytme.

Men det mest alvorlige problem forbundet med udvinding af kobbermalm er alvorlig miljøforurening. På grund af, at der dannes såkaldte lossepladser omkring de dannede stenbrud, fører det til, at der efter malmudvinding falder tungmetaller fra dem ned i jordens lag ved hver regn, hvorfra de overføres af grundvandsstrømme til floder og søer. På det seneste har der været talt om at omdanne disse volde til andenklasses råvarer, som kan bruges i anden produktion og en smule løse problemet med miljøforurening.

Den største kobberminevirksomhed i Rusland

For nylig blev den største kobberminevirksomhed i Rusland lanceret i Chelyabinsk-regionen - Mikheevsky Mining and Processing Plant. Det er det største mineprojekt udviklet i staten siden Sovjetunionens sammenbrud.

Mikheevskoye-forekomsten blev inkluderet på listen over de halvtreds største kobberforekomster i verden. Dens hovedtræk er det lave metalindhold i den udvundne malm, men dens betydelige reserver. Det er planlagt at udvinde mere end atten tons malm fra denne forekomst årligt og over tid at øge de udvundne mængder flere gange.

En enorm mængde penge blev investeret i dette projekt, der beløber sig til femogtyve milliarder rubler. Åbningen af ​​denne virksomhed bidrog til skabelsen af ​​syv hundrede nye job. Personalet på Mikheevsky Mining and Processing Plant inkluderer metallurger-koncentratorer såvel som minearbejdere. Her arbejder beboere i nærliggende områder. I alt tæller virksomhedens personale omkring tusind mennesker.

Ledelsen planlægger at udstyre virksomheden med et 100% vandcirkulationssystem, som lukkes. Udstyret placeret på virksomheden og alle dens systemer vil være udstyret med den nyeste teknologi. Støvopsamlings- og støvdæmpningssystemer vil blive installeret her, hvilket vil lette det vanskeligste arbejde for Mikheevsky GOK-medarbejderne.

Kobber er i dag et metal, der er ekstremt efterspurgt og meget brugt både i hverdagen og i industrien. I naturen kan Cu findes både i sin rene tilstand og i form af malm. Der er flere metoder til minedrift og opnåelse af kobber fra kildebjergarter. Desuden bruges dem alle ret meget i industrien. Hvordan kobber udvindes, vil blive diskuteret i artiklen.

Lidt historie

I hvilket område kobber begyndte at blive udvundet og brugt af mennesker for første gang i oldtiden, var arkæologer desværre ikke i stand til at finde ud af. Man ved dog med sikkerhed, at det var dette metal, som folk var de første til at bearbejde og bruge i hverdagen.

Kobber blev kendt for mennesket tilbage i stenalderen. Nogle klumper af dette metal fundet af arkæologer bærer spor af bearbejdning med stenøkser. I begyndelsen brugte folk kun kobber som smykker. På samme tid brugte folk i oldtiden udelukkende nuggets af dette metal, som de fandt, til fremstilling af sådanne produkter. Senere lærte man at bearbejde kobberholdig malm.

Mange folk fra antikken havde en idé om, hvordan Cu udvindes, og hvordan det behandles. Arkæologer har fundet masser af beviser for dette. Efter at mennesket lærte at lave legeringer af kobber og zink, begyndte bronzealderen. Faktisk blev selve navnet "kobber" engang opfundet af de gamle romere. Sådant metal blev bragt til dette land hovedsageligt fra øen Cypern. Det er derfor romerne kaldte det aes cyprium.

Da dette metal engang blev brugt meget bredt i hverdagen af ​​mennesker, var teknologierne til dets udvinding naturligvis udviklet ret avanceret. Vores forfædre opnåede hovedsageligt kobber fra malakitmalme. En blanding af sådant materiale og kul blev anbragt i en lerbeholder og anbragt i en grube. Dernæst blev massen i gryden sat i brand. Den resulterende carbonmonoxid reducerede malakit til kobber.

Reserver i naturen

Hvor kan du udvinde kobber i naturen i dag? I øjeblikket er aflejringer af dette populære metal blevet opdaget på alle jordens kontinenter. Samtidig anses Cu-reserver for at være praktisk talt ubegrænsede. Geologer i dag finder flere og flere nye forekomster af rent kobber, såvel som malme, der indeholder det. For eksempel udgjorde verdensreserverne af dette metal i 1950 90 millioner tons. I 1970 var dette tal allerede steget til 250 millioner tons, og i 1998 - til 340 millioner tons I øjeblikket antages det, at kobberreserverne på planeten udgør mere end 2,3 milliarder tons.

