Vadošās valstis vara ražošanā. Vara ieguves tehnoloģijas un to vieta mūsdienu rūpniecībā

Varš ir viens no pirmajiem metāliem, ko cilvēki sāka apgūt, iemesls tam ir tā pieejamība un zemā kušanas temperatūra. Dabā varš tīrradņu veidā sastopams daudz biežāk nekā zelts, sudrabs vai dzelzs. Visi šie faktori noveda pie tā, ka vara attīstība bija nākamais cilvēces evolūcijas posms, kas pazīstams kā "Vara laikmets".

Mūsdienās varš ir viens no (ja ne visvērtīgākais) krāsainajiem metāliem pasaulē. Varam ir augsta elektrovadītspēja un siltumvadītspēja (otra augstākā elektrovadītspēja aiz sudraba), kas izskaidro vara neierobežotu izmantošanu elektrosistēmu izstrādē un projektēšanā, dažādu instalāciju siltumu izkliedējošās daļās u.c.

Tomēr vara rūdas ieguve un tai sekojošā vara koncentrātu ražošana ir ļoti darbietilpīgs process, jo vara saturs rūdā parasti nepārsniedz 10%, savukārt vara koncentrācijas vērtība rūdā parasti nepārsniedz 10%. rūdas svārstās no 0,5% līdz 3%. Vēl viena problēma gatavo vara koncentrātu iegūšanā ir tā, ka varš bieži tiek atrasts kombinācijā ar cinku, svinu, zeltu, sudrabu un citiem metāliem, kas arī ietekmē vara rūdas bagātināšanas procesa sarežģītību.

Galvenās vara rūdas atradnes Krievijā koncentrējās Urālos, Sibīrijas austrumos un Ziemeļkaukāzā. Galveno Urālu atradņu sarakstā, kas atrodas Sverdlovskas reģionā, ir Kirovogradskoje, Revdinskoje, Degtyarskoje un Krasnouralskoje. Vara ieguve tiek veikta arī tādos reģionos kā Čeļabinska un Orenburga. Krasnojarskas apgabalā ir koncentrētas ievērojamas vara atradnes: Noriļskas, Talnahas, Oktjabrskoje atradnes.

Lielākā un unikālākā vara atradne Krievijā, kas atrodas Čitas reģionā un ir pazīstams kā - Udokan lauks. Vara rūdas rezerves Udokanas atradnē ir aptuveni 24,6 miljoni tonnu, un tā ieņem trešo vietu pasaulē. Lauks ieguva savu nosaukumu tā dēļ ģeogrāfiskā atrašanās vieta, kas atrodas 30 kilometrus uz dienvidiem no Novaya Chara dzelzceļa stacijas Transbaikāla teritorija uz Udokanas grēdas. Udokanas atradnes iezis ir vara pechanniks, rūdas ir gandrīz monometāla varš un satur tikai nelielu sudraba piejaukumu. Šī depozīta unikalitāte izpaužas faktā, ka minerālu sastāvs Iegūtajai rūdai ir raksturīga izcila konsistence. Pašu atradni 1949. gadā atklāja PSRS Ekoloģijas ministrijas pirmās galvenās direkcijas ekspedīcija. Tomēr nepareizu secinājumu dēļ par vara rūdas dziļumu tālāki pētījumi netika turpināti.

Udokan izmēģinājuma rūpniecisko rūpnīcu (OPU) valsts komisija nodeva ekspluatācijā 2006. gada 15. februārī, un tajā ietilpa ieguves, apstrādes un hidrometalurģijas iekārtas krāsaino, melno, reto rūdu apstrādei, cēlmetāli lai iegūtu komerciālus produktus.

2008. gadā licence par tiesībām attīstīt depozītu tika pārdota Metalloinvest holdingam par 15 miljardiem rubļu. Pēc 5,5 gadiem uzņēmums apņēmās no atradnes iegūt 12 miljonus tonnu rūdas gadā, bet pēc septiņiem gadiem - 36 miljonus tonnu Lai izbūvētu infrastruktūru, lai nodrošinātu turpmākās vara ieguves augstu produktivitāti, Metalloinvest solīja izveidot konsorciju ar valsti. korporācija Russian Technologies.

