Медь встречается в природе в виде минералов халькопирита cufes2: Медь встречается в природе в виде минералов халькопирита CuFeS2, ковеллина CuS, халькозина Cu2S, борнита Cu5FeS4 ,
alexxlab | 07.01.1986 | 0 | Разное
3.2. Нахождение Cu в природе.
Среднее содержание меди в земной коре (Кларк) — (4,7-5,5)·10−3% (по массе). В морской и речной воде содержание меди гораздо меньше: 3·10−7% и 10−7% (по массе).
Медь
встречается в природе, как в соединениях,
так и в самородном виде. Промышленное
значение имеют халькопирит(CuFeS2),
также известный как медный
колчедан, халькозин(Cu2S)
и борнит(Cu5FeS4).
Вместе с ними встречаются и другие
минералы меди: ковеллин (CuS),куприт(Cu2O),азурит
(Cu3(CO3)2(OH)2),малахит(Cu2CO3(OH)2).
Иногда медь встречается в самородном
виде, масса отдельных скоплений может
достигать 400 тонн. Сульфиды меди образуются
в основном в среднетемпературных
гидротермальных жилах. Также нередко
встречаются месторождения меди
в осадочных породах— медистые
песчаники и сланцы. Наиболее известные
из месторождений такого типа —
Удокан в Забайкальском
крае,
Жезказган в Казахстане,
медоносный пояс Центральной
Африки и Мансфельд
в Германии.
3.4. Химические свойства Cu.
В соединениях медь проявляет две степени окисления: +1 и +2. Соединения с бесцветны, а с синие, сине-зеленые. Медь является слабым восстановителем, не вступает в реакцию с водой и разбавленной соляной кислотой. Окисляется концентрированными серной и азотной кислотами(1), «царской водкой»(2), кислородом(3), галогенами(4), оксидами неметаллов(5). Вступает в реакцию при нагревании с галогеноводородами.
1)Cu + H2SO4 (конц.) → CuO + SO2↑ + H2O
3Cu + 8HNO3( разбав.) → 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
2)3Cu + 2 + 6HCl → + 2NO↑ +
3)
4)
5)
3.5. Биологическая роль.
Медь
является необходимым элементом для
всех высших растений и животных. В
токе крови медь переносится главным
образом белком церулоплазмином.
После усваивания меди кишечником она
транспортируется к печени с помощью
альбумина.
Медь встречается в большом количестве ферментов, например, в цитохром-с-оксидазе, в содержащем медь и цинк ферменте супероксид дисмутазе, и в переносящем молекулярный кислород белке гемоцианине. В крови всех головоногих и большинства брюхоногих моллюсков и членистоногих медь входит в состав гемоцианина в виде имидазольного комплекса иона меди, роль, аналогичная роли порфиринового комплекса железа в молекуле белка гемоглобина в крови позвоночных животных.
Предполагается, что медь и цинк конкурируют друг с другом в процессе усваивания в пищеварительном тракте, поэтому избыток одного из этих элементов в пище может вызвать недостаток другого элемента. Здоровому взрослому человеку необходимо поступление меди в количестве 0,9 мг в день.
При
недостатке меди в хондро- и остеобластах снижается
активность ферментных систем и замедляется
белковый обмен, в результате замедляется
и нарушается рост костных тканей.
Содержание меди в питьевой воде не должно превышать 1 мг/л, однако недостаток меди в питьевой воде также нежелателен. Всемирная Организация Здравоохранения сформулировала (ВОЗ) в 1998 году это правило так: «Риски для здоровья человека от недостатка меди в организме многократно выше, чем риски от её избытка».
В 2003 году в результате интенсивных исследований ВОЗ пересмотрела прежние оценки токсичности меди. Было признано, что медь не является причиной расстройств пищеварительного тракта.
Бактерицидные
свойства меди и её сплавов были известны
человеку давно. В 2008 году после длительных
исследований Федеральное Агентство по
Охране Окружающей Среды США (US EPA)
официально присвоило меди и нескольким
сплавам меди статус веществ с бактерицидной
поверхностью. Особенно выраженно
бактерицидное действие поверхностей
из меди (и её сплавов) проявляется в
отношении метициллин-устойчивого
штамма стафилококка
золотистого,
известного как «супермикроб» MRSA.
Излишняя концентрация ионов меди придает воде отчётливый «металлический вкус». У разных людей порог органолептического определения меди в воде составляет приблизительно 2—10 мг/л. Естественная способность к такому определению повышенного содержания меди в воде является природным механизмом защиты от приёма внутрь воды с излишним содержанием меди.
  =>> v
| История открытия:Латинское название меди Cuprum произошло от названия острова Кипр, где уже в III в. до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди. Слова медь и медный встречаются в древнейших русских литературных памятниках. Русское слово “медь” производят от греческого слова, означающего рудник, копь. Нахождение в природе, получение:Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде. Промышленное значение имеют халькопирит CuFeS2, также известный как медный колчедан, халькозин Cu2S и борнит Cu5FeS4. Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu2O, азурит Cu3(CO3)2(OH)2, малахит Cu2CO3(OH)2. Иногда медь встречается в самородном виде, масса отдельных скоплений может достигать 400 тонн. Физические свойства:Чистая медь – тягучий вязкий металл светло-розового цвета, легко прокатываемый в тонкие листы. Плотность 8,92 г/см3, температура плавления 1083,4°C, температура кипения 2567°C. Медь среди всех других металлов обладает одной из самых высоких теплопроводностей и одним из самых низких электрических сопротивлений (при 20°C удельное сопротивление 1,68·10-3 Ом·м). Химические свойства: В химическом отношении медь является малоактивным металлом. Однако с галогенами она реагирует уже при комнатной температуре, например, с влажным хлором образует хлорид CuCl2. При нагревании медь взаимодействует и с серой, образуя сульфид Cu2S.
В сухой атмосфере медь практически не изменяется. Во влажном воздухе на поверхности меди в присутствии углекислого газа образуется “патина” – зеленоватая пленка состава Cu(OH)2·CuCO3, содержащая также сернистые соединения меди. ![]() Для меди характерны соединения со степенью окисления: +1 (менее стабильная) и +2 (более стабильная). В необычных условиях можно получить соединения со степенью окисления +3 и даже +5. Важнейшие соединения: Оксид меди(I) – Cu2O, имеет красновато-коричневую окраску. Ионы меди(I) в водном растворе неустойчивы и легко подвергаются диспропорционированию:
2Cu+(водн.) Cu2+(водн.) + Cu(тв.) ![]() Гидроксид меди(II) – осаждается из растворов солей меди(II) в виде голубой студенистой массы при действии щелочей. Очень слабое амфотерное основание. Соли меди(II) – образуют кристаллогидраты синего и сине-зелёного цвета, растворы солей меди(II) в большинстве случаев имеют кислую реакцию в следствие гидролиза. Сульфат меди(II), CuSO4 – белый порошок, при гидратации даёт синие кристаллы медного купороса CuSO4*5H2O, используется как фунгицид. Применение: – В электротехнике – Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди YBa2Cu3O7-x, который является основой для получения высокотемпературных сверхпроводников. ![]() Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных, входя в состав многих ферментов. В крови головоногих и некоторых брюхоногих моллюсков медь выполняет ту же роль, что и железо в крови человека. В организме взрослого человека содержится до 80 мг меди и для восполнения потерь необходимо поступление меди в количестве 0,9 мг в день. При недостатке меди в организме снижается активность ферментных систем и замедляется белковый обмен и нарушается рост костных тканей.
Однако содержание меди в питьевой воде не должно превышать 1 мг/л, многие соединения меди обладают токсичными свойствами. Жерновникова А., Третьякова М. Источники: Википедия: http://ru.wikipedia.org/wiki/Cu, Н.А.Фигуровский “Открытие элементов и происхождение их названий”. Москва, Наука, 1970. (на сайте ХФ МГУ http://www.chem.msu.su/rus/history/element/Cu.html)
| ||||||||||
Химические свойства элементов:медь, нахождение меди в природе, получение меди, свойства меди
Ключевые слова: медь, нахождение меди в природе, получение меди, физические свойства меди, сплавы. меди, химические свойства меди.
Медь (Cuprum), Си — химический элемент побочной подгруппы первой группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Латинское название происходит от острова Кипр, где древние греки добывали медную руду. Порядковый номер 29, атомная масса меди 63,54. Природная медь состоит из смеси 2-х стабильных изотопов 63Cu (69,1%) и 65Cu (30,9%). Путем бомбардировки никеля протонами или ядрами дейтерия искусственно получают радиоактивные изотопы меди 6lCu и 64Си с периодами полураспада 3,3 и 12,8 часов соответственно. Эти изотопы обладают высокой удельной активностью и используются в качестве меченых атомов. В химическом отношении медь занимает промежуточное положение между элементами главной подгруппы VIII группы и щелочными элементами I группы периодической системы.
НАХОЖДЕНИЕ МЕДИ В ПРИРОДЕ
Содержание меди в земной коре составляет около 0,01%. Она встречается в свободном состоянии в виде самородков, достигающих значительных размеров (до нескольких тонн). Однако руды самородной меди сравнительно мало распространены, и в настоящее время из них добывается не более 5% меди от общей ее мировой добычи. Медь является халькофильным элементом. До 80% ее присутствует в земной коре в виде соединений с серой. Около 15% меди находится в виде карбонатов, силикатов, оксидов, являющихся продуктами выветривания первичных сульфидных медных руд.Медь образует до 240 минералов, однако лишь около 40 имеют промышленное значение .Различают сульфидные и окисленные руды меди. Промышленное значение имеют сульфидные руды, из которых наиболее широко используется медный колчедан (халькопирит) CuFeS2. В природе он встречается главным образом в смеси с железным колчеданом FeS2 и пустой породой, состоящей из оксидов кремния, алюминия, кальция . Часто сульфидные руды содержат примеси благородных металлов (золота, серебра), цветных и редких металлов ( цинка, свинца, никеля, кобальта, молибдена ) и рассеянных элементов (германий).Содержание меди в руде обычно составляет 1—5%, но благодаря технологии флотации, ее можно обогащать, получая концентрат, содержащий 20% меди и более .
Наиболее крупные запасы медных руд в России сосредоточены главным образом на Урале, в Казахстане и Средней Азии, за рубежом — в Африке (Катанта, Замбия), Америке (Чили, США, Канада).
ПОЛУЧЕНИЕ МЕДИ
Руды и получаемые из них путем механического обогащения концентраты перерабатывают на медь пирометаллургическим и гидрометаллургическим методами . Первый из них применяется преимущественно для переработки сернистых руд. Вторым методом, получившим небольшое распространение, перерабатывают окисленные и смешанные бедные руды, содержащие около 1% меди.Пирометаллургический метод заключается в обжиге концентратов, плавке полученного огарка на штейн (сплав сульфидов меди и железа), продувке штейна в конвертере с получением черновой меди (содержащей около 5% примесей), рафинировании последних огневым процессом или электролизом для получения чистой меди. Гидрометаллургический метод получения меди заключается в извлечении ее из руд различными растворителями с последующим выделением металла из растворов электролизом или посредством вытеснения его железом в виде цементной меди. Иногда медь выделяют в виде оксида.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕДИ
Техническая медь — металл красного, в изломе розового цвета, при просвечивании в тонких слоях — зеленовато-голубой. Имеет гранецентрированную кубическую решетку, плотность 8,96 кг/м3 (20°С). Медь — вязкий, мягкий и ковкий металл, уступающий только серебру высокими теплопроводностью и электропроводностью. Эти качества, а также пластичность и сопротивление коррозии обусловили широкое применение меди в промышленности.
СПЛАВЫ МЕДИ
Небольшие примеси висмута (0,001%*) и свинца (0,01%) делают медь ломкой, а примесь серы вызывает хрупкость на холоду .С металлами медь образует различные сплавы. В двухкомпонентных медных сплавах с Zn, Sn, Al, Ni, Fe, Mn, Si, Be, Cr, Pb, P и др. легирующий элемент входит в твердый раствор замещения на основе Си, а также может образовывать электронные соединения, характеризующиеся определенной электронной концентрацией. В многокомпонентных сплавах часто присутствуют сложные металлические соединения точно неустановленного состава. Легирующие элементы вводят в медь для повышения прочности и твердости, улучшения антифрикционных свойств и стойкости против коррозии и для получения сплавов с заданными физическими свойствами. Медные сплавы делят на латуни, бронзы и медно-никелевые сплавы .
Латунями называют сплавы меди и цинка. Медь может растворять цинк в любом количестве. При добавлении к меди до 45—47% Zn увеличивается предел прочности сплава при растяжении; дальнейшее увеличение содержания цинка вызывает снижение предела прочности. Вязкость (пластичность) сплава возрастает при добавлении к меди до 30—32% Zn, а затем уменьшается, достигая очень малой величины при содержании 47—50% Zn.
Ковкая латунь (мунц-металл) содержит 60% Си и 40% Zn, томпак — 90—80% Си и 10—20% Zn. Состав специальных латуней: алюминиевая (66—68% Си, ~3% А1, ~30% Zn), марганцовисто-свинцовая (57—60% Си, 1,5—2,5% РЬ; 1,5—2,5% Мп, -38% Zn).
Бронзами называют сплавы меди с оловом. В присутствии олова улучшаются механические свойства меди, бронзы обладают хорошими литейными свойствами. Обычно содержание олова не превышает 10%. Алюминиевая бронза содержит 82—90% Си, 4—10% Al, 1—6% Fe + Si; кремнеоловянная бронза — 99,94% Си, по 0,03% Sn и Si.
Сплавы меди с никелем. Никель сильно повышает твердость меди. Сплав 50% Си и 50% Ni обладает наибольшей твердостью. Кроме высокой твердости, эти сплавы обладают пониженной электропроводностью, вследствие чего употребляются в электротехнике .
