Медная руда

Как применяют медь в промышленности

Медь в промышленности переплавляют

При производстве различных изделий использую медь в чистом виде и в виде сплавов с различными металлами. В чистом виде металл используют для изготовления сетевых кабелей и проводов электропередач. Медь отличается способностью быстро и без потерь проводить электроток. По этому показателю она уступает лишь серебру, но поскольку оно относится к драгоценным металлам и имеет высокую стоимость, то в электропроводках отдают предпочтение применению меди. Для производства сердцевины кабелей – медной жилы применяют только чистый металл, наличие любых примесей значительно снижает проводниковый эффект. Чтобы получить чистую медь, ее заготовки подвергают процессу электрорафинирования. Он представляет собой погружение металла в ванну, наполненную раствором сульфата меди, туда же погружают электрод, подключенный к электричеству. Ионы металла перемещаются к электроду, а частицы примесей собираются вблизи анода, таким образом, их можно удалить, а на выходе получается материал с содержанием 99,999% чистой меди.

Медно-никелевые сплавы характеризуются высокой электросопротивляемостью и применяются в приборостроении. Эти сплавы стойкие к коррозии, не разрушаются даже в морской воде. Сплав, в котором 40% цинка называется латунь, он обладает повышенной прочностью, а его дешевизна обуславливает широкое применение:

  • в машиностроении;
  • в производстве бытовых товаров;
  • в химической промышленности.

Из латуни производят:

  • трубы;
  • радиаторы;
  • гильзы;
  • автомобильную фурнитуру и прочее.

Медное напыление используют при хромировании стали. Изделия из стали часто в декоративных целях покрывают хромом или никелем, но это покрытие недолговечно и в процессе эксплуатации может отпадать, во избежание этого между сталью и хромированным слоем наносят медное напыление, оно обеспечивает лучшее сцепление.

Применение меди в промышленности можно наблюдать и при осуществлении пайки, она значительно облегчает этот процесс, а деталь получается однородной и прочной. Этот металл является достаточно пластичным, его можно применять для изготовления водопроводных труб различной конфигурации, в России использование таких труб нешироко распространено, но в Европе такие изделия можно найти довольно часто.

Технологии литья бронзовых изделий

Литье из бронзы можно разделить на несколько видов в зависимости от технологического процесса и использования литейных машин. Для плавки сплава используются индукционные печи. Сам металл покрывается флюсом.


Изделие из бронзы

Литье под давлением

В процессе вакуумного всасывания расплавленный металл начинает втягиваться в форму кристаллизатора. Далее начинается охлаждение заготовки, которое происходит от краёв к центру. В качестве кристаллизатора использует емкость с тонкими стенками. Она охлаждается водой. После охлаждения заготовка сама отходит от формы.

Центробежное литье

Центробежное литье бронзы применяется для изготовления деталей цилиндрической и конусовидной формы. К ним относятся уплотнительные кольца, втулки для промышленного оборудование и другие детали. С помощью центробежной технологии изготавливаются червячные колёса и шестерни. Технологический процесс подразумевает под собой вращение формы, благодаря чему расплавленный металл уплотняется.

Художественное литье

Технология художественного литья из бронзы используются в случаях создания декоративных элементов. К ним относятся различные скульптуры, светильники, решётки, ограды, сувенирная продукция. Этапы художественного литья из бронзы:

  1. Изначально изготавливается чертеж будущей заготовки.
  2. Далее мастер создаёт форму, в которую будет переливаться расплавленный металл.
  3. Расплавляется исходное сырье — шихта.
  4. Форма для литья заполняется расплавленным металлом.
  5. Процесс охлаждения.
  6. Извлечение заготовки из формы.

Последним этапом считается очистка и дальнейшая обработка детали. Если конструкция составная, изначально создаются и обрабатываются отдельные детали. После этого они соединяются в одну конструкцию. Швы зачищаются и обрабатываются защитными составами. При правильном выполнении технологического процесса создания декоративных элементов из бронзы, можно избежать ошибок и снижения качества готовой продукции.

