Hvor og hvordan finne kobber. Kobbermalm er et naturlig råstoff for kobberutvinning Hvordan utvinnes kobber?

Kobbermalm er en forbindelse av mineraler hvor kobber er tilstede i tilstrekkelig konsentrasjon for videre bearbeiding og bruk til industrielle formål. I produksjonen er det tilrådelig å bruke anriket malm med et metallinnhold på minst 0,5-1%.

Kopper- et plastelement med en gyllen-rosa nyanse. I friluft blir metallet umiddelbart dekket med en oksygenfilm, som gir det en spesifikk rød-gul farge.

Karakteristiske egenskaper: korrosjonsmotstand, høy termisk og elektrisk ledningsevne.

Samtidig har elementet høy antibakterielle egenskaper, ødelegger influensavirus og stafylokokker.

I industrikomplekset brukes kobber oftest i legeringer med andre komponenter: nikkel, sink, tinn, gull, etc.

På grunn av sin lave resistivitet brukes kobber aktivt i det elektriske feltet for produksjon av strømkabler og ledninger. God varmeledningsevne gjør at dette metallet kan brukes i kjøling av radiatorer og klimaanlegg.

Følgende produksjonssektorer kan ikke klare seg uten kobber:

maskinteknikk (vindusløftere, lagre);
skipsbygging (plettering av skrog og strukturer);
konstruksjon (rør, tak- og fasadematerialer, rørleggerutstyr, etc.).

For smykkeindustrien er legeringer med gull relevante, som øker mekanisk styrke og slitestyrke.

Eksperter spår storskala bruk av metall som antibakterielle overflater i medisinske institusjoner (rekkverk, dører, håndtak, rekkverk, etc.).

Interessant! Den berømte Frihetsgudinnen er laget av kobber. Konstruksjonen krevde omtrent 80 tonn materiale. Og i Nepal regnes dette metallet som hellig.

Frihetsgudinnen

Grupper av kobbermalm

Alle kobbermalmer er vanligvis delt inn i ni industrigeologiske typer, som igjen er delt inn i seks grupper etter opprinnelse:

Stratiform gruppe

Denne gruppen inkluderer kobberskifer og sandstein. Disse materialene er representert av store forekomster. Deres karakteristiske trekk er: en enkel reservoarform, jevn fordeling av nyttige komponenter, sengetøy med flat overflate, som tillater bruk av åpne gruvemetoder.

Pyritt gruppe

Dette inkluderer naturlige kobber-, vene- og kobber-pyrittforbindelser. Innfødt metall finnes oftest i oksidasjonssonene til kobbersulfidgruver, sammen med andre oksiderte mineraler.

Kobberkismetaller er forskjellige i former og størrelser. Hovedmineralet i malmen er svovelkis;

Åremalm er preget av en årestruktur med inneslutninger. Slike malmer forekommer som regel i kontakt med porfyrer.

Porfyrkobber (hydrotermisk)

Disse forekomstene, sammen med kobber og molybden, inneholder gull, sølv, selen og andre nyttige elementer, hvis tilstedeværelse er betydelig høyere enn normalt.

Kobber-nikkel

Avsetningene er presentert i ark, linseformede, uregelmessige og veneformer. Metallet har en massiv tekstur ispedd kobolt, platinagruppemetaller, gull, etc.

Skarn Ore

Skarnmalmer er lokale forekomster i kalkstein og kalk-terrigenholdige bergarter. De er preget av små størrelser og kompleks morfologi. Kobberkonsentrasjonen er høy, men ujevn - opptil 3%.

Karbonat

Denne gruppen inkluderer jern-kobber og karbonatittmalm. Så langt er den eneste forekomsten av denne typen kobber oppdaget i Sør-Afrika. Denne komplekse gruven tilhører det alkaliske bergmassivet.

Hvilke malmer kommer kobber fra?

Interessant! Kobber finnes svært sjelden i naturen i form av nuggets. Til dags dato anses det største slike funnet å være en gullklump oppdaget i Nord-Amerika i USA som veier 420 tonn.

Det finnes nesten 250 typer kobber, men bare 20 typer brukes i industrien. De vanligste av dem:

Kalkozin

En forbindelse av mineraler som inneholder svovel (20 %) og kobber (80 %). Det kalles "kobberglans" på grunn av sin karakteristiske metallglans. Malmen har en tett eller granulær struktur med svart eller grå fargetone.

Kopiritt

Metallet er av hydrotermisk opprinnelse og finnes i skarns og greisens. Oftest er det en del av polymetallisk malm sammen med galena og sphaleritt.

Bornite

Et vanlig mineral av sulfidklassen i naturen, et av hovedelementene i kobbermalm. Den har en karakteristisk blålilla fargetone. Inneholder kobber (63,33%), jern (11,12%), svovel (25,55%) og sølvurenheter. Det forekommer i form av tette, finkornede masser.

Utvinningsmetoder for kobbermalm

Avhengig av gruvens dybde, brukes åpne og lukkede metoder for metallutvinning.

I lukket (underjordisk) gruvedrift bygges gruver flere kilometer lange. Gruvene er utstyrt med heiser for å flytte arbeidere og utstyr, samt for å frakte mineraler til overflaten.