Хорошие механические свойства, высокая стойкость против коррозии во многих средах, ценные физические свойства в сочетании с простотой плавки, литья и обработки давлением обусловили широкое применение медных сплавов в многочисленных отраслях техники: в авиа-, авто-, судостроении, химической промышленности, станкостроении, электротехнике, приборостроении, в производстве паровой и водяной арматуры, посуды, художественных и других изделий.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕДИ
Медь — электроположительный металл. Медь вытесняется из своих солей более электроотрицательными элементами и не растворяется в кислотах, не являющихся окислителями. Медь растворяется в азотной кислоте с образованием (Си(NOз)2 и оксидов азота, в горячей конц. H2SO4 — с образованием CuSO4 и SO2. В нагретой разбавленной H2SO4 медь растворяется только при продувании через раствор воздуха .Химическая активность меди невелика, при температурах ниже 185°С с сухим воздухом и кислородом не реагирует. В присутствии влаги и СО2 на поверхности меди образуется зеленая пленка основного карбоната. При нагревании меди на воздухе идет поверхностное окисление; ниже 375°С образуется СиО, а в интервале 375—1100°С при неполном окислении меди — двухслойная окалина (СиО + СuО). Влажный хлор взаимодействует с медью уже при комнатной температуре, образуя хлорид меди(II), хорошо растворимый в воде. Медь реагирует и с другими галогенами. Особое сродство проявляет медь к сере: в парах серы она горит.
С водородом, азотом, углеродом медь не реагирует даже при высоких температурах. Растворимость водорода в твердой меди незначительна и при 400°С составляет 0,06 г в 100 г меди. Присутствие водорода в меди резко ухудшает ее механические свойства (так называемая «водородная болезнь»). При пропускании аммиака над раскаленной медью образуется Cu2N. Уже при температуре каления медь подвергается воздействию оксидов азота: N2O и NO взаимодействуют с образованием СuО, a NO2 — с образованием СиО. Карбиды Cu2C2 и СuС2 могут быть получены действием ацетилена на аммиачные растворы солей меди. Оксид меди(I) Си2O красного цвета, незначительно растворяется в воде. При взаимодействии сильных щелочей с солями меди(I) выпадает желтый осадок, переходящий при нагревании в осадок красного цвета, по-видимому Сu2О. Гидроксид меди(I) обладает слабыми основными свойствами, он немного растворим в концентрированных растворах щелочей.
Сплавы меди
Реакции с медью(взаимодействие меди)
Оксиды меди
Сульфат меди
Хлорид меди
Нитрат меди
Гидроксид меди
Добыча и производство меди | Институт редких земель и металлов
Медь встречается в природных рудных залежах по всему миру. Здесь мы объясняем путь производства рудоносной породы к конечному продукту, который является самым чистым торговым металлом, доступным и используемым в различных областях, необходимых для современной жизни.
Медные минералы найдены всюду по земной коре. Они встречаются как в осадочных породах, так и в магматических породах. Внешние 10 км коры содержат 33 г меди на каждую тонну породы, а в некоторых местах отложенная вулканическая активность миллионы лет назад расплавленной меди сосредоточена в одном месте. Именно эти районы сегодня добываются, поскольку содержат достаточно меди, чтобы сделать добычу прибыльной. В дополнение к ценной меди, есть много гальки (также называемой пустой породы), которая должна быть удалена.
В природе медь обычно образуется в базальтовых лавах либо в форме «медно-красных», блестящих металлических самородков (затвердевших из расплава), либо в разветвленных структурах, так называемых дендритах. Иногда можно найти кристаллическое обучение. Медь встречается в парагенезисе с различными, в основном вторичными, минералами меди, такими как борнит, халькоцит, корнуоллит, куприт, азурит и малахит, а также тенорит, но также может быть связана со многими другими минералами, такими как кальцит, клиноклас, пренит, пумпеллит, кварц и серебро.
Медные руды распространены. Например, медь изготавливается из халькопирита (халькопирит, CuFeS2), халькоцита (халькоцит, Cu2S), реже также из борнита (халькопирит меди, Cu5FeS4), атакамита (CuCl2 · CuX (CO) (CO) (CO) (CO) (CO) (CO) (CO) XUMX (CO) (CO) (CO) XUMX (CO) (CO) (CO) XUMX (CO)) ) и другие руды. В 2 2 были известны минералы меди. Минералы с самой высокой концентрацией меди в соединении – это куприт (до 2%) и альгодонит (до 3%), а также паралаконит, тенорит и халькоцит (до 2019%).
Медь находится в земной коре с содержанием около 0,006% и, следовательно, зависит от частоты элементов в земной коре на 23. Место. Часто медь выглядит твердой, то есть в элементарной форме. В настоящее время 2019 хорошо известен своей медной медью (3100), включая Афганистан, Аргентину, Австралию, Бельгию, Боливию, Бразилию, Болгарию, Чили, Китай, Демократическую Республику Конго, Германию, Финляндию, Францию, Грецию, Индия, Иран, Ирландия, Италия, Япония, Канада, Казахстан, Марокко, Мексика, Монголия, Намибия, Новая Зеландия, Норвегия, Австрия, Перу, Филиппины, Польша, Португалия, Румыния, Россия, Замбия, Швеция, Швейцария , Зимбабве, Словакии, Испании, ЮАР, Чехии, Турции, Украины, Венгрии, Соединенных Штатов Америки (США) и Великобритании (Великобритания).
Также в нескольких образцах горных пород из Срединно-Атлантического хребта, а также с Луны, которые доставили зонд Luna 24-Mission из Mare Crisium, была обнаружена медная добыча.
Ниже приводится обзор того, как медь извлекается из руды и превращается в чистый металл.
Природные месторождения твердой меди, то есть в ее элементарной форме, были известны задолго до основания Международной минералогической ассоциации (IMA). Поэтому медь признана как так называемый гранулированный минерал, как самостоятельный вид минералов.
Наиболее важным производителем меди является Чили, за которым следуют Перу и США. В Европе заслуживают внимания Польша, Португалия и Швеция. Основные экспортеры были организованы из 1967 в 1988 в CIPEC. В CIPEC входили Чили, Перу и Папуа-Новая Гвинея, на острове Бугенвиль которых одна из крупнейших в мире медных шахт 1988 привела к гражданской войне.
Исторически значимыми были медные рудники на полуострове Кьюнау в Верхнем озере (США). Здесь было крупнейшее в мире месторождение твердой меди. Деградация произошла там уже в доколумбовые времена. В Германии медный сланец добывался на Земле Мансфельдер до 1990, а в Корнуолле – в основном на 18. и 19. Век дал значительную добычу меди.
Крупнейшие производители меди 10:
Codelco (Национальная корпорация Чили) является чилийской компанией по добыче меди. Он является крупнейшим производителем меди и вторым по величине производителем молибдена в мире.
1.Corporacion Nacional del Cobre (Codelco)
Чилийская государственная компания Codelco занимает лидирующие позиции. Компания произвела 1.827 килотонн меди в прошлом году. Это небольшое снижение процента 3. Меньше было добыто на рудниках Эль-Абра, Англо-Американ-Сур и Андина, которые были добыты лишь частично на рудниках Сальвадор, Эль-Теньенте и Радомиро Томич. Благодаря выгодным обменным курсам и более низким эксплуатационным расходам, Codelco сократила свои производственные расходы на 9 процентов до 1,26 долларов США за фунт. В 2018 были произведены мегатонны тонкой меди 1,9 и килотонны молибдена 28, что привело к избытку в 1,08 миллиардов долларов. Codelco является частной государственной компанией, полностью принадлежащей чилийскому государству, и состоит из восьми подразделений (7 Mines и 1 Refinery). Есть множество филиалов и участия по всему миру.
2. Фрипорт МакМоран
Freeport-McMoRan Inc. – американская компания в горнодобывающей промышленности. Компания базируется в Фениксе. Акции Freeport торгуются на Нью-Йоркской фондовой бирже с 1988 года и включены в фондовый индекс S & P 500.
Freeport-McMoRan Copper Gold Inc. из Феникса, штат Аризона, произвела около 2018 килотонн меди в 1.696 году. Это примерно на 12% больше, чем в 2017 году, в первую очередь благодаря проекту расширения Cerro Verde в Перу. Кроме того, на индонезийском карьере Грасберг все еще можно было добывать много медной и золотой руды. Опять же, производственные затраты упали на 18 процентов до 1,26 доллара за фунт. Акции Freeport торгуются на Нью-Йоркской фондовой бирже с 1988 года и включены в фондовый индекс S&P 500.
Горнодобывающая компания Freeport Sulphur была первой иностранной компанией, получившей разрешение от правительства Индонезии в 1967 году после свержения Сухарто Сукарно. Позже дочерняя компания Freeport-McMoRan Copper & Gold PT Freeport Indonesia с Грасбергом в западной части Новой Гвинеи управляла крупнейшим золотым рудником и самым рентабельным медным рудником в мире. С самого начала Фрипорт имел политическое и экономическое значение для режима Сухарто. В США компания выступала в качестве лоббистской группы правительства Джакарты. Freeport стал крупнейшим налогоплательщиком Индонезии, безусловно, крупнейшим инвестором, одним из крупнейших работодателей и одним из крупнейших социальных обязательств – Сухарто назвал это важным для экономики Индонезии. С другой стороны, компания также является самым противоречивым иностранным инвестором с точки зрения методов добычи.
3. Glencore
Glencore plc является крупнейшей в мире группой по торговле сырьевыми товарами. Его оперативный штаб находится в Бааре, Швейцария. Группа была полностью в частной собственности руководства и ключевого персонала к маю мая 2011. После IPO на Лондонской фондовой бирже 2011 акции Glencore были публично обращены. Glencore входит в ведущий британский индекс FTSE 100.
Glencore International, производитель из Швейцарии, продвигает 2016 около 1.288 килотонн меди. Это примерно на 2 процентов меньше, чем в 2015 года, что в основном было вызвано производственными потерями на African Copper. Glencore – это себестоимость производства 0,87 долларов за фунт меди. По объему продаж Glencore является крупнейшей швейцарской компанией до Vitol. Прямо или косвенно сотрудники 62.000 работают в 60.000 на площадках 19 в странах 12; Сотрудники 2.000 в странах 40 отвечают за маркетинг.
С оборотом в 205,4 млрд. Долларов США и прибылью в размере 5,8 млрд. Долларов США, Glencore в соответствии с Forbes Global 2000 занимает место 64 крупнейших предприятий мира (условия: год 2018). Компания вошла в 2018 в начале рыночной капитализации приблизительно в 76 млрд. Долларов США.
4. BHP Billiton
Группа BHP, до 18 ноября 2018 г. BHP Billiton, является австралийско-британской сырьевой группой под публично используемым названием «BHP» и входит в тройку крупнейших горнодобывающих компаний мира вместе с Vale и Rio Tinto Group.
BHP Billiton из Мельбурна, Австралия. В прошлом году Группа сократила производство на 6 процентов до 1.113 килотонн меди. Это было связано, прежде всего, со снижением добычи на шахте Olympic Dan (Южная Австралия). В Pampa Norte (Чили) техническое обслуживание затрудняло производство, а добыча меди в Антамине, Перу, отставала от ожиданий в отношении качества.
Группа BHP, зарегистрированная на Нью-Йоркской фондовой бирже, в Лондоне, Сиднее и Йоханнесбурге, была образована после слияния британской Billiton и австралийской BHP (частной компании Broken Hill) в 2001. Австралийская компания владеет 60 процентами акций, а соответствующая британская холдинговая компания 40 процентами. Компания с двойным списком зарегистрирована как BHP Group Limited в Реестре компаний в Мельбурне и как BHP Group Plc в Реестре компаний в Лондоне. Мельбурн является головным офисом BHP Group Limited, а глобальная штаб-квартира BHP Billiton Group, Лондон – штаб-квартирой BHP Group Plc.
В Forbes Global 2000 из крупнейших перечисленных компаний BHP Billiton взяла 108. Место (по состоянию на: GJ 2018). Компания пришла в середине 2018 к рыночной стоимости более 133 миллиардов долларов США.
5. Южная медь
Southern Copper Corporation – американская горнодобывающая компания, принадлежащая Grupo México. Компания в основном добывает медь и побочные продукты – молибден, цинк и серебро.
Southern Copper является дочерней компанией Grupo México, расположенной в Фениксе, штат Аризона. Компания увеличила 21 на несколько процентов, достигнув 900 килотонн. Здесь также эксплуатационные расходы на фунт добытой меди снизились на 14 процентов до 0,95 долларов США.
1952 был образован Южно-Перу Медной Корпорацией (SPCC), в которую входили 1955 ASARCO (51,5%), Cerro de Pasco Corporation (22,5%), Phelps Dodge (16%) и Newmont Mining (10%). Серро де Паско предъявил иск Куахоне. 1959, рудник Toquepala и металлургический завод в Ило были введены в эксплуатацию. От 1969 до 1976 была открыта открытая яма Toquepala. Правительство Альварадо также основало собственный завод в Ило, который был поставлен черновой медью компанией SPCC.
2004 приобрела принадлежащую Grupo México долю 54,2 в южной медной корпорации Перу. В октябре 2005 был переименован в Южную медную корпорацию.
6. KGHM
KGHM Polska Miedź – польская горнодобывающая компания, расположенная в Любине (Нижняя Силезия). Он включен в фондовый индекс WIG 20 на Варшавской фондовой бирже. Министерство финансов Польши владеет 2010 31,79% акций KGHM.
Группа KGHM Polska Miedź из Любина / Польша находится на шестом месте среди крупнейших медных конвейеров с медными килотоннами 677. Но объем производства упал на 2016 на 6 процентов. Падение злотых цен и меры жесткой экономии снизили производственные затраты на 11 процентов KGHM добывает медь (571.000 т в году 2011) и серебро (1260 т в году 2011), а также золото, свинец и каменную соль. Компания создала 2011 с продажами сотрудников 18.615 в размере 20,1 млрд. Злотых. Руды выплавляются на собственном медеплавильном заводе в Легнице. KGHM является крупнейшим производителем серебра в ЕС с годовым объемом производства более 1. 200 тонн и основан на 3. Место по всему миру. Компания участвует в компаниях 19; В общей сложности компании 30 принадлежат к группе капитала.