Технологии производства меди

Для того чтобы получить медь из вышеперечисленного, в настоящее время используют три технологии: электролиз, гидрометаллургия, пирометаллургия.

В качестве сырья для пирометаллургической методики получения меди берут халькопирит. При использовании данной технологии нужно выполнить определенное количество последовательных действий. Первоначально делается обогащение медной руды при помощи обжига или флотации. Флотация представляет собой смачивание исходного материала в ванной, наполненной жидким составом. Образуя пузырьки воздуха в тех частях, где содержатся минеральные элементы, происходит их перемещение наверх вместе с этими пузырьками. В результате верх ванночки наполняется черновой медью, там ее содержится до 35 %. Далее такой порошок преобразуется в чистую медь.

Немного по-другому происходит окислительный обжиг. При использовании такого метода медная руда обогащается, в ее составе присутствует не малое количество серы. Нагревается руда до высокой температуры, после чего происходит окисление сульфидов, и снижается количество серы в составе руды, практически в два раза. Далее руда расплавляется в специальных печах, и получается сплав, содержащий в своем составе железо и медь.

Полученный материал нуждается в улучшении, делается это при помощи обдува в горизонтальном конвертере, не подавая при этом дополнительного топлива. После такой процедуры происходит окисление железа и сульфида. В результате получается черновая медь, с содержанием в себе до 91 % меди. Для еще большего очищения металла делается его рафинирование, путем удаления сторонних примесей, с использованием раствора медного купороса. В результате этого увеличивается количество меди в металле, оно достигает 99,9 %.

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;

Рудник Эскондида (Чили). Добыча осуществляется с 1990 года;

Рудник 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.

Значение меди в мире

Особенности меди

Медь была одним из первых металлов, которые узнала и стала использовать человеческая цивилизация. Производство ее человек изобрел раньше, чем железо.

Медь – второй после алюминия наиболее потребляемый мировой экономикой цветной металл.

Название свое это металл получил от имени острова Кипр.

Из чего она состоит? В ее структуре множество кристаллов: никель, цинк, молибден, золото, кальций, серебро, свинец, железо, кобальт и многие другие.

А высокая электропроводность сделала ее особенно ценным электротехническим материалом, из которого изготавливают обмотки трансформаторов и генераторов, провода линий электропередачи, внутреннюю электропроводку.

Справка. Ранее на электропровод тратилось до половины всей произведенной в мире меди, то сегодня этим целям служит более доступный алюминий. А сама медь становится наиболее дефицитным цветным металлом.

Широко используются и сплавы меди – с цинком (латунь), с оловом или алюминием (бронза) и др.

Добыча

Медные руды добываются в 50 странах. Таб. 1. Крупнейшие производители в мире по итогам 2014-2015 гг.

Страна 2014 2015
тысяч тонн место тысяч тонн место
Весь мир 22 000 19021
Чили 5 750 1 5 764 1
КНР 1 694 2 1 659 2
Перу 1 339 3 1 654 3
США 1 391 4 1 408 4
Австралия 969 5 960 5
ДР Конго 915 7 918 6
Россия 740 6 741 7
Замбия 693 8 705 8
Канада 694 9 690 9
Индонезия 379 587 10

Основные производственные мощности медедобывающих предприятий сосредоточены в Южной Америке. Именно здесь добывается 41,2% мировых объемов медной руды, 19,8% приходится на долю азиатских стран.

Иначе выглядит ситуация в производстве рафинированной меди: Таб. 2. Сравнительная характеристика объемов добычи рафинированной меди по регионам планеты, тыс. тонн

Медная руда Рафинированная медь
Весь мир 19021 22211
Северная Америка 2656 1883
Южная Америка 7841 3307
Европа 1864 3764
Азия 3759 11382
Африка 1893 1388
Океания 1008 487

Производство рафинированной меди по итогам за 2020 год сосредоточено в азиатском регионе (51,2%). На долю Южной Америки, лидера добычи медной руды, приходится 14,9%. Здесь он уступает даже Европе.


