Къде да добиваме торий през Втората световна война 3.3 5. Медната руда е естествена суровина за добив на мед

Въпросът: къде да се намери медна руда тревожи много геолози, но малко хора знаят, че археолозите могат да разкажат много интересни неща за това и техните находки понякога са по-интересни от геоложките проучвания. Така в Челябинск обобщиха резултатите от археологическите проучвания, проведени в Челябинска област – Варенски район. В проучването взе участие съвместна група археолози, в която участваха представители от Шефийлд (Великобритания) и Питсбърг (САЩ), както и специалисти - студенти-археолози от Челябински държавен педагогически университет. Тези млади археолози провеждаха проучвания на едно от най-известните селища в този район, датиращо от бронзовата епоха. Това селище се нарича "Ustye". Бяха проучени и други паметници на културата, принадлежащи към долината на река Нижни Тогузак. Държава Челябинск Педагогически университетОт доста време се интересувам от този археологически паметник.

Проучва се от 1984 г., като този процес непрекъснато се ръководи от университетския професор Николай Виноградов. По време на разкопките е открито голямо селище с мощни укрепления, в което може да се открие голям бройпредмети от метал. Както показа проучването на селището, приблизително тридесет металургични пещи са били разположени в 26 стаи, намерени от изследователите. Това може да означава само едно нещо, защото местни жителиметалните изделия са били неразделна част от живота им. Но до днес не беше ясно къде се намира находището на руда, която е използвана за топене. Също така не са открити места, където е извършено първичното топене на този метал. Главен портал за медицина doctoroff.ru

За да помогнат на колегите си да намерят липсващите „парчета от пъзел“, колеги от Шефилд и Питсбърг пристигнаха на мястото на разкопките, въоръжени с най-модерните инструменти, които им позволяват да извършват необходимите изследвания в областта на геохимията и геофизиката. Трябваше да се провери химичен съставпочви, изграждащи културния пласт, така че да не ги увреждат, без да ги подлагат на разрушаване. Благодарение на тези съвременни устройства членовете на експедицията успяха да открият медни мини, които се намираха на кратко разстояние от селището - на разстояние 1-5 километра от укрепленията. Според изследователите това може да са останки от същите мини, където се е добивала руда. Но няма допълнителни доказателства, че тези предположения са верни, така че не може да се приеме със сигурност, че това е вярно, което означава, че ще са необходими допълнителни изследвания. Това ще направят учениците и техните ръководители догодина. Вече има предварителни договорки за продължаване на съвместната работа.

Медната руда е естествен минерал, състоящ се от различни химични елементи. Съставите, които са печеливши за обработка, трябва да включват 0,5–1% от основния компонент. На другите важен елементРудата се счита за никелова.

Депозити на картата на света

Най-големите рудни запаси се намират в Чили - 34% от общите в света. САЩ и Перу имат по 9% от залежите на изкопаеми. Източен Сибир, Урал и Колския полуостров представляват 5% от находищата.

Световните находища на мед се намират в Африкански континент, В Южна Америка, Канада, Австралия. от европейски държавиНай-богата на тях е Полша. Известни са находища в Китай и Монголия.

Отлаганията на порфир и жилки се намират в пояса на Западния Тихи океан и средиземноморските региони. Има ги Казахстан, Армения и Узбекистан.

Разновидности на медни руди

Класификация на рудата според генетични и геоложки характеристики:

стратиформени - това са пясъчници и шисти;
пирит - жилна мед и късчета;
хидротермална - нарича се порфирна медна форма;
скарнови скали;
магматична - тази руда съдържа никел;
карбонатни - имат желязо-меден и карбонатитен състав.

Естествени минерали, съдържащи мед

Сулфидна руда, нейният състав се определя от израза Cu5FeS4. Има два полиморфни вида - нискотемпературни и високотемпературни. Точката на топене на които съответно е по-малка или по-висока от 228 градуса.