Līdz 2010. gadam tika izurbti aptuveni 15 tūkstoši metru verifikācijas, ģeoloģisko un ģeomehānisko urbumu, pārbaudīti vairāk nekā 1,2 tūkstoši metru grāvju un vairāk nekā 2,5 tūkstoši metru pazemes raktuvju darbi, analītiskajam darbam ņemti vairāk nekā pieci tūkstoši vagu un serdes paraugu. . Pamatojoties uz rezultātiem, tika noskaidrots, ka Udokanas atradnes vara rezerves ir 25,7 miljoni tonnu vara, 2,7 miljardi tonnu rūdas ar vidējo metāla saturu 0,95%. Udokanas atradnes attīstība tiek veikta, izmantojot atklātās raktuves.

Unikālie noguldījumi globālā mērogā ietver Talnakhskoe Un Oktjabrskoje vara-niķeļa rūdu atradnes. Daudzi ģeologi Oktjabrskoje lauku uzskata par vienotā Talnakh lauka turpinājumu. Talkhanskoje atradne atrodas Sibīrijas platformas ziemeļrietumos, to 1960. gadā atklāja Noriļskas ģeoloģiskās izpētes ekspedīcija, trīs gadus vēlāk sākās Majakas raktuves šahtas rakšana. Pati raktuves pilnībā sāka darboties 1965. gada 22. aprīlī. Pašlaik atradne tiek attīstīta pazemē. Mīnu lauka garums ir 12 km, maksimālais platums– 3,5 km. Iežu sastopamība ir monoklināla, iegremdējot ziemeļaustrumu virzienā 5–15° leņķī. Izšķir trīs veidu rūdas: izkliedētās pamatiežos, vienlaidus sulfīdu rūdas iebrukuma pamatnē, diseminētās dzīslas eksokontakta iežos. Rūdas sastāvā dominē pirotīts, pentalandīts un halkopirīts.

Depozīta izstrādes licence pieder OJSC MMC Norilsk Nickel. 2011.gadā uzņēmums no atradnes saražoja: niķeli - 55,9 tūkst.t, varu 72 tūkst.t.

Degtyarskoje lauks atrodas Urālu vara-pirīta joslā, tā tika atklāta 1888. gadā un nodota rūpnieciskai attīstībai 1914. gadā. Lentveida rūdas atradne ir izsekojama apmēram 5 km attālumā un izspiežas vairāk nekā 600 m dziļumā. Galvenais rūdas minerāls ir pirīts. Depozīts tika izstrādāts pazemē, taču tika slēgts nerentabluma dēļ, lai gan rūda netika iegūta.

Tādējādi, pamatojoties uz vara atradņu attīstības un izpētes dinamiku un hronoloģiju, varam teikt, ka par varu ir bijusi un tiek pievērsta ievērojama interese. Neskatoties uz visām grūtībām, vara atradnes ir viena no galvenajām veidojamām atradnēm, jo ​​vara plaši tiek izmantota rūpniecībā un ikdienas dzīve cilvēks un sabiedrība.

Mēs esam ieinteresēti importēt ar varu bagātinātu rūdu uz Ķīnu. Liels paldies!

gribējām pirkt vara rūdas

Mēs esam ieinteresēti importēt bagātinātu vara rūdu uz Itāliju

Varš ir zināms cilvēkiem kopš seniem laikiem, cilvēki iemācījās to iegūt un izmantot, lai radītu instrumentus, traukus un rotaslietas. Šī metāla popularitāte mūsdienās ir saistīta ar tā augsto elektrovadītspēju. Tāpēc to izmanto kabeļu, elektrisko vadu ražošanā, rūpniecībā un elektrotehnikā.

Krievijā vara ieguve tiek veikta pastāvīgi, bez apstājas, tiek atvērtas jaunas raktuves, tiek uzlabotas rūdas apstrādes tehnoloģijas.

Ražošanas ģeoloģiskās īpatnības

Varš nesatur zemes garoza V tīrā formā, tā ir viena no rūdas sastāvdaļām. Ir vairāki vara saturošu minerālu veidi:

• halkocīts, ko sauc arī par vara spīdumu, ir minerāls, kas papildus vara satur sēru un dažreiz sudrabu. Šāda rūda tiek uzskatīta par bagātu, jo satur līdz 79% tīra metāla.;
• halkopirīts ir minerāls, kas satur varu, dzelzi un sēru, tā ir visizplatītākā rūda dabā, pamatā visa ražošana tiek veikta, pamatojoties uz halkopirīta (pirīta) atradņu attīstību;
• kuprīts ir minerālrūda ar augstāko metālu saturu, taču dabā tā ir reti sastopama, un atradnes atklāšana tiek uzskatīta par lielu panākumu.