Under jorden må fjellet knuses ved hjelp av spesialboreutstyr med pigger. Deretter, ved hjelp av bøtter, samles malmen og lastes.

Den åpne metoden er relevant når forekomstene ligger på 400-500 meters dyp. Først fjernes det øverste laget av gråberg, hvoretter kobbermalmen fjernes. For å gjøre det lettere å få tak i harde steiner, destrueres den først med eksplosive innretninger.

Dagbruddsmetode for utvinning av kobbermalm

Det er to hovedmetoder for å produsere kobber:

pyrometallurgisk;
hydrometallurgisk.

Den første metoden involverer brannraffinering av metall og lar deg behandle ethvert råmateriale med utvinning av alle nyttige elementer. Ved hjelp av denne teknologien er det mulig å oppnå kobber selv fra dårlig bergart, der metallinnholdet er under 0,5 %. Den andre metoden brukes som regel bare for bearbeiding av oksidert eller naturlig malm med lavt kobberinnhold.

Gruvedrift av kobbermalm i verden

Kobbergruver er ikke konsentrert i bestemte geografiske områder, men finnes i forskjellige land. I Amerika utvikles kalkosittforekomster i delstatene Nevada og Arizona. Forekomster av kobberoksid, cuprite, er vanlig på Cuba. Kobberklorid utvinnes i Peru.

Det er nesten ingen kilder til anriket malm igjen i verden; I industrien er det nødvendig å bruke lavverdige mineraler (opptil 0,5% kobber).

Interessant! Når det gjelder global produksjon, er kobber på tredjeplass etter jern og aluminium.

Ledende land innen kobbermalmreserver og produksjon

Listen over land rike på kobbermalm inkluderer: Chile, Amerika, Kina, Kasakhstan, Polen, Indonesia, Zambia. Den russiske føderasjonens andel i verdens malmproduksjon er 9 % (dette er tredjeplass etter Chile og USA). Chile er ledende innen mineralreserver, og inneholder 33 % av verdens kobber.

De største gruvene er:

Chuquicamata-gruven (Chile). Utbygging har blitt utført i mer enn 100 år, i løpet av denne perioden ble det utviklet 26 millioner tonn metall;

Escondida-gruven (Chile). Gruvedrift har vært utført siden 1990;

Grasberg gruve (Indonesia).

Nylig ble det oppdaget store miner i Peru (Antamina), Brasil (Salobu) og Kasakhstan (Nurkazgan).

Eksperter sier at volumet av økonomisk levedyktig kobber er mer enn 400 millioner tonn. over hele verden.

Utvinning av kobbermalm i Russland

Strukturen til kobberråstoffbasen i Russland skiller seg betydelig fra verdensmarkedet. Hovedandelen i den faller på sulfidkobber-nikkel (40 %) og pyritt (19 %) gruver. Mens i andre land dominerer porfyrkobberforekomster og kobbersandsteiner.

Kobbermalmforekomster i Russland

For å svare på spørsmålet om hvor kobbermalm utvinnes i Russland, bør Taimyr Autonome Okrug først fremheves. Mer enn 60 % av alle kobbermalmforekomster i Russland er konsentrert i Oktyabrsky-, Tapakhninsky- og Norilsk-forekomstene. Omtrent en tredjedel av mineralet utvinnes i kobbergruveregionen Ural.

En stor Udokan-gruve er oppdaget i Chita-regionen, som ennå ikke er utviklet på grunn av uutviklet transportinfrastruktur. I følge ekspertdata vil de utnyttede forekomstene i den russiske føderasjonen ikke vare mer enn 30 år.

Kobber er et duktilt metall av gyllen-rosa farge, som i sin rene form finnes i naturen oftere enn nuggets av gull eller sølv. Men kobber utvinnes hovedsakelig fra kobbermalm - naturlige mineralformasjoner. Mest kobber finnes i sulfidmalm. I oksidasjonssoner finnes kobber i de fleste silikater, karbonater og oksider. Kobber finnes også i sedimentære bergarter: skifer og kobbersandstein.

Moderne vitenskap kjenner til mer enn 200 mineraler som inneholder kobber. I industrien brukes metall utvunnet fra sulfater oftest, inkludert:

Kalkositt (79 % kobber);
Bornitt (opptil 65%);
Kalkopiritt, eller kobberkis (ca. 35%).

Kobber er også inneholdt i kobber-nikkel-forbindelser. Den mest kjente av dem er kubanitt (opptil 45% kobber). Av de oksiderte malmene er det verdt å merke seg cupritt (88%), malakitt (opptil 58%), azuritt (opptil 56%). Noen ganger er det forekomster av naturlig kobber.

Egenskaper og typer kobber

Kobber er et av de første metallene folk begynte å bruke. Det kjemiske symbolet er Cu (cuprum). Dette metallet har høy varmeledningsevne, korrosjonsmotstand og elektrisk ledningsevne. Kobber smelter ved lave temperaturer, er utmerket til lodding, og metallet er lett å kutte og behandle.

