Paesi leader nella produzione di rame. Tecnologie di estrazione del rame e loro posto nell’industria moderna

Il rame è uno dei primi metalli che le persone hanno iniziato a padroneggiare, la ragione di ciò è la sua disponibilità e il basso punto di fusione. In natura, il rame si presenta sotto forma di pepite molto più spesso dell'oro, dell'argento o del ferro. Tutti questi fattori hanno portato al fatto che lo sviluppo del rame è diventato lo stadio successivo nell'evoluzione dell'umanità, noto come "Età del rame".

Oggi il rame è uno dei metalli non ferrosi (se non il più prezioso) al mondo. Il rame ha un'elevata conduttività elettrica e termica (la seconda più alta conduttività elettrica dopo l'argento), il che spiega l'uso illimitato del rame nello sviluppo e nella progettazione di sistemi elettrici, parti di dissipazione del calore di vari impianti, ecc.

Tuttavia, l’estrazione del minerale di rame e la successiva produzione di concentrati di rame è un processo ad alta intensità di manodopera, poiché il contenuto di rame nel minerale di solito non supera, nella migliore delle ipotesi, il 10%, mentre il valore più comune della concentrazione di rame nel minerale il minerale varia dallo 0,5% al ​​3%. Un altro problema nell'ottenimento di concentrati di rame finiti è che il rame si trova spesso in combinazione con zinco, piombo, oro, argento e altri metalli, il che influisce anche sulla complessità del processo di arricchimento del minerale di rame.

Principali giacimenti di minerali di rame in Russia concentrato negli Urali, nella Siberia orientale e nel Caucaso settentrionale. L'elenco dei principali giacimenti degli Urali situati nella regione di Sverdlovsk comprende Kirovogradskoye, Revdinskoye, Degtyarskoye e Krasnouralskoye. L'estrazione del rame viene effettuata anche in regioni come Chelyabinsk e Orenburg. Importanti giacimenti di rame sono concentrati nel territorio di Krasnoyarsk: depositi di Norilsk, Talnakh, Oktyabrskoye.

Il deposito di rame più grande e unico in Russia, che si trova nella regione di Chita ed è conosciuta come - Campo Udokan. La riserva di minerale di rame nel deposito di Udokan è di circa 24,6 milioni di tonnellate ed è al terzo posto nel mondo. Il campo ha preso il nome per questo motivo posizione geografica, situato a 30 chilometri a sud della stazione ferroviaria di Novaya Chara Territorio del Trans-Baikal sulla cresta dell'Udokan. La roccia del giacimento Udokan è di rame pechannik, i minerali sono rame quasi monometallico e contengono solo una piccola miscela di argento. L'unicità di questo deposito si manifesta nel fatto che composizione minerale Il minerale estratto è caratterizzato da una consistenza eccezionale. Il deposito stesso fu scoperto nel 1949 da una spedizione della prima direzione principale del Ministero dell'Ecologia dell'URSS. Tuttavia, a causa delle conclusioni errate sulla profondità del minerale di rame, non furono proseguite ulteriori ricerche.

L'impianto industriale pilota di Udokan (OPU) è stato messo in funzione dalla commissione statale il 15 febbraio 2006 e comprendeva attrezzature minerarie, di lavorazione e idrometallurgiche per la lavorazione di minerali non ferrosi, ferrosi, rari, metalli nobili per ottenere prodotti commerciali.

Nel 2008, la licenza per il diritto di sviluppare il deposito è stata venduta alla holding Metalloinvest per 15 miliardi di rubli. Dopo 5,5 anni, la società si è impegnata a estrarre dal giacimento 12 milioni di tonnellate di minerale all'anno e dopo sette anni - 36 milioni di tonnellate. Per costruire infrastrutture per garantire un'elevata produttività dell'ulteriore estrazione del rame, Metalloinvest ha promesso di creare un consorzio con lo Stato società Tecnologie russe.