Forekomster og metoder til udvinding af rent kobber

Som allerede nævnt brugte folk oprindeligt kobber i hverdagen. Naturligvis udvindes sådan rent kobber stadig i dag. Klumper af dette metal dannes i jordskorpen som et resultat af eksogene og endogene processer. Den største kendte forekomst af naturligt kobber på planeten er i øjeblikket placeret i USA, i Lake Superior-regionen. I Rusland forekommer indfødt kobber i Udokan-aflejringen såvel som nogle andre steder i Transbaikalia. Derudover er svaret på spørgsmålet om, hvor kobber kan udvindes i Rusland i form af nuggets, Ural-regionen.

I naturen dannes rent metal af denne sort i oxidationszonen af ​​kobbersulfataflejringer. Typisk indeholder nuggets omkring 90-99% kobber i sig selv. Resten kommer fra andre metaller. Under alle omstændigheder er svaret på spørgsmålet om, hvordan indfødt kobber udvindes, leveret af to hovedteknologier. Sådanne forekomster, ligesom malmforekomster, udvikles ved hjælp af lukkede mine- eller åbne brudmetoder. I det første tilfælde anvendes teknologiske processer som boring og minedrift.

Kobberklumper kan veje meget. De største af dem blev engang fundet på Lake Superior i USA. Vægten af ​​disse nuggets var omkring 500 tons.

Vi fandt ud af, hvor der udvindes kobber i Rusland. Disse er hovedsageligt Transbaikalia og Ural. I vores land fandt man naturligvis også på forskellige tidspunkter meget store klumper af dette metal. For eksempel blev kobberstykker, der vejede op til flere tons, ofte fundet i Mellem-Ural. En af disse nuggets, der vejer 860 kg, opbevares nu i St. Petersborg, i Museum of the Mining Institute.

Kobbermalm og deres aflejringer

I øjeblikket anses det for at være økonomisk rentabelt og hensigtsmæssigt at opnå Cu, selvom det er indeholdt i klippen mindst 0,3%.

Oftest udvindes følgende sten i naturen i dag for at udvinde kobber industrielt:

bornitter Cu 5 FeS 4 - sulfidmalme, ellers kaldet kobberlilla eller broget pyrit og indeholdende ca. 63,3 % Cu;

chalcopyrites CuFeS 2 - mineraler af hydrotermisk oprindelse;

chalcocit Cu 2 S indeholdende mere end 75 % kobber;

cupriter Cu 2 O, ofte også fundet på steder med hjemmehørende kobberaflejringer;

malakiter, som er kulsyreholdige kobbergrønt.

Den største kobbermalmforekomst i Rusland ligger i Norilsk. Sådanne sten udvindes også i store mængder nogle steder i Ural, Transbaikalia, Chukotka, Tuva og Kola-halvøen.

Hvordan kobbermalmforekomster udvikles

Forskellige typer sten, der indeholder Cu, såvel som nuggets, kan udvindes på planeten ved hjælp af to hovedteknologier:

lukket;

åben.

I det første tilfælde bygges miner ved forekomsten, hvis længde kan nå flere kilometer. For at flytte arbejdere og udstyr er sådanne underjordiske tunneler udstyret med elevatorer og jernbanespor. Stenknusning i miner udføres ved hjælp af specielt boreudstyr med pigge. Kobbermalm opsamles og læsses for at blive sendt ovenpå ved hjælp af spande.

Hvis aflejringerne ikke er placeret længere end 400-500 m fra jordoverfladen, udvindes de ved hjælp af åben-pit-metoden. I dette tilfælde fjernes det øverste klippelag i marken først ved hjælp af eksplosive anordninger. Dernæst fjernes selve kobbermalmen gradvist.

Metoder til at opnå metal fra sten

Vi har således fundet ud af, hvordan kobber, eller rettere malme, der indeholder det, udvindes. Men hvordan får virksomhederne efterfølgende selv Cu?

Der er tre hovedmetoder til at udvinde kobber fra klipper:

elektrolytisk;

pyrometallurgisk;

hydrometallurgisk.

Pyrometallurgisk flotationsmetode

Denne teknologi bruges normalt til at isolere kobber fra sten, der indeholder 1,5-2% Cu. Sådant materiale udsættes for berigelse ved flotationsmetode. I dette tilfælde:

malmen males omhyggeligt til det fineste pulver;

bland det resulterende materiale med vand;

specielle flotationsreagenser, som er komplekse organiske stoffer, tilsættes massen.

