Медная руда: свойства, применение, добыча
Медная руда — это соединение минералов, в которых медь представлена в достаточной концентрации для ее дальнейшей переработки и использования в промышленных целях.
В производстве целесообразно использовать обогащенную руду с содержанием металла не менее 0,5-1%.
Медная руда: свойства и характеристики
Медь — пластичный элемент золотисто-розового оттенка. На открытом воздухе металл сразу покрывается кислородной пленкой, которая придает ему специфический красно-желтый цвет.
Характерные свойства: коррозийная устойчивость, высокая тепло- и электропроводность.
При этом элемент отличается высокими антибактериальными свойствами, уничтожает вирусы гриппа и стафилококки.
В промышленном комплексе чаще всего медь используется в сплавах с другими компонентами: никелем, цинком, оловом, золотом и т.д.
Применение медной руды
Благодаря низкому удельному сопротивлению медь активно применяется в электротехнической сфере для изготовления силовых кабелей и проводов. Хорошая теплопроводность позволяет использовать этот металл в радиаторах охлаждения и кондиционерах.
Без меди не обходятся следующие производственные отрасли:
- машиностроение (стеклоподъемники, подшипники);
- судостроение (обшивка корпусов и конструкций);
- строительство (трубы, кровля и облицовочные материалы, сантехническое оборудование и т.д.).
Для ювелирной сферы актуальны сплавы с золотом, которые увеличивают механическую прочность и стойкость к истиранию.
Эксперты прогнозируют масштабное применение металла в качестве антибактериальных поверхностей в медицинских учреждениях (перила, двери, ручки, поручни и т.д.).
Интересно! Знаменитая Статуя Свободы изготовлена из меди. На ее строительство понадобилось порядка 80 тонн материала. А в Непале этот металл считается священным.
Группы медных руд
Все медные руды принято делить на девять промышленно-геологических видов, которые в свою очередь подразделяются на шесть групп по происхождению:
Стратиформная группа
В эту группу входят медные сланцы и песчаники. Эти материалы представлены крупными месторождениями. Их характерные черты: простая пластовая форма, равномерное распределение полезных компонентов, пологое поверхностное залегание, позволяющее использовать открытые способы добычи.
Колчеданная группа
Сюда входит самородная медь, жильные и медно-колчеданные соединения. Самородный металл чаще всего встречается в зонах окисления медно-сульфидных рудников вместе с другими окисленными минералами.
Медно-колчеданные металлы отличаются формами и размерами. Основной минерал в руде — пирит, также присутствуют халькопириты и сфалериты.
Для жильных руд характерна прожилковая структура с вкраплениями. Такие руды, как правило, залегают в контакте с порфирами.
Медно-порфировая (гидротермальная)
Эти месторождения вместе с медью и молибденом содержат золото, серебро, селен и другие полезные элементы, наличие которых значительно выше нормы.
Медно-никелевая
Месторождения представлены в пластовой, линзообразной, неправильной и жильной форме. Металл имеет вкрапленную массивную текстуру с кобальтом, платиноидами, золотом и т.д.
Скарновая руда
Скарновые руды — это локальные месторождения в известняках и известково-терригенных породах. Они характеризуются небольшими размерами и сложной морфологией. Концентрация меди высокая, но неравномерная — до 3%.
Карбонатовая
В состав этой группы входит железомедная и карбонатитовая руда. По этому типу меди обнаружено пока единственное месторождение в ЮАР. Этот комплексный рудник относится к массиву щелочных пород.
Из каких руд получают медь
Интересно! Медь очень редко встречается в природе в виде самородков. На сегодняшний день самой крупной такой находкой считается самородок, обнаруженный в Северной Америке на территории США массой 420 тонн.
Существует почти 250 видов меди, но из них всего 20 видов используются в промышленности. Самые распространенные из них:
Халькозин
Соединение минералов с содержанием серы (20%) и меди (80%). Носит название «медный блеск» из-за своего характерного металлического блеска. Руда имеет плотную или зернистую структуру черного или серого оттенка.