Entro il 2010 sono stati perforati circa 15mila metri di verifica, sono stati perforati pozzi geologici e geomeccanici, sono stati testati più di 1,2mila metri di fossati e più di 2,5mila metri di lavori minerari sotterranei, sono stati prelevati più di cinquemila campioni di solchi e carotaggi per lavori analitici . Sulla base dei risultati, è stato stabilito che la riserva di rame del deposito di Udokan è di 25,7 milioni di tonnellate di rame, 2,7 miliardi di tonnellate di minerale con un contenuto medio di metallo dello 0,95%. Lo sviluppo del deposito di Udokan viene effettuato utilizzando l'estrazione a cielo aperto.

I depositi unici su scala globale includono Talnakhskoe E Oktyabrskoe depositi di minerali di rame-nichel. Molti geologi considerano il campo Oktyabrskoye come una continuazione dell'unico campo Talnakh. Il deposito di Talkhanskoye si trova nel nord-ovest della piattaforma siberiana, fu scoperto nel 1960 dalla spedizione di esplorazione geologica di Norilsk, tre anni dopo iniziò lo scavo del pozzo della miniera Mayak. La miniera stessa divenne pienamente operativa il 22 aprile 1965. Il deposito è attualmente in fase di sviluppo sotterraneo. La lunghezza del campo minato è di 12 km, larghezza massima– 3,5 km. La formazione delle rocce è monoclinale, inclinata verso nord-est con angoli compresi tra 5 e 15°. Si distinguono tre tipi di minerali: disseminati nelle rocce madri, minerali solforati continui alla base dell'intrusione, venati disseminati nelle rocce esocontatto. La composizione del minerale è dominata da pirrotite, pentalandite e calcopirite.

La licenza per lo sviluppo del deposito appartiene a OJSC MMC Norilsk Nickel. Nel 2011, l'azienda ha prodotto dal giacimento: nichel - 55,9 mila tonnellate, rame 72 mila tonnellate.

Campo Degtyarskoye situato nella cintura di pirite di rame degli Urali, fu scoperto nel 1888 e avviato allo sviluppo industriale nel 1914. Il deposito di minerale a forma di nastro può essere rintracciato ad una distanza di circa 5 km e si estende ad una profondità di oltre 600 m. Il minerale principale è la pirite. Il deposito è stato sviluppato sottoterra, ma è stato chiuso a causa della non redditività, sebbene il minerale non sia stato estratto.

Pertanto, sulla base della dinamica e della cronologia dello sviluppo e dello studio dei giacimenti di rame, possiamo dire che un interesse significativo è stato e viene dato al rame. Nonostante tutte le difficoltà, i giacimenti di rame sono uno dei principali giacimenti da sviluppare, a causa dell’uso diffuso del rame nell’industria e vita quotidiana persona e società.

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Il rame è noto all'uomo fin dai tempi antichi; le persone hanno imparato a estrarlo e ad usarlo per creare strumenti, utensili e gioielli. La popolarità di questo metallo oggi è dovuta alla sua elevata conduttività elettrica. Pertanto, viene utilizzato nella produzione di cavi, fili elettrici, nell'industria e nell'ingegneria elettrica.

In Russia, l'estrazione del rame viene effettuata costantemente, senza sosta, vengono aperte nuove miniere e le tecnologie di lavorazione del minerale vengono migliorate.

Caratteristiche geologiche della produzione

Il rame non è contenuto in crosta terrestre V forma pura, è uno dei componenti del minerale. Esistono diversi tipi di minerali contenenti rame:

• la calcocite, detta anche lucentezza del rame, è un minerale che, oltre al rame, contiene zolfo e talvolta argento. Tale minerale è considerato ricco perché contiene fino al 79% di metallo puro;
• la calcopirite è un minerale contenente rame, ferro e zolfo, è il minerale più comune in natura, sostanzialmente tutta la produzione viene effettuata sulla base dello sviluppo dei giacimenti di calcopirite (pirite);
• La cuprite è il minerale con il più alto contenuto di metalli, ma è rara in natura e la scoperta di un giacimento è considerata un grande successo.