7. Рио Тинто
Rio Tinto является британско-австралийской горнодобывающей компанией, базирующейся на 1873 Наряду с Vale и BHP Billiton, это одна из трех крупнейших горнодобывающих компаний в мире, и с момента приобретения Alcan, ведущего мирового производителя алюминия.
Австралийско-австралийская компания Rio Tinto немного увеличила производство меди на 4 до 523 килограмм в год 2016. Прежде всего, добыча на руднике Бингам Каньон (штат Юта, США) стала больше.
В Forbes Global 2000 из крупнейших листинговых компаний занимает площадь Rio Tinto 111 (по состоянию на финансовый год 2018). Компания пришла в середине 2018 к рыночной стоимости более 99 миллиардов долларов США.
Начиная с 1995, Rio Tinto является компанией с двойным списком. Rio Tinto Limited, ранее принадлежавшая CRA, зарегистрирована на Австралийской фондовой бирже, а Rio Tinto plc (ранее RTZ) также зарегистрирована на Лондонской фондовой бирже и Нью-Йоркской фондовой бирже. Обе компании управляются общим правлением с одинаковыми правами голоса и дивидендов. Владельцы RTZ внесли 76,7% активов, которые управляются из Лондона. Главный исполнительный директор – Жан-Себастьян Жак (ранее Сэм Уолш), председатель – Ян дю Плесси.
8. Первый Квант
Первый Квант Минералс Лтд. является канадской горнодобывающей компанией, базирующейся в Ванкувере.
First Quantum со штаб-квартирой в Ванкувере, Канада, является относительно новым игроком среди крупнейших производителей меди. Производство на шахте Sentinel (Замбия), Las Cruces (Испания) и Kansanshi (также Замбия) вместе составило производство 494 килотонн. Это увеличение процента 29. Производственные затраты составили 2016 по доллару США за фунт.
Целью компании является разведка и добыча руд в Африке и Скандинавии. Основными видами продукции в настоящее время являются медь и золото.
В настоящее время компания эксплуатирует семь шахт.
9. Антофагаста
Antofagasta plc – чилийская горнодобывающая компания, базирующаяся в Великобритании. Компания в основном производит медь, а также молибден и золото. Он зарегистрирован на Лондонской фондовой бирже и включен в индекс FTSE 100.
Чилийская горнодобывающая компания увеличила производство меди на 15 процентов до 477 килограмм тонн. При 1,20 долларов США за фунт чистые денежные затраты были на 20 процентов ниже, чем в предыдущем году. Сюда включены повышенные цены на золото и молибденовые побочные продукты производства меди.
Группа начала 1888 как железнодорожная компания Антофагаста (Чили) и Боливийская железнодорожная компания (в настоящее время Ferrocarril de Antofagasta a Боливия, сокращенно FCAB). Компания, основанная британскими инвесторами, построила железнодорожное сообщение, которым она все еще владеет сегодня, для транспортировки медной руды между тихоокеанским прибрежным городом Антофагаста и боливийским резиденцией правительства Ла-Пас.
1980 приобрела семью Luksic и диверсифицировала компанию, в том числе сделав шаг в майнинг. Шахты в Чили включают Лос-Пеламбрес, Эль-Тесоро и Мичиган.
В совместном предприятии у него есть права на добычу в районе квадратного километра 60.000 в Перу.
Обладая долевым участием 65% (средний уровень 2015), чилийская семья миллиардеров Luksic по-прежнему управляет состоянием компании сегодня.
10. хорошо
Vale SA, ранее известная как Companhia Vale do Rio Doce (CVRD) со штаб-квартирой в Рио-де-Жанейро, является одной из трех крупнейших горнодобывающих компаний в мире, наряду с Rio Tinto Group и BHP Billiton.
10 является домом для бразильского производителя меди Vale. Компания подняла на 7 больше меди, в основном с рудников Садбери (Канада) и Салобо (Бразилия). 453 килотонны меди собрались вместе в 2016. В соответствии с Forbes Global 34,1, объем продаж 4,6 млрд. Долл., А прибыль 2000 млрд. Долл. США занимает место 132 крупнейших предприятий мира (условия: финансовый год 2018). В середине 2018 рыночная стоимость компании достигла приблизительно 77 млрд. Долл. Vale была основана 1942 как государственная компания Companhia Vale do Rio Doce (CVRD) в Итабире. 1997 была приватизирована компанией. После приобретения бразильской горнодобывающей компании Caemi (31 в марте 2006) и канадской компании Inco (24 в октябре 2006) CVRD стала второй по величине горнодобывающей компанией в мире. На 29. Ноябрь 2007 переименовал себя в CVRD в Vale и его канадский филиал CVRD Inco в Vale Inco. В марте 2008 провалил поглощение швейцарско-британской горнодобывающей группы Xstrata под влиянием основного акционера Xstrata Glencore.
Руда извлекается из земли открытым или подземным способом. Под землей – выкапывание вертикальной шахты в землю для достижения медной руды и продвижение горизонтальных туннелей в руду. Открытая добыча – 90% руды добывается открытым способом. Близкие к поверхности руды можно добывать после удаления поверхностных слоев.
Руда – это камень, который содержит достаточно ценного минерала, чтобы его стоило добывать. В случае меди, она платит за извлечение, если есть около 2 кг меди на 1.000 кг руды (0,2%). Медные минералы можно найти более чем в сотне разновидностей, хотя лишь немногие широко используются для меди. Наиболее распространенными рудами являются халькопирит и борнит, содержащие сульфиды меди и железа. Они составляют около 80% мировых руд
Извлечение меди после левитационного плавления
Руда измельчается, а затем измельчается в порошок.
Руда обогащена процессом, названным пенной флотацией. Нежелательный материал (так называемый шкура) опускается на пол и удаляется. Обогащение медной руды осуществляется путем флотации (флотации). Измельченные руды перемешивают с водой. Сульфиды металлов и оксиды металлов отталкивают воду, в то время как породы породы (кварц, силикаты) слегка увлажнены. При добавлении пены частицы тяжелой руды переносятся на поверхность воды и могут быть удалены.
Очищенная руда сначала окисляется в несколько этапов в обжиговых печах до оксида меди, который затем восстанавливается с помощью сульфида меди (из руды) до загрязненной пряжи меди, которая имеет чистоту около 98,5%. Однако чистота Garkupfer недостаточна для целого ряда областей производства, например, для электротехнической промышленности.
«Пенная флотация является наиболее важным методом в горнодобывающей промышленности для извлечения ценного сырья из руды», – объясняет д-р Ing. Мартин Рудольф из Института технологии ресурсов Греймгольца Фрейберга (HIF), который принадлежит HZDR. «При размерах частиц ниже микрометров 20 – менее половины размера человеческого волоса – современная технология достигает своих пределов». Пенная флотация использует различные поверхностные свойства минеральных частиц. Если пузырьки газа добавляют к жидкости, содержащей мелко измельченные частицы, пузырьки прилипают к частицам, имеющим гидрофобную, т.е. водоотталкивающую поверхность. Они поднимаются вместе с прикрепленными пузырьками воздуха и образуют слой пены, который можно снять. Реагенты, адаптированные к соответствующему перерабатываемому материалу, обеспечивают попадание «правильных» гранул в пену. Другие адъюванты способствуют спуску нежелательных частиц или стабилизируют ценную пену. Такие факторы, как количество подаваемого газа и размер пузырьков, степень турбулентности потока, используемые реагенты и энергии сцепления, определяют выход.
«Но как вы доставляете частицы пыли и пузырьки на курс столкновения?» – спрашивает Рудольф, который возглавляет отдел лечения в HIF. «Как разные реагенты влияют на общий процесс? И как можно удалить нежелательные частицы из пены? »Есть много более фундаментальных вопросов, на которые нужно ответить, чтобы в будущем можно было разделить минеральные частицы размером от 0,1 до 20 микрометров в промышленном масштабе. Такая технология также будет иметь большое значение для извлечения сырья из Альтальдена или его переработки.
Прекрасная пена в компьютерной модели
Исследования девяти партнеров по академическим проектам направлены на понимание механизмов и микропроцессов флотации тонкодисперсных частиц: два из девяти рабочих пакетов посвящены физико-химическим и гидродинамическим аспектам процесса обработки. Это включает механизмы связывания и поведение пены перерабатываемых частиц, а также турбулентные потоки во флотационном резервуаре. Последние влияют на частоту столкновения частиц и пузырьков: только когда пузырьки воздуха и гидрофобизированные минеральные гранулы вступают в контакт, прикрепление возможно.
Три группы в HZDR работают над улучшением выхода флотации мелких частиц: в дополнение к команде Керстина Эккерта, это коллеги из области численного моделирования потока, а также рабочая группа во главе с Мартином Рудольфом. Используя модельные эксперименты, недавно разработанные методы измерения и компьютерное моделирование, они исследуют взаимодействия между частицами, пузырьками жидкости и газа, а также условия потока во флотационной ванне, которые не видны снаружи.
Плюс для окружающей среды
Из результатов исследований партнеры хотят извлечь такие подходы, как инновационные гидродинамические концепции, с помощью которых можно увеличить вероятность столкновения между пузырьками и мелкими частицами. Здесь производители флотационных камер внедряют ноу-хау и технологии. Исследователи хотят использовать новое понимание взаимодействия на интерфейсах, чтобы улучшить адгезию мельчайших частиц, пригодных для переработки, к пузырькам газа с оптимизированными реагентами. Вновь разработанные технологии затем тестируются и оптимизируются в моделируемой среде, в лаборатории и на опытных установках.
Помимо европейских исследовательских институтов, в FineFuture участвуют семь компаний из горнодобывающей, перерабатывающей и строительной отраслей, в том числе польская группа компаний KGHM – одна из крупнейших в мире горнодобывающих компаний и операторов медных рудников – и три другие сырьевые компании. Они не только надеются на более высокие показатели извлечения, но также и на более устойчивые процессы и меньшие остатки флотации. Кроме того, многие из кучи все еще содержат ценные мелкие частицы, которые они хотят использовать. Это может привести к сокращению количества свалок, снижению землепользования и опасности для окружающей среды. Также на борту BASF как производитель флотационных химикатов. Она ищет оптимизированные реагенты, которые являются более экономичными, более эффективными и, следовательно, более экологичными.
Процесс левитационной плавки (процесс Outokumpu, см. Рисунок выше) зарекомендовал себя сегодня для больших количеств – и этот процесс экстракции экономичен только для таких объемов. Реакционная шахта используется для обжига и плавления предварительно высушенных концентратов, а отстойник под ней отделяет камень от шлака. Котел-утилизатор и фильтр, в котором дымовая пыль отделяется от выходящих газов, подключены к вытяжному каналу. Серная кислота извлекается из отфильтрованных печных газов, которые все еще содержат SO2, в контактных системах. Медный камень время от времени срезается прямо над дном печи и переносится в конвертер. Оставшийся сульфид железа окисляется продувкой воздухом, при этом сера уносится в виде SO2 с выхлопным газом с образованием серной кислоты, и, наконец, сульфид меди разрушается. В последнее время все большее значение приобрели прямые процессы, в которых все стадии реакции, обжиг, плавление и выдувание объединены в один процесс.
Затем медь рафинируют в потоке расплава и путем электролиза, причем рафинирование без последующего электролиза составляет лишь около
10% имеет.
При огневом рафинировании примеси удаляются продувкой воздуха в рафинировочной печи, а затем последняя оставшаяся сера удаляется путем «полировки» жидкого медного штейна во вращающейся печи (анодной печи), и, прежде всего, содержание кислорода снижается до 500-2 частей на миллион. В прошлом «полирование» производилось путем погружения стволов березы или бука в жидкий металл; Сегодня в качестве восстановителей в основном используются природный газ, пропан, нафта, газ риформинга или аммиак.
Флюс – это вещество, которое добавляется к руде, чтобы его было легче плавить. Твердый кальцин нагревают до 1200 ° C и плавят. Некоторые примеси удаляются с образованием мата (смесь жидкой меди и сульфида железа).
Воздух вдувается в жидкий мат и образует черновую медь, так называемую, потому что пузырьки газа в твердой форме задерживаются на поверхности.
Блистер разливают в аноды для электролиза.
Медь очищается электролизом до 99,99%. Описанный выше производственный путь показывает переход от породы, содержащей около 0,2% меди, к медному катоду с чистотой 99,99%. Однако для целого ряда производственных областей, например, для электротехнической промышленности, чистота 95% Garkupfer недостаточна.
Поэтому проводят электролитическое рафинирование меди, при котором электродные пластины, изготовленные из варочной меди, подвешивают в подкисленном растворе сульфата меди в качестве анодов. Электролиз проводят в больших электролизерах, в которых последовательно соединено несколько сотен электродов при напряжении 0,4 – 1 вольт.
На катоде эти катионы раствора восстанавливаются (Cu2 +), которые имеют наибольшую склонность к этому, то есть обладают наибольшим нормальным потенциалом (U0). Чистая медь осаждается на катоде, а все ионы менее благородных металлов, такие как ионы железа, цинка и свинца, остаются в растворе.
Электролитическое рафинирование, рафинирование до самых низких уровней примесей, необходимо, потому что даже очень маленькие примеси значительно снижают тепловую и электрическую проводимость меди. Для этой цели электролитические ванны, заполненные раствором сульфата меди, используются для подвешивания анодных пластин, отлитых из относительно нечистой меди, и тонких катодных стартовых пластин из электролитической меди или, в более современных системах электролиза, постоянных катодов из нержавеющей стали. Подавая электрическое напряжение, медь растворяется на анодах и осаждается на катодах в виде очень чистой меди, в то время как примеси или сопутствующие металлы либо переходят в раствор, либо опускаются в виде анодного шлама. Полученные таким образом катодные пластины частично переплавляются и отливаются в форматы для производства полуфабрикатов.
(Концентрация ок. 99,99% Cu)
Выщелачивание предлагает альтернативу добыче меди. Сначала руду обрабатывают разбавленной серной кислотой. Это медленно просачивается через руду в течение месяцев, растворяя медь, образуя слабый раствор сульфата меди. Затем медь извлекается электролизом. Этот процесс называется SX-EW (экстракция растворителем / электрохимическое извлечение).