Халькопирит
Металл имеет гидротермальное происхождение, встречается в скарнах и грейзенах. Чаще всего входит в состав полиметаллической руды вместе с галенитом и сфалеритом.
Борнит
Распространенный в природе минерал класса сульфидов, один из главных элементов медных руд. Имеет характерный синевато-пурпурный оттенок. Содержит в себе медь (63,33%), железо (11,12%), серу (25,55%) и примеси серебра. Встречается в виде плотных мелкозернистых масс.
Способы добычи медной руды
В зависимости от глубины рудника используются открытый и закрытый способы добычи металла.
Закрытый (подземный) способ добычи медной руды
При закрытой (подземной) разработке строятся шахты протяженностью в несколько километров. Шахты оснащаются лифтами для перемещения рабочих и техники, а также для транспортировки минерала на поверхность.
Под землей порода подлежит дроблению специальным буровым оборудованием с шипами. Затем с помощью ковшей происходит забор и погрузка руды.
Открытый способ актуален в том случае, когда залежи находятся на глубине до 400-500 метров. Сначала снимается верхний пласт пустой породы, после чего вынимается медная руда. Чтобы было проще доставать твердые породы, ее предварительно разрушают взрывными устройствами.
Открытый способ добычи медной руды
Технологический процесс производств меди
Выделяют два основных способа производства меди:
Первый способ предполагает огневое рафинирование металла и позволяет обработать любое сырье с извлечением всех полезных элементов. С помощью этой технологии можно получать медь даже из бедной породы, в которой содержание металла ниже 0,5%. Второй способ применяется, как правило, только для обработки окисленной или самородной руды с бедным содержанием меди.
Добыча медных руд в мире
Медные рудники не сосредоточены в определенных географических зонах, а обнаружены в разных странах. В Америке в штатах Невада и Аризона разрабатывают месторождения халькозина. На Кубе распространены залежи оксида меди — куприта. В Перу ведется добыча хлорида меди.
Источников обогащенных руд в мире почти не осталось, медь добывается уже несколько сотен лет, поэтому все богатые рудники давно уже разработаны. В промышленности приходится применять низкосортные минералы (до 0,5% меди).
Интересно! По объёму мирового производства, медь находится на третьем месте после железа и алюминия.
Страны лидеры по запасам и добыче медной руды
В список стран, богатых медными рудами, входят: Чили, Америка, Китай, Казахстан, Польша, Индонезия, Замбия. Доля РФ в мировой добыче руды составляет 9% (это третье место после Чили и США). По запасам минерала лидирует Чили, в которой находится 33% от мирового объема меди.
Самыми крупными рудниками считаются:
- Рудник Чукикамата (Чили). Разработки ведутся более 100 лет, в течение этого периоды было разработано 26 млн. тонн металла;
Карьер Чукикамата (Чили)
- Рудник Эскондида (Чили). Добыча осуществляется с 1990 года;
Карьер Эскондида (Чили)
- Рудник Грасберг (Индонезия).
Карьер Грасберг (Индонезия)
Недавно были обнаружены крупные рудники в Перу (Антамина), в Бразилии (Салобу), Казахстане (Нурказган).
Эксперты утверждают, что объем экономически рентабельной меди составляет более 400 млн. тонн. по всему миру.
Добыча медной руды в России
Структура сырьевой базы меди в России существенно отличается от мирового рынка. Основная доля в ней приходится на сульфидные медно-никелевые (40%) и колчеданные (19%) рудники. В то время как в других странах преобладают медно-порфировые месторождения и медистые песчаники.
Месторождения медных руд в России
Отвечая на вопрос, где в России добывают медные руды, в первую очередь следует выделить Таймырский АО. В Октябрьском, Тапахнинском и Норильском месторождениях сосредоточено более 60% всех залежей медной руды в России. Около одной трети минерала добывают в Уральском меднорудном районе.
