Где добываются медные руды. Мировой рынок меди
В настоящее время медь добывают из руд. Последние, в зависимости от характера входящих в их состав соединений, подразделяют на оксидные и сульфидные. Сульфидные руды имеют наибольшее значение, поскольку из них выплавляется 80% всей добываемой меди. Важнейшими минералами, входящими в состав медных руд, являются: халькозин или медный блеск - Cu2S; халькопирит или медный колчедан - CuFeS2; малахит - (CuOH)2CO3.Медные руды, как правило, содержат большое количество пустой породы, так что непосредственное получение из них меди экономически невыгодно. Поэтому в металлургии меди особенно важную роль играет обогащение (обычно флотационный метод), позволяющее использовать руды с небольшим содержанием меди. Выплавка меди их её сульфидных руд или концентратов представляет собою сложный процесс. Обычно он слагается из следующих операций: обжиг; плавка; конвертирование; огневое рафинирование; электролитическое рафинирование. В ходе обжига большая часть сульфидов пpимесных элементов превращается в оксиды. Так, главная примесь большинства медных руд, пирит - FeS2 - превращается в Fe2O3. Газы, отходящие при обжиге, содержат SO2 и используются для получения серной кислоты.
Процесс прерывается изнашиванием анодов, поэтому катоды с чистотой 99% извлекаются и направляются для последующей обработки или торговли. Сегодня около 90% добытой меди очищается в соответствии с этим процессом. Повторное покрытие и литье Катоды не могут быть обработаны непосредственно пластической деформацией; они фактически состоят из несогласованных материалов и поэтому должны быть восстановлены. Это деликатная операция, поскольку неправильная проводка печи приведет к загрязнению металла, иначе на этой стадии все еще можно вмешиваться в ванну, изменяя ее состав, чтобы получить особые свойства.
Получающиеся в ходе обжига оксиды железа, цинка и других примесей отделяются в виде шлака при плавке. Основной же продукт плавки - жидкий штейн (Cu2S с примесью FeS) поступает в конвертор, где через него продувают воздух. В ходе конвертирования выделяется диоксид серы и получается черновая или сырая медь.
Для извлечения ценных спутников (Au, Ag, Te и др.) и для удаления вредных примесей черновая медь подвергается огневому, а затем электролитическому рафинированию. В ходе огневого рафинирования жидкая медь насыщается кислородом. При этом пpимеси железа, цинка, кобальта окисляются, переходят в шлак и удаляются. Медь же разливают в формы. Получающиеся отливки служат анодами при электролитическом рафинировании.
Жидкий металл периодически экстрагируется из печи и Твердая твердая форма оптимизирована в соответствии с полуфабрикатом, который должен быть изготовлен: проволочные стержни для проводов, заготовки для труб и стержней, пластины для листового металла и полосы.
Притирка - альтернативный метод извлечения. Процесс состоит из дождевых распыляемых месторождений полезных ископаемых, собранных на импровизированных почвах или больших резервуарах с разбавленным водным раствором серной кислоты. Этот перколат обогащен сульфатом меди, который затем направляется в ячейки электролиза. Они очень похожи на традиционные клетки, за исключением анода, который, поскольку медь поставляется непосредственно из раствора, изготовлена из нерастворимых металлических сплавов. Этот процесс известен как прямое электроосаждение.
Медь входит в топ самых распространенных элементов и находится на двадцать шестом месте. Обычно она находится в природной среде в виде отдельно располагающихся чистых самородков, но в последнее время такие находки случаются все реже. Соответственно в производстве металла такие залежи составляют лишь минимальную долю.
Основную часть меди добывают из горных пород, в которых она находится, зачастую, в соединении с другими металлами. Существует большое количество минералов меди. Но в металлургической промышленности наибольшую ценность имеют такие виды, как:
Преимущества этого процесса. Меньше потребляемой энергии, чем традиционные процессы Отсутствие выбросов газа Низкие капиталовложения Возможность работать в удобной манере даже в небольших масштабах. Минералы с содержанием меди 1% могут быть обработаны, по этой причине они становятся все более важными.