Преимущества этих процессов:
Он использует гораздо меньше энергии, чем традиционная добыча.
Выбросы отсутствуют.
Низкие инвестиционные затраты
Возможность экономного использования в небольших масштабах.
Его можно использовать для обработки руды, содержащей всего 0,1% меди, поэтому добыча щелочи становится все более важной. По оценкам, на долю SX-EW (практически не существовавшей до 1960 г.) в 21 г. будет приходиться 2019% от общего объема переработки меди.
Другим важным источником меди является переработанный лом, называемый вторичным производством меди. Около половины европейского спроса на медь в настоящее время покрыто переработанными материалами, что вносит важный вклад в круговую экономику. Чтобы узнать больше о переработке меди, нажмите здесь.
медные пули
медные полосы
медные стержни
медные бусины
медный блок
Медные шины
Медь катодные пластины
Медный катод квадратов
Медные катоды
медный корпус
меди катушки
Медный проводник пасты
медный концентрат
Медный тигель
медные кости
медные заготовки
медный цилиндр
медная шайба
медный электрод
Вольфрам-медный электрод
меди чешуйчатый
Kupferflansche
Медь пены
медная фольга
меди марли
медные гранулы
Медь сотовая структура
медный слиток
медь чернил
Медный изолированный провод
Медные вкладыши
медные самородки
медные сетки
Медь металл
Медная микрофильм
частицы меди
медные части
Медные гранулы
медяков
медные пластины
медный порошок
Медная шайба
Медь штампованные
медная лента
медные кольца
медный стержень
образцы меди
Медная стружка
медные листы
медная дробь
Медь монокристалл
Kupferhülsen
Медно-червь
образцы меди
медные пули
Медь губка
меди весной
медная лента
медная лента
медная труба
Kupferspäne
Медные пластины
медный провод
медь шерсти
Серебряные медные чернила
Посеребренный медный порошок
Ультратонкая медная фольга
ISE / Arndt Uhlendorff – октябрь 2019 г.
Пожалуйста, подписывайтесь на нас:
Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
Тенорит ( в честь итал. Всегда вторичный минерал, особенно часто встречается совместно с купритом. [1]
Мелаконит ( или тенорит), GuO, черного цвета, часто встречается вместе с купритом в железных и марганцевых рудах. [2]
Вследствие несовершенства этого превращения и большого сходства решетки тенорита с решеткой куприта перемещение частиц меди будет происходить и в слое стехиометрического состава СиО, причем достаточно быстро, чтобы на границе Gu20 – GuO не скопился значительный избыток металла. Однако через некоторое время после начала нагревания образца ( в наших опытах через 25 мин. Этот процесс иллюстрируется электронограммами от образцов, нагретых в течение 50 и 150 мин. Это указывает на то, что кристаллическая решетка поверхностного тенорита имеет слишком мало узлов ( слишком тонка), чтобы от нее выявился достаточно яркий диффракционный эффект по сравнению с эффектом от лежащего ниже слоя куприта.
[3]
Малахит, основной карбонат меди, ( о) Тенорит, окись меди. [4]
Моноксид меди СиО встречается в природе в виде минерала тенорита или мелаконита черного цвета, Этот оксид начинает заметно разлагаться уже при 800р С, легко восстанавливается водородом и оксидом углерода; применяется в стекольной промышленности в качестве зеленого и голубого красителей, для получения рубинового стекла, как деполяризатор в элементах, как окислитель в органическом и газовом анализах. С, применяется для окрашивания стекла, эмалей, для борьбы с вредителями сельского хозяйства, для изготовления купроксных выпрямителей переменного тока. Хлорид меди СиС12 используют как протраву при крашении тканей, как катализатор, в медицине. Основной карбонат медигСиСО3 Си ( ОН) 2 – минерал малахит изумрудного цвета, используется в строительном деле как декоративный материал, в ювелирном деле. Голубой азурит 2СиСО3 Си ( ОН) 2 используется как краска, в пиротехнике. Из соединений одновалентной меди используют хлорид меди Си2С12 – в органическом синтезе и газовом анализе для определения СО. Сульфиды меди Cu2S и CuS используют в производстве меди пирометаллургическим способом. МЕДИ СПЛАВЫ – сплавы на основе меди, содержащие олово, цинк, алюминий, никель, железо, марганец, кремний, бериллий, хром, свинец, золото, серебро, фосфор и другие легирующие элементы. Добавки повышают прочность и твердость, стойкость против коррозии, улучшают антифрикционные свойства.
[5]
Окись меди СиО соединение черного цвета, в природе встречается в виде минерала тенорита СиО, образуется при нагревании меди на воздухе до 300Q С и выше. Этот окисел в воде не растворим, в кислотах легко растворяется с образованием соответствующих солей. [6]
Таким образом, считалось, что окисление меди в условиях термодинамической устойчивости окиси меди ( тенорит) приводит к полному исчезновению Си20 из пленки. [7]
Результаты расчета этой электронограммы даны в табл. 23, согласно которой в пленке установлено наличие как окисной ( тенорит СиО), так и закисной ( куприт Си20) форм окиси. Электронограммы от образцов, нагретых в течение 5, 10 и 50 мин. Однако для более короткого ( 5, 10 мин.
[8]
Окись меди, СиО, встречается в природе в окисленных зонах залежей медных руд и называется черной медью, мелаконитом или теноритом. [9]
Минералы меди: халькопирит ( медный колчедан) CuFeS2 или Cu2S – Fe2S3, борнит 2Cu2S – CuFe2S, халькозин Cu2S, ковеллин CuS, куприт Cu20, тенорит CuO, атакомит ( ремонилит) CuCl2 – 3Cu ( OH) 2, диоптаз ( медный изумруд) h3CuSi04, хризоколла h3CuSi04 – h30 или h3CuSi04 – 2h30, малахит CuC03Cu ( OH) 2, азурит 2CuC03 – Cu ( OH) 2 растворяют в смеси соляной и азотной кислот. [10]
Схема эволюции состава продуктов коррозии нефтепромыслового оборудования 134. [11] |
Чаще всего встречаются следующие ассоциации продуктов коррозии промысловых трубопроводов: сера, гидроксиды железа, сидерит; сера, макинавит, мельниковит; иоцит, магнетит; куприт, тенорит, атакамит. Примером более сложной ассоциации является проба отложений из нефтепровода НГДУ Альметьевнефть [134], в которой, наряду с продуктами коррозии, обнаружены неорганические соли, частицы глины и кварца.
[12]
Минералы меди. [13] |
Сложные сульфиды меди, содержащие мышьяк и сурьму, так называемые блеклые руды, встречаются реже других сульфидов и, главным образом, в полиметаллических рудах. Из окисленных минералов меди наибольшее распространение имеют малахит, азурит, куприт и тенорит. В некоторых месторождениях имеется хризоколла. [14]
Полученные результаты свидетельствуют о важных кинетических особенностях процесса окисления меди. Вместе с тем они указывают на сложность имеющихся здесь соотношений, делающих объяснение их затруднительным. Одним из возможных объяснений обнаруженных фактов может быть предположение о более медленной диффузии в совершенной решетке тенорита по сравнению с решеткой куприта.
[15]
Страницы: 1 2
Медь | Электрод-Сервис
Медь — элемент одиннадцатой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 29. Обозначается символом Cu (лат. Cuprum). Простое вещество медь (CAS-номер: 7440-50-8) — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). C давних пор широко используется человеком.
Содержание
- 1 История
- 2 Происхождение названия
- 3 Нахождение в природе
- 4 Физические свойства
- 5 Изотопы меди
- 6 Получение
- 6.1 Пирометаллургический метод
- 6.2 Гидрометаллургический метод
- 6.3 Электролизный метод
- 7 Химические свойства
- 7.1 Возможные степени окисления
- 7.2 Простое вещество
- 7.3 Соединения меди(I)
- 7.4 Соединения меди(II)
- 7.
5 Соединения меди(III) и меди(IV)
- 7.6 Аналитическая химия меди
- 8 Применение
- 8.1 В электротехнике
- 8.2 Теплообмен
- 8.3 Для производства труб
- 8.4 Сплавы
- 8.4.1 Сплавы на основе меди
- 8.4.2 Сплавы, в которых медь значима
- 8.4.3 Ювелирные сплавы
- 8.5 Соединения меди
- 8.6 Другие сферы применения
- 8 Применение
- 9 Стоимость
- 10 Биологическая роль
- 10.1 Токсичность
- 10.2 Бактерицидность
- 10.3 Органолептические свойства
- 11 Производство, добыча и запасы меди
- 11.1 Современные способы добычи
- 11.1.1 Влияние на экологию
- 12 Интересные факты
Медь — один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. Он входит в семёрку металлов, известных человеку с очень древних времён. Этот металл встречается в природе в самородном виде чаще, чем золото, серебро и железо. Одни из самых древних изделий из меди, а также шлак — свидетельство выплавки её из руд — найдены на территории Турции, при раскопках поселения Чатал-Гююк. Медный век, когда значительное распространение получили медные предметы, следует во всемирной истории за каменным веком. Экспериментальные исследования С. А. Семёнова с сотрудниками показали, что, несмотря на мягкость меди, медные орудия труда по сравнению с каменными дают значительный выигрыш в скорости рубки, строгания, сверления и распилки древесины, а на обработку кости затрачивается примерно такое же время, как для каменных орудий.
В древности медь применялась также в виде сплава с оловом — бронзы — для изготовления оружия и т. п., бронзовый век пришел на смену медному. Сплав меди с оловом (бронзу) получили впервые за 3000 лет до н. э. на Ближнем Востоке. Бронза привлекала людей прочностью и хорошей ковкостью, что делало её пригодной для изготовления орудий труда и охоты, посуды, украшений. Все эти предметы находят в археологических раскопах. На смену бронзовому веку относительно орудий труда пришёл железный век.
Первоначально медь добывали из малахитовой руды, а не из сульфидной, так как она не требует предварительного обжига. Для этого смесь руды и угля помещали в глиняный сосуд, сосуд ставили в небольшую яму, а смесь поджигали. Выделяющийся угарный газ восстанавливал малахит до свободной меди:
На Кипре уже в III тысячелетии до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди.
На территории России и сопредельных стран медные рудники появились за два тысячелетия до н. э. Остатки их находят на Урале (наиболее известное месторождение — Каргалы), в Закавказье, на Украине, в Сибири, на Алтае.
В XIII—XIV вв. освоили промышленную выплавку меди. В Москве в XV в. был основан Пушечный двор, где отливали из бронзы орудия разных калибров. Много меди шло на изготовление колоколов. Из бронзы были отлиты такие произведения литейного искусства, как Царь-пушка (1586 г.), Царь-колокол (1735 г.), Медный всадник (1782 г. ), в Японии была отлита статуя Большого Будды (храм Тодай-дзи) (752 г.).
С открытием электричества в XVIII—XIX вв. большие объёмы меди стали идти на производство проводов и других связанных с ним изделий. И хотя в XX в. провода часто стали делать из алюминия, медь не потеряла значения в электротехнике.
Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло от названия острова Кипр.
У Страбона медь именуется халкосом, от названия города Халкиды на Эвбее. От этого слова произошли многие древнегреческие названия медных и бронзовых предметов, кузнечного ремесла, кузнечных изделий и литья. Второе латинское название меди Aes (санскр. ayas, готское aiz, герм. erz, англ. ore) означает руда или рудник.
Слова медь и медный встречаются в древнейших русских литературных памятниках. Славянское *mědь «медь» не имеет чёткой этимологии, возможно, исконное слово. В. И. Абаев предполагал происхождение слова от названия страны Мидия: *Мѣдь из ир. Мādа- через посредство греч. Μηδία
Алхимики именовали медь «венера» (Venus). В более древние времена встречается название «марс» (Mars).
Самородная медь
Среднее содержание меди в земной коре (кларк) — (4,7-5,5)·10−3% (по массе). В морской и речной воде содержание меди гораздо меньше: 3·10−7% и 10−7% (по массе) соответственно.
Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде. Промышленное значение имеют халькопирит CuFeS2, также известный как медный колчедан, халькозин Cu2S и борнит Cu5FeS4. Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu2O, азурит Cu3(CO3)2(OH)2, малахит Cu2CO3(OH)2. Иногда медь встречается в самородном виде, масса отдельных скоплений может достигать 400 тонн. Сульфиды меди образуются в основном в среднетемпературных гидротермальных жилах. Также нередко встречаются месторождения меди в осадочных породах — медистые песчаники и сланцы. Наиболее известные из месторождений такого типа — Удокан в Забайкальском крае, Жезказган в Казахстане, меденосный пояс Центральной Африки и Мансфельд в Германии. Другие самые богатые месторождения меди находятся в Чили (Эскондида и Кольяуси) и США (Моренси).
Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,3 до 1,0 %.
Кристаллы меди
Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.
Наряду с осмием, цезием и золотом, медь — один из четырёх металлов, имеющих явную цветовую окраску, отличную от серой или серебристой у прочих металлов. Этот цветовой оттенок объясняется наличием электронных переходов между заполненной третьей и полупустой четвёртой атомными орбиталями: энергетическая разница между ними соответствует длине волны оранжевого света. Тот же механизм отвечает за характерный цвет золота.
Медь образует кубическую гранецентрированную решётку, пространственная группа F m3m, a = 0,36150 нм, Z = 4.
Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности среди металлов после серебра). Удельная электропроводность при 20 °C: 55,5-58 МСм/м. Медь имеет относительно большой температурный коэффициент сопротивления: 0,4 %/°С и в широком диапазоне температур слабо зависит от температуры. Медь является диамагнетиком.
Существует ряд сплавов меди: латуни — с цинком, бронзы — с оловом и другими элементами, мельхиор — с никелем и другие.
Основная статья: Изотопы меди
Природная медь состоит из двух стабильных изотопов — 63Cu и 65Cu с распространённостью 69,1 и 30,9 атомных процентов соответственно. Известны более двух десятков нестабильных изотопов, самый долгоживущий из которых 67Cu с периодом полураспада 62 часа.
Медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди — пирометаллургия, гидрометаллургия и электролиз.
Пирометаллургический метод
Пирометаллургический метод заключается в получении меди из сульфидных руд, например, халькопирита CuFeS2. Халькопиритное сырье содержит 0,5-2,0 % Cu. После флотационного обогащения исходной руды концентрат подвергают окислительному обжигу при температуре 1400°:
Затем обожженный концентрат подвергают плавке на штейн. В расплав для связывания оксида железа добавляют кремнезём:
Образующийся силикат в виде шлака всплывает и его отделяют. Оставшийся на дне штейн — сплав сульфидов FeS и Cu2S — подвергают бессемеровской плавке. Для этого расплавленный штейн переливают в конвертер, в который продувают кислород. При этом оставшийся сульфид железа окисляется до оксида и с помощью кремнезема выводится из процесса в виде силиката. Сульфид меди частично окисляется до оксида и затем восстанавливается до металлической меди:
Получаемая черновая медь содержит 90,95 % металла и подвергается дальнейшей электролитической очистке с использованием в качестве электролита подкисленного раствора медного купороса. Образующаяся на катоде электролитическая медь имеет высокую чистоту до 99,99 % и используется для изготовления проводов, электротехнического оборудования, а также сплавов.
Гидрометаллургический метод
Гидрометаллургический метод заключается в растворении минералов меди в разбавленной серной кислоте или в растворе аммиака; из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом:
Электролизный метод
Электролиз раствора сульфата меди:
Возможные степени окисления
Диаграмма Пурбе для меди
В соединениях медь проявляет две степени окисления: +1 и +2. Первая из них склонна к диспропорционированию и устойчива только в нерастворимых соединениях (Cu2O, CuCl, CuI и т. п.) или комплексах (например, [Cu(NH3)2]+). Её соединения бесцветны. Более устойчива степень окисления +2, которая даёт соли синего и сине-зелёного цвета. В необычных условиях можно получить соединения со степенью окисления +3 и даже +5. Последняя встречается в солях купраборанового аниона Cu(B11H11)23−, полученных в 1994 году.
Простое вещество
Не изменяется на воздухе в отсутствие влаги и диоксида углерода. Является слабым восстановителем, не вступает в реакцию с водой и разбавленной соляной кислотой. Переводится в раствор кислотами-неокислителями или гидратом аммиака в присутствии кислорода, цианидом калия. Окисляется концентрированными серной и азотной кислотами, «царской водкой», кислородом, галогенами, халькогенами, оксидами неметаллов. Вступает в реакцию при нагревании с галогеноводородами.
На влажном воздухе медь окисляется, образуя основный карбонат меди(II) (внешний слой патины):
Реагирует с концентрированной холодной серной кислотой:
С концентрированной горячей серной кислотой:
С безводной горячей серной кислотой:
C разбавленной серной кислотой при нагревании в присутствии кислорода воздуха:
С концентрированной азотной кислотой:
С разбавленной азотной кислотой:
С «царской водкой»:
С концентрированной горячей соляной кислотой:
C разбавленной хлороводородной кислотой в присутствии кислорода:
С газообразным хлороводородом при 500—600 °C:
С бромоводородом:
Также медь реагирует с концентрированной уксусной кислотой в присутствии кислорода:
Медь растворяется в концентрированном гидроксиде аммония, с образованием аммиакатов:
Окисляется до оксида меди(I) при недостатке кислорода и 200 °C и до оксида меди(II), при избытке кислорода и температурах порядка 400—500 °C:
Медный порошок реагирует с хлором, серой (в жидком сероуглероде) и бромом (в эфире), при комнатной температуре:
При 300—400 °C реагирует с серой и селеном:
C оксидами неметаллов:
Медь реагирует с цианидом калия с образованием дицианокупрата(I) калия, щелочи и водорода:
С концентрированной соляной кислотой и хлоратом калия:
Соединения меди(I)
Степени окисления +1 соответствует оксид Cu2O красно-оранжевого цвета. Соответствующий гидроксид CuOH (жёлтого цвета) быстро разлагается с образованием оксида. Гидроксид CuOH проявляет основные свойства.
Многие соединения меди +1 имеют белую окраску либо бесцветны. Это объясняется тем, что в ионе Сu+ все пять Зd-орбиталей заполнены парами электронов.
Ионы меди(I) в водном растворе неустойчивы и легко диспропорционируют:
В то же время медь(I) встречается в форме соединений, которые не растворяются в воде, либо в составе комплексов. Например, дихлорокупрат(I)-ион [CuCl2]− устойчив. Его можно получить, добавляя концентрированную соляную кислоту к хлориду меди(I):
Свойства соединений меди (I) похожи на свойства соединений серебра (I). В частности, CuCl, CuBr и CuI нерастворимы. Также существует нестабильный сульфат меди(I).
Соединения меди(II)
Степень окисления II — наиболее стабильная степень окисления меди. Ей соответствует чёрный оксид CuO и голубой гидроксид Cu(OH)2, который при стоянии легко отщепляет воду и при этом чернеет:
Гидроксид меди (II) носит преимущественно основный характер и только в концентрированной щелочи частично растворяется с образованием синего гидроксокомплекса. Наибольшее значение имеет реакция гидроксида меди (II) с водным раствором аммиака, при которой образуется так называемый реактив Швейцера (растворитель целлюлозы):
Соли меди(II) образуются при растворении меди в кислотах-окислителях (азотной, концентрированной серной). Большинство солей в этой степени окисления имеют синюю или зелёную окраску.
Медный купорос
Соединения меди(II) обладают слабыми окислительными свойствами, что используется в анализе (например, использование реактива Фелинга).
Карбонат меди(II) имеет зелёную окраску, что является причиной позеленения элементов зданий, памятников и изделий из меди и медных сплавов при взаимодействии оксидной плёнки с углекислым газом воздуха в присутствии воды. Сульфат меди(II) при гидратации даёт синие кристаллы медного купороса CuSO4∙5H2O, используется как фунгицид.
Оксид меди (II) используются для получения оксида иттрия бария меди (YBa2Cu3O7-δ), который является основой для получения сверхпроводников.
Соединения меди(III) и меди(IV)
Степени окисления III и IV являются малоустойчивыми степенями окисления и представлены только соединениями с кислородом, фтором или в виде комплексов.
Аналитическая химия меди
Возбуждённые атомы меди окрашивают пламя в голубовато-зелёный цвет
Медь можно обнаружить в растворе по зелёно-голубой окраске пламени бунзеновской горелки, при внесении в него платиновой проволочки, смоченной исследуемым раствором.
- Традиционно количественное определение меди в слабокислых растворах проводилось с помощью пропускания через него сероводорода, при этом сульфид меди выпадает в далее взвешиваемый осадок.
- В растворах, при отсутствии мешающих ионов, медь может быть определена комплексонометрически или потенциометрически, ионометрически.
- Микроколичества меди в растворах определяют кинетическими и спектральными методами.
В электротехнике
Из-за низкого удельного сопротивления (уступает лишь серебру, удельное сопротивление при 20 °C: 0,01724-0,0180 мкОм·м), медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых и других кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках электроприводов (быт: электродвигателях) и силовых трансформаторов. Для этих целей металл должен быть очень чистый: примеси резко снижают электрическую проводимость. Например, присутствие в меди 0,02 % алюминия снижает её электрическую проводимость почти на 10 %.
Теплообмен
Система охлаждения из меди на тепловых трубках в ноутбуке
Другое полезное качество меди — высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах, теплообменниках, к числу которых относятся и широко известные радиаторы охлаждения, кондиционирования и отопления, компьютерных кулерах, тепловых трубках.
Для производства труб
В связи с высокой механической прочностью и пригодностью для механической обработки медные бесшовные трубы круглого сечения получили широкое применение для транспортировки жидкостей и газов: во внутренних системах водоснабжения, отопления, газоснабжения, системах кондиционирования и холодильных агрегатах. В ряде стран трубы из меди являются основным материалом, применяемым для этих целей: во Франции, Великобритании и Австралии для газоснабжения зданий, в Великобритании, США, Швеции и Гонконге для водоснабжения, в Великобритании и Швеции для отопления.
В России производство водогазопроводных труб из меди нормируется национальным стандартом ГОСТ Р 52318-2005, а применение в этом качестве федеральным Сводом Правил СП 40-108-2004. Кроме того, трубопроводы из меди и сплавов меди широко используются в судостроении и энергетике для транспортировки жидкостей и пара.
Сплавы
Сплавы на основе меди
Латунная игральная кость, рядом слиток меди и цинк
Статуэтка, отлитая из бронзы
В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми широко распространёнными из которых являются упоминавшиеся выше бронза и латунь. Оба сплава являются общими названиями для целого семейства материалов, в которые, помимо олова и цинка, могут входить никель, висмут и другие металлы. Например, в состав пушечной бронзы, использовавшейся для изготовления артиллерийских орудий вплоть до XIX века, входят все три основных металла — медь, олово, цинк; рецептура менялась от времени и места изготовления орудия. Большое количество латуни идёт на изготовление гильз артиллерийских боеприпасов и оружейных гильз, благодаря технологичности и высокой пластичности. Для деталей машин используют сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, кремнием и др. (а не чистую медь) из-за их большей прочности: 30—40 кгс/мм² у сплавов и 25—29 кгс/мм² у технически чистой меди. Медные сплавы (кроме бериллиевой бронзы и некоторых алюминиевых бронз) не изменяют механических свойств при термической обработке, и их механические свойства и износостойкость определяются только химическим составом и его влиянием на структуру. Модуль упругости медных сплавов (900—12000 кгс/мм², ниже, чем у стали). Основное преимущество медных сплавов — низкий коэффициент трения (что делает особенно рациональным применением их в парах скольжения), сочетающийся для многих сплавов с высокой пластичностью и хорошей стойкостью против коррозии в ряде агрессивных сред (медно-никелевые сплавы и алюминиевые бронзы) и хорошей электропроводностью.
Величина коэффициента трения практически одинакова у всех медных сплавов, тогда как механические свойства и износостойкость, а также поведение в условиях коррозии зависят от состава сплавов, а следовательно, от структуры. Прочность выше у двухфазных сплавов, а пластичность у однофазных. Медноникелевый сплав (мельхиор) используются для чеканки разменной монеты. Медноникелевые сплавы, в том числе и так называемый «адмиралтейский» сплав, широко используются в судостроении (трубки конденсаторов отработавшего пара турбин, охлаждаемых забортной водой) и областях применения, связанных с возможностью агрессивного воздействия морской воды из-за высокой коррозионной устойчивости. Медь является важным компонентом твёрдых припоев — сплавов с температурой плавления 590—880 градусов Цельсия, обладающих хорошей адгезией к большинству металлов, и применяющихся для прочного соединения разнообразных металлических деталей, особенно из разнородных металлов, от трубопроводной арматуры до жидкостных ракетных двигателей.
Сплавы, в которых медь значима
Повреждённая пожаром дюралевая деталь дирижабля Гинденбург (LZ 129)
Дюраль (дюралюминий) определяют как сплав алюминия и меди (меди в дюрали 4,4 %).
Ювелирные сплавы
В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото — очень мягкий металл и нестойко к механическим воздействиям.
Соединения меди
Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди YBa2Cu3O7-δ, который является основой для получения высокотемпературных сверхпроводников. Медь применяется для производства медно-окисных гальванических элементов и батарей.
Другие сферы применения
Медь — самый широко употребляемый катализатор полимеризации ацетилена. Из-за этого трубопроводы из меди для транспортировки ацетилена можно применять только при содержании меди в сплаве материала труб не более 64 %.
Широко применяется медь в архитектуре. Кровли и фасады из тонкой листовой меди из-за автозатухания процесса коррозии медного листа служат безаварийно по 100—150 лет. В России использование медного листа для кровель и фасадов нормируется федеральным Сводом Правил СП 31-116-2006.
Прогнозируемым новым массовым применением меди обещает стать её применение в качестве бактерицидных поверхностей в лечебных учреждениях для снижения внутрибольничного бактериопереноса: дверей, ручек, водозапорной арматуры, перил, поручней кроватей, столешниц — всех поверхностей, к которым прикасается рука человека.
Пары меди используются в качестве рабочего тела в лазерах на парах меди, на длинах волн генерации 510 и 578 нм.
В январе 2008 года, впервые за всю историю, на Лондонской бирже металлов (London Metal Exchange) цены на медь превысили 8000 долларов США за тонну. В начале июля цены возросли до 8940 долларов за тонну, что стало абсолютным рекордом начиная с 1979 года — момента начала ведения торгов на ЛБМ. Цена достигла пика в почти 10,2 тыс. долл. в феврале 2011 г.
На 2011 год стоимость меди составляет около $8900 за тонну.
Продукты, богатые медью.
Метаболизм меди у человека. Поступление в энтероцит с помощью транспортёра CMT1, перенос с помощью ATOX1 в сеть транс-Гольджи, при росте концентрации — высвобождение с помощью АТФ-азы ATP7A в воротную вену. Поступление в гепатоцит, где ATP7B нагружает ионами меди белок церулоплазмин, а избыток выводит в желчь.
Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных. В токе крови медь переносится главным образом белком церулоплазмином. После усваивания меди кишечником она транспортируется к печени с помощью альбумина.
Медь встречается в большом количестве ферментов, например, в цитохром-с-оксидазе, в содержащем медь и цинк ферменте супероксид дисмутазе, и в переносящем молекулярный кислород белке гемоцианине. В крови всех головоногих и большинства брюхоногих моллюсков и членистоногих медь входит в состав гемоцианина в виде имидазольного комплекса иона меди, роль, аналогичная роли порфиринового комплекса железа в молекуле белка гемоглобина в крови позвоночных животных.
Предполагается, что медь и цинк конкурируют друг с другом в процессе усваивания в пищеварительном тракте, поэтому избыток одного из этих элементов в пище может вызвать недостаток другого элемента. Здоровому взрослому человеку необходимо поступление меди в количестве 0,9 мг в день.