Рис. 1. Распределение вклада континентов

Почти 80% всей меди было произведено из первичного сырья, оставшиеся 20% выпущены из медного лома. В мировом производстве меди сохраняется высокая консолидация – треть ее (34,8%) в 2020 г приходилось на пятерку крупнейших производителей, в которую входят:

  • Codelco (Чили).
  • Freeport-McMoRan (США).
  • Glencore (Швейцария).
  • BHP Billiton (Австралия).
  • Southern Copper (Мексика).

Справочно. Компания Wood Mackenzie (Brook Hunt) в 2014 году опубликовала прогноз производства меди в мире на период до 2025 года.

Wood Mackenzie — глобальная группа исследований в области энергетики, химических веществ, возобновляемых источников энергии, металлов и горнодобывающей промышленности, имеющая международную репутацию для предоставления всеобъемлющих данных, письменного анализа и консультаций. В 2020 году компания была приобретена американской аналитической компанией и аналитической компанией Verisk Analytics (en.wikipedia.org). Таб. 3. Прогнозные данные на 2014-2025 год

Год Тысяч тонн Год Тысяч тонн
2014 24 305 2020 25 928
2015 25 830 2021 25 643
2016 26 449 2022 25 553
2017 26 580 2023 25 317
2018 26 517 2024 24 945
2019 26 115 2025 24 713

По данным компании, мировая добыча в 2020 году составила 19,9 млн тонн, а ее производство достигло 22,5 млн.

Запасы

По данным за 2014 год, территории Северной и Южной Америки владели почти 60% всех мировых запасов, больше половины которых зафиксированы в Чили. А в масштабах планеты на долю этой страны приходится 34% залежей этого цветного металла.

На долю РФ приходилось 5% разведанных запасов меди в мире (после Чили, США, Перу и Австралии это 5-е место).

По оценкам геологов, порядка 5 млрд тонн запасов медной руды находится на дне океанов.

Из каких руд получают медь

Медь крайне редко встречается в виде самородков. Она всегда добывается с дополнительными примесями. Самый большой самородок был найден в США. Он имеет вес более 420 тонн.

Всего 20 видов используются в тяжелой промышленности. Самые известные и широко применяемые из них — халькозин, халькопирит и борнит. Каковы их свойства?

  1. Халькозин — наиболее концентрированная медь. Здесь ее концентрация может быть до 80 %.
  2. Халькопирит — медь, входящая в состав полиметаллов и имеющая гидротермальное происхождение.
  3. Борнит — этот вид имеет синеватый оттенок из-за примесей железа и серебра. Концентрация — более 60 %.
  4. Ковелин — относится к гидротермальной группе, как и халькопирит. Концентрация составляет 64 %.

Именно из этих руд получают большую часть металла, которая потом используется человеком.

Технологии производства

Добытая руда имеет низкую концентрацию меди. Для получения одной тонны металла в среднем понадобится 200 тонн руды. Для его извлечения современная металлургическая промышленность применяет следующие технологии:

  • гидрометаллургическая;
  • пирометаллургическая;
  • электролиз.

Пирометаллургический метод обогащения породы использует для переработки халькопирит. Эта распространенная технология использует два этапа работы. Первое – окислительный обжиг, так называемая флотация. Получаемый черновой концентрат содержит 10–35% чистого вещества. Затем производят рафинирование меди и добавление купороса к раствору. В результате выделяют цветной металл почти стопроцентной чистоты.

При гидрометаллургическом способе происходит выщелачивание металла, затем добавляется серная кислота. В итоге получают раствор, в котором выделяется медь и различные металлы, могут быть драгоценные. Эта технология применима для производства меди из бедных пород.

Для окислительного обжига минералов с высоким содержанием серы нагревают руду до 700–8000 градусов, при этом количество серы уменьшается вдвое. Получается сплав сульфидов. Боковой обдув в конвекторе позволяет получить черновую медь 91%. Для более высокой чистоты металла происходит электролитическое рафинирование, получают 99% состав.