Flotationsreagenser dækker små korn af forskellige kobberforbindelser og giver dem ikke-vædning.

På næste trin:

stoffer, der skaber skum, tilsættes vandet;

lede en stærk luftstrøm gennem suspensionen.

Lette tørre partikler af kobberforbindelser klæber som et resultat til luftboblerne og flyder til toppen. Skummet, der indeholder dem, opsamles, presses ud af vandet og tørres grundigt. Som et resultat opnås et koncentrat, hvorfra groft Cu derefter isoleres.

Hvordan kobber udvindes fra malm: beneficiation ved ristning

Flotationsmetoden bruges ret ofte i industrien. Men nogle gange bruges risteteknologi også til at berige kobbermalm. Denne teknik bruges oftest til malme, der indeholder store mængder svovl. I dette tilfælde forvarmes materialet til en temperatur på 700-8000 °C. Som følge heraf oxiderer sulfider, og svovlindholdet i bjergarten falder.

På næste trin smeltes den malm, der er fremstillet på denne måde, i skaktovne ved en temperatur på 14500 °C. I sidste ende, når du bruger denne teknologi, opnås mat - en legering af kobber og jern. Denne forbindelse forbedres yderligere ved indblæsning af omformere. Som et resultat bliver jernoxid til slagge og svovl til SO4.

At opnå rent kobber: elektrolyse

Ved hjælp af flotation og ristemetoder opnås blisterkobber. Faktisk indeholder et sådant materiale omkring 91% Cu. For at opnå renere kobber udsættes groft kobber efterfølgende for raffinering.

I dette tilfælde støbes først tykke anodeplader af primær kobber. Næste:

tag en opløsning af kobbersulfat i badet;

hæng anodeplader i badeværelset;

Tynde plader af rent kobber bruges som katoder.

Under elektrolysereaktionen opløses kobber ved anoderne, og der sker aflejring ved katoderne. Kobberioner bevæger sig mod katoden, tager elektroner fra den og omdannes til Cu+2+2e?>Cu-atomer.

Kobbersulfat opnås ved langsom oxidation af sulfidmalm med oxygen til kobbersulfat CuS + 2O 2 > CuSO 4. Efterfølgende udvaskes saltet med vand.

Hydrometallurgisk metode

I dette tilfælde bruges svovlsyre til at udvaske og berige kobber. Som et resultat af reaktionen ved brug af denne teknologi opnås en opløsning mættet med Cu og andre metaller. Kobber isoleres derefter fra det. Ved hjælp af denne teknik er det udover blisterkobber muligt at opnå andre metaller, herunder ædle. Under alle omstændigheder bruges denne teknologi oftest til at isolere Cu fra sten, der ikke er for rige på det (mindre end 0,5%).

Kobber derhjemme

Isolering af dette metal fra malme mættet med det er derfor en relativt enkel sag teknologisk. Nogle er derfor interesserede i, hvordan man udvinder kobber derhjemme. Det vil dog være meget vanskeligt at opnå dette metal fra malm, ler osv. med egne hænder uden særligt udstyr.

Nogle er for eksempel interesserede i, hvordan man udvinder kobber fra ler med egne hænder. Faktisk er der i naturen aflejringer af dette materiale, som også er rigt på Cu. Men desværre er der ingen kendte gennemprøvede teknologier til fremstilling af kobber fra ler derhjemme.

Du kan prøve at isolere dette metal med dine egne hænder derhjemme, måske kun fra kobbersulfat. For at gøre dette skal sidstnævnte først opløses i vand. Dernæst skal du blot placere noget jernobjekt i den resulterende blanding. Efter nogen tid vil sidstnævnte - som følge af substitutionsreaktionen - være dækket af en kobberbelægning, som så blot kan renses af.

Metaller i kobberundergruppen er kendetegnet ved lav kemisk aktivitet, af denne grund findes de i form af kemiske forbindelser såvel som nuggets. For mange århundreder siden kunne kobber kun findes i form af svovlforbindelser - chalcopyrit og chalcocit. Dette skyldes, at kobber har en høj kemisk affinitet til svovl. De fleste primære malme indeholder kobber i sulfidform - CuS.
Over tid, især under forhold med vulkansk aktivitet, under påvirkning af store mængder ilt, blev kobbersulfider til oxider. Kobberklumper blev dannet i naturen under kraftig opvarmning af oxideret svovlmalm. For eksempel, hvis oxiderede kobbermineraler og svovlmalme lå under et tykt lag af sten, blev de opvarmet af naturkatastrofer og jordisk varme. I sådanne naturlige "metallurgiske butikker" blev kolossale mængder kobber smeltet. En guldklump på 420 tons blev fundet i Nordamerika. Dette er dog sjældent hjemmehørende kobber på planeten er cirka 1%.