При недостатке меди в хондро- и остеобластах снижается активность ферментных систем и замедляется белковый обмен, в результате замедляется и нарушается рост костных тканей.
Токсичность
Некоторые соединения меди могут быть токсичны при превышении ПДК в пище и воде. Содержание меди в питьевой воде не должно превышать 1 мг/л (СанПиН 2.1.4.1074-01), однако недостаток меди в питьевой воде также нежелателен. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) сформулировала в 1998 году это правило так: «Риски для здоровья человека от недостатка меди в организме многократно выше, чем риски от её избытка».
В 2003 году в результате интенсивных исследований ВОЗ пересмотрела прежние оценки токсичности меди. Было признано, что медь не является причиной расстройств пищеварительного тракта.
Существовали опасения, что Гепатоцеребральная дистрофия (болезнь Вильсона — Коновалова) сопровождается накоплением меди в организме, так как она не выделяется печенью в желчь. Эта болезнь вызывает повреждение мозга и печени. Однако причинно-следственная связь между возникновением заболевания и приёмом меди внутрь подтверждения не нашла. Установлена лишь повышенная чувствительность лиц, в отношении которых диагностировано это заболевание к повышенному содержанию меди в пище и воде.
Бактерицидность
Бактерицидные свойства меди и её сплавов были известны человеку давно. В 2008 году после длительных исследований Федеральное Агентство по Охране Окружающей Среды США (US EPA) официально присвоило меди и нескольким сплавам меди статус веществ с бактерицидной поверхностью (агентство подчёркивает, что использование меди в качестве бактерицидного вещества может дополнять, но не должно заменять стандартную практику инфекционного контроля). Особенно выраженно бактерицидное действие поверхностей из меди (и её сплавов) проявляется в отношении метициллин-устойчивого штамма стафилококка золотистого, известного как «супермикроб» MRSA. Летом 2009 была установлена роль меди и сплавов меди в инактивировании вируса гриппа A/h2N1 (т. н. «свиной грипп»).
Органолептические свойства
Ионы меди придают излишку меди в воде отчётливый «металлический вкус». У разных людей порог органолептического определения меди в воде составляет приблизительно 2—10 мг/л. Естественная способность к такому определению повышенного содержания меди в воде является природным механизмом защиты от приёма внутрь воды с излишним содержанием меди.
См. также: Список стран по выплавке меди
Мировая добыча меди в 2000 году составляла около 15 млн т, a в 2004 году — около 14 млн т. Мировые запасы в 2000 году составляли, по оценке экспертов, 954 млн т, из них 687 млн т — подтверждённые запасы, на долю России приходилось 3,2 % общих и 3,1 % подтверждённых мировых запасов. Таким образом, при нынешних темпах потребления запасов меди хватит примерно на 60 лет.
Производство рафинированной меди в России в 2006 году составило 881,2 тыс. тонн, потребление — 591,4 тыс. тонн. Основными производителями меди в России являлись:
Компания | тыс. тонн | % |
Норильский никель | 425 | 45 % |
Уралэлектромедь | 351 | 37 % |
Русская медная компания | 166 | 18 % |
К указанным производителям меди в России в 2009 году присоединился Холдинг «Металлоинвест», выкупивший права на разработку нового месторождения меди «Удоканское». Мировое производство меди в 2007 году составляло 15,4 млн т, а в 2008 году — 15,7 млн т Лидерами производства были:
- Чили (5,560 млн т в 2007 г.
и 5,600 млн т в 2008 г.),
- США (1,170/1,310),
- Перу (1,190/1,220),
- КНР (0,946/1,000),
- Австралия (0,870/0,850),
- Россия (0,740/0,750),
- Индонезия (0,797/0,650),
- Канада (0,589/0,590),
- Замбия (0,520/0,560),
- Казахстан (0,407/0,460),
- Польша (0,452/0,430),
- Мексика (0,347/0,270).
По объёму мирового производства и потребления медь занимает третье место после железа и алюминия.
Разведанные мировые запасы меди на конец 2008 года составляют 1 млрд т, из них подтверждённые — 550 млн т. Причём, оценочно, считается, что глобальные мировые запасы на суше составляют 3 млрд т, а глубоководные ресурсы оцениваются в 700 млн т.
Современные способы добычи
Сейчас известно более 170 минералов, содержащих медь, но из них только 14—15 имеют промышленное значение. Это — халькопирит (он же медный колчедан), малахит, встречается и самородная медь. В медных рудах часто в качестве примесей встречаются молибден, никель, свинец, кобальт, реже — золото, серебро. Обычно медные руды обогащаются на фабриках, прежде чем поступают на медеплавильные комбинаты. Богаты медью Казахстан, США, Чили, Канада, африканские страны — Заир, Замбия, Южно-Африканская республика. Эскондида — самый большой в мире карьер, в котором добывают медную руду. Расположен в Чили.
90 % первичной меди получают пирометаллургическим способом, 10 % — гидрометаллургическим. Гидрометаллургический способ — это получение меди путём её выщелачивания слабым раствором серной кислоты и последующего выделения металлической меди из раствора. Пирометаллургический способ состоит из нескольких этапов: обогащения, обжига, плавки на штейн, продувки в конвертере, рафинирования.
Для обогащения медных руд используется метод флотации (основан на использовании различной смачиваемости медьсодержащих частиц и пустой породы), который позволяет получать медный концентрат, содержащий от 10 до 35 % меди.
Медные руды и концентраты с большим содержанием серы подвергаются окислительному обжигу. В процессе нагрева концентрата или руды до 700—800 °C в присутствии кислорода воздуха, сульфиды окисляются и содержание серы снижается почти вдвое от первоначального. Обжигают только бедные (с содержанием меди от 8 до 25 %) концентраты, а богатые (от 25 до 35 % меди) плавят без обжига.
После обжига руда и медный концентрат подвергаются плавке на штейн, представляющий собой сплав, содержащий сульфиды меди и железа. Штейн содержит от 30 до 50 % меди, 20—40 % железа, 22—25 % серы, кроме того, штейн содержит примеси никеля, цинка, свинца, золота, серебра. Чаще всего плавка производится в пламенных отражательных печах. Температура в зоне плавки — 1450 °C.
С целью окисления сульфидов и железа полученный медный штейн подвергают продувке сжатым воздухом в горизонтальных конвертерах с боковым дутьём. Образующиеся окислы переводят в шлак. Температура в конвертере составляет 1200—1300 °C. Интересно, что тепло в конвертере выделяется за счёт протекания химических реакций, без подачи топлива. Таким образом, в конвертере получают черновую медь, содержащую 98,4—99,4 % меди, 0,01—0,04 % железа, 0,02—0,1 % серы и небольшое количество никеля, олова, сурьмы, серебра, золота. Эту медь сливают в ковш и разливают в стальные изложницы или на разливочной машине.
Далее, для удаления вредных примесей, черновую медь рафинируют (проводят огневое, а затем электролитическое рафинирование). Сущность огневого рафинирования черновой меди заключается в окислении примесей, удалении их с газами и переводе в шлак. После огневого рафинирования получают медь чистотой 99,0—99,7 %. Её разливают в изложницы и получают чушки для дальнейшей выплавки сплавов (бронзы и латуни) или слитки для электролитического рафинирования.
Электролитическое рафинирование проводят для получения чистой меди (99,95 %). Электролиз проводят в ваннах, где анод — из меди огневого рафинирования, а катод — из тонких листов чистой меди. Электролитом служит водный раствор. При пропускании постоянного тока анод растворяется, медь переходит в раствор, и, очищенная от примесей, осаждается на катодах. Примеси оседают на дно ванны в виде шлака, который идёт на переработку с целью извлечения ценных металлов. Катоды выгружают через 5—12 дней, когда их масса достигнет от 60 до 90 кг. Их тщательно промывают, а затем переплавляют в электропечах.
Влияние на экологию
При открытом способе добычи после её прекращения карьер становится источником токсичных веществ. Самое токсичное озеро в мире — Беркли Пит — образовалось в кратере медного рудника.
- Индейцы культуры Чонос (Эквадор) ещё в XV—XVI веках выплавляли медь с содержанием 99,5 % и употребляли её в качестве монеты в виде топориков 2 см по сторонам и 0,5 мм толщиной. Данная монета ходила по всему западному побережью Южной Америки, в том числе и в государстве Инков.
- В Японии медным трубопроводам для газа в зданиях присвоен статус «сейсмостойких».
- Инструменты, изготовленные из меди и её сплавов, не создают искр, а потому применяются там, где существуют особые требования безопасности (огнеопасные, взрывоопасные производства).
- В организме взрослого человека содержится до 80 мг меди.
- Польские учёные установили, что в тех водоёмах, где присутствует медь, карпы отличаются крупными размерами. В прудах или озёрах, где меди нет, быстро развивается грибок, который поражает карпов.
Свойства, образование, использование и часто задаваемые вопросы
Это латунно-желтый минерал с химическим составом формулы халькопирита, т.е. CuFeS2. В течение многих лет он был самой важной или основной медной рудой и встречается в большинстве месторождений сульфидных минералов по всему миру. Это кристаллический минерал, содержащий сульфиды железа и меди.
Поверхность теряет металлический блеск и латунно-желтый цвет при атмосферных воздействиях. Он тускнеет до тусклого, серо-зеленого цвета, но в присутствии кислот потускнение может приобретать непристойный цвет от красного до синего и фиолетового.
[Изображение будет загружено в ближайшее время]
Медь — один из самых важных минералов, встречающихся в природе на Земле, который считается хорошим проводником тепла и электричества. Он встречается в основном в форме многих минералов, таких как халькоцит, халькопирит, азурит, борнит, малахит, куприт и т. д. формулировка. На этой странице мы поговорим об одном из важных минералов меди, а именно о халькопирите. Мы узнаем о его значении, химической формуле халькопирита или других связанных аспектах.
Халькопирит Химический
Халькопирит известен как медный минерал с его структурно гранецентрированной тетрагональной решеткой. Наиболее важным и основным источником металлической меди является широко распространенный медно-железный сульфидный минерал с химической формулой халькопирит (CuFeS2). Удельный вес колеблется от 4,1 до 4,3. Минерал в самой чистой форме содержит 34,5 % меди, 30,5 % железа и 35,0 % серы. Для получения единого минерала высокочистого халькопирита вручную удаляли примеси и жильные минералы. Первичный сульфид меди содержится примерно в 70% от общего объема мировых запасов меди, минералы которого подвергались химическому анализу для проверки чистоты.
Свойства халькопирита
Халькопирит обладает различными свойствами, такими как физические или химические. Наиболее очевидными свойствами являются медно-желтый цвет, металлический блеск и высокий удельный вес. Хотя внешне они похожи на золото, отличить эти минералы легко, так как золото мягкое, имеет желтую полосу и гораздо более высокий удельный вес. Халькопирит хрупок и имеет зеленовато-серую полосу.
Если говорить о пирите, то он настолько твердый, что его невозможно поцарапать ногтем, а вот халькопирит царапается легко. Термин «золото дураков» чаще ассоциируется с пиритом, потому что он более распространен, а также его путают с золотом. Халькопирит также путают с золотом таким образом, что название «золото дураков» также уместно. Химическая классификация описывает его как сульфидный минерал, тогда как его химический состав CuFeS2.
Как образуется или возникает халькопирит?
[Изображение будет загружено в ближайшее время]
Возникновение этого вида руды в различных типах руд, динамические условия являются первичными, кристаллизуются из расплавов как акцессорные минералы в магматических породах. Они образуются в результате магматического износа и, таким образом, встречаются в слоистых породах магматического очага, тогда как некоторые из них видны в пегматитовых дайках и контактируют с метаморфическими камнями. Остальные распространены среди сланцев и гнейсов. Они также встречаются в вулканических отложениях, и многие вулканогенные месторождения массивных сульфидов, содержащие халькопирит, также хорошо известны. Некоторые из огромных массивов, как в Тимминсе, Онтарио, до регулярных жил и вкраплений, связанных с гранитными и диоритовыми интрузивами, как в медно-порфировых месторождениях Брейк-Хилла, Американских Кордильер и Анд. В Канаде крупнейшее из когда-либо обнаруженных месторождений почти чистого халькопирита находилось на южной оконечности зеленокаменного пояса Темагами, где на медных месторождениях добывалась высококачественная медь.
Использование халькопирита
Он имеет несколько применений, которые указаны ниже:
Он используется как одна из самых важных руд Купера.
По внешнему виду напоминает золото, поэтому также используется в ювелирных изделиях.
Выветренный халькопирит очень привлекателен и продается как “павлинья руда”.
Некоторые руды халькопирита также содержат значительное количество цинка, который помогает заменить железо, в то время как другие содержат достаточное количество серебра и золота, составляющих драгоценный металл.
Распространение
Встречается в следующих местах по всему миру:
В США его можно найти в шахтах Аризоны, Бисби, Кочиз Ко., Грунт рудник, Ванадий, Грант Ко. ., Нью-Йорк, свинцовые рудники Росси и т. д.
Встречается в Кананеи, Соноре, Мексике, а также в Уароне в Перу.
В Канаде встречается на рудниках Руэн, Квебек, Онтарио, Норанда и др.
Также встречается в Чехии, Словакии, Германии, Норвегии, Японии и Южной Африке.
Заключение
В заключительной части говорится, что халькопирит является наиболее важной минеральной рудой, которая имеет динамические условия для различных руд. Халькопирит имеет множество применений, а также свойства, которые показывают изменения этого минерала с различным составом во всем мире, и эти изменения могут также привести к изменению их внешнего вида и использования. Здесь мы рассмотрели общую информацию о халькопирите, формуле халькопирита, его различных свойствах, использовании или распространении в мире, а также узнали, где и как он появился. Эта статья поможет вам расширить свои знания о полезных ископаемых и будет полезна всякий раз, когда вы изучаете минералы в географии или химии.