Tā kā vara ieguve ir veikta kopš seniem laikiem, atradnes ir ievērojami izsīkušas. Ja iepriekš vara rūdas saturs augsnē tika uzskatīts par vairāk nekā 5%, šodien aktīvi tiek attīstītas raktuves ar 0,5% saturu.

Tas runā ne tikai par iežu noplicināšanu, bet arī par rūdas apstrādes augstajām tehnoloģijām un bagātināšanas metožu daudzveidību, kā rezultātā no rūdas var iegūt maksimālo metālu.

Vara atradņu ģeogrāfija ir diezgan plaša, tās ir visos kontinentos. Pēc ekspertu domām, visās pašlaik pētītajās teritorijās var iegūt 5 miljardus tonnu. Tas ir zems rādītājs, taču tas nebūt neliecina par metāla pazušanu.

Svarīga loma ir vara sekundārajai apstrādei. Šis metāls ir viegli kausējams un viegli atdalāms no dažādiem sakausējumiem, tāpēc vara izstrādājumu pārstrādes nozare ir plaši attīstīta.

Atkārtota kausēšana tiek veikta ar nelieliem zaudējumiem, un tiek tērēts vairākas reizes mazāk resursu (darbspēka, enerģijas, materiālu) nekā ieguves laikā.

Galvenās vara atradnes Krievijā

Kā tas tiek darīts: vara ieguve

Pēc pārbaudītajām metāla rezervēm Krievijas zarnās tas ieņem 7. vietu, kamēr tajā ir tikai 3% (20 miljoni tonnu) no kopējā vara atradņu apjoma. Arī pēc ražošanas apjomiem Krievija ir septītajā vietā, bet veido 4% no pasaules apjoma.

Lielākās atradnes ir koncentrētas Taimiras administratīvajā rajonā, tostarp tiek aktīvi attīstītas:

• Noriļska-1;
• Oktyabrskoe;
• Talnakhskoe.

Aktīvas atradnes ir arī Volgas un Urālu federālajos apgabalos:

• Uchalinskoe;
• Sibayskoe;
• Gayskoe;
• Yubileinoe tika atklāts nesen un pašlaik tiek tikai sagatavots izstrādei;
• Podoļskoe, kurā ir lielas vara rūdas atradnes, ir aptaukota un atrodas valsts rezervātā.

Čitas reģions ir arī bagāts ar varu, šeit atrodas viena no lielākajām atradnēm ne tikai Krievijā, bet arī pasaulē - Udokanas atradne. Ik gadu šeit tiek iegūti apmēram 15 miljoni tonnu, bet tā ir šobrīd netiek attīstīta ar pilnu jaudu, iemesls tam ir infrastruktūras trūkums.

Nav labu transporta savienojumu, ievērojams attālums no pārstrādes un bagātināšanas rūpnīcām. Tuvākajā laikā uzņēmums Metalloinvest, kuram pieder Udokan atradnes attīstības tiesības, plāno dubultot ražošanas apjomus.

Pasākumiem, lai izveidotu visaptverošu infrastruktūru, ir ekonomiska jēga - Udokan atradne galvenokārt sastāv no vara smilšakmeņiem, kuriem ir gandrīz monometāla sastāvs ar nelieliem sudraba piemaisījumiem, kas ievērojami vienkāršo bagātināšanas procesu.

Talnakh raktuves atrodas Sibīrijas platformas ziemeļrietumu daļā. Tas pieder arī pie lielākajām atradnēm Krievijā vara rūdas apjoma ziņā, kuras īpatnība ir sastāva noturība ar halkopirīta pārsvaru.

Raktuves šeit tiek veiktas pazemē, raktuvju kopējais garums ir 12 km, un lielākais platums ir 3,5 km. Paralēli varam šajā atradnē tiek iegūts niķelis.

Viena no vecākajām atradnēm Krievijā, kuru sāka attīstīt rūpnieciski- Degtyarskoe. Tas atrodas Urālu grēdā, rūpnieciskajā attīstībā kopš 1914. gada, lai gan tas tika izpētīts jau 1888. gadā.

Šobrīd tā izstrāde ir apturēta zemā metālu satura dēļ rūdā, tomēr, pēc aplēsēm, medus saturoša rūda te vēl nav iegūta. Bet, tā kā šīs raktuves attīstība notiek pazemē, turklāt tā ir diezgan dārga, raktuves šobrīd nav rentabla.