В промышленности этот элемент в чистом виде практически не применяется. Больше всего известны сплавы:

  • латунь – сплав с цинком;
  • бронза – с оловом;
  • различные баббиты – сплав со свинцом;
  • мельхиор – в состав добавлен никель;
  • дюраль – соединение с алюминием;
  • ювелирные сплавы, где добавляется золото в различных процентных соотношениях.

Добыча медной руды

Вследствие низкого содержания меди в руде ее добыча связанна с переработкой больших объемов горных пород. Для того, чтобы выплавить 1 т меди нужно переработать свыше 200 т руды. Методы добычи меди:

  • открытый способ. Если рудные месторождения находятся близко к земной поверхности, то их разрабатывают таким способом глубина открытых разработок составляет 150-300 м. Метод характеризуется более низкими потерями
  • подземный способ. Этим методом руду добывают с глубины 500 м, а иногда и с 800-1000 м.

Читать также: Самодельный станок для бизнеса

Существует пять технологических систем разработки месторождений:

  • при помощи самоходного оборудования. Эта технология широко применяется
  • при помощи вибрационных механизмов непрерывного действия
  • при помощи твердеющей закладки выработанного пространства. При этом происходит сплошная выемка запасов мощных залежей с наименьшими потерями. С применением подобных систем снижаются потери в 3-4 раза
  • метод выемки руды горизонтальными пластами. Во время наполнения выработанного пространства (в рудниках под землей) твердеющими соединениями применяют футерованные резиной или базальтом трубы, период эксплуатации которых в 50-100 раз выше, чем у стальных
  • циклично-поточная технология реализации горных работ.

Таблица 1. Добыча меди в мире

СтранаДобыча руды ( тыс. тонн в год)Запасы ( млн. тонн)
Чили5,38140
США1,1635
Перу130
Индонезия0,835
Австралия0,8524
Россия0,8420
Китай0,6226
Мир14,49467

Медные руды и их месторождения

На настоящий момент получать Cu считается экономически выгодным и целесообразным даже в том случае, если его содержится в породе хотя бы 0.3%.

Чаще всего для выделения меди промышленным способом в природе в наши дни добывают следующие породы:

  • борниты Cu5FeS4 — сульфидные руды, называемые по-другому медным пурпуром или пестрым колчеданом и содержащие около 63.3% Cu;

  • халькопириты CuFeS2 — минералы, имеющие гидротермальное происхождение;

  • халькозины Cu2S, содержащие более 75% меди;

  • куприты Cu2O, часто встречающиеся также и в местах залежей самородной меди;

  • малахиты, представляющие собой углекислую медную зелень.

Самое большое месторождение медных руд в России находится в Норильске. Также такие породы в больших количествах добывают в некоторых местах на Урале, в Забайкалье, на Чукотке, в Туве и на Кольском полуострове.

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.

Получение при переработке концентратов

Руда, прошедшая процесс обогащения до нужной степени содержания полезного вещества и получившая наиболее удобную для дальнейшей переработки форму, носит название концентрата.

Свинца

Концентраты свинца (содержание этого химического элемента в них доходит до 70%), получившиеся в результате флотации (разделение частиц минералов на границе сред, обычно воды и газа, в результате прилипания и ухода) подвергаются пирометаллургическому воздействию. Суть его заключается:

  • в агломерирующем обжиге, предназначенном для перевода свинца из сульфида в оксид с дальнейшим окомкованием материала;
  • шахтной плавке в печах при температуре в 1100-1200C, с целью получения металлического свинца и ошлакования пустой породы.
  • в огневом рафинировании чернового свинца – удалении лишних материалов с помощью специальных технологий, совмещаемых с процессом подогрева.

Существует также гидрометаллургический способ получения свинца из концентратов, но вследствие своей сложности и дороговизны, этот технологический процесс не нашёл широкого практического применения.

Цинка и меди

Получение цинка из концентрата возможно как пирометаллургическим, так и гидрометаллургическим способами. Последний метод более эффективен и включат в себя:

  • обжиг, предназначенный для получения оксида и удаления серы;
  • выщелачивание – создание цинкового раствора с оставлением остальных элементов в нерастворимом остатке – кеке;
  • очистку от примесей;
  • электролиз с осаждением цинка на катодах.