Другим важным источником меди является рециркуляция лома, спускаемого как вторичное производство меди. Восстановление и переработка продуктов с истекшим сроком годности является примером устойчивости меди. Химия - Медные рудники. Металлы часто присутствуют в виде соединений в их соответствующих металлических минералах. Для металлических минералов подразумевается камень или минерал, содержащий достаточное количество металла, чтобы сделать его удобным для извлечения.
- медный колчедан;
- малахит;
- халькопирит;
- азурит.
Российская Федерация входит в пятерку мировых лидеров - стран, в которых добываемая медь составляет наибольшую долю и приносит самые плодотворные результаты. Нередко медь, располагающуюся не слишком глубоко относительно поверхности земли, добывают открытым способом. С этой целью выкапывают огромные карьеры или же разрезы. Ширина таких открытых участков добычи меди может составлять в ширину по несколько километров. Вглубь же карьеры могут простираться не на одну сотню метров. Таким образом добывают около две трети от всей получаемой меди. Но в тех случаях, когда залежи меди находятся глубоко под землей, строятся специальные сооружения, которые предназначены для добычи элемента под слоями земли. Они называются шахтами. На территории России медь добывается как первым, так и вторым способом.
Медь очищается от минералов, добытых на всех континентах; Пять самых важных стран-производителей - Чили, США, Перу, Австралия и Россия. В древние времена самые известные шахты были расположены на острове Кипр, а в Италии этруски использовали Холмы Металлифер.
Основными минералами меди являются. Минералы добываются традиционными методами добычи или выщелачиванием. Затем медь восстанавливается физическими и химическими методами. Ниже мы рассмотрим методы извлечения и извлечения меди из ее минералов. Медные минералы присутствуют во всей земной коре, они встречаются как в осадочных, так и в эруптивных породах. В 10 км больше внешней поверхности земной коры содержится 33 г меди на тонну породы. Это количество само по себе недостаточно, чтобы сделать его коммерчески удобным добыча горной породы.
Медь как элемент
Медь - это двадцать девятый элемент таблицы Менделеева, который можно встретить как в самородной производной, так и в составе природных минералов. К таковым относятся медный колчедан или халькопирит, медный блеск или халькозин, а также малахит.
Данный элемент представляется в виде металла, оттенок которого красного цвета. Если разломать медь, то можно увидеть, что внутри ее цвет розовый. Он очень ковок и тягуч. Медь благодаря своим свойствам является отличным проводником тока и по данному критерию уступает лишь серебру, оказываясь на втором месте.
Медные рудники открыты только тогда, когда присутствует более 5 кг меди на тонну породы. В идеале это значение должно приблизиться к 2%. Добыча: минерал удаляется с земли открытым или подземным рудником. Металл Минерал: Минерал - это камень, содержащий достаточное количество металла для удобного извлечения металлов. Основными медовыми минералами являются кальципирит, борнит и малахит.
Нежелательные материалы откладываются на дно и удаляются. Обжиг: Химические реакции начинаются на этом этапе. Минеральный, порошкообразный и обогащенный, нагревается в воздухе между 500 и 700 ° С для удаления серы и высушивания минерала, который по-прежнему является твердым, называемым кальцином.
Также медь хорошо проводит тепло. Такие его свойства делают элемент незаменимым для электротехнической промышленности - применяют в основном в чистом виде. На нужды данного вида промышленности потребляется более пятидесяти процентов всей добываемой на территории Российской Федерации меди.
Если говорить о свойствах меди как химического элемента таблицы Менделеева, то она мало взаимодействует с другими элементами. Если медь находится на открытом воздухе, то ее поверхность становится зеленоватого оттенка, что объясняется появлением ее основного карбоната, создающего зеленую пленку на верхнем слое меди.
Некоторые примеси удаляются путем образования так называемого металлиста. Металлическое преобразование: воздух вводится в жидкий металл для получения блистерной меди. Литье анодов: блистерная медь отливается в аноды для электролитического рафинирования.