Kā tiek veikts vara rūdas ieguves process?

Atkarībā no dziļuma, kādā atrodas vara rūdas atradnes, var veikt ieguves procesu dažādos veidos: pazemes un atvērta.

Vara sakausējumi iekšā dažādas vietas ražošanu

Pazemē tiek būvētas raktuves, kas iet dziļi pazemē, un to garums dažkārt sasniedz vairākus kilometrus. Raktuves ir aprīkotas ar liftu būriem, kas nogādā strādniekus un aprīkojumu pazemē, kā arī kalpo kā pacelšanas mehānisms iegūtās rūdas virsmai.

Zem zemes iezi iznīcina speciāli urbšanas mehānismi, kas ir aprīkoti ar lieliem konusa formas tapas, kas iegriežas augsnē, to iznīcinot. Pēc tam ar kausu palīdzību iezis tiek savāktas un iekrautas transportlīdzekļos.

Lai nodrošinātu drošu darbību pazemē, kalnračiem tiek izveidotas starpstacijas, tiek izveidotas virszemes konstrukcijas - torņi, kas nodrošina liftu darbību. Pēc tam, kad iezis ir nogādātas virspusē, tas tiek nosūtīts uz pārstrādes un pārstrādes rūpnīcām.

Atklātās ieguves metode tiek izmantota, ja atradnes atrodas dziļi, līdz 400 - 500 metriem. Vispirms noņemts augšējais slānis atkritumi, tad tiek izrakta vara rūda. Ar to pietiek cietais slānis un procesa atvieglošanai tiek izmantotas sprādzienbīstamas ierīces.

Urbšanas iekārtas pēc sprādziena ievieto sprāgstvielas noteiktā dziļumā, iznīcināto iezi ar ekskavatoru palīdzību iekrauj pašizgāzējumos un izved no karjera. Netālu no karjera atrodas rūdas pārstrādes stacija, ko šurp piegādā pašizgāzēji. Turpmāka apstrāde klints veikta standarta veidā, ko izmanto arī pazemē iegūtai rūdai.

Kā tiek veikta vara ražošana

Pēc vara rūdas ieguves tā tiek nogādāta pārstrādes rūpnīcā, kur pirmajā posmā to sasmalcina, jo dažkārt iežu gabali sasniedz vienu metru. Tas notiek ar jaudīgām drupināšanas mašīnām, kas stundā spēj apstrādāt līdz 4 tūkstošiem tonnu akmeņu.

Giratora iekārta sastāv no diviem konusiem, no kuriem viens ir fiksēts, un tam ir platas plāksnes, kas izgatavotas no augstas stiprības tērauda. Pie izejas no drupinātāja tiek iegūta smalkgraudaina rūda līdz 150 mm, kas pēc tam tiek nosūtīta pa konveijeru uz rūdas krātuvi vai ražošanu.

Turpmāka vara bagātināšana ietver vēl divus slīpēšanas posmus milzīgās dzirnavās, no kurienes tas tiek nosūtīts uz flotācijas iekārtām, kuru darba bļodas tilpums ir līdz 300 m 3. Šeit iezis tiek sajaukts ar ūdeni un īpašu reaģentu, kas veicina celulozes veidošanos - putas, pie kurām pielīp metāls, un atkritumi nosēžas.

Gaisa plūsmas ietekmē no šķidruma tiek izpūsti burbuļi ar metāla daļiņām un tiek nosūtīti uz starppiltuvi, kur tie pārsprāgst un metāls nosēžas. Tad kompozīcija nonāk biezinātājos, kur uzkrājas un sabiezē līdz gandrīz cietai vielai (līdz 65%), pēc tam tiek nosūtīta filtrēšanai un presēšanas rūpnīcai.

Bagātināšanas cikla beigās tiek iegūta attīrīta rūda, kuras konsistence ir līdzīga smiltīm. Turklāt ražošana tiek veikta metalurģijas rūpnīcās. No sagatavotās rūdas, kurā joprojām ir liels sēra procents (līdz 50%) un citi metāli: zelts, sudrabs, dzelzs, ir nepieciešams iegūt varu un dārgmetālus ar minimāliem zudumiem.

Šim nolūkam tiek izmantota pirometalurģiska metode, kas ietver trīs posmus:

• kausēšana matēšanai:
• matēta pārveidošana;
• elektrolītiskā rafinēšana.