Получение меди из концентрата включает в себя те же пирометрические процессы: обжиг, плавка, конвертирование, огневое рафинирование с последующим электролизом.

Других компонентов

Надо отметить, что другие компоненты, представляющие определённую ценность благодаря наличию в них нужного металла или других элементов, получают опять же с помощью предварительной или промежуточной флотации совместно с рядом металлургических процессов. Как, например, никель.

А также, в процессе самой описанной технологии, как промежуточные удаляемые материалы, от которых необходимо избавиться, что получить чистый продукт. Интересно отметить, что такими удаляемыми примесями при получении свинца, являются серебро и золото.

История

Минералы урана были замечены горняками задолго до открытия урана в 1789 году. Урановый минерал настуран, также известный как уранинит , был обнаружен в Рудных горах (Рудные горы) , Саксония , еще в 1565 году. Урана датируется 1727 годом в Яхимове и 1763 годом в Шварцвальде.

В начале 19 века урановая руда была извлечена как побочный продукт добычи в Саксонии, Богемии и Корнуолле . Первая преднамеренная добыча радиоактивных руд произошла в Иоахимстале , городе добычи серебра, который сейчас находится в Чешской Республике . Мария Склодовская-Кюри использовала урановую руду из Иоахимсталя, чтобы выделить элемент радий , продукт распада урана. До Второй мировой войны уран добывался в основном из-за содержания в нем радия; некоторые месторождения карнотита разрабатывались в основном из-за содержания ванадия . Источники радия, содержащегося в урановой руде, искали для использования в качестве светящейся краски для циферблатов часов и других инструментов, а также для приложений, связанных со здоровьем, некоторые из которых в ретроспективе были определенно вредными. Побочный продукт уран использовался в основном как желтый пигмент .

В Соединенных Штатах Америки первая радиевая / урановая руда была обнаружена в 1871 году на золотых приисках недалеко от Сентрал-Сити, штат Колорадо . В период с 1871 по 1895 год в этом районе было добыто около 50 тонн высококачественной руды. Большая часть американской урановой руды до Второй мировой войны поступала из ванадиевых месторождений на плато Колорадо в штатах Юта и Колорадо.

В Корнуолле, Англия, шахта Саут-Террас возле Сент-Стивена открылась для добычи урана в 1873 году и произвела около 175 тонн руды до 1900 года. Другая ранняя добыча урана происходила в Отюнуа в Центральном массиве Франции , Оберпфальце в Баварии и Биллингене в Швеции .

Месторождение Шинколобве в Катанге , Бельгийское Конго (ныне провинция Шаба , Демократическая Республика Конго (ДРК) ), было обнаружено в 1913 году и эксплуатировалось компанией Union Minière du Haut Katanga . Другие важные ранние месторождения включают Порт-Радий , недалеко от Большого Медвежьего озера , Канада, обнаруженное в 1931 году; вместе с провинцией Бейра , Португалия; Тюя Муюн , Узбекистан ; и Радий-Хилл , Австралия.

Из-за потребности в уране для исследования бомбы во время Второй мировой войны, Манхэттенский проект использовал различные источники этого элемента. Первоначально Манхэттенский проект закупал урановую руду в Бельгийском Конго через Union Minière du Haut Katanga . Позже проект заключили контракт с компаниями по добыче ванадия на юго-западе Америки. Покупки были также осуществлены у канадской компании Eldorado Mining and Refining Limited . Эта компания имела большие запасы урана как отходов от деятельности по переработке радия.

Американские урановые руды, добываемые в Колорадо, представляли собой смешанные руды ванадия и урана, но из-за секретности военного времени Манхэттенский проект публично признавал только покупку ванадия и не платил уранодобывающим предприятиям за содержание урана. В гораздо более позднем судебном процессе многие горняки смогли вернуть упущенную прибыль у правительства США. В американских рудах содержание урана было намного ниже, чем в руде из Бельгийского Конго, но их активно преследовали, чтобы обеспечить ядерную самодостаточность.