Noen kobberforbindelser kan være giftige for mennesker. Høye nivåer av kobber i vann og mat kan forårsake lever- og galleblæresykdommer. Steinbrudd etterlatt etter kobberutvinning blir kilder til giftstoffer. For eksempel regnes Berkeley Pit Lake, dannet i krateret til en tidligere kobbergruve, som den giftigste innsjøen i verden. Men de bakteriedrepende egenskapene til kobber er uforholdsmessig høyere. Det er bevist at kobber bidrar til å bekjempe influensavirus og ødelegger stafylokokker.

I industrien brukes kobber sjelden i sin rene form. Følgende legeringer har funnet større bruk:

Messing (en legering av kobber og sink);
Bronse (med tinn);
Babbitts (med bly);
Cupronickel (med nikkel);
Dural (med aluminium);
Smykkelegering (med gull).

Kobberforekomster og gruvedrift

Den største kobberforekomsten i verden ligger i Chile - Esconida-bruddet. Store forekomster av naturlig kobber ble oppdaget her.

Andre store innskudd:

Gruver på Keweenaw-halvøya (USA, Michigan);
Chuquicamata-gruven i Chile (opptil 600 tusen tonn per år);
Corocoro-gruven i Bolivia;
Gumishevsky-gruven (Midt-Ural, Russland) - nå oppbrukt;
Valley of the Levikha River (Midt-Ural, Russland);
Gabbro-massivet (Italia).

Ifølge US Geological Survey tilhører de største kobberforekomstene Chile. Deretter kommer USA, Russland, Peru og Mexico.

Kobberutvinningsmetoder:

Åpne;
Hydrometallurgisk - når kobber utvaskes fra berget med en svak løsning av svovelsyre;
Pyrometallurgisk - består av flere stadier (konsentrasjon, brenning, smelting for matte, rensing og raffinering).

Forsiktig håndtering av kobbermalm

Kobbermalm er en ikke-fornybar ressurs, og derfor krever utviklingen nøye behandling, både i gruvemetoder og i industriell prosessering.

Industrien blir stadig mer krevende for konstante mengder ressurser som mottas, noe som fører til gradvis utarming. For å gjøre dette er det nødvendig å kontrollere utvinningen av kobbermalm mer nøye, sammen med andre ikke-fornybare ressurser som olje, naturgass, og bruke dem mer forsiktig og rasjonelt, både i industrielt og innenlands forbruk.

Kobberapplikasjoner

Kobber er et av de viktigste ikke-jernholdige metallene, som har funnet anvendelse i nesten alle områder av menneskelig aktivitet.

Elektrisk industri (ledninger, ledninger);
Maskinteknikk (starter, elektriske vinduer, radiatorer, kjølere, lagre);
Skipsbygging (skrogplettering);
Konstruksjon (rør, rørledninger, tak- og beleggmaterialer, badekar, kraner, vasker);
I kunst (smykker, statuer, mynt);
I hverdagen (klimaanlegg, mikrobølgeovner, mynter, mattilsetninger, musikkinstrumenter).

Interessant nok er Frihetsgudinnen laget av kobber. Konstruksjonen krevde rundt 80 tonn metall. Og i Nepal regnes kobber som et hellig metall.

Kobber er blant de mest vanlige elementene og er på en tjuesette plass. Vanligvis finnes det i det naturlige miljøet i form av separat lokaliserte rene nuggets, men nylig har slike funn blitt mindre og mindre vanlige. Følgelig utgjør slike forekomster bare en minimal andel i metallproduksjonen.

Hovedtyngden av kobber utvinnes fra bergarter det finnes i, ofte i kombinasjon med andre metaller. Det er et stort antall kobbermineraler. Men i metallurgisk industri er de mest verdifulle typene:

kobberkis;
malakitt;
kopiritt;
asuritt

Den russiske føderasjonen er en av de fem verdenslederne - land der kobbergruvedrift står for den største andelen og gir de mest fruktbare resultatene. Ofte blir kobber, som ikke ligger for dypt i forhold til jordoverflaten, utvunnet ved dagbrudd. For dette formålet graves det enorme steinbrudd eller kutt. Disse åpne kobbergruveplassene kan være flere kilometer brede. Dybdene på steinbruddene kan strekke seg over hundre meter. På denne måten blir omtrent to tredjedeler av alt produsert kobber utvunnet. Men i tilfeller hvor kobberavsetninger er dypt under jorden, bygges spesielle strukturer som er designet for å trekke ut elementet under jordens lag. De kalles miner. I Russland utvinnes kobber ved å bruke både den første og andre metoden.

Kobber som grunnstoff

Kobber er det tjueniende elementet i det periodiske systemet, som finnes både i dets opprinnelige derivat og i sammensetningen av naturlige mineraler. Disse inkluderer kobberkis eller kalkopiritt, kobberglans eller kalkositt og malakitt.

Dette elementet vises i form av metall, hvis nyanse er rød. Hvis du bryter kobberet, kan du se at fargen inni er rosa. Den er veldig formbar og viskøs. På grunn av egenskapene er kobber en utmerket strømleder, og i henhold til dette kriteriet er det bare nest etter sølv, og kommer på andreplass.