Poiché l'estrazione del rame è stata effettuata fin dai tempi antichi, i depositi si sono notevolmente esauriti. Se in precedenza il contenuto di minerale di rame nel suolo era considerato superiore al 5%, oggi vengono sviluppate attivamente miniere con un contenuto dello 0,5%.

Ciò parla non solo dell'esaurimento della roccia, ma anche delle alte tecnologie di lavorazione del minerale e della varietà di metodi di arricchimento, a seguito dei quali è possibile estrarre la massima quantità di metallo dal minerale.

La geografia dei giacimenti di rame è piuttosto estesa; sono presenti in tutti i continenti. Secondo gli esperti, in tutte le aree attualmente esplorate si possono estrarre 5 miliardi di tonnellate. Si tratta di una cifra bassa, ma non indica affatto la scomparsa del metallo.

La lavorazione secondaria del rame gioca un ruolo importante. Questo metallo è facile da fondere e può essere facilmente separato da varie leghe, pertanto l'industria della lavorazione dei prodotti in rame è ampiamente sviluppata;

La fusione ripetuta viene eseguita con perdite minori e vengono spese molte volte meno risorse (manodopera, energia, materiale) rispetto all'estrazione.

Principali giacimenti di rame in Russia

Come si fa: estrazione del rame

In termini di riserve accertate di metallo nelle viscere della Russia, è al 7 ° posto, mentre possiede solo il 3% (20 milioni di tonnellate) del volume totale dei giacimenti di rame. In termini di volumi di produzione, anche la Russia è al settimo posto, ma rappresenta il 4% del volume globale.

I maggiori giacimenti sono concentrati nel distretto amministrativo di Taimyr, tra i quali si stanno attivamente sviluppando i seguenti:

• Noril'sk-1;
• Oktyabrskoe;
• Talnakh.

Ci sono anche depositi attivi nei distretti federali del Volga e degli Urali:

• Uchalinskoe;
• Sibayskoe;
• Gayskoe;
• Yubileinoe è stato scoperto di recente ed è attualmente solo in fase di preparazione per lo sviluppo;
• Podolskoe - ha grandi giacimenti di minerale di rame - è fuori servizio e si trova nella riserva statale.

La regione di Chita è anche ricca di rame; qui si trova uno dei più grandi giacimenti non solo in Russia, ma anche nel mondo: il deposito di Udokan. Qui vengono estratti circa 15 milioni di tonnellate ogni anno, ma lo è al momento non viene sviluppato a pieno regime, la ragione di ciò è la mancanza di infrastrutture.

Non ci sono buoni collegamenti di trasporto, distanza considerevole dagli impianti di lavorazione e arricchimento. Nel prossimo futuro Metalloinvest, la società che possiede il diritto di sviluppare il giacimento di Udokan, prevede di raddoppiare i volumi di produzione.

Le misure per creare un'infrastruttura completa hanno un senso economico: il deposito di Udokan è costituito principalmente da arenarie di rame, che hanno una composizione quasi monometallica con piccole impurità d'argento, il che semplifica notevolmente il processo di arricchimento.

La miniera Talnakh si trova nella parte nord-occidentale della piattaforma siberiana. È anche uno dei più grandi giacimenti in Russia in termini di volumi di minerale di rame, la cui particolarità è la costanza della composizione con predominanza della calcopirite.

L'estrazione qui viene effettuata sottoterra, la lunghezza totale delle miniere è di 12 km e la larghezza massima è di 3,5 km. Parallelamente al rame, in questo giacimento viene estratto il nichel.

Uno dei depositi più antichi della Russia, che iniziò a svilupparsi industrialmente- Degtyarskoe. Si trova sulla cresta degli Urali, in sviluppo industriale dal 1914, sebbene sia stato esplorato già nel 1888.

Attualmente, il suo sviluppo è stato sospeso a causa del basso contenuto di metalli nel minerale, tuttavia, secondo le stime, qui il minerale contenente miele non è stato ancora estratto. Ma poiché lo sviluppo di questa miniera viene effettuato sottoterra ed è piuttosto costoso, le miniere attualmente non sono redditizie.