Аналогичные усилия были предприняты в Советском Союзе , у которого не было собственных запасов урана, когда он начал разрабатывать свою собственную программу создания атомного оружия.

Интенсивные поиски урана начались после окончания Второй мировой войны в результате спроса на уран в военных и гражданских целях. Было три отдельных периода разведки урана или «бума». Это были с 1956 по 1960 год, с 1967 по 1971 год и с 1976 по 1982 год.

В ХХ веке Соединенные Штаты были крупнейшим производителем урана в мире. Урановый округ Грантс на северо-западе Нью-Мексико был крупнейшим производителем урана в США. Урановый округ Gas Hills был вторым по величине производителем урана. Знаменитая шахта Лаки Мак расположена в Газовых холмах недалеко от Ривертона, штат Вайоминг. С тех пор Канада превзошла Соединенные Штаты как совокупный крупнейший производитель в мире. В 1990 году 55% ​​мировой добычи приходилось на подземные рудники, но к 1999 году этот показатель сократился до 33%. С 2000 года новые канадские рудники снова увеличили долю подземных горных работ, и теперь с Olympic Dam она составляет 37%. Доля добычи подземного выщелачивания (ППВ) в общем объеме добычи неуклонно увеличивается, в основном за счет Казахстана.

Центры производства меди

Производственные центры по добыче меди присутствуют в разных регионах России. Самыми богатыми месторождениями руды может похвастаться Казахстан. Имеются и месторождения на Урале. По последним данным Россия по добыче медной руды находится на первом месте в мире. Медные предприятия возводятся в непосредственной близости к рудникам. Сырьевой фактор – это определяющая составляющая, по причине малого содержания концентратов в исходном сырье. На территории Урала расположено 11 медных комплексов, выпускающие 43% меди в стране. Кроме собственного сырья на производстве используется и привезенное из Казахстана. Есть и заводы с утилизацией отходов. К примеру, сернистые газы, как побочный продукт добычи меди, применяются для создания серной кислоты, из которой потом делают удобрения.

В книжной версии

Том 19. Москва, 2011, стр. 512-515

Скопировать библиографическую ссылку:

МЕ́ДНЫЕ РУ́ДЫ, при­род­ные ми­не­раль­ные об­ра­зо­ва­ния, со­дер­жа­щие медь в та­ких со­еди­не­ни­ях и кон­цен­тра­ци­ях, при ко­то­рых их пром. ис­поль­зо­ва­ние тех­ни­че­ски воз­мож­но и эко­но­ми­че­ски це­ле­со­об­раз­но. Из­вест­но св. 170 ми­не­ра­лов ме­ди; пром. зна­че­ние име­ют ме­нее 20, ос­нов­ные из ко­то­рых: медь са­мо­род­ная (98% $ce$ ), халь­ко­пи­рит (34,5% $ce$ ), бор­нит (63,3% $ce$ ), халь­ко­зин (79,8% $ce$ ), ку­ба­нит (22–24% $ce$ ), ко­вел­лин (66,5% $ce$ ), тен­нан­тит (57,5% $ce$ ), тет­ра­эд­рит (52,3% $ce$ ), ку­прит (88,8% $ce$ ), те­но­рит (79,9% $ce$ ), ма­ла­хит (57,4% $ce$ ), азу­рит (55,3% $ce$ ), хри­зо­кол­ла (36,1% $ce$ ), бро­шан­тит (56,2% $ce$ ). По ге­не­зи­су раз­ли­ча­ют пер­вич­ные, окис­лен­ные и сме­шан­ные М. р.; по ми­нер. со­ста­ву – соб­ст­вен­но мед­ные (са­мо­род­ная медь) и ком­плекс­ные (суль­фид­ные, кар­бо­нат­ные, си­ли­кат­ные, суль­фат­ные, ок­сид­ные и др.). B пер­вич­ных ру­дах боль­шин­ст­ва пром. ме­сто­ро­ж­де­ний медь при­сут­ст­ву­ет в ви­де суль­фи­дов (халь­ко­пи­рит, бор­нит и халь­ко­зин, ку­ба­нит), в зо­нах окис­ле­ния (окис­лен­ные и сме­шан­ные ру­ды) пред­став­ле­на кар­бо­на­та­ми, си­ли­ка­та­ми, суль­фа­та­ми, ок­си­да­ми и др. клас­са­ми ми­не­ра­лов. М. р. в ме­сто­ро­ж­де­ни­ях пре­им. ком­плекс­ные. До 80% ме­ди из­вле­ка­ет­ся из суль­фид­ных руд, ос­таль­ные при­хо­дят­ся на кар­бо­нат­ные, ок­сид­ные, си­ли­кат­ные и соб­ст­вен­но мед­ные. На всех ти­пах суль­фид­ных ме­сто­ро­ж­де­ний в при­по­верх­но­ст­ных ус­ло­ви­ях фор­ми­ру­ют­ся слож­нопо­стро­ен­ные зо­ны окис­ле­ния, вы­ще­ла­чи­ва­ния, вто­рич­но­го суль­фид­но­го обо­га­ще­ния, в ко­то­рых раз­ви­ты са­мо­род­ная медь, хри­зо­кол­ла, ку­прит, азу­рит, ма­ла­хит, халь­ко­зин, ко­вел­лин и др.