Kobber leder også varme godt. Slike egenskaper gjør elementet uunnværlig for den elektriske industrien - det brukes hovedsakelig i sin rene form. Mer enn femti prosent av alt kobber utvunnet på den russiske føderasjonens territorium blir konsumert for behovene til denne typen industri.

Hvis vi snakker om egenskapene til kobber som et kjemisk element i det periodiske systemet, så samhandler det lite med andre grunnstoffer. Hvis kobber utsettes for friluft, blir overflaten grønnaktig, noe som forklares av utseendet til det grunnleggende karbonatet, som danner en grønn film på det øverste laget av kobber.

Kobbersalter er mye brukt i husholdninger. Siden de er giftige, brukes de til skadedyrbekjempelse. De brukes også aktivt som gjødsel og katalysatorer. Kobberlegeringer som messing, bronse og cupronickel brukes også ikke mindre.

I form av malm er kobber som regel lokalisert i "selskapet" av flere eller ett, metaller. Svært ofte er dette gull, sølv, samt platina, nikkel eller bly og vismut. En stor mengde kobber utvinnes fra et mineral som bornitt, hvis andre navn er flekkete malm.

Struktur av den russiske råvarebasen av kobber

I motsetning til alle land i verden, består førti prosent av den russiske råvarebasen av kobber-nikkelsulfidforekomster. Og nitten prosent er pyrittforekomster.

Og dette gir Russland en fordel i forhold til andre land, siden deres hovedreserver er lokalisert i porfyrkobberforekomster. Krasnoyarsk malmregionen er rik på kobber- og nikkelforekomster. Det er hovedsakelig sulfidforekomster her.

Hovedtyngden av alle kobberforekomster i de russiske viddene er lokalisert i Ural og i Trans-Baikal-territoriet. Totalt blir mer enn førti prosent av det totale volumet av alt kobber eid av landet utvunnet der.

Orenburg- og Chelyabinsk-regionene har det største potensialet for å øke kobberproduksjonen. Trans-Baikal-regionen er rik på geologiske og industrielle kobberforekomster i kobbersandsteiner.

Kemerovo-regionen, Buryatia, Altai-territoriet og Nord-Kaukasus er rike på malmforekomster av kobberkis. For øyeblikket kommer hovedandelen av utvunnet kobber fra Udokan-forekomsten. For øyeblikket er det den største forekomsten i den russiske føderasjonen.

Det er oppdaget flere nye kobberforekomster i Fjernøsten og Ural, som tilhører den porfyrtiske kobbertypen.

Hovedforekomster av kobber

Undergrunnsbruker, felt	Geologisk-industriell type	Reserver, tusen tonn WO3		Andel av saldoreservene til den russiske føderasjonen, %	WO3-innhold i malm, %	Produksjon i 2012, t WO3
Undergrunnsbruker, felt	Geologisk-industriell type	A+B+C1	C2		WO3-innhold i malm, %	Produksjon i 2012, t WO3
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 Basjkortostan)	Kobberkis	1360,2	46	1,5	1,7	36,2
Podolsk (Republikken Basjkortostan)	Kobberkis	1701,3	16,7	1,9	2,11	0
LLC "Baikal Mining Company"
Udokanskoye (Trans-Baikal-territoriet)	Kobbersandsteiner	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-territoriet)	Skarn kobber-magnetitt	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"
Tominskoye (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 kobberforekomstene i forhold til hele det russiske territoriet ligger i Ural. For å forenkle utvinningen av kobberelementet fra de malmene der dens tilstedeværelse er veldig liten. Denne metoden kalles hydrometallurgisk. Det brukes også i tilfeller hvor det er nødvendig å utvinne kobber fra det som er avfall fra annen metallurgisk industri.

Grunnlaget for den hydrometallurgiske metoden er omdannelsen av komplekst løselige forbindelser av det nødvendige elementet til enklere som løser seg lettere. Deretter kommer prosessen med å trekke dem ut fra den resulterende løsningen. Denne prosedyren utføres ved hjelp av flere metoder, men de vanligste av dem er:

løsning utvasking;
bruk av ionebytterharpikser;
elektrolyse.

Udokan kobberforekomst

Denne forekomsten ligger i Trans-Baikal-territoriet på en ås kalt "Udokan". Dette området er seismisk farlig og ligger i permafrostsonen. Udokan er den største kobberforekomsten i Russland. Det spiller en viktig rolle i utvinningen av dette elementet over hele verden, og er på det tredje stadiet. Malmene som finnes i denne gruven består nesten utelukkende av kobber og har bare en liten mengde sølv i sammensetningen.

Oppdagelsen av Udokan-forekomsten skjedde i forrige århundre, eller mer presist i 1949. Det første hoveddirektoratet til USSR-departementet for geologi sendte en skogbruksekspedisjon til Udokan, som gjorde den første oppdagelsen. I løpet av de neste seks årene fant en detaljert studie av denne forekomsten sted, og det ble lagt store planer for utviklingen. Men uventet, etter enda et år, var alt arbeid fullstendig frosset.

Etter ytterligere ti år ble de igjen aktivt interessert i forekomsten, tok mange forskjellige prøver og utførte et stort antall andre studier, men igjen ble alt arbeid helt uventet stoppet. Det var først i 2008 at forekomsten begynte å bli aktivt utviklet. Utviklingen foregår i en åpen pit - kobber utvinnes fra et steinbrudd. For øyeblikket er kobberforekomstene i denne forekomsten storskala og mer enn tretti tusen tonn malm utvinnes herfra hvert år.