Come viene effettuato il processo di estrazione del minerale di rame?

A seconda della profondità alla quale si trovano i giacimenti del minerale di rame, è possibile eseguire il processo di estrazione in modi diversi: sotterraneo e aperto.

Leghe di rame in vari posti produzione

Il sottosuolo prevede la costruzione di miniere che scendono in profondità nel sottosuolo e la loro lunghezza raggiunge talvolta diversi chilometri. Le miniere sono dotate di gabbie ascensori che trasportano lavoratori e attrezzature nel sottosuolo e fungono anche da meccanismo di sollevamento per il minerale estratto in superficie.

Sotto terra, la roccia viene distrutta da speciali meccanismi di perforazione, che sono dotati di grandi spuntoni a forma di cono che incidono il terreno, distruggendolo; Successivamente, con l'ausilio di benne, la roccia viene raccolta e caricata sui veicoli.

Per garantire un funzionamento sicuro nel sottosuolo, vengono create stazioni intermedie per i minatori e vengono create strutture fuori terra: torri che garantiscono il funzionamento degli ascensori. Dopo che la roccia è stata consegnata in superficie, viene inviata agli impianti di lavorazione e lavorazione.

Il metodo minerario a cielo aperto viene utilizzato quando i giacimenti si trovano in profondità, fino a 400 - 500 metri. Prima rimosso strato superiore roccia di scarto, quindi viene estratto il minerale di rame. Questo è abbastanza strato duro e per facilitare il processo vengono utilizzati ordigni esplosivi.

Gli impianti di perforazione posizionano gli esplosivi ad una certa profondità; dopo l'esplosione, la roccia distrutta viene caricata mediante escavatori su autocarri con cassone ribaltabile e rimossa dalla cava. Non lontano dalla cava si trova una stazione di lavorazione del minerale, che viene consegnato qui tramite autocarri con cassone ribaltabile. Ulteriore elaborazione roccia effettuato in modo standard, che viene utilizzato anche per il minerale estratto nel sottosuolo.

Come viene effettuata la produzione del rame

Dopo che il minerale di rame è stato estratto, viene consegnato all'impianto di lavorazione, dove nella prima fase viene frantumato, poiché a volte i pezzi di roccia raggiungono il metro. Ciò avviene su potenti macchine di frantumazione in grado di lavorare fino a 4mila tonnellate di roccia all'ora.

L'impianto rotatorio è costituito da due coni, di cui uno fisso, e da ampie piastre in acciaio ad alta resistenza. All'uscita dal frantoio si ottiene minerale a grana fine, fino a 150 mm, che viene poi inviato lungo un trasportatore ad un impianto di stoccaggio o produzione del minerale.

L'ulteriore arricchimento del rame prevede altre due fasi di macinazione in enormi mulini, da lì viene inviato alle macchine di flottazione, che hanno un volume di vasca di lavoro fino a 300 m 3. Qui la roccia viene mescolata con acqua e uno speciale reagente che favorisce la formazione di polpa - schiuma a cui aderisce il metallo, e la roccia di scarto si deposita.

Sotto l'influenza del flusso d'aria, le bolle con particelle metalliche vengono espulse dal liquido e inviate alla tramoggia intermedia, dove scoppiano e il metallo si deposita. Quindi la composizione entra negli addensanti, dove si accumula e si addensa fino a diventare una sostanza quasi solida (fino al 65%), dopo di che viene inviata alla filtrazione e all'impianto di pressatura.

Al termine del ciclo di arricchimento si ottiene il minerale purificato, che ha una consistenza simile alla sabbia. Inoltre, la produzione viene effettuata negli stabilimenti metallurgici. Dal minerale preparato, che contiene ancora una grande percentuale di zolfo (fino al 50%) e altri metalli: oro, argento, ferro, è necessario estrarre rame e metalli preziosi con perdite minime.