Это крупномасштабная версия лабораторного эксперимента. До сих пор мы представили основные этапы производства меди. Теперь мы рассмотрим фазы, предшествующие химическим реакциям. Традиционные методы добычи. Минералы вблизи поверхности могут быть извлечены после удаления поверхностных слоев. Открытая шахта: 90% минерала извлекается с использованием этого метода. . Выщелачивание: минерал обрабатывают разбавленной серной кислотой, которая медленно проникает в минерал путем растворения меди и образования сульфата меди.
Соли меди массово применяются в домашнем хозяйстве. Так как они ядовиты, их используют для борьбы с вредителями. Также их активно используют как удобрения и катализаторы. Не меньше используются и сплавы меди, такие как латунь, бронза и мельхиора.
В виде руды медь, как правило, располагается в «компании» еще нескольких, или же одного, металлов. Очень часто это бывает золото, серебро, а также платина, никель или же свинец и висмут. Большое количество меди добывается из такого минерала как борнит, второе название которого пестрая руда.
Медь затем восстанавливается путем электролитического рафинирования. Этот процесс дает следующие преимущества. Использование большого количества энергии значительно ниже, чем обычные методы добычи; - отсутствие выброса остаточного газа; - этот метод можно использовать на минералах, содержащих только 0, 1% меди - по этой причине экстракция выщелачиванием быстро распространяется.
Что содержат медные минералы?
В мире существует много видов медных минералов. Около 80% всего медного экстракта происходит из сернистых минералов. Типичный минерал содержит только от 0, 5% до 2, 0% меди. Этот процент указывает на ценность меди, которая стоит извлекать из таких низких концентраций. Металлический минерал выглядит как смесь минералов и горных пород. Наиболее распространенными минералами меди являются.
Структура российской сырьевой базы меди
В отличие от всех стран мира, российскую сырьевую базу на сорок процентов составляют медно-никелевые сульфидные месторождения. А девятнадцать процентов составляют колчеданные месторождения.
И это дает России преимущество перед другими странами, так как их основные запасы располагаются в медно-порфировых месторождениях. Красноярский рудный район богат залежами меди и никеля. Здесь присутствуют в основном сульфидные месторождения.
Концентрация металлических минералов
Первым шагом является физическое удаление Ганги. Металлическая руда измельчается, измельчается и затем обогащается флотацией пеной. Порошкообразный минерал смешивают со специальным парафиновым маслом, которое делает частицы медной руды водоотталкивающими. Затем его вводят в водяную баню, содержащую вспенивающий агент, который продуцирует многочисленные пузырьки.
Когда ванна подвергается воздействию воздушных струй, водоотталкивающие минеральные частицы меди собираются из вспененных пузырьков, эти плавающие частицы достигают поверхности и создают слой пены. Нежелательные отложения горных пород на дне и затем удаляются.
Основная часть всех залежей меди на Российских просторах находится на уральской земле и в Забайкальском крае. В общей сложности там добывается более сорока процентов от общего объема всей меди, принадлежащей стране.
Оренбургская, а также Челябинская область обладают наибольшим потенциалом для увеличения объемов добычи меди. Забайкальский же край богат на геолого-промышленные месторождения меди в медистых песчаниках.
Химия производственного процесса
Пена удаляется с поверхности, а обогащенный минерал собирают для следующего этапа обжига. Затем смесь воды, пенообразователя и парафина рециркулируют. В конце этой фазы обогащенный минерал содержит около 25% меди по весу. Из формулы ясно, что железо и сера должны быть удалены для получения меди. Одним из решений этой проблемы является преобразование его в серную кислоту, которая является полезным побочным продуктом, который помогает компенсировать затраты на извлечение меди.
Конверсия металлических в медные блистеры
Эта процедура очень похожа на удаление примесей в доменной печи. Остаточная жидкость представляет собой смесь сульфидов меди и сульфидов железа, называемых металлическими. Жидкий металл окисляется воздухом для получения медного блистера в конвертере. Чернильная медь, полученная из этого процесса, представляет собой чистую медь на 99%. Определение медного блистера происходит от того факта, что этот окончательный процесс продуцирует пузырьки двуокиси серы на поверхности меди. Блистерная медь выливается в аноды, готовые для электролитического рафинирования.