Ražošana sākas ar rūdas apdedzināšanu krāsnīs, kuras laikā daļa sēra tiek oksidēta, bet daļa tiek noņemta ar gāzēm. Matēta kausēšana tiek veikta temperatūrā līdz 1300 o, kā rezultātā tiek iegūti divi produkti - dzelzs un vara sakausējums (matēts) un izdedži.

Pēc tam matējums tiek nosūtīts uz aploksnes instalācijām, kur šķidrais sakausējums tiek iztīrīts saspiests gaiss, šajā ietekmē veidojas dzelzs oksīds, kas mijiedarbojas ar plūsmu un tiek noņemts no sastāva. Rezultāts ir tulznu varš, kura sastāvā joprojām ir līdz 1,5% piemaisījumu (pārsvarā paliek dārgmetāli, tos var noņemt ar elektrolītisko attīrīšanu).

Ražošana tiek veikta īpašās vannās, kurās tiek novietoti katodi - plānas tīra vara loksnes, anodi un sērskābe, kas darbojas kā elektrolīts. Iesniedzot elektriskā strāva Vara daļiņas sakrājas pie katoda, un zelta un sudraba daļiņas nosēžas apakšā, tās sauc par dūņām. Izlaide ir tīrākais metāls ar minimālu piemaisījumu daudzumu - līdz 0,05%.

Video: Bazhenova reitings - vara ieguve

Varš ir viens no pirmajiem metāliem, ko plaši izmantoja cilvēki.

Vara kausējamība padarīja to par pirmo metālu, ko cilvēks izkausēja. Tas kļuva par jaunās sakausējumu metalurģijas pamatu, radot instrumentus Bronzas laikmets. Gadsimtiem vēlāk vara augstā elektrovadītspēja padarīja to par galveno materiālu elektriskajiem vadiem un ģeneratoriem. Viņa padarīja iespējamu otro industriālo revolūciju, liekot elektrotehnikas pamatus.

Mihejevskoje vara-porfīra rūdu atradne Čeļabinskas apgabals- viena no lielākajām vara atradnēm Krievijā: starptautiskā neatkarīgā analītisko konsultāciju grupa CRU Mikheevskoye ir iekļauta 50 lielāko vara atradņu sarakstā pasaulē.

1. Šobrīd ir tehnoloģijas, kas ļauj iegūt varu no rūdas ar 0,4% saturu! Viņi to dara šādi.

2. Karjers.

3. Porfīra vara rūdas šeit satur varu, zeltu un sudrabu.

Iegulā tika uzcelta viena no lielākajām vara ieguves un pārstrādes rūpnīcām Krievijā, lai pārstrādātu līdz 18 miljoniem tonnu vara rūdas gadā.

Akmens sprādziens.

5. Lai atslābinātu iežu masu, urbšanas iekārtas izurbj caurumus, kuros ievieto sprāgstvielas.

6. Pēc sprādziena ekskavatori sāk iekraut rūdu pašizgāzēju kravas automašīnās

7. Milzīgie Komatsu PC4000 kalnrūpniecības ekskavatori ar kausa tilpumu 22 kubikmetri - uzticami, ļoti produktīvi un efektīvi - iegūst vara rūdu no karjera.

9. Komatsu pašizgāzēji transportē lielus rūdas gabalus diametrā līdz 1 m uz drupināšanas kompleksu, kas atrodas karjerā ap 220 m, kā arī uzglabā atkritumus izgāztuvēs. Buldozeri grābj atkritumus, attīrot teritoriju un veidojot izgāztuves.

10. Tas ir ļoti iespaidīgi, kad jums garām skrien koloss, kas sver vairāk nekā 300 tonnas ar ātrumu 50 km/h!

11. Milzīgas mašīnas nogādā irdināto iezi “Gyratory Crusher” ar jaudu 4 tūkstoši tonnu rūdas stundā.

12. Izkraušana.

13. Pašizgāzēji uzpilda rūdu no abām pusēm. Pēc tam drupinātājs sasmalcina iezi gabalos līdz 150 mm, lai iegūtu mazas frakcijas

14. Simt astoņdesmit tonnu rūdas iegremdēšana drupinātājā.

15. Griešanas drupinātājs sastāv no diviem konusiem, starp kuriem tiek sasmalcināts produkts. Fiksētajam konusam ir iekšējā darba virsma, kas izklāta ar nodilumizturīgām tērauda plāksnēm.