Per questo viene utilizzato un metodo pirometallurgico, che prevede tre fasi:

• fusione per opaco:
• conversione opaca;
• raffinazione elettrolitica.

La produzione inizia con la tostatura del minerale nei forni, durante i quali una parte dello zolfo viene ossidata e una parte viene rimossa mediante gas. La fusione opaca viene effettuata a temperature fino a 1300 o, risultando in due prodotti: una lega di ferro e rame (opaca) e scorie.

Successivamente, la opaca viene inviata agli impianti di avvolgimento, dove la lega liquida viene spurgata aria compressa, sotto questa influenza, si forma ossido ferrico, che interagisce con il flusso e viene rimosso dalla composizione. Il risultato è un rame blister, la cui composizione comprende ancora fino all'1,5% di impurità (rimangono per lo più metalli preziosi che possono essere rimossi mediante raffinazione elettrolitica);

La produzione viene effettuata in bagni speciali dove sono posizionati i catodi: sottili fogli di rame puro, anodi e acido solforico, che funge da elettrolita. Al momento dell'invio corrente elettrica Le particelle di rame si raccolgono al catodo e le particelle d'oro e d'argento si depositano sul fondo, sono chiamate fanghi. Il risultato è il metallo più puro con una quantità minima di impurità, fino allo 0,05%.

Video: valutazione Bazhenov: estrazione del rame

Il rame è uno dei primi metalli ad essere ampiamente utilizzato dall'uomo.

La fusibilità del rame lo rese il primo metallo fuso dall'uomo. Divenne la base dell'emergente metallurgia delle leghe, creando strumenti Età del bronzo. Secoli dopo, l'elevata conduttività elettrica del rame lo rese un materiale di prima scelta per cavi elettrici e generatori. Ha reso possibile la seconda rivoluzione industriale gettando le basi dell'ingegneria elettrica.

Deposito Mikheevskoye di minerali di rame-porfido in Regione di Chelyabinsk- uno dei più grandi giacimenti di rame in Russia: il gruppo internazionale indipendente di consulenza analitica CRU Mikheevskoye è incluso nell'elenco dei 50 maggiori giacimenti di rame del mondo.

1. Attualmente esistono tecnologie che consentono di estrarre il rame dal minerale con un contenuto dello 0,4%! Lo fanno così.

2. Cava.

3. I minerali di rame porfirico qui contengono rame, oro e argento.

Presso il giacimento è stato costruito uno dei più grandi impianti di estrazione e lavorazione del rame in Russia per lavorare fino a 18 milioni di tonnellate di minerale di rame all'anno.

Esplosione di roccia.

5. Per allentare l'ammasso roccioso, le piattaforme di perforazione praticano dei fori nei quali vengono posizionati gli esplosivi.

6. Dopo l'esplosione, gli escavatori iniziano a caricare il minerale negli autocarri con cassone ribaltabile

7. Enormi escavatori minerari Komatsu PC4000 con un volume della benna di 22 metri cubi - affidabili, altamente produttivi ed efficienti - estraggono il minerale di rame dalla cava.

9. Gli autocarri con cassone ribaltabile Komatsu trasportano grandi pezzi di minerale fino a 1 m di diametro al complesso di frantumazione situato nella cava a circa 220 m, e immagazzinano anche la roccia di scarto in discariche. I bulldozer raccolgono le rocce di scarto, ripulendo l'area e formando discariche.

10. È davvero impressionante quando un colosso che pesa più di 300 tonnellate ti sfreccia accanto a una velocità di 50 km/h!

11. Enormi macchine portano la roccia sciolta al “Gyratory Crusher” con una capacità di 4mila tonnellate di minerale all'ora.

12. Scarico.

13. Gli autocarri con cassone ribaltabile riempiono il minerale da entrambi i lati. Successivamente il frantoio frantuma la roccia in pezzi fino a 150 mm per ottenere piccole frazioni

14. Scarico di centottanta tonnellate di minerale nel frantoio.

15. Un frantoio rotatorio è costituito da due coni, tra i quali viene frantumato il prodotto. Il cono fisso ha un piano di lavoro interno rivestito con piastre di acciaio antiusura.