Verdens kobberforekomster

Meget kobber er ligesom andre mineraler placeret på bunden af ​​havene. I bunden er der klynger af runde sten indeholdende cirka 0,5 % kobber. Ifølge analysen af ​​geologer når reserverne af kobbermalm i havet op på 5 milliarder tons.
Der er næsten 250 kobbermineraler, men kun 20 bruges industrielt. De vigtigste kobbermalme omfatter:

• chalcocit - Cu 2 S, som indeholder 79,8% kobber
• chalcopyrit - CuFeS 2, som indeholder 30% kobber. Denne malm tegner sig for næsten 50% af alle kobberforekomster
• bornit - Cu 5 FeS 4, indeholder fra 52 til 65% kobber
• covellite - CuS, indeholder 64% kobber.

Ifølge genetiske og industrigeologiske parametre er kobberaflejringer:

• stratiform, som omfatter kobberskifer og sandsten
• pyrit. Denne gruppe omfatter naturligt kobber og venekobber
• hydrotermisk
• magmatisk, herunder de mest almindelige malme af kobber-nikkel-typen
• karbonat. Denne gruppe omfatter jern-kobber- og carbonatitmalme.

Kobberreserver i verden

Den største mængde kobber, cirka 65%, forekommer i Nord- og Sydamerika. Europæiske stater har 15% af ressourcerne, asiatiske stater - 11%, afrikanske stater - 4,5%.
De største bekræftede kobberreserver er registreret i Chile. Næsten 20% af verdens reserver er placeret der. Og i USA - 12,7%. Ud over disse lande er der meget kobber i Polen, Indonesien, Iran, Kasakhstan, Kina, Usbekistan, Filippinerne samt i Zaire, Zambia, Brasilien, Canada, Mexico, Panama, Peru og Australien. I hver af disse stater er der ifølge eksperter omkring 10 millioner tons.

Udvinding af kobbermalm

På grund af det lave kobberindhold i malmen involverer dens udvinding forarbejdning af store mængder sten. For at smelte 1 ton kobber skal der forarbejdes over 200 tons malm.
Kobberminemetoder:

• åben metode. Hvis malmaflejringer er placeret tæt på jordens overflade, er de udviklet på denne måde, dybden af ​​åbne grubedrift er 150-300 m. Metoden er karakteriseret ved lavere tab
• underjordisk metode. Ved hjælp af denne metode udvindes malm fra en dybde på 500 m, og nogle gange fra 800-1000 m.

Der er fem teknologiske systemer til feltudvikling:

• ved hjælp af selvkørende udstyr. Denne teknologi er meget udbredt
• ved hjælp af kontinuerlige vibrationsmekanismer
• ved hjælp af hærdende goaf-tilbagefyldning. I dette tilfælde er der en kontinuerlig udgravning af reserver af kraftige aflejringer med minimale tab. Ved brug af sådanne systemer reduceres tabene med 3-4 gange
• metode til at udvinde malm i vandrette lag. Ved fyldning af goafs (i underjordiske miner) med hærdningsforbindelser anvendes rør foret med gummi eller basalt, hvis levetid er 50-100 gange længere end stål
• cyklisk strømningsteknologi til implementering af minedrift.

Kobberproduktionscentre

Kobberproduktionscentre er til stede i forskellige regioner i Rusland. Kasakhstan har de rigeste malmforekomster. Der er også aflejringer i Ural. Ifølge de seneste data rangerer Rusland først i verden inden for udvinding af kobbermalm.
Kobberværker bygges i umiddelbar nærhed af minerne. Råvarefaktoren er den afgørende komponent på grund af det lave indhold af kraftfoder i råvaren. Der er 11 kobberkomplekser placeret i Ural, der producerer 43% af landets kobber. Ud over vores egne råvarer bruger produktionen også dem, der importeres fra Kasakhstan. Der er også affaldsgenbrugsanlæg. For eksempel bruges svovldioxidgasser, som et biprodukt af kobberminedrift, til at skabe svovlsyre, som derefter bruges til at fremstille gødning.