Кемеровская область, Бурятия, Алтайский край и Северный Кавказ богаты рудой медно колчеданных месторождений. В данный момент основная доля добываемой меди приходится на Удоканское месторождение. В настоящее время оно является самым крупным месторождением в Российской Федерации.
На Дальнем Востоке и на Урале были открыты несколько новых месторождений меди, которые относятся к медно-порфированому типу.
Блистерную медь отливают в большие пластины, которые затем используются в качестве анодов в электролизных резервуарах. Электролитическая медная переработка производит высококачественную медь и высокую чистоту, требуемую промышленностью. Возможно, вы уже сделали этот процесс в своей школьной лаборатории.
Что происходит в процессе электролиза?
В отрасли этот процесс выполняется в больших масштабах. Блистерные медные аноды погружаются в электролит, содержащий сульфат меди и серную кислоту. В этих условиях атомы меди рассеиваются из нечистого анода, образуя ионы меди. Эти ионы мигрируют к катодам, где они перемещаются как чистые атомы меди.
Основные месторождения меди
|
Недропользователь, месторождение |
Геолого-промышленный тип | Запасы, тыс.т WO3 | Доля в балансовых запасах РФ, % | Содержание WO3 в рудах, % | Добыча в 2012 г., т WO3 | |
| А+В+С1 | С2 | |||||
| ОАО «ГМК Норильский никель» | ||||||
|
Октябрьское Это та самая реакция, которую вы, вероятно, уже сделали в своей школьной лаборатории. Когда мы закрываем выключатель, ионы меди на аноде начинают двигаться через раствор, достигая катода. Атомы меди уже прольют два электрона, становясь ионами, и их электроны теперь могут свободно перемещаться в контуре. Ячейка отталкивает ионы от анода к катоду, одновременно вставляя свободные электроны в цепь. Электроны в катоде рекомбинируются с ионами меди, исходящими из раствора, образуя новый слой атомов меди. Постепенно анод разрушается, и катод растет. Нерастворимые примеси в аноде лежат на дне. Этот драгоценный продукт удаляется. (Красноярский край) |
Сульфидный медно-никелевый |
14631 | 5723 | 22,3 | 1,65 | 351 |
|
Талнахское (Красноярский край) |
Сульфидный медно-никелевый | 7877,2 | 2728,2 | 11,6 | 1,11 | 80,6 |
|
Норильск I (Красноярский край) |
Сульфидный Золото, серебро, платина и пруд нерастворимы в этом электролите и поэтому не осаждаются на катоде. Они образуют «ил», который собирается под анодами. Недавно катоды из нержавеющей стали заменили медные катоды. Химические реакции идентичны. Периодически катоды удаляются удалением чистой меди. Химия - Добыча меди. Трудно представить мир без меди. Мы полагаемся на медь в областях электричества, освещения, отопления, связи, водоснабжения и транспорта. Медь делает наши дома эффективными, удобными и красивыми наши школы и наши компании, и это было сохранено в течение многих лет. Медь предлагает замечательное сочетание свойств и является отличным электрическим и тепловым проводником, он пластичен и может предотвратить пролиферацию бактерий. медно-никелевый |
773,1 | 836,1 | 1,8 | 0,48 | 13,9 |
| ОАО «Кольская ГМК» | ||||||
| Ждановское (Мурманская область) | Сульфидный медно-никелевый | 765,6 | 227,2 | 1,1 | 0,3 | 12,2 |
| ОАО «Гайский ГОК» | ||||||
| Гайское (Оренбургская область) | Медноколчеданный | 4555,6 | 478,5 | 5,5 | 1,3 | 62,5 |
| ООО «Башкирская медь» | ||||||
|
Юбилейное Как и все природные ресурсы, запасы меди ограничены. Медь перерабатывается с древних времен, и сегодня 40% спроса покрывается переработанной медью, что помогает сохранить земельные ресурсы. Медь отлично подходит для переработки, поскольку ее можно перерабатывать в бесконечность, не теряя ее недвижимость. Например, старые медные трубы, краны и автомобильные радиаторы представляют собой первичный источник рециркулированной меди. Все эти медные объекты могут быть отлиты и трансформированы в новые продукты. В будущем даже несколько граммов меди, содержащихся в наших мобильных телефонах, будут переработаны. В этом разделе мы рассмотрим методы получения меди из шахт и рециркуляции. В природе металлы обычно присутствуют в виде соединений. Эти соединения встроены в породы или минералы, называемые металлическими минералами. (Республика Башкортостан) |