16. Dal frantoio, il minerale viene trasferito su un trasportatore mobile lungo 1.414 m, che lo trasporta all'impianto di lavorazione.

17. Ma una parte del minerale viene versata nel deposito del minerale.

18. L'impianto può operare con le riserve di minerale dal magazzino del minerale per tre giorni.

19. Dal magazzino, il minerale viene fornito direttamente a due trasportatori mediante alimentatori a grembiule, che conducono all'impianto di lavorazione.

20. Il minerale passa attraverso 2 fasi di macinazione in enormi mulini: prima, il minerale di grandi dimensioni viene frantumato utilizzando sfere di macinazione, quindi il minerale di ciottoli viene frantumato in tre frantoi.

21. Mulino.

23. Fondazione di macchine di flottazione.

24. Qui otteniamo la polpa.

25. Polpa - una sospensione di particelle di minerale prezioso e acqua + reagente di flottazione. Il reagente di flottazione bagna le preziose particelle di minerale, ma non bagna le particelle di roccia di scarto. Dopo la miscelazione, l'aria viene fornita alla polpa. Le bolle d'aria fluttuano verso l'alto e catturano particelle di minerale prezioso.

Questa schiuma trasporta minerale prezioso.

La polpa entra quindi in una vasca di decantazione, dove si depositano le particelle di roccia di scarto.

26. Quando una particella di minerale prezioso rivestita con un reagente di flottazione incontra una bolla d'aria, l'acqua, senza bagnare il reagente di flottazione, rotola via dalla superficie della particella. E la particella si attacca alla bolla. I granelli di roccia di scarto vengono bagnati dall'acqua e non si attaccano alle bolle. Bolle d'aria galleggiano insieme alla preziosa roccia.

Il processo è costantemente monitorato. Per l'analisi manuale della polpa l'operatore necessita di 4-5 ore. La macchina effettua questa operazione in pochi minuti.

27. Officina macchine di flottazione.

28. Il ciclo è chiuso. Alcuni tubi trasportano minerale arricchito, altri trasportano roccia di scarto. La schiuma con minerale prezioso viene spostata in una tramoggia di raccolta. Le bolle scoppiano e il minerale si deposita nella tramoggia.

31. L'intero sistema è controllato da tre operatori.

32. Il concentrato risultante entra negli addensanti e viene concentrato al 60–65% di solidi, dopodiché viene inviato alle presse per la filtrazione.

34. Alla fine, la roccia di scarto viene spedita al bacino degli sterili. Il bacino degli sterili ha un ciclo chiuso e l'acqua dopo la chiarificazione viene nuovamente fornita allo stabilimento
riutilizzo.

35. Sono rimasto piacevolmente sorpreso da come funziona questa produzione. Tutto è chiaro e coerente. Mi è piaciuta molto la pulizia e l'attenzione per l'ambiente, cosa molto rara.

Ove possibile, vengono piantati alberi e arbusti. Non c'è smog o scarico. L'aria sopra la pianta è trasparente. Me ne sono andato con il rammarico di non aver avuto il tempo di girare molte cose. Dovrò chiedere di visitare di nuovo.

Il rame, utilizzato attivamente in quasi tutti i settori, viene estratto da vari minerali, il più comune dei quali è la Bornite. La popolarità di questo minerale di rame è spiegata non solo dall'alto contenuto di rame nella sua composizione, ma anche da significative riserve di Bornite nelle viscere del nostro pianeta.

Depositi di minerale di rame

I minerali di rame sono un insieme di minerali che, oltre al rame, contengono altri elementi che ne determinano le proprietà, in particolare il nichel. La categoria del minerale di rame comprende quei tipi di minerali che contengono una quantità tale di questo metallo che è economicamente fattibile estrarlo con metodi industriali. Queste condizioni sono soddisfatte dai minerali il cui contenuto di rame è compreso tra 0,5 e 1%. Il nostro pianeta ha una riserva di risorse contenenti rame, la maggior parte delle quali (90%) sono minerali di rame-nichel.