Sorsk kobber-molybdenforekomst

Denne kilden ligger i skjæringspunktet mellom to tektoniske soner - nordvest og nordøst, nær Batenevsky Ridge. De viktigste mineralene som inkluderer kobber og utvinnes her, er molybdenitt, kalkopiritt og svovelkis.

Denne forekomsten ble dannet på grunn av det faktum at høytemperaturprosesser regelmessig skjedde i dette området. Den er delt inn i flere komponenter - vestlig og østlig, som igjen er skilt fra hverandre med et goldt gap.

Denne forekomsten utvikles også ved dagbrudd, og delene - østlige og vestlige - er utviklet i ulik grad. Den andre har blitt mestret nesten dobbelt så mye som den første.

Malmen her anrikes av flere prosesser. Denne prosedyren skjer på flere metoder:

i kjegleformede knusemaskiner knuses mineraler fire ganger;
våtsliping ved bruk av spesialutstyrte møller, samt klassifiserere laget i spiralform;
flotasjon, delt inn i to stadier - selektiv og kollektiv;
etterbehandling av kobber og molybdenkonsentrat;
dehydrering;
tørking;
blanding.

Driften av prosessanlegget er avhengig av resirkulert vannforsyning.

Sibay kobber-sink-pyritt avsetning

Denne forekomsten er ikke bare kobber, men også sink og pyritt. Det ligger i nærheten av byen Sibay, som ligger i Bashkortostan. Oppdagelsen av denne forekomsten skjedde i 1913, men den begynte å bli utviklet bare to tiår senere.

Fra vest til øst er Sibay kobber-sink-pyritt-forekomsten begrenset av forkastninger. Her utvinnes malm utelukkende etter den lukkede metoden. På begynnelsen av det tjuende århundre ble det bygget en gruve på forekomsten. Dens dybde overstiger fire titalls meter.

Senere, i 2004, ble det dannet en filial på stedet for Sibay-forekomsten, som kalles "Uchalinsky GOK".

De viktigste problemene i kobbergruveindustrien

I dag er et av hovedproblemene til kobbergruveindustrien dens inneslutning. Det skyldes at jorden gradvis blir fattigere, ressursene tømmes og det blir vanskeligere og vanskeligere å utvinne malm.

Den utarmende råstoffbasen fører til at mange bedrifter som er engasjert i aktiviteter knyttet til utvinning av kobbermalm, står overfor store økonomiske vanskeligheter, og ikke alle selskaper klarer å komme seg gjennom dem og gå tilbake til den tidligere arbeidsrytmen.

Men det mest alvorlige problemet knyttet til utvinning av kobbermalm er alvorlig miljøforurensning. På grunn av at det dannes såkalte deponier rundt de dannede bruddene, fører dette til at etter malmutvinning faller tungmetaller fra dem ned i jordlagene for hvert regn, hvorfra de overføres av grunnvannsstrømmer til elver og innsjøer. I det siste har det vært snakk om å gjøre disse vollene om til annenklasses råvarer, som kan brukes i annen produksjon og løse problemet med miljøforurensning litt.

Det største kobbergruveforetaket i Russland

Nylig ble det største kobbergruvebedriften i Russland lansert i Chelyabinsk-regionen - Mikheevsky Mining and Processing Plant. Det er det største gruveprosjektet utviklet i staten siden Sovjetunionens sammenbrudd.

Mikheevskoye-forekomsten ble inkludert i listen over de femti største kobberforekomstene i verden. Hovedtrekket er det lave metallinnholdet i den utvunne malmen, men dens betydelige reserver. Det er planlagt å utvinne mer enn atten tonn malm fra denne forekomsten årlig, og over tid øke de utvunne volumene flere ganger.

En enorm sum penger ble investert i dette prosjektet, som beløp seg til tjuefem milliarder rubler. Åpningen av dette foretaket bidro til opprettelsen av syv hundre nye arbeidsplasser. Personalet ved Mikheevsky gruve- og prosessanlegg inkluderer metallurger-konsentratorer, så vel som gruvearbeidere. Her jobber beboere i nærliggende områder. Totalt teller selskapets ansatte rundt tusen personer.

Ledelsen planlegger å utstyre bedriften med et 100 % vannsirkulasjonssystem, som vil bli stengt. Utstyret som befinner seg på bedriften og alle dens systemer vil være utstyrt med den nyeste teknologien. Støvoppsamlings- og støvdempingssystemer vil bli installert her, noe som vil lette det vanskeligste arbeidet til Mikheevsky GOK-ansatte.

Kobber i dag er et metall som er ekstremt etterspurt og mye brukt både i hverdagen og i industrien. I naturen kan Cu finnes både i sin rene tilstand og i form av malm. Det finnes flere metoder for utvinning og utvinning av kobber fra kildebergarter. Dessuten brukes alle ganske mye i industrien. Hvordan kobber utvinnes vil bli diskutert i artikkelen.