Способы добычи медной руды

В зависимости от глубины рудника используются открытый и закрытый способы добычи металла.

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.

Закрытый (подземный) способ добычи медной руды

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

Характеристики урановых руд

Виды урана

Природный уран состоит из взаимодействия 3 изотопов: U238, U235, U234. На радиоактивные свойства металла влияют изотопы 238 и его дочерний нуклеотид 234. Благодаря присутствию в составе U именно этих атомов, уран используют при производстве топлива для атомных электростанций и ядерного оружия. Хотя активность U235 изотопа в 21 раз слабее, он способен сохранять цепную ядерную реакцию без сторонних активных элементов.

Помимо естественных изотопов, есть еще искусственные атомы U.

Их известно не менее 23 видов. Особого внимания заслуживает изотоп U233, образуется он при облучении тория-232 нейтронами и делится под влиянием тепловых нейтронов. Эта способность делает U233 оптимальным источником энергии для ядерных реакторов.

Классификация руды

Под понятием природная урановая руда понимается минеральное образование с большой концентрацией урана. При разработке урановых месторождений, как правило, смежно получают другие радиоактивные металлы – радий и полоний. Породы, в которых содержится уран, могут различаться по своему составу. Структура пластов оказывает влияние на способ добычи ценного металла.

По условиям образования руды можно разделить на:

  • эндогенные;
  • экзогенные;
  • метаморфогенные.

По типу минерализации урановые руды различают:

Характеристика урановой руды

  • первичные;
  • окисленные;
  • смешанные.

Классификация по размерам зерен:

  • дисперсные (<0,015 мм);
  • тонкозернистые (0,015–0,1 мм);
  • мелкозернистые (0,1–3 мм);
  • среднезернистые (3 до 25 мм);
  • крупнозернистые (> 25 мм).

Ураносодержащая порода состоит из различных примесей, а именно различают:

  • молибденовые;
  • анадиевые;
  • уран-кобальт-никель-висмут;
  • моноруда.

Классификация по химическому составу:

  • карбонатная;
  • железно-окисная;
  • силикатная;
  • сульфидная;
  • каустобиолевая.

Руда разделяется по способу обработки:

  • содовый раствор, применяют в том случае, если в химическом составе руды присутствует карбонат;
  • кислота используется для силикатных пород;
  • метод доменной плавки применяют, если железо-окисная по своему составу.

Процент содержания урана в руде может быть разный. По этому признаку порода подразделяется на:

  • бедную (< 0,1%);
  • рядовую (0,25–0,1%);
  • среднюю (0,5–0,25%);
  • богатую (1–0,5%);
  • очень богатую (>1% U).

Добывать уран имеет смысл, если его содержание в слое земли составляет не менее 0,5%. Если урана в слое породы менее 0,015%, его добыча осуществляется в качестве побочного продукта.

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий

Adblock
detector