La maggior parte delle riserve di minerale di rame in Russia si trovano in Siberia orientale, SU Penisola di Kola, nella regione degli Urali. Il Cile è nella lista dei leader nelle riserve totali di tali minerali; i giacimenti si stanno sviluppando anche nei seguenti paesi: Stati Uniti (minerali di porfido), Kazakistan, Zambia, Polonia, Canada, Armenia, Zaire, Perù (minerali di porfido), Congo. , Uzbekistan. Gli esperti hanno calcolato che i grandi giacimenti di rame in tutti i paesi contengono un totale di circa 680 milioni di tonnellate. Naturalmente, la questione di come viene estratto il rame vari paesi, devono essere considerati separatamente.

Tutti i giacimenti di minerale di rame sono suddivisi in diverse categorie, che differiscono per caratteristiche genetiche e geologiche industriali:

• gruppo stratiforme rappresentato da scisti ramati e arenarie;
• minerali di pirite, che includono rame nativo e venato;
• idrotermale, compresi i minerali chiamati rame porfirico;
• ignei, che sono rappresentati dai minerali più comuni del tipo rame-nichel;
• minerali di tipo skarn;
• carbonato, rappresentato da minerali del tipo ferro-rame e carbonatite.

In Russia, viene effettuato principalmente in depositi di scisto e sabbia, in cui il minerale è contenuto nelle forme di pirite di rame, rame-nichel e rame porfido.

Composti naturali contenenti rame

Il rame puro, che è ciò che rappresentano le sue pepite, si trova in natura in piccolissime quantità. Il rame si trova in natura principalmente sotto forma di diversi composti, i più comuni dei quali sono i seguenti.

• La Bornite è un minerale che ha preso il nome in onore dello scienziato ceco I. Born. Questo è minerale di solfuro composizione chimica che è caratterizzato dalla sua formula – Cu5FeS4. La Bornite ha altri nomi: pirite variegata, porpora ramata. In natura, questo minerale si presenta in due forme polimorfiche: tetragonale-scalenoedrico a bassa temperatura (temperatura inferiore a 228 gradi) e cubico-esaottaedrico ad alta temperatura (superiore a 228 gradi). Questo minerale può avere diverse tipologie a seconda della sua origine. Pertanto, la Bornite esogena è un solfuro secondario precoce, che è molto instabile e viene facilmente distrutto dagli agenti atmosferici. Il secondo tipo, la Bornite endogena, è caratterizzata da una composizione chimica variabile, che può contenere calcocite, galena, sfalerite, pirite e calcopirite. Teoricamente minerali di questo tipo possono contenere dal 25,5% di zolfo, più dell'11,2% di ferro e oltre il 63,3% di rame, ma in pratica questo contenuto di questi elementi non viene mai mantenuto.
• La calcopirite è un minerale la cui composizione chimica è caratterizzata dalla formula CuFeS2. La calcopirite, di origine idrotermale, era precedentemente chiamata pirite di rame. Insieme alla sfalerite e alla galena è incluso nella categoria dei minerali polimetallici. Questo minerale, che, oltre al rame, contiene ferro e zolfo, si forma a seguito di processi metamorfici e può essere presente in due tipi di minerali di rame: di tipo metasomatico da contatto (skarns) e metasomatico di montagna (greisens).
• La calcocite è un minerale solforato, la cui composizione chimica è caratterizzata dalla formula Cu2S. Questo minerale contiene una quantità significativa di rame (79,8%) e zolfo (20,2%). Questo minerale viene spesso definito “lucentezza del rame”, poiché la sua superficie appare come un metallo lucido, con sfumature che vanno dal grigio piombo al completamente nero. Nei minerali contenenti rame, la calcocite appare come inclusioni dense o a grana fine.

In natura esistono anche minerali più rari che contengono rame.