Litt historie

I hvilket område kobber begynte å bli utvunnet og brukt av mennesker for første gang i antikken, klarte dessverre ikke arkeologer å finne ut av. Det er imidlertid sikkert kjent at det var dette metallet folk var de aller første til å bearbeide og bruke i hverdagen.

Kobber ble kjent for mennesket tilbake i steinalderen. Noen klumper av dette metallet funnet av arkeologer har spor etter bearbeiding med steinøkser. Opprinnelig brukte folk kobber hovedsakelig bare som smykker. Samtidig, for fremstilling av slike produkter, brukte folk i eldgamle tider utelukkende nuggets av dette metallet som de fant. Senere lærte folk å bearbeide kobberholdig malm.

Mange folk i antikken hadde en ide om hvordan Cu utvinnes og hvordan det behandles. Arkeologer har funnet mange bevis på dette. Etter at mennesket lærte å lage legeringer av kobber og sink, begynte bronsealderen. Faktisk ble selve navnet "kobber" en gang laget av de gamle romerne. Slikt metall ble brakt til dette landet hovedsakelig fra øya Kypros. Det er derfor romerne kalte det aes cyprium.

Siden dette metallet en gang ble brukt veldig mye i hverdagen av mennesker, ble teknologiene for utvinningen av det, selvfølgelig, utviklet ganske avansert. Våre forfedre skaffet kobber hovedsakelig fra malakittmalm. En blanding av slikt materiale og kull ble plassert i et leirekar og plassert i en grop. Deretter ble massen i gryten satt i brann. Det resulterende karbonmonoksid reduserte malakitt til kobber.

Reserver i naturen

Hvor kan du utvinne kobber i naturen i dag? For tiden er forekomster av dette populære metallet oppdaget på alle verdens kontinenter. Samtidig anses Cu-reserver å være praktisk talt ubegrensede. Geologer i dag finner flere og flere nye forekomster av rent kobber, samt malmer som inneholder det. For eksempel, i 1950 utgjorde verdensreservene av dette metallet 90 millioner tonn. I 1970 hadde dette tallet allerede økt til 250 millioner tonn, og i 1998 - til 340 millioner tonn. For tiden antas det at kobberreserver på planeten utgjør mer enn 2,3 milliarder tonn.

Forekomster og metoder for utvinning av rent kobber

Som allerede nevnt, brukte folk opprinnelig kobber i hverdagen. Selvfølgelig utvinnes slikt rent kobber fortsatt i dag. Klumper av dette metallet dannes i jordskorpen som et resultat av eksogene og endogene prosesser. Den største kjente forekomsten av naturlig kobber på planeten ligger for tiden i USA, i Lake Superior-regionen. I Russland forekommer innfødt kobber i Udokan-forekomsten, så vel som noen andre steder i Transbaikalia. I tillegg er svaret på spørsmålet om hvor kobber kan utvinnes i Russland i form av nuggets Ural-regionen.

I naturen dannes rent metall av denne varianten i oksidasjonssonen til kobbersulfatavsetninger. Vanligvis inneholder nuggets omtrent 90-99% kobber i seg selv. Resten kommer fra andre metaller. I alle fall er svaret på spørsmålet om hvordan innfødt kobber utvinnes, gitt av to hovedteknologier. Slike forekomster, som malmforekomster, utvikles ved bruk av lukkede gruve- eller dagbruddsmetoder. I det første tilfellet brukes teknologiske prosesser som boring og gruvedrift.

Kobberklumper kan veie mye. De største av dem ble en gang funnet på Lake Superior i USA. Vekten på disse nuggets var omtrent 500 tonn.

Vi fant ut hvor kobber utvinnes i Russland. Disse er hovedsakelig Transbaikalia og Ural. I vårt land ble det selvfølgelig også funnet veldig store nuggets av dette metallet til forskjellige tider. For eksempel ble kobberstykker som veide opptil flere tonn ofte funnet i Midt-Ural. En av disse nuggets som veier 860 kg oppbevares nå i St. Petersburg, i Museum of the Mining Institute.

Kobbermalm og deres forekomster

For øyeblikket anses å skaffe Cu som økonomisk lønnsomt og hensiktsmessig selv om det er inneholdt i berget minst 0,3%.

Oftest blir følgende bergarter utvunnet i naturen i dag for å utvinne kobber industrielt:

bornitter Cu 5 FeS 4 - sulfidmalmer, ellers kalt kobberlilla eller spraglete pyritt og inneholder ca. 63,3 % Cu;

chalcopyrites CuFeS 2 - mineraler av hydrotermisk opprinnelse;

chalcocite Cu 2 S som inneholder mer enn 75 % kobber;

cuprites Cu 2 O, ofte også funnet på steder med innfødte kobberforekomster;

malakitter, som er kullsyreholdige kobbergrønnsaker.

Den største kobbermalmforekomsten i Russland ligger i Norilsk. Også slike bergarter utvinnes i store mengder noen steder i Ural, Transbaikalia, Chukotka, Tuva og Kolahalvøya.

Hvordan kobbermalmforekomster utvikles

Ulike typer bergarter som inneholder Cu, så vel som nuggets, kan utvinnes på planeten ved å bruke to hovedteknologier:

lukket;

åpne.