16. No drupinātāja rūda tiek pārnesta uz 1414 m garu kustīgu konveijeru, kas to nogādā pārstrādes rūpnīcā.

17. Bet, daļa rūdas tiek iebērta rūdas krātuvē.

18. Ražotne var darboties ar rūdas rezervēm no rūdas noliktavas trīs dienas.

19. No noliktavas rūda, izmantojot perona padevējus, nekavējoties tiek piegādāta uz diviem konveijeriem, kas ved uz pārstrādes rūpnīcu.

20. Rūda iziet cauri 2 malšanas posmiem milzīgās dzirnavās: vispirms tiek sasmalcināta liela rūda, izmantojot slīpēšanas bumbiņas, pēc tam oļu rūda tiek sasmalcināta trīs drupinātājos.

21. Dzirnavas.

23. Flotācijas mašīnu pamati.

24. Šeit mēs iegūstam mīkstumu.

25. Celuloze - vērtīgas rūdas daļiņu un ūdens suspensija + flotācijas reaģents. Flotācijas reaģents samitrina vērtīgās rūdas daļiņas, bet nesamitrina atkritumiežu daļiņas. Pēc sajaukšanas mīkstumam tiek piegādāts gaiss. Gaisa burbuļi uzpeld un uztver vērtīgas rūdas daļiņas.

Šīs putas nes vērtīgu rūdu.

Pēc tam celuloze nonāk nostādināšanas tvertnē, kur nogulsnējas atkritumiežu daļiņas.

26. Vērtīgas rūdas daļiņai, kas pārklāta ar flotācijas reaģentu, saskaroties ar gaisa burbuli, ūdens, nesamitrinot flotācijas reaģentu, noripo no daļiņas virsmas. Un daļiņa pievienojas burbulim. Atkritumu iežu graudi ir samitrināti ar ūdeni un nepievienojas burbuļiem. Gaisa burbuļi uzpeld kopā ar vērtīgo akmeni.

Process tiek pastāvīgi uzraudzīts. Manuālai celulozes analīzei operatoram nepieciešamas 4-5 stundas. Iekārta šo darbību veic dažu minūšu laikā.

27. Flotācijas mašīnu veikals.

28. Cikls ir slēgts. Dažas caurules pārvadā bagātinātu rūdu, citas pārvadā atkritumiežus. Putas ar vērtīgu rūdu tiek pārvietotas uztveršanas tvertnē. Burbuļi plīst, un rūda nosēžas tvertnē.

31. Visu sistēmu kontrolē trīs operatori.

32. Iegūtais koncentrāts nonāk biezinātājos un tiek koncentrēts līdz 60–65% cietvielu, pēc tam tiek nosūtīts uz presēm filtrēšanai.

34. Beigās atkritumi tiek nogādāti atkritumu dīķī. Sārņu dīķim ir slēgts cikls, un ūdens pēc dzidrināšanas atkal tiek piegādāts rūpnīcai pēc tam
atkārtoti izmantot.

35. Biju patīkami pārsteigts, kā šis iestudējums darbojas. Viss ir skaidrs un saskaņots. Man ļoti patika tīrība un rūpes par vidi, kas ir ļoti reti.

Kur vien iespējams, tiek stādīti koki un krūmi. Nav smoga vai izplūdes gāzes. Gaiss virs auga ir caurspīdīgs. Es devos prom ar nožēlu, ka man nebija laika uzņemt daudzas lietas. Būs jālūdz ciemos vēlreiz.

Varš, ko aktīvi izmanto gandrīz visās nozarēs, tiek iegūts no dažādām rūdām, no kurām visizplatītākā ir bornīts. Šīs vara rūdas popularitāte ir izskaidrojama ne tikai ar augsto vara saturu tās sastāvā, bet arī ar ievērojamām bornīta rezervēm mūsu planētas zarnās.

Vara rūdas atradnes

Vara rūdas ir minerālu kolekcija, kas papildus vara satur citus elementus, kas veido to īpašības, jo īpaši niķeli. Vara rūdu kategorijā ietilpst tie rūdu veidi, kas satur tik daudz šī metāla, ka ir ekonomiski izdevīgi to iegūt ar rūpnieciskām metodēm. Šos nosacījumus izpilda rūdas, kuru vara saturs ir 0,5–1% robežās. Mūsu planētai ir vara saturošu resursu rezerves, no kurām lielākā daļa (90%) ir vara-niķeļa rūdas.