• La cuprite (Cu2O), un minerale ossido, si trova spesso in luoghi dove sono presenti malachite e rame nativo.
• Covelline è una roccia solforata formatasi metasomaticamente. Questo minerale, il cui contenuto di rame è del 66,5%, fu scoperto per la prima volta all'inizio del secolo scorso nelle vicinanze del Vesuvio. Ora la covellite viene estratta attivamente in depositi in paesi come Stati Uniti, Serbia, Italia e Cile.
• La malachite è un minerale ben noto a tutti come pietra ornamentale. Sicuramente tutti hanno visto nella foto prodotti realizzati con questo bellissimo minerale o addirittura li possiedono. La malachite, molto popolare in Russia, è carbonato di rame o diidrocoxcarbonato di rame, che appartiene alla categoria dei minerali polimetallici contenenti rame. La malachite ritrovata indica che nelle vicinanze ci sono depositi di altri minerali contenenti rame. Nel nostro paese, un grande giacimento di questo minerale si trova nella regione di Nizhny Tagil; in precedenza veniva estratto negli Urali, ma ora le sue riserve sono significativamente esaurite e non vengono sviluppate.
• L'azzurrite è un minerale che, per la sua blu chiamato anche "smalto di rame". È caratterizzato da una durezza di 3,5–4 unità; i suoi principali giacimenti sono sviluppati in Marocco, Namibia, Congo, Inghilterra, Australia, Francia e Grecia. L'azzurrite è spesso intrecciata con la malachite e si trova in luoghi in cui si trovano depositi di minerali contenenti rame di tipo solfuro.

Tecnologie di produzione del rame

Per estrarre il rame dai minerali e dai minerali di cui abbiamo discusso sopra, l'industria moderna utilizza tre tecnologie: idrometallurgica, pirometallurgica ed elettrolisi. Il metodo pirometallurgico di arricchimento del rame, che è il più comune, utilizza la calcopirite come materia prima. Questa tecnologia implica l'esecuzione di diverse operazioni sequenziali. Nella prima fase viene arricchito il minerale di rame, per il quale viene utilizzata la tostatura ossidativa o la flottazione.

Il metodo della flottazione si basa sul fatto che la ganga e le sue parti contenenti rame vengono bagnate in modo diverso. Quando l'intera massa di roccia viene posta in un bagno con una composizione liquida in cui si formano bolle d'aria, la parte che contiene elementi minerali viene trasportata da queste bolle in superficie, aderendo ad esse. Di conseguenza, sulla superficie del bagno viene raccolto un concentrato: un blister di rame, che contiene dal 10 al 35% di questo metallo. È da un concentrato così polveroso che avviene quanto segue.

La tostatura ossidativa, utilizzata per arricchire i minerali di rame contenenti una quantità significativa di zolfo, ha un aspetto leggermente diverso. Questa tecnologia prevede il riscaldamento del minerale a una temperatura di 700-8000, a seguito della quale i solfuri vengono ossidati e il contenuto di zolfo nel minerale di rame viene ridotto di quasi la metà. Dopo tale tostatura, il minerale arricchito viene fuso in forni a riverbero o a tino ad una temperatura di 14500, risultando in una lega opaca, costituita da solfuri di rame e ferro.

Le proprietà della matte risultante dovrebbero essere migliorate; per questo viene soffiata in convertitori orizzontali senza fornire combustibile aggiuntivo. Come risultato di questo soffiaggio laterale, il ferro e i solfuri vengono ossidati, l'ossido di ferro viene convertito in scorie e lo zolfo viene convertito in SO2.

Il rame blister, ottenuto come risultato di questo processo, contiene fino al 91% di questo metallo. Per rendere il metallo ancora più puro è necessario raffinare il rame, per cui è necessario eliminare da esso le impurità estranee. Ciò si ottiene utilizzando la tecnologia di raffinazione del fuoco e una soluzione acidificata di solfato di rame. Questa raffinazione del rame è detta elettrolitica; permette di ottenere un metallo con una purezza del 99,9%.