Има ранен нестабилен сулфид, лесно се разрушава от вода и вятър. Другият тип е ендогенен и има променлив химичен състав поради примеси на елементи като галенит, пирит, халкоцит и халкопирит. Борнитът се нарича пъстър пирит. Характеристиките на тези минерали зависят от техния произход.

Формулата CuFeS2 определя неговия състав. Известен като меден пирит. Отнася се за полиметални. Може да съществува под формата на скарни и планински грейзен.

Съдържа 79,8% мед и 20,2%. Много красива, огледалната повърхност има сивкав оттенък, понякога черен.

Има редки вкаменелости, съдържащи медни елементи:

куприт (Cu2O), оксид, се вижда сред находищата на малахит и самородни късове;
ковелит, съдържа 66,5% от основния елемент и сяра. Първо открит заобиколен от вулкана Везувий. Добива се в САЩ, Гърция, Чили;
малахит. Камък, който се използва за различни занаяти. Полиметална руда. Нижни Тагил е мястото на големи находища на този минерал;
азурит Това е лазур, син камък. Основните места на производство са Африка, Австралия, Англия и балканските страни. Среща се в близост до сулфидни находища.

Формите на порфирната мед включват молибден, злато, халкопирит и пирит. Те се намират в депозити на бедни хора скали. Те имат формата на жилкови включвания тип штокверк.

Методи за добив на минерали

В зависимост от дълбочината на поява, рудата се добива по отворени или затворени методи. Има стандарти, които определят осъществимостта на дълбочината на изкопаване на почвените слоеве и използването на технологии, които намаляват разходите им.

Технологията на работа включва следното:

използване на самоходна техника;
пряко производство на добив на руда;
запълване на получените кухини с материали, за да бъде по-нататъшната работа безопасна.

Когато вкаменелостите се избират на слоеве, това гарантира, че са най-много пълно използване. За дълбоки кариери е подходяща технологията на операциите с цикличен поток, зависи от характеристиките на пластовете.

Когато слоевете се срещат на дълбочина от 500 до 1000 m и по-дълбоки, това е удобно затворен методдобив на мед Това изисква вибрационни механизми; скалата е напълно изкопана и изнесена на повърхността. Кухините, образувани под земята, се запълват с помощта на тръби, облицовани с гумена или базалтова смола.

Икономически изгодно е да се разположи минералообработващата промишленост в непосредствена близост до местата на тяхното извличане. Необходимо е и изграждане на инсталации за рециклиране на отпадъци след преработка. Това може да помогне да се подчертаят различни здравословни продукти. Например преработката на серен диоксид позволява получаването на полезни торове, съдържащи сяра.

Производствени технологии

Добитата руда има ниско съдържание на мед. За да се получи един тон метал, ще са необходими средно 200 тона руда. За да го извлече, съвременната металургична индустрия използва следните технологии:

хидрометалургичен;
пирометалургичен;
електролиза.

Пирометалургичният метод за обогатяване на скали използва халкопирит за обработка. Тази обща технология използва два етапа на работа. Първият е окислителното изпичане, така наречената флотация. Полученият груб концентрат съдържа 10–35% чисто вещество. След това медта се рафинира и към разтвора се добавя витриол. В резултат на това те освобождават почти сто процента чистота.

При хидрометалургичния метод металът се излугва, след което се добавя сярна киселина. В резултат на това се получава разтвор, в който се отделят мед и различни метали, които могат да бъдат благородни. Тази технология е приложима за производство на мед от бедни скали.

За окислително изпичане на минерали с високо съдържание на сяра рудата се нагрява до 700–8000 градуса, като количеството сяра се намалява наполовина. Резултатът е сплав от сулфиди. Страничният въздушен поток в конвектора ви позволява да получите блистерна мед от 91%. За да се постигне по-висока чистота на метала, се извършва електролитно рафиниране, за да се получи 99% състав.