Медноколчеданный | 1360,2 | 46 | 1,5 | 1,7 | 36,2 |
|
Подольское (Республика Башкортостан) |
Медноколчеданный | 1701,3 | 16,7 | 1,9 | 2,11 | 0 |
| ООО «Байкальская горная компания» | ||||||
| Удоканское (Забайкальский край) | Медистые песчаники | 14434,6 | 5519,6 | 21,8 | 1,56 | 0 |
| ООО «ГДК Баимская» | ||||||
| Песчанка (Чукотский АО) | Медно-порфировый | 2606,2 | 1124,5 | 4 | 0,83 | 0 |
| ООО «ГРК Быстринское» | ||||||
| Быстринское (Забайкальский край) | Скарновый медно-магнетитовый | 1717,5 | 355,9 | 2,3 | 0,78 | 0 |
| ЗАО «Михеевский ГОК» | ||||||
| Михеевское (Челябинская область) | Медно-порфировый | 1264,3 | 299,7 | 1,7 | 0,44 | 1,4 |
| ЗАО «Томинский ГОК» | ||||||
| Томинское (Челябинская область) | Медно-порфировый | 743,3 | 793,2 | 1,7 | 0,47 | 0 |
| ОАО «Святогор» | ||||||
|
Волковское (Свердловская область) |
Ванадиево-железо-медный | 1612,2 | 153,4 | 1,9 | 0,64 | 6,6 |
Медный Урал
Наиболее крупные залежи меди относительно всей российской территории, находятся на Урале. Для того чтобы упростить добычу элемента меди из тех руд, в которых ее присутствие очень незначительно. Называется такой способ гидрометаллургическим. Также им пользуются в тех случаях, когда необходимо извлечь медь из того, что является отходами других металлургических промышленностей.
Основой гидрометаллургического способа является перевод сложно растворимых соединений необходимого элемента в более простые, которые растворяются легче. Далее же происходит процесс их извлечения из получившегося в итоге раствора. Осуществляют данную процедуру несколькими методами, но самыми распространенными из них, являются:
- выщелачивание раствора;
- применение ионообменных смол;
- электролиз.
Удоканское медное месторождение
Данное месторождение находится в Забайкальском крае на хребте под названием «Удокан». Данный район сейсмоопасен и располагается в зоне вечной мерзлоты. «Удокан» является самым крупным в России месторождением меди. Не последнюю роль по добыче данного элемента оно занимает и во всем мире, находясь на третьей ступени. Руды, находящиеся в данном руднике, практически полностью состоят из меди и имеют лишь небольшое количество серебра в своем составе.
Открытие Удоканского месторождения произошло в прошлом веке, а если точнее, что в 1949 году. Первое главное управление министерства геологии СССР отправило на Удокан лесную экспедицию, которая и сделала первое открытие. Последующие шесть лет происходило подробное изучение данного месторождения и по поводу его освоения строились большие планы. Но неожиданно спустя еще один год, все работы были полностью заморожены.
Спустя еще десять лет месторождением снова активно заинтересовались, взяли множество различных проб, было произведено огромное количество других исследований, но потом опять все работы совершенно неожиданно были прекращены. И только в 2008 году месторождение стали активно разрабатывать. Его освоение происходит открытым способом - медь добывается из карьера. В данный момент залежи меди в данном месторождении масштабны и ежегодно отсюда добывается более тридцати тысяч тонн руды.
Сорское медно-молибденовое месторождение
Данный источник располагается в точке пересечения двух тектонических зон - северо-западной и северо-восточной, около Батеневского кряжа. Основными минералами, включающими в свой состав медь и добывающимися здесь, являются такие как молибденит, халькопирит, а также пирит.