Lielākā daļa vara rūdas rezervju Krievijā atrodas Austrumsibīrija, ieslēgts Kolas pussala, Urālu reģionā. Čīle ir līderu sarakstā pēc kopējām šādu rūdu atradnēm, kas tiek veidotas arī šādās valstīs: ASV (porfīra rūdas), Kazahstāna, Zambija, Polija, Kanāda, Armēnija, Zaira, Peru (porfīra rūdas), Kongo, Uzbekistāna. Speciālisti aprēķinājuši, ka lielajās vara atradnēs visās valstīs kopumā ir aptuveni 680 miljoni tonnu. Protams, jautājums par to, kā tiek iegūts varš dažādas valstis, jāapsver atsevišķi.

Visas vara rūdas atradnes ir sadalītas vairākās kategorijās, kas atšķiras pēc ģenētiskajām un rūpnieciski ģeoloģiskajām īpašībām:

• stratiformu grupa, ko pārstāv vara slānekļi un smilšakmeņi;
• pirīta rūdas, kas ietver vietējo un dzīslu varu;
• hidrotermiskās, tostarp rūdas, ko sauc par porfīra varu;
• magmainās, kuras pārstāv visizplatītākās vara-niķeļa rūdas;
• skarna tipa rūdas;
• karbonāts, ko pārstāv dzelzs-vara un karbonatīta tipa rūdas.

Krievijā to veic galvenokārt slānekļa un smilšu atradnēs, kurās rūda atrodas vara pirīta, vara-niķeļa un porfīra vara formās.

Dabiski savienojumi, kas satur varu

Tīrs varš, ko pārstāv tā tīrradņi, dabā ir sastopams ļoti mazos daudzumos. Varš dabā galvenokārt sastopams dažādu savienojumu veidā, no kuriem visizplatītākie ir šādi.

• Bornīts ir minerāls, kas savu nosaukumu saņēma par godu čehu zinātniekam I. Bornam. Šī ir sulfīda rūda ķīmiskais sastāvs kuru raksturo tā formula – Cu5FeS4. Bornītam ir citi nosaukumi: raibs pirīts, vara violets. Dabā šī rūda ir sastopama divās polimorfās formās: zemas temperatūras tetragonāls-skanoedris (temperatūra mazāka par 228 grādiem) un augstas temperatūras kubiskais-heksaoktaedris (vairāk nekā 228 grādi). Šim minerālam var būt dažādi veidi atkarībā no tā izcelsmes. Tādējādi eksogēnais bornīts ir sekundārs agrīns sulfīds, kas ir ļoti nestabils un ir viegli iznīcināms laika apstākļu ietekmē. Otrajam tipam, endogēnajam bornītam, raksturīgs mainīgs ķīmiskais sastāvs, kas var saturēt halkocītu, galēnu, sfalerītu, pirītu un halkopirītu. Teorētiski šāda veida minerāli var saturēt no 25,5% sēra, vairāk nekā 11,2% dzelzs un vairāk nekā 63,3% vara, taču praksē šis šo elementu saturs nekad netiek saglabāts.
• Halkopirīts ir minerāls, kura ķīmisko sastāvu raksturo formula CuFeS2. Halkopirītu, kam ir hidrotermiska izcelsme, agrāk sauca par vara pirītu. Kopā ar sfalerītu un galēnu tas ir iekļauts polimetālu rūdu kategorijā. Šis minerāls, kas papildus vara satur dzelzi un sēru, veidojas metamorfisku procesu rezultātā un var būt divu veidu vara rūdās: kontaktmetasomatiskā tipa (skarns) un kalnu metasomatiskā (greisens).
• Halkocīts ir sulfīda rūda, kuras ķīmisko sastāvu raksturo formula Cu2S. Šī rūda satur ievērojamu daudzumu vara (79,8%) un sēra (20,2%). Šo rūdu bieži dēvē par "vara spīdumu", jo tās virsma izskatās kā spīdīgs metāls, kas atšķiras no svina pelēkas līdz pilnīgi melnai. Vara saturošās rūdās halkocīts parādās kā blīvi vai smalkgraudaini ieslēgumi.

Dabā sastopami arī retāki minerāli, kas satur varu.