В индустрията този елемент практически не се използва в чист вид. Най-известните сплави са:

месинг – сплав с цинк;
бронз – с калай;
различни бабити - сплав с олово;
купроникел – към състава се добавя никел;
дуралуминий – връзка с алуминий;
бижутерски сплави, където златото се добавя в различни проценти.

Области на използване

Една област на приложение е електрическата индустрия. Кабелите и електрическите проводници съдържат чисти метални нишки, което повишава тяхната електрическа проводимост. Сплавите с никел са подходящи за производство на инструменти; съединенията с волфрам са нишки в електрически крушки.

Месингът се използва в хранително-вкусовата и химическата промишленост. IN селско стопанствомедта се използва като тор. Медният сулфат е известен на градинарите, той се използва за третиране на растения, за да ги предпази от болести и вредители.

В строителството такива сплави са просто незаменими. Покривното покритие с образуваната върху него патина има красива гледкаи много издръжлив.

Медицинската индустрия не може без този химичен елемент. Широко използван в лекарствата.

В машиностроенето бронзът се използва за направата на лагери, топлообменници и различни конструктивни елементи на механизми. Металът се използва в праховата металургия за производство на триещи се части.

Световни резерви

Медта е цветен метал, който се използва от много видове индустрии. Най-рентабилната руда за производство е борнитът. Това се дължи на високото му съдържание и големите залежи в световните недра. Скалите, съдържащи 0,5–1% мед, са подходящи за добив на мед. Най-разпространени са рудите с никелови добавки. Те съставляват 90% от всички медни минерали, които са икономически изгодни за минната индустрия.

Най-големите находища на мед се намират в Чили - 34% от всички световни запаси, което е 140 милиона тона.

Страните с най-големи запаси в света са: САЩ - 35 милиона тона, Индонезия - 35, Перу - 30, Австралия - 24, Китай - 26, Русия - 20.

Световните запаси от медни руди се оценяват на 467 милиона тона. Геолозите твърдят, че в световните океани има около 5 милиарда тона находища на такава руда.

Най-често срещаната медна руда на нашата планета е борнитът. Но освен него, медта се добива и от други руди, за които ще говорим в тази статия.

1

Тази руда се отнася до натрупвания на минерали, в които медта присъства в такива количества, които се считат за подходящи за преработка за промишлени цели. Общоприет показател за целесъобразността на разработването на находище се счита за ситуация, когато натрупванията на мед в него са най-малко 0,5–1%.

Освен това около 90% от запасите на този метал на земята се намират в руди, съдържащи не само мед, но и други метали (например никел).

Мащабният добив на мед в Русия се извършва през Източен Сибир, в Урал и Колския полуостров. Най-големите находища на този метал са в Чили (според експерти около 190 милиона тона). Други страни, ангажирани в разработването на такива руди, включват САЩ, Замбия, Казахстан, Полша, Канада, Заир, Армения, Конго, Перу и Узбекистан. Общо общите запаси от мед на планетата в проучените находища са приблизително 680 милиона тона.

Всички медни находища обикновено се разделят на шест генетични групи и девет промишлени геоложки типа:

стратиформна група (медни шисти и пясъчници);
пирит (самородна мед, жилен и медно-пиритен тип);
хидротермални (порфирни медни руди);
магматична (медно-никелова руда);
скарн;
карбонатни (желязо-меден и карбонатитов тип).

В нашата страна основният добив на мед се извършва върху медни шисти и пясъчници, от медни пирити, медно-никелови и порфирни медни руди.

2

В природата медта е доста рядка в естествената си форма. Най-често се „крие“ в различни връзки. Най-известните от тях са следните:

3

Други медни минерали са много по-рядко срещани, сред които са следните:

4

Този метал, чиито характеристики (например високи) са довели до широкото му търсене) се получава от описаните от нас минерали и руди по три начина - хидрометалургичен, пирометалургичен и електролиза. Най-разпространената е пирометалургичната технология, която използва минерала халкопирит като суровина. Обща схемаПирометалургичният процес включва няколко операции. Първият от тях е обогатяването на медна руда чрез окислително изпичане или флотация.