I det første tilfellet bygges gruver ved forekomsten, hvis lengde kan nå flere kilometer. For å flytte arbeidere og utstyr er slike underjordiske tunneler utstyrt med heiser og jernbanespor. Steinknusing i gruver utføres ved bruk av spesialboreutstyr med pigger. Kobbermalm samles og lastes for å sendes ovenpå ved hjelp av bøtter.

Hvis forekomstene ikke ligger lenger enn 400-500 m fra jordoverflaten, utvinnes de ved bruk av dagbruddsmetoden. I dette tilfellet fjernes først det øverste berglaget i feltet ved bruk av eksplosive innretninger. Deretter fjernes selve kobbermalmen gradvis.

Metoder for å få metall fra bergarter

Vi har dermed funnet ut hvordan kobber, eller rettere sagt malmene som inneholder det, utvinnes. Men hvordan får bedrifter selv Cu selv?

Det er tre hovedmetoder for å utvinne kobber fra bergarter:

elektrolytisk;

pyrometallurgisk;

hydrometallurgisk.

Pyrometallurgisk flotasjonsmetode

Denne teknologien brukes vanligvis til å isolere kobber fra bergarter som inneholder 1,5-2% Cu. Slikt materiale utsettes for anrikning ved flotasjonsmetode. I dette tilfellet:

malmen males forsiktig til det fineste pulver;

bland det resulterende materialet med vann;

spesielle flotasjonsreagenser, som er komplekse organiske stoffer, tilsettes massen.

Flotasjonsreagenser belegger små korn av forskjellige kobberforbindelser og gir dem ikke-fukting.

På neste trinn:

stoffer som skaper skum tilsettes vannet;

føre en sterk luftstrøm gjennom suspensjonen.

Lette tørre partikler av kobberforbindelser fester seg som et resultat til luftboblene og flyter til toppen. Skummet som inneholder dem samles opp, presses ut av vannet og tørkes grundig. Som et resultat oppnås et konsentrat, hvorfra rå Cu deretter isoleres.

Hvordan kobber utvinnes fra malm: beneficiation ved steking

Flotasjonsmetoden brukes ganske ofte i industrien. Men noen ganger brukes også brenneteknologi for å berike kobbermalm. Denne teknikken brukes oftest for malmer som inneholder store mengder svovel. I dette tilfellet forvarmes materialet til en temperatur på 700-8000 °C. Som et resultat oksiderer sulfider og svovelinnholdet i bergarten synker.

I neste trinn smeltes malmen tilberedt på denne måten i sjaktovner ved en temperatur på 14500 °C. Til syvende og sist, når du bruker denne teknologien, oppnås matt - en legering av kobber og jern. Denne forbindelsen forbedres ytterligere ved å blåse inn omformere. Som et resultat blir jernoksid til slagg og svovel til SO4.

Innhenting av rent kobber: elektrolyse

Ved bruk av flotasjons- og stekemetoder oppnås blisterkobber. Faktisk inneholder slikt materiale omtrent 91% Cu. For å få renere kobber blir grovt kobber deretter raffinert.

I dette tilfellet støpes først tykke anodeplater av primær kobber. Neste:

ta en løsning av kobbersulfat inn i badekaret;

heng anodeplater på badet;

Tynne plater av rent kobber brukes som katoder.

Under elektrolysereaksjonen oppløses kobber ved anodene, og avsetning skjer ved katodene. Kobberioner beveger seg mot katoden, tar elektroner fra den og omdannes til Cu+2+2e?>Cu-atomer.

Kobbersulfat oppnås ved langsom oksidasjon av sulfidmalm med oksygen til kobbersulfat CuS + 2O 2 > CuSO 4. Deretter utvaskes saltet med vann.

Hydrometallurgisk metode

I dette tilfellet brukes svovelsyre til å utvaske og berike kobber. Som et resultat av reaksjonen ved bruk av denne teknologien oppnås en løsning mettet med Cu og andre metaller. Kobber blir deretter isolert fra det. Ved å bruke denne teknikken, i tillegg til blisterkobber, er det mulig å få tak i andre metaller, inkludert edle. I alle fall brukes denne teknologien oftest for å isolere Cu fra bergarter som ikke er for rike på det (mindre enn 0,5%).

Kobber hjemme

Isolering av dette metallet fra malmer mettet med det er derfor en relativt enkel sak teknologisk sett. Noen er derfor interessert i hvordan man kan utvinne kobber hjemme. Det vil imidlertid være svært vanskelig å få tak i dette metallet fra malm, leire osv. med egne hender, uten spesialutstyr.

Noen er for eksempel interessert i hvordan man kan trekke ut kobber fra leire med egne hender. Faktisk er det i naturen forekomster av dette materialet, som også er rikt på Cu. Imidlertid er det dessverre ingen kjente utprøvde teknologier for å produsere kobber fra leire hjemme.

Du kan prøve å isolere dette metallet med egne hender hjemme, kanskje bare fra kobbersulfat. For å gjøre dette må sistnevnte først oppløses i vann. Deretter bør du ganske enkelt plassere en jerngjenstand i den resulterende blandingen. Etter en tid vil sistnevnte - som et resultat av substitusjonsreaksjonen - dekkes med et kobberbelegg, som så enkelt kan renses av.