• Kuprītu (Cu2O), kas pieder pie minerālu oksīdu grupas, bieži var atrast vietās, kur ir malahīts un vietējais varš.
• Kovellīns ir sulfīda iezis, kas veidojas metasomatiski. Šis minerāls, kura vara saturs ir 66,5%, pirmo reizi tika atklāts pagājušā gadsimta sākumā Vezuva apkaimē. Tagad kovellīts tiek aktīvi iegūts atradnēs tādās valstīs kā ASV, Serbija, Itālija un Čīle.
• Malahīts ir minerāls, kas visiem labi zināms kā dekoratīvs akmens. Noteikti visi fotoattēlā ir redzējuši produktus, kas izgatavoti no šī skaistā minerāla, vai pat viņiem pieder. Krievijā ļoti populārais malahīts ir vara karbonāts jeb vara dihidrokskarbonāts, kas pieder pie polimetāla vara saturošu rūdu kategorijas. Atrastais malahīts liecina, ka tuvumā atrodas citu varu saturošu derīgo izrakteņu atradnes. Mūsu valstī liela šī derīgā izrakteņa atradne atrodas Ņižņijtagila reģionā, iepriekš tā tika iegūta Urālos, taču tagad tās krājumi tur ir ievērojami izsmelti un netiek attīstīti.
• Azurīts ir minerāls, kas, pateicoties tā zils sauc arī par "vara glazūru". To raksturo cietība 3,5–4 vienības, tās galvenās atradnes ir izveidotas Marokā, Namībijā, Kongo, Anglijā, Austrālijā, Francijā un Grieķijā. Azurīts bieži ir pāraugts ar malahītu un rodas vietās, kur tuvumā atrodas sulfīdu tipa vara saturošu rūdu atradnes.

Vara ražošanas tehnoloģijas

Lai iegūtu varu no minerāliem un rūdām, par kurām mēs runājām iepriekš, mūsdienu rūpniecība izmanto trīs tehnoloģijas: hidrometalurģisko, pirometalurģisko un elektrolīzi. Vara bagātināšanas pirometalurģiskā metode, kas ir visizplatītākā, kā izejvielu izmanto halkopirītu. Šī tehnoloģija ietver vairāku secīgu darbību veikšanu. Pirmajā posmā tiek bagātināta vara rūda, kurai izmanto oksidatīvo grauzdēšanu vai flotāciju.

Flotācijas metode ir balstīta uz to, ka sēne un tās daļas, kas satur varu, tiek mitrinātas atšķirīgi. Ieliekot visu iežu masu vannā ar šķidru sastāvu, kurā veidojas gaisa burbuļi, daļa, kas satur minerālos elementus, ar šiem burbuļiem tiek nogādāta virspusē, tiem pielīpoties. Rezultātā uz vannas virsmas tiek savākts koncentrāts - tulznu varš, kas satur no 10 līdz 35% šī metāla. Tieši no tāda pulverveida koncentrāta rodas tālākais.

Oksidatīvā grauzdēšana, ko izmanto, lai bagātinātu vara rūdas, kas satur ievērojamu daudzumu sēra, izskatās nedaudz savādāk. Šī tehnoloģija ietver rūdas karsēšanu līdz 700–8000 temperatūrai, kā rezultātā sulfīdi tiek oksidēti un sēra saturs vara rūdā tiek samazināts gandrīz uz pusi. Pēc šādas grauzdēšanas bagātinātā rūda tiek izkausēta reverberācijas vai šahtas krāsnīs 14500 temperatūrā, iegūstot matētu - sakausējumu, kas sastāv no vara un dzelzs sulfīdiem.

Šim nolūkam ir jāuzlabo iegūtā matējuma īpašības, tas tiek izpūsts horizontālos pārveidotājos, nepiegādājot papildu degvielu. Šīs puses pūšanas rezultātā tiek oksidēts dzelzs un sulfīdi, dzelzs oksīds tiek pārvērsts par izdedžiem, bet sērs tiek pārveidots par SO2.

Blistera varš, kas tiek iegūts šī procesa rezultātā, satur līdz 91% šī metāla. Lai metāls būtu vēl tīrāks, ir nepieciešams attīrīt varu, kam nepieciešams no tā noņemt svešus piemaisījumus. Tas tiek panākts, izmantojot uguns rafinēšanas tehnoloģiju un paskābinātu vara sulfāta šķīdumu. Šo vara attīrīšanu sauc par elektrolītisku, kas ļauj iegūt metālu ar tīrību 99,9%.