Методът на флотация се основава на разликата в омокряемата пуста и съдържащите мед частици. Благодарение на това някои минерални елементи се придържат (избирателно) към въздушните мехурчета и се транспортират на повърхността от тях. Тази проста технология дава възможност да се получи прахообразен концентрат, в който съдържанието на мед варира от 10 до 35 процента.

Окислителното печене (да не се бърка с) се използва по-често, когато първоначалната суровина съдържа сяра в големи количества. В този случай рудата се нагрява до температура от 700-800 градуса, което води до окисляване на сулфидите и намаляване наполовина на съдържанието на сяра. След това се извършва топене на мат (сплав с железни и медни сулфиди, произведена в реверберационни или шахтови пещи) при температура 1450 градуса.

Медният щейн, който се получава след всички тези операции, се продухва в хоризонтални конвертори без подаване на допълнително гориво ( химична реакцияосигуряване на топлината, необходима за процеса) със страничен взрив за окисление на желязо и сулфиди. Получената сяра се превръща в SO2, а оксидите в шлака.

В резултат на това това, което излиза от конвертора, е така наречената черна мед, в която съдържанието на метал е приблизително 91%. Впоследствие се пречиства с помощта на огнено рафиниране (отстраняване на ненужни примеси) и подкислен разтвор на меден сулфат (мед). Това почистване се нарича електролитно, след което съдържанието на мед достига 99,9%.

При хидрометалургичния метод за производство на мед се получава чрез излугване на метала със сярна киселина (много слаб разтвор) и изолиране на мед и друга мед от получения разтвор. скъпоценни метали. Тази техника се препоръчва за работа с нискокачествени руди.

Медта, активно използвана в почти всички индустрии, се добива от различни руди, най-често срещаната от които е борнитът. Популярността на тази медна руда се обяснява не само с високото съдържание на мед в нейния състав, но и със значителни запаси от борнит в недрата на нашата планета.

Находища на медна руда

Медни руди- това е натрупване на минерали, които освен мед съдържат и други елементи, които формират техните свойства, по-специално никел. Категорията на медната руда включва тези видове руди, които съдържат такова количество от този метал, че е икономически целесъобразно да се извлече по промишлени методи. Тези условия се удовлетворяват от руди, чието съдържание на мед е в диапазона 0,5–1%. Нашата планета има резерв от медсъдържащи ресурси, по-голямата част от които (90%) са медно-никелови руди.

Повечето от запасите на медна руда в Русия се намират в Източен Сибир, на Колския полуостров, в района на Урал. Чили е в списъка на лидерите по общи запаси от такива руди; находища се разработват и в следните страни: САЩ (порфирни руди), Казахстан, Замбия, Полша, Канада, Армения, Заир, Перу (порфирни руди), Конго , Узбекистан. Експертите са изчислили, че големите находища на мед във всички страни съдържат общо около 680 милиона тона. Естествено, въпросът как се добива медта в различните страни трябва да се разглежда отделно.

Всички находища на медна руда са разделени на няколко категории, които се различават по генетични и индустриално-геоложки характеристики:

стратиформна група, представена от медни шисти и пясъчници;
пиритни руди, които включват самородна и жилна мед;
хидротермални, включително руди, наречени порфирна мед;
магмени, които са представени от най-често срещаните руди от медно-никелов тип;
руди от скарнов тип;
карбонатни, представени от руди от желязо-меден и карбонатитов тип.

В Русия се извършва главно в шистови и пясъчни находища, в които рудата се съдържа в меден пирит, медно-никелова и порфирна медна форма.

Естествени съединения, съдържащи мед

Чистата мед, каквото представляват нейните късчета, се среща в природата в много малки количества. Медта се намира в природата главно под формата на различни съединения, най-често срещаните от които са следните.