Metaller i kobberundergruppen er preget av lav kjemisk aktivitet, av denne grunn finnes de i form av kjemiske forbindelser, så vel som nuggets. For mange århundrer siden kunne kobber bare finnes i form av svovelforbindelser - kopiritt og kalkositt. Dette er fordi kobber har høy kjemisk affinitet for svovel. De fleste primærmalmer inneholder kobber i sulfidform - CuS.
Over tid, spesielt under forhold med vulkansk aktivitet, under påvirkning av store mengder oksygen, ble kobbersulfider oksider. Kobberklumper ble dannet i naturen under kraftig oppvarming av oksidert svovelmalm. For eksempel, hvis oksiderte kobbermineraler og svovelmalm lå under et tykt lag med stein, ble de varmet opp av naturkatastrofer og jordisk varme. I slike naturlige "metallurgiske verksteder" ble kolossale mengder kobber smeltet. En klump på 420 tonn ble funnet i Nord-Amerika. Dette er imidlertid sjeldent innfødt kobber på planeten er omtrent 1%.

Verdens kobberforekomster

Mye kobber, som andre mineraler, ligger på bunnen av havene. Nederst er det klynger av runde steiner som inneholder omtrent 0,5 % kobber. I følge analysen av geologer når reservene av kobbermalm i havet 5 milliarder tonn.
Det er nesten 250 kobbermineraler, men bare 20 brukes industrielt. De viktigste kobbermalmene inkluderer:

chalcocite - Cu 2 S, som inneholder 79,8% kobber
chalcopyrite - CuFeS 2, som inneholder 30 % kobber. Denne malmen står for nesten 50 % av alle kobberforekomster
bornitt - Cu 5 FeS 4, inneholder fra 52 til 65 % kobber
covellite - CuS, inneholder 64% kobber.

I henhold til genetiske og industrigeologiske parametere er kobberforekomster:

stratiform, som inkluderer kobberskifer og sandstein
pyritt. Denne gruppen inkluderer innfødt og venekobber
hydrotermisk
magmatisk, inkludert de vanligste malmene av typen kobber-nikkel
karbonat. Denne gruppen inkluderer jern-kobber- og karbonatittmalm.

Kobberreserver i verden

Den største mengden kobber, omtrent 65 %, forekommer i Nord- og Sør-Amerika. Europeiske stater har 15% av ressursene, asiatiske stater - 11%, afrikanske stater - 4,5%.
De største bekreftede kobberreservene er registrert i Chile. Nesten 20 % av verdens reserver ligger der. Og i USA - 12,7%. I tillegg til disse landene er det mye kobber i Polen, Indonesia, Iran, Kasakhstan, Kina, Usbekistan, Filippinene, samt i Zaire, Zambia, Brasil, Canada, Mexico, Panama, Peru og Australia. I hver av disse statene er det ifølge eksperter rundt 10 millioner tonn.

Utvinning av kobbermalm

På grunn av det lave kobberinnholdet i malmen innebærer utvinningen av den bearbeiding av store mengder stein. For å smelte 1 tonn kobber må over 200 tonn malm bearbeides.
Kobberutvinningsmetoder:

åpen metode. Hvis malmforekomster er lokalisert nær jordoverflaten, er de utviklet på denne måten dybden av dagbrudd er 150-300 m. Metoden er preget av lavere tap
underjordisk metode. Ved å bruke denne metoden utvinnes malm fra en dybde på 500 m, og noen ganger fra 800-1000 m.

Det er fem teknologiske systemer for feltutvikling:

ved bruk av selvgående utstyr. Denne teknologien er mye brukt
ved hjelp av kontinuerlige vibrasjonsmekanismer
ved hjelp av herdende bakfylling. I dette tilfellet er det en kontinuerlig utgraving av reserver av kraftige forekomster med minimale tap. Ved bruk av slike systemer reduseres tapene med 3-4 ganger
metode for å utvinne malm i horisontale lag. Ved fylling av goafs (i underjordiske gruver) med herdeforbindelser, brukes rør foret med gummi eller basalt, hvis levetid er 50-100 ganger høyere enn for stål
syklisk strømningsteknologi for implementering av gruvedrift.

Kobber produksjonssentre

Kobberproduksjonssentre er til stede i forskjellige regioner i Russland. Kasakhstan har de rikeste malmforekomstene. Det er også forekomster i Ural. I følge de siste dataene rangerer Russland først i verden innen gruvedrift av kobbermalm.
Kobberverk bygges i umiddelbar nærhet til gruvene. Råvarefaktoren er den avgjørende komponenten, på grunn av lavt innhold av kraftfôr i råstoffet. Det er 11 kobberkomplekser i Ural, som produserer 43% av landets kobber. I tillegg til våre egne råvarer, bruker produksjonen også de som er importert fra Kasakhstan. Det finnes også avfallsgjenvinningsanlegg. For eksempel blir svoveldioksidgasser, som et biprodukt av kobbergruvedrift, brukt til å lage svovelsyre, som deretter brukes til å lage gjødsel.