Медь | Энергетика и добыча полезных ископаемых
Ресурсы меди в Южной Австралии являются ключевым направлением для более чем 130 компаний, занимающихся разведкой, разработкой и добычей меди в Южной Австралии.
На этой странице
- Медь в Южной Австралии
- 0038
- Разработка проектов
- Разведочные модели и геологические среды
- Контакты
Факты о меди
Медь является одним из важнейших и широко используемых металлов современного общества благодаря своим свойствам:
- высокой электропроводности8 теплопроводность
- устойчивость к коррозии
- способность образовывать сплавы с другими металлами, такими как латунь (цинк), бронза (олово) и мельхиор (никель).
Медь больше всего используется в электротехнической промышленности, где на медные провода и кабели приходится около половины мирового производства меди. Другими крупными рынками являются автомобильный и строительный секторы. Медь также является неотъемлемой частью расширяющегося сектора информационных технологий и используется в производстве компьютеров, мобильных телефонов, факсимильных аппаратов и телевизоров.
Медь может встречаться в природе в чистом виде (самородная медь), но в основном ее добывают в виде первичного сульфидного халькопирита (CuFeS 2 ). Основными окисленными рудами являются оксид меди куприт (Cu 2 O), а также карбонаты азурита (Cu 3 (CO 3 )2(OH) 2 ) и малахита (CuCO 3 (OH) 2 ).
Информационные бюллетени по меди в Австралийском руднике Atlas
Медь в Южной Австралии
Южная Австралия является крупным производителем и экспортером меди, в настоящее время привлекающим сотни компаний (в том числе крупных мировых компаний), занимающихся разведкой, разработкой и добычей меди в штате. Медь является ведущим товаром, производимым в Южной Австралии с огромными ресурсами:
- На Южную Австралию приходится 68% доказанных экономических ресурсов Австралии по меди (GA, 2015 г.
)
- На Южную Австралию приходится около четверти добычи меди в Австралии (262 569 т (DSD, 2014 г.) из 995 921 т (BREE, 2013 г.)
- Медь является наиболее разведанным товаром в Южной Австралии. Штат является крупным национальным направлением разведки меди, на долю которого приходится около трети разведки меди в Австралии. лет в Австралии – Каррапатина, Проминент Хилл, Хиллсайд и Хамсин.
- В дополнение к открытию этих медных ресурсов, ресурсы Олимпийской плотины увеличились на 48 млн тонн содержащейся меди за последние десять лет. Больше, чем совокупность всех значительных открытий меди в Австралии того времени.
Добыча меди сыграла ключевую роль в развитии Южной Австралии с момента заселения европейцами в 1836 году. (1859 г.) и Мунта (1861 г.) были жизненно важны для раннего развития и процветания государства.
Статистика меди 2012-13
South Australia | Том/Значение | ||
. Прогнозируя | |||
. ) | |||
Стоимость добычи 1 | 2071 миллиард долларов (данные для сравнения за 1999-2000 гг. и 2012-13 гг.) | ||
Selected Mine Production | · Olympic Dam, 166 200 t Cu cathode · Prominent Hill, 86 887 t Cu in concentrate · Kanmantoo, 14 629 t Cu in concentrate | ||
Exploration Expenditure | $106.3 million ( Сравнение Рисунки с 1999-2000 по 2012-13) | ||
Ресурсы 2 | 89 МТ содержит CU | ||
. 2 | 13.0154 | AUSTRALIA | VOLUME/VALUE |
Mine Production 3 | 963 000 t | ||
Exploration Expenditure | $319.3 million | ||
Resources 4 | 91 Mt | ||
Запасы 4 | 25 млн т | ||
Отдельные запасы рудника 2 | 0184 · Эрнест Генри (QLD) 0,78 млн.![]() · Выдающийся холм (SA) 0,75 MT CU | ||
World | объем/Значение | Организатор/Значение | . Mt |
Resources | 690 Mt | ||
Reserves 6 | 619 Mt – Chile 190Mt |
- DSD production returns
- Published company reports
- Бюро экономики ресурсов и энергетики. Resources and Energy Quarterly, September Quarter 2013
- Geoscience Australia and Bureau of Resources and Energy Economics, Australia’s Mineral Resource Assessment 2013
- United States Geological Survey, Mineral Commodity Summarys 2013
- USGS включает только заявленные запасы заявленные запасы по JORC для Австралии
![]() Вернуться к началу |
Крупные рудники – добыча и экспорт
Южная Австралия имеет ряд долгоживущих месторождений, включая Олимпийскую плотину, которая является четвертым по величине ресурсом меди в мире.
Медь оставалась основным сырьевым товаром, производимым в штате, при этом общая стоимость продаж составила 2,058 млрд долларов США (276 550 тонн) в 2013–2014 годах, снизившись на 14 млн долларов США (6548 тонн) с 2,072 млрд долларов США (283 098 тонн) в 2012–2013 годах.
В настоящее время в Южной Австралии находятся четыре крупных утвержденных полиметаллических медных рудника: Олимпийская плотина (Cu, Au, U и Ag), Prominent Hill (Cu, Au, Ag), Kanmantoo (Cu-Au-Ag) и недавно утвержденный рудник Hillside. (конц. Cu-Au и Fe руды).
Уровни производства меди, как ожидается, будут сохранены или увеличены, так как основные рудники продолжают производить почти на полную мощность и ожидают увеличения производительности и повышения производительности.
Производство, ресурсы и запасы, а также содержащиеся товары можно найти в следующей таблице для основных медных рудников Южной Австралии.
Back to top
Разработка проектов
Основные проекты разработки меди в Южной Австралии включают:
- Carrapateena – проведение технико-экономических обоснований (обнаружено в рамках правительственного PACE , совместно финансируемого партнерством по бурению с промышленностью), содержит 2,5 млн тонн металлов Cu, 3,5 млн унций Au и 39 млн унций Ag.
- Хамсин – проводятся предварительные исследования, обнаружено 1,1 млн т меди, 0,9 млн унций золота, 11 млн унций серебра.
- Калкару – завершены технико-экономические обоснования и находятся на стадии оценки/утверждения, содержится 0,6 млн тонн меди и 2 млн унций золота.
Вернуться к началу
Разведочные модели и геологическая среда
Медная минерализация широко распространена и встречается в большинстве геологических провинций Южной Австралии.
Кратон Голер
Олимпийская плотина
Месторождение находится в пределах мезопротерозойской свиты Хилтаба Гранит Роксби Даунс (1588 млн лет назад) под примерно 300 м недеформированных аделаидских и кембрийских платформенных отложений шельфа Стюарт. Оруденение сосредоточено в большом широкозональном гидротермальном комплексе гематит-гранитной брекчии, состоящем из пустого ядра гематит-кварцевой брекчии, окруженного 1-2-километровыми минерализованными зонами богатой гематитом брекчии, смешанной с измененными гранитными брекчиями.
Рудная минерализация в основном представлена вкрапленным и обломочным халькоцитом, борнитом, халькопиритом, настураном и тонковкрапленным свободным золотом, местами развиты сульфидные прожилки.
Исторические медные рудники в Южной Австралии
Бурра
Наземная и подземная добыча полезных ископаемых в период с 1845 по 1877 г. дала около 700 000 т руды, содержащей 50 000 т меди. В период с 1969 по 1981 год на том же участке открытым способом было добыто 2 млн тонн руды, содержащей 40 000 тонн меди. Общий объем добычи составил 2,7 млн тонн руды, содержащей 90 000 тонн меди и содержание приблизительно 3,3%. Основными минералами меди были малахит, азурит и хризоколла, а также халькоцит, куприт и самородная медь.
Металлургический завод в Бурре, построенный для добычи полезных ископаемых в 1969–1981 годах, в настоящее время находится в ведении Adelaide Chemical Company, использующей сырье из Маунт-Гансон и других мест для производства специальных химикатов для меди, таких как оксид меди.
Шахта Бурра расположена на главном линеаменте северо-западного простирания, с минерализацией, развитой в виде матрицы брекчированной вмещающей породы и в виде жил, пузырей и конкреций в трубообразной гидротермальной зоне. Вмещающая порода представляет собой доломит Аделаиды Скиллогали, состоящий из доломита, алевролитов и небольшого количества песчаника и известняка в разломном контакте с неминерализованной диапировой брекчией.
Kanmantoo
Медь была обнаружена в Kanmantoo в 1845 году. Добыча продолжалась примерно в 1875 году на нескольких выработках, производящих 3 200 тонн меди. После крупной программы разведки в 1960-х годах при открытой разработке нового рудного тела в 1970–76 годах было добыто 4,05 млн тонн руды, содержащей 36 000 тонн меди (содержание меди 0,89%). Ресурс примерно 2 млн тонн при 1,2% Cu остается ниже карьера.
Минерализация, включающая халькопирит, пирротин и магнетит с незначительным содержанием золота и серебра, приурочена к гранат-андалузит-сланцу в формации Тапанаппа кембрийской группы Канманту. Рудное тело состоит из ряда минерализованных линз, уплощенных параллельно основной сланцевой толще в осевой плоскости, с общей формой удлиненной трубы, круто падающей на северо-восток.
Капунда
Медь была обнаружена в Капунде в 1842 году и добывалась до 1879 года, производя примерно 13 700 тонн меди из 69 000 тонн руды. Ресурсы в 4,3 млн т при 1,1% Cu были оценены в гипергенной оксидно-сульфидной зоне, а также большие низкосортные ресурсы первичной халькопирит-пиритовой минерализации на глубине.
Минерализация в основном представлена вторичными карбонатами меди, оксидами и гипергенными сульфидами, связанными с кварцевыми жилами, залегающими в полевошпатовых доломитовых алевролитах аделаидской формации Tapley Hill.
Многочисленные месторождения меди находятся в Аделаидской геосинклинали и впадине Канманту; большинство из них работали примерно до 1900 года, и многие до сих пор содержат значительные ресурсы. Месторождения включают:
- Геосинклиналь Аделаиды — Анабама, Балханна, Блинман, Клара Сент-Дора, Коппер Клейм, Эврелия, Лорна Дун, Линда, Монтакут, Гора Света, Майалл Крик, Парату, Принц Альфред, Принцесса Роял, Слайдинг Рок, Ютика , Уил Бартон и Юднамутана.
- Желоб Канманту — Бремер, Киттикула, Страталбин и Уил Эллен.
Мунта
Медь была впервые обнаружена в Мунте в 1861 году, в результате чего было открыто несколько рудников. Рудник Мунта был самым успешным, с общим объемом производства 170 000 тонн металлической меди до 1923 года. Мелкомасштабная добыча и разведка продолжались до конца 1930-х годов, а некоторые остатки богатой руды добывались на небольшой глубине с выщелачиванием хвостохранилищ. продолжалась до 1943 года.
Пять крупных залежей или рудных зон были отработаны в районе мин. Эти жилы, которые заполняли трещины в вулканических вмещающих породах, простирались с севера на юг и падали на запад под углами от 40° до 65°. Продуктивные жилы первоначально давали до 30 % меди, но к 1908 средняя оценка упала до 4%. Основными рудными минералами были халькопирит и борнит.
Вернуться к началу
Разница между пиритом и халькопиритом
Основное отличие — пирит и халькопирит
Минерал — это встречающееся в природе твердое неорганическое вещество. Минералы образуются в результате геологических процессов. Они имеют определенный химический состав. Таким образом, мы можем различать различные типы минералов в зависимости от их химического состава. Пирит и халькопирит также являются неорганическими твердыми веществами и природными минералами. Основное различие между пиритом и халькопиритом состоит в том, что химический состав пирита FeS 2 тогда как химический состав халькопирита CuFeS 2 .
Ключевые области, охватываемые
1. Что такое Pyrite
– Определение, химический состав, свойства
2. Что является халкопиритом
Разница между пиритом и халькопиритом
– Сравнение ключевых различий
Ключевые термины: халькопирит, медь, экзотермическая реакция, золото, железо, блеск, минералы, пирит, сера
Пирит с желтым цветом яркий металлический блеск. Он также известен как
золото дураков , потому что имеет сходство с золотом. Химический состав этого минерала FeS 2 или дисульфид железа. Он считается наиболее распространенным сульфидным минералом.Рисунок 1: Пиритовый слиток
Его цвет описывается как латунно-желтый. Этот минерал имеет изометрическую кристаллическую систему. Молярная масса одной формулы FeS 2 составляет примерно 119,98 г/моль. Пирит — непрозрачный минерал с металлическим блеском. Этот минерал может образовываться в любой среде, при высоких или низких температурах. Но неустойчив во внешней среде. Пирит всегда находится в стадии образования или разрушения. При воздействии воздуха и воды пирит разлагается на оксид железа и сульфаты.
Сульфаты, образующиеся при разложении пирита, в сочетании с водой могут вызывать кислотные дренажи. Это образует серную кислоту и вызывает дренаж кислоты. Разложение пирита является экзотермической реакцией. Это может вызвать взрывы пыли в угольных шахтах.
Несмотря на то, что пирит состоит из железа и серы в качестве элементов, он не используется в качестве источника для производства любого из этих элементов. Железо можно легко получить из руд, не содержащих серу. Наиболее важное использование пирита – это золотая руда, поскольку и пирит, и золото образуются в одинаковых условиях. Однако количество золота, присутствующего в этих рудах, очень мало, около 0,25%. Иногда пирит используется как драгоценный камень. Его можно разрезать и придать желаемую форму. Эти камни используются для изготовления украшений.
Что такое халькопирит
Халькопирит – это минерал, имеющий химический состав CuFeS 2 . Это минерал латунно-желтого цвета. Это самый важный источник для производства коммерчески важной меди. Этот минерал в природе встречается в сульфидных месторождениях. Он очень похож на пирит.
Рис. 2: Халькопирит
Халькопирит можно отличить от пирита по его радужному тусклому внешнему виду. Этот минерал часто принимают за золото из-за латунно-желтого цвета. Халькопирит менее тверд; он хрупкий и разобьется при ударе. Его можно легко поцарапать ногтем. Имеет высокий удельный вес; 4.1-4.3.