В Читинской области обнаружен крупный рудник Удокан, который пока не разрабатывается из-за неразвитой транспортной инфраструктуры. Согласно экспертным данным эксплуатируемых месторождений в РФ хватит не более, чем на 30 лет.
Источник
Тест. Металлургический комплекс
Список вопросов теста
Вопрос 1
Сколько процентов меди должно содержаться в богатой медной руде?
Варианты ответов
Вопрос 2
К промышленным способам добычи металлов относят?
Варианты ответов
- Пирометаллургический метод
- Электрохимический метод
- Гидрометаллургический метод
- Механический метод
Вопрос 3
Как называется производственное предприятие, на котором занята значительная или даже основная часть работающих граждан города, посёлка, в связи с чем оно определяющим образом влияет на занятость населения, воздействует на инфраструктуру и социальные проблемы.
Варианты ответов
Вопрос 4
Производство чёрной и цветной металлургии включает в себя?
Варианты ответов
- Получение различных сплавов с определёнными свойствам
- Изготовление металлов из природного сырья
- Переработку и отделку стройматериалов
- Добычу руды чёрных и цветных металлов
Вопрос 5
Верно ли данное утверждение?
Состояние российской металлургии существенно влияет на уровень жизни населения, так как многие предприятия градообразующие.
Источник
Тест. Металлургический комплекс
Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания — 5 балльная. Разбалловка теста — 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!
Список вопросов теста
Вопрос 1
Сколько процентов меди должно содержаться в богатой медной руде?
Вопрос 2
К промышленным способам добычи металлов относят?
Варианты ответов
- Пирометаллургический метод
- Электрохимический метод
- Гидрометаллургический метод
- Механический метод
Вопрос 3
Варианты ответов
Вопрос 4
Как называется производственное предприятие, на котором занята значительная или даже основная часть работающих граждан города, посёлка, в связи с чем оно определяющим образом влияет на занятость населения, воздействует на инфраструктуру и социальные проблемы.
Варианты ответов
Вопрос 5
Производство чёрной и цветной металлургии включает в себя?
Варианты ответов
- Получение различных сплавов с определёнными свойствами
- Изготовление металлов из природного сырья
- Переработку и отделку стройматериалов
- Добычу руды чёрных и цветных металлов
Вопрос 6
Верно ли данное утверждение? Современное хозяйство не может обходиться без металла. Роль металлов в развитии и становлении технической культуры человечества исключительно велика. Твёрдость, пластичность, ковкость сделали их незаменимым материалом для изготовления орудий труда и производства.
Варианты ответов
Вопрос 7
О какой технологии добычи металлов идёт речь: «При использовании данной технологии в одну из пробурённых скважин закачивают растворитель руды. По другой скважине полученный под землёй рудный раствор выкачивают на поверхность.» Ответ дайте в именительном падеже
Вопрос 8
Как называется предприятие, на котором осуществляются не только все стадии собственно металлургического процесса, но также и технологически и экономически связанные с ним производства других отраслей?
Варианты ответов
Вопрос 9
Определите, какие утверждения являются верными, а какие — неверными?
Варианты ответов
- Все металлы состоят из частиц и делятся на чёрные и цветные. Они различаются не только по цвету, но и по составу частиц, которые определяют их химические свойства.
- Свыше 90 % всех металлов, используемых в народном хозяйстве, составляет продукция цветной металлургии.
- Месторождения железных руд богаче и встречаются значительно чаще, чем руды других металлов.
- Из всех металлов наибольшее применение находит металл-труженик — железо, вернее, его сплавы с углеводородом — чугун и олово.
Вопрос 10
Верно ли данное утверждение? Состояние российской металлургии существенно влияет на уровень жизни населения, так как многие предприятия градообразующие.
Источник