Данное месторождение образовалось благодаря тому, что на данной территории регулярно протекали высокотемпературные процессы. Оно поделено на несколько составляющих - Западную и Восточную, которые в свою очередь разделяются друг с другом безрудным промежутком.
Данное месторождение также разрабатывается открытым способом, причем его части - Восточная и Западная, разработаны в разной степени. Вторая освоена практически в два раза больше, чем первая.
Руда здесь обогащается несколькими процессами. Данная процедура происходит в несколькими методами:
- в дробилках конусообразной формы минералы дробятся четыре раза;
- мокрое измельчение при помощи специально оборудованных мельниц, а также классификаторов, выполненных в спиралевидной форме;
- флотация, подразделяющаяся на две ступени - селективную и коллективную;
- доводка медного, а также молибденового концентрата;
- обезвоживание;
- сушка;
- шихтовка.
Работа обогатительной фабрики обусловлена оборотным водоснабжением.
Сибайское медноцинковоколчеданное месторождение
Данное месторождение является не только медным, но также цинковым и колчеданным. Располагается оно неподалеку от города Сибая, который находится в Башкортостане. Открытие данного месторождения произошло в 1913 году, но осваивать его стали лишь два десятилетия спустя.
С запада на восток Сибайское медноцинковоколчеданное месторождение ограничено разломами. Здесь руды добываются исключительно закрытым методом. В начале двадцатого века, на месторождении была построена шахта. Ее глубина превышает глубину четырех десятков метров.
Позднее, в 2004 году на месте Сибайского месторождения был сформирован филиал, который носит название «Учалинский ГОК».
Основные проблемы медно добывающей промышленности
На сегодняшний день одной из главной проблем меднодобывающей промышленности, является ее сдерживание. Оно связано с тем, что постепенно земля беднеет, ресурсы исчерпываются и добывать руду становится все сложнее.
Истощающаяся сырьевая база приводит к тому, что многие предприятия, занимающиеся деятельностью, связанной с добычей медной руды, сталкиваются с крупными финансовыми затруднениями и пройти через них вернувшись к прежнему ритму работы удается далеко не каждой компании.
Но самой серьезной проблемой, связанной с добычей медной руды, является сильнейшее загрязнение окружающей среды. Благодаря тому, что вокруг сформированных карьеров образовываются так называемые отвалы, это приводит к тому, что после добычи руды, тяжелые металлы из них при каждом дожде попадают в слои земли, откуда переносятся течениями грунтовых вод в реки и озера. Последнее время ведутся разговоры о том, чтобы данные насыпи превратить во второсортное сырье, которое можно будет использовать при другом производстве и немного разрешить проблему загрязнения природы.
Самое крупное предприятие по добыче меди на территории России
Недавно в Челябинской области было запущено самое крупное в России предприятие, предназначенное для добычи меди - это Михеевский ГОК. Он является крупнейшим горнорудным проектом, разработанным на территории государства после распада Советского Союза.
Михеевское месторождение было включено в список пятидесяти самых крупных месторождений меди во всем мире. Его основной особенностью является низкое содержание металла в добываемой руде, но его значительные запасы. Ежегодно из данного месторождения планируется добывать более восемнадцати тонн руды, а со временем увеличить добываемые объемы в несколько раз.
В данный проект была инвестирована огромная сумма денег, которая составила двадцать пять миллиардов рублей. Открытие данного предприятия поспособствовало появлению семи сотен новых рабочих мест. Персонал Михеевского ГОКа включает в себя металлургов-обогатителей, а также горняков. Здесь работают жители близлежащих территорий. В общей сложности персонал предприятия насчитывает около одной тысячи человек.
Руководством планируется оборудовать на предприятии стопроцентный водооборот, который будет замкнутым. Оборудование, находящееся на предприятии, и все его системы будут оборудованы по последнему слову техники. Здесь будут установлены системы пылеулавливания, а также пылеподавления, что облегчит сложнейшую работу сотрудников Михеевского ГОКа.