Борнитът е минерал, получил името си в чест на чешкия учен И. Борн. Това е сулфидна руда, чийто химичен състав се характеризира с нейната формула - Cu5FeS4. Борнитът има и други имена: пъстър пирит, медно лилаво. В природата тази руда е представена в две полиморфни форми: нискотемпературна тетрагонално-скаленоедрична (температура под 228 градуса) и високотемпературна кубично-хексаоктаедрична (повече от 228 градуса). Този минерал може да има различни видове в зависимост от произхода си. По този начин екзогенният борнит е вторичен ранен сулфид, който е много нестабилен и лесно се разрушава от атмосферните влияния. Вторият тип, ендогенен борнит, се характеризира с променлив химичен състав, който може да съдържа халкоцит, галенит, сфалерит, пирит и халкопирит. Теоретично минералите от този тип могат да съдържат от 25,5% сяра, повече от 11,2% желязо и над 63,3% мед, но на практика това съдържание на тези елементи никога не се поддържа.
Халкопиритът е минерал, чийто химичен състав се характеризира с формулата CuFeS2. Халкопиритът, който има хидротермален произход, преди се е наричал меден пирит. Заедно със сфалерита и галенита се включва в категорията на полиметалните руди. Този минерал, който в допълнение към медта съдържа желязо и сяра, се образува в резултат на метаморфни процеси и може да присъства в два вида медни руди: контактно-метасоматичен тип (скарни) и планински метасоматични (грейзени).
Халкоцитът е сулфидна руда, чийто химичен състав се характеризира с формулата Cu2S. Тази руда съдържа значително количество мед (79,8%) и сяра (20,2%). Тази руда често се нарича "меден блясък", поради факта, че повърхността й изглежда като лъскав метал, вариращ в нюанси от оловно сиво до напълно черно. В медоносните руди халкоцитът се появява като плътни или финозърнести включвания.

В природата има и по-редки минерали, които съдържат мед.

Куприт (Cu2O), член на оксидната група минерали, често може да се намери на места, където има малахит и самородна мед.
Covelline е сулфидна скала, образувана метасоматично. Този минерал, чието съдържание на мед е 66,5%, е открит за първи път в началото на миналия век в околностите на Везувий. Сега ковелитът се добива активно в находища в страни като САЩ, Сърбия, Италия и Чили.
Малахитът е минерал, добре познат на всички като декоративен камък. Със сигурност всеки е виждал продукти от този красив минерал на снимката или дори ги притежава. Малахитът, който е много популярен в Русия, е меден карбонат или меден дихидрококскарбонат, който принадлежи към категорията на полиметалните медсъдържащи руди. Намереният малахит показва, че наблизо има находища на други минерали, съдържащи мед. В нашата страна голямо находище на този минерал се намира в района на Нижни Тагил, преди това е добиван в Урал, но сега запасите му там са значително изчерпани и не се разработват.
Азуритът е минерал, който се нарича още "медно син" поради синия си цвят. Характеризира се с твърдост 3,5–4 единици, основните му находища са разработени в Мароко, Намибия, Конго, Англия, Австралия, Франция и Гърция. Азуритът често се преплита с малахит и се среща на места, където в близост се намират находища на медни руди от сулфиден тип.

Технологии за производство на мед

За извличане на мед от минералите и рудите, които обсъдихме по-горе, съвременната индустрия използва три технологии: хидрометалургична, пирометалургична и електролиза. Пирометалургичният метод за обогатяване на мед, който е най-разпространеният, използва халкопирит като суровина. Тази технология включва извършването на няколко последователни операции. На първия етап медната руда се обогатява, за което се използва окислително печене или флотация.

Методът на флотация се основава на факта, че пустата почва и нейните части, съдържащи мед, се намокрят по различен начин. Когато цялата маса скала се постави във вана с течен състав, в който се образуват въздушни мехурчета, частта, която съдържа минерални елементи, се транспортира от тези мехурчета към повърхността, прилепвайки към тях. В резултат на това върху повърхността на ваната се събира концентрат - блистерна мед, който съдържа от 10 до 35% от този метал. Именно от такъв прахообразен концентрат се получава това, което следва.

Окислителното печене, което се използва за обогатяване на медни руди, съдържащи значително количество сяра, изглежда малко по-различно. Тази технология включва нагряване на рудата до температура 700–8000, в резултат на което сулфидите се окисляват и съдържанието на сяра в медна руданамалява почти двойно. След такова изпичане обогатената руда се топи в реверберационни или шахтови пещи при температура 14500, което води до мат - сплав, състояща се от медни и железни сулфиди.

В недрата на земята има доста голям брой различни минерали, които могат да бъдат използвани за освобождаване различни материали. Достатъчно широко разпространенима медна руда - използва се за обработка и производство на различни вещества, които се използват в промишлеността. Струва си да се има предвид, че такава руда, която съдържа мед, може да съдържа и други минерали. Препоръчително е да се използва земна скала, която съдържа най-малко 0,5-1% метал.

Класификация

Добиват се огромно количество голямо разнообразие от медни руди. Класификацията се извършва според техния произход. Разграничават се следните групи медни руди:

Пиритът е получил доста широко разпространение. Скалата е съединение от желязо и мед и има голям брой различни включвания и вени от други примеси.
Стратиформата е представена от комбинация от медни шисти и пясъчници. Този вид порода също стана широко разпространена, както е представена голям депозит. Основните характеристики включват проста форма на листа, както и равномерно разпределение на всички полезни компоненти. Поради това медната скала от този тип е най-търсена, тъй като позволява производителност на същото ниво.
Медно-никелова. Тази руда се характеризира с масивни текстурни включвания на кобалт и злато, както и метали от платиновата група. Отлаганията са под формата на жилки и листа.
Порфирна мед или хидротермал. Медни рудни находища от този вид съдържат голяма концентрация на сребро и злато, селен и др химически вещества. В допълнение, всички полезни вещества са в по-висока концентрация, поради което породата е в търсенето. Среща се изключително рядко.
Карбонат. Тази група включва желязо-медна и карбонатитова руда. Струва си да се има предвид, че тази порода е открита само в Южна Африка. Мината, която се разработва, е класифицирана като масивна алкална скала.
Skarn е група, която се характеризира с локално местоположение в голямо разнообразие от скали. Могат да се нарекат характерни свойства малки размерии сложна морфология. Струва си да се има предвид, че в този случай рудата, съдържаща мед, има висока концентрация. Металът обаче е неравномерно разпределен. Скалите, които се добиват, имат концентрация на мед от около три процента.

Медта практически не се среща, например, като златото, под формата на масивни късове. Най-голямата подобно образованиеможе да се нарече депозит в Северна Америка, чиято маса е 420 тона. От 250 вида мед, само 20 от тях се използват широко в чист вид, други се използват само като легиращи елементи.

Находища на медна руда

Медта се счита за най-разпространения метал, който се използва в голямо разнообразие от индустрии. Находища на медна руда има в почти всички страни. Пример е откриването на находища в Аризона и Невада. Медната руда се добива и в Куба, където находищата на оксиди са често срещани. В Перу се добиват хлоридни образувания.

Използването на добитата медна смес е свързано с производството на различни метали. Има две основни технологии за производство на мед:

хидрометалургичен;
пирометалургичен.

Вторият метод включва огнено рафиниране на метал. Благодарение на това рудата може да се обработва в почти всеки обем. В допълнение, излагането на огън позволява да се извлекат почти всички полезни вещества от скалата. Пирометалургичната технология се използва за изолиране на мед от скали, които имат ниска степен на обогатяване с метал. Хидрометалургичният метод се използва изключително за обработка на окислени и самородни скали, които също имат ниски концентрации на мед.

В заключение отбелязваме, че медта днес е включена в почти всички сплави. Добавянето му като легиращ елемент ви позволява да промените основните експлоатационни свойства.

$моб_инфо$