Халькопирит — непрозрачное вещество. Кристаллическая система этого минерала тетрагональная. Имеет зеленовато-черную полосу. Полоса минерала — это цвет, который он проявляет, когда его мелко измельчают. При воздействии атмосферы халькопирит может образовывать несколько различных оксидов, гидроксидов и сульфатов. Некоторые халькопиритовые руды содержат цинк, серебро или золото в качестве сопутствующих элементов.
Медь можно получить путем обжига халькопирита. Полный обжиг вызывает образование металлической меди, тогда как частичный обжиг вызывает образование меди 9.0113 2 S.
Разница между пиритом и халькопиритом
Определение
Пирит: Пирит — минерал желтого цвета с ярким металлическим блеском.
Халькопирит: Халькопирит – это минерал, имеющий химический состав CuFeS 2 .
Химический состав
Пирит: Химический состав пирита FeS 2 .
Халькопирит: Химический состав халькопирита CuFeS 2 .
Наличие меди
Пирит: Пирит не содержит меди.
Халькопирит: Халькопирит содержит медь.
Твердость
Пирит: Пирит относительно тверд.
Халькопирит: Халькопирит хрупок и легко царапается ногтем.
Удельный вес
Пирит: Удельный вес пирита составляет около 4,9-5,2.
Халькопирит: Удельный вес халькопирита составляет около 4,1-4,3.
Кристаллическая система
Пирит: Кристаллическая система пирита изометрична.
Халькопирит: Кристаллическая система халькопирита тетрагональная.
Заключение
Минералы – это встречающиеся в природе неорганические вещества, имеющие определенный химический состав. Каждый тип минерала отличается друг от друга в зависимости от химического состава. Основное отличие пирита от халькопирита в том, что химический состав пирита FeS 2 тогда как химический состав халькопирита CuFeS 2 .
Каталожные номера:
1. «Пирит». Геология, доступно здесь.
2. «Халькопирит». Геология, доступно здесь.
3. «Халькопирит». Страницы минералов Миннесотского университета: халькопирит, доступно здесь.
Изображение предоставлено:
1. «Пиритовый слиток (Миссури, США — вероятно, из шахты Бьюик в округе Айрон, штат Миссури)» Джеймса Сент-Джона (CC BY 2.0) через Flickr
2. «Халькопирит 1» Ллойда .james0615 — собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
Минеральные ресурсы
Минеральные ресурсы Среднего Запада США
Что такое минерал?
Минерал – это природное твердое вещество с определенным химическим составом и кристаллической структурой. Минералы составляют основу нашего повседневного мира. Минералы не только составляют горные породы, которые мы видим вокруг нас на Среднем Западе, но и используются почти во всех аспектах нашей жизни. Минералы, обнаруженные в горных породах Среднего Запада, используются в промышленности, строительстве, машиностроении, технологиях, продуктах питания, косметике, ювелирных изделиях и даже в бумаге, на которой напечатаны эти слова.
Элементы: строительные блоки минералов
Элементы — строительные блоки минералов. Минерал кварц, например, состоит из элементов кремния и кислорода. Большинство минералов, присутствующих в природе, не состоят из одного элемента, хотя есть исключения, такие как золото (Au). Восемь элементов составляют (по весу) 99 % земной коры, причем кислород является самым распространенным (46,4 %). Остальные элементы в земной коре встречаются в очень малых количествах, некоторые в концентрациях всего доли одного процента (рис. 5.1). Поскольку кремний (Si) и кислород (O) являются наиболее распространенными элементами в земной коре по массе, логично, что кварц (SiO 2 , двуокись кремния или кремнезем) — один из наиболее распространенных минералов в земной коре, встречающийся по всему Среднему Западу.
Минералы служат строительными блоками для камней. Например, гранит, магматическая горная порода, обычно состоит из кристаллов полевого шпата, кварца, слюды и амфибола. Песчаник может состоять из сцементированных зерен полевого шпата, кварца и слюды. Минералы и связи между кристаллами определяют цвет камня и устойчивость к атмосферным воздействиям.
Металлические полезные ископаемые жизненно важны для машин и технологий современной цивилизации. Однако металлические минералы встречаются в земной коре в очень малых количествах. Кроме того, почти всегда приходится перерабатывать рудные минералы, чтобы выделить полезный элемент. Минерал называется рудой, когда один или несколько его элементов могут быть извлечены с выгодой. Например, халькопирит (CuFeS 2 ), который содержит медь, железо и серу, называют медной рудой, если медь можно выгодно извлечь из железа и серы.
Рисунок 5.1: Массовая доля минералов в земной коре.
Неметаллические минералы не имеют блеска металла, хотя они могут иметь блеск алмаза или шелковистость гипса (CaSO 4 ·2H 2 O). Как правило, неметаллические минералы намного светлее по цвету, чем металлические минералы, но могут пропускать свет, по крайней мере, вдоль своих краев или через небольшие фрагменты.
Идентификация минералов
Хотя минералы идентифицируются по их химическому составу и кристаллической структуре, они идентифицируются на основе их физических свойств. При идентификации минерала обычно необходимо использовать множество свойств, каждое из которых исключает возможные альтернативы.
Твердость является очень полезным свойством для идентификации, так как данный минерал может проявлять только узкий диапазон твердости, и его легко проверить, что быстро и просто сводит к минимуму количество возможностей. Твердость важна, потому что она помогает нам понять, почему некоторые породы более или менее устойчивы к выветриванию и эрозии. Кварц с оценкой 7 по шкале Мооса является относительно твердым минералом, но кальцит (CaCO 3 ) с оценкой 3 по шкале Мооса значительно мягче. Поэтому неудивительно, что кварцевый песчаник гораздо более устойчив к эрозии и выветриванию, чем известняк, который в основном состоит из минерального кальцита. Кварц — очень распространенный минерал в земной коре, довольно стойкий из-за своей твердости и относительной нерастворимости. Таким образом, зерна кварца являются доминирующим типом минерала почти во всех типах песка.
Шкала твердости Мооса
В 1824 году австрийский минералог Фридрих Моос выбрал десять минералов, с которыми можно было сравнить все другие минералы, чтобы определить их относительную твердость. Шкала стала известна как шкала твердости Мооса, и она остается очень полезной в качестве средства идентификации минералов или для быстрого определения их твердости. Ноготь имеет твердость около 2, пенни 3, оконное стекло 5,5 и лезвие ножа 6,5.
- Тальк
- Гипс
- Кальцит
- Флюорит
- Апатит
- Полевой шпат
- Кварц
- Топаз
- Корунд
- Алмаз
Цвет помогает идентифицировать некоторые минералы, такие как сера, но неинформативен или даже вводит в заблуждение для других, таких как гранат. Блеск описывает, как свет отражается от поверхности минерала, и может варьироваться от адамантина, видимого в алмазах, до матового или землистого (фактически без блеска), такого как каолинит. Кристаллическая форма, если она видна, может быть диагностической. Например, флюорит и кальцит могут внешне казаться похожими, но флюорит образует кубические кристаллы, а кальцит образует тригонально-ромбоэдрические кристаллы. Соответственно, у кристаллов могут быть плоскости слабости, из-за которых они ломаются характерным образом, называемым спайностью. Или они не могут, а вместо этого отображают трещину при поломке. Слюда и графит имеют очень сильную спайность, что позволяет легко разбивать их на тонкие листы, в то время как кварц и стекло (последнее не является минералом) не имеют спайности, вместо этого демонстрируя характерную изогнутую форму излома, известную как раковистый. Плотность минерала также может помочь в его идентификации (например, металлы имеют тенденцию быть очень плотными). Найти точную плотность несложно, но для этого необходимо измерить объем образца. Помещение неизвестного минерала в воду (или другую жидкость) для определения его объема по вытеснению может быть рискованным предприятием, поскольку некоторые минералы бурно реагируют с водой, а многие другие разрушаются при воздействии.
Полоса минерала получается путем перетаскивания его по фарфоровой тарелке, эффективно превращая его в порошок. Цвет порошка исключает смешивание переменных внешнего выветривания, формы кристаллов, примесей и т. д. Некоторые минералы являются магнитными (воздействуют магнитными полями), а некоторые являются естественными магнитами (способными создавать магнитное поле).
Есть много других интересных и отличительных свойств, которыми могут обладать минералы, и есть много более сложных и точных способов их идентификации. Раздел геологии, изучающий химические и физические свойства и образование полезных ископаемых, называется минералогией.
Большинство минералов можно идентифицировать методом исключения после изучения некоторых из этих свойств и обращения к руководству по идентификации минералов. Наборы для тестирования минералов часто включают в себя несколько обычных предметов, используемых для определения твердости: фарфоровую пластину с штрихами, магнит и увеличительное стекло. Некоторые минералы обладают редкими свойствами, которые может быть сложнее проверить. Например, есть минералы, которые проявляют люминесценцию всех типов, испуская свет из-за определенного раздражителя. Некоторые минералы радиоактивны, как правило, из-за включения в их структуру значительных количеств урана, тория или калия. Карбонатные минералы будут бурлить при воздействии соляной кислоты. Двойное преломление описывает результат прохождения света через материал, который разделяет его на две поляризованные группы лучей, удваивая изображения, просматриваемые через этот материал. Например, одна линия на листе бумаги будет выглядеть как две параллельные линии, если смотреть через прозрачный кристалл кальцита.
Что отличает обычный минерал от драгоценного камня?
Красота, долговечность и редкость минерала делают его драгоценным камнем. Красота относится к блеску, цвету, прозрачности и блеску минерала, хотя в некоторой степени зависит от искусности огранки. Большинство драгоценных камней, в том числе турмалин, топаз и корунд, долговечны, потому что они твердые, что делает их устойчивыми к царапинам. По шкале твердости Мооса большинство драгоценных камней имеют значения выше 7. Отдельные месторождения полудрагоценных драгоценных камней можно найти в каждом штате в разных местах, но они не добываются в коммерческих целях (за исключением случаев, указанных ниже). Драгоценные драгоценные камни чрезвычайно редки на Среднем Западе.
Минеральная формация
Геологи, ищущие конкретные минералы, не делают случайных предположений о местонахождении рудных тел. Возникновение полезных ископаемых в земной коре обусловлено геологическими процессами, которые сформировали определенные типы горных пород на данной территории. Понимание среды, в которой образуются минералы, минералов, из которых состоят различные горные породы, и геологической истории местности — все это помогает геологам установить, где сосредоточены интересующие минералы. Металлические минералы часто связаны с магматическими и метаморфическими породами, которые обычно встречаются либо в очень древних породах (докембрий), либо в областях сильной деформации земной коры, например, в местах столкновения континентов.
Месторождения полезных ископаемых могут образовываться несколькими способами: осаждение из воды, кристаллизация магмы или лавы, перекристаллизация после воздействия тепла и давления или растворение и последующее осаждение минералов под действием горячей воды, проходящей через трещины и отверстия в породе, хорошо расположенной под поверхностью. Однако минерал не обязательно ограничен одним методом концентрации или средой образования. Например, гипс может образовываться в виде осадка при испарении воды, но он также связан с вулканическими областями, где взаимодействовали известняк и сернистые газы из вулкана.
Что такое гидротермальные растворы?
Горячая вода, обогащенная такими солями, как хлорид натрия (NaCl), хлорид калия (KCl) и хлорид кальция (CaCl 2 ), называется гидротермальным раствором или просто «рассолом». Рассол такой же или даже более соленый, чем морская вода, и, что удивительно, может содержать мельчайшие частицы растворенных минералов, таких как золото, свинец, медь и цинк. Присутствие соли в воде предотвращает осаждение металлических минералов из рассола, потому что хлориды в соли предпочтительно связываются с металлами. Кроме того, поскольку рассол горячий, минералы легче растворяются, так же как горячий чай растворяет сахар легче, чем холодный. Эти рассолы горячей воды могут иметь различное происхождение. Когда магма остывает, она высвобождает обогащенную минералами перегретую воду в окружающую породу. Дождевая вода становится гидротермальным раствором, собирая соль, когда она фильтруется через скалы. Морская вода, уже обогащенная солью, часто становится гидротермальным раствором вблизи вулканической активности на дне океана, где тектонические плиты расходятся. Быстрое охлаждение гидротермального раствора на коротких расстояниях позволяет отлагать концентрации минералов. Вода, быстро движущаяся по трещинам и отверстиям в горной породе, испытывая изменения давления или состава и разбавляясь подземными водами, может быстро охладить гидротермальный раствор.
Минерал халькопирит информация и фотографии
Рекламная информация
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Пирит | Музей наук о Земле
Back to Rocks and Minerals Articles
Kathy Feick
Pyrite group of mineralsPyrite
Chalcopyrite
Marcasite
Arsenopyrite
Chromate Copper Arsenate
Название пирита происходит от греческого слова pyrites lithos, «камень, извергающий огонь». Кристаллы формируются в Изометрической системе; кубы, октаэдры, пиритоэдры и комбинации этих и других форм. Его также можно найти в лучистых дисках, волосовидных кристаллах, конкрециях и массивных глыбах в месторождениях сульфидной руды. Пирит иногда также содержит небольшое количество кобальта, никеля, серебра или золота.
Пиритовые кубики. Лангоро, Испания. Коллекция Музея наук о Земле Университета Ватерлоо.
Кристаллы пирита легко собрать или купить. Интересно начать коллекцию, иллюстрирующую различные формы кристаллов. Большие чистые блестящие кубы доступны из Испании, пиритоэдры из штата Вашингтон, разнообразные формы из Перу и пиритовые «солнца» из Спарты, штат Иллинойс.
Местонахождение:Пирит образуется почти во всех типах сред, включая осадочные, магматические и метаморфические, а также гидротермальные жилы.
Использование: Использование пирита сокращается. Сегодня основные области применения включают:
- Производство диоксида серы для бумажной промышленности
- Производство серной кислоты для химической промышленности и производства удобрений
- Пирит чаще всего добывают для получения золота, меди или других связанных с ним элементов
- Пирит раньше полировали коренные американцы и использовали в качестве зеркал
- Поделочный камень
- Коллекционный камень
Золото дураков и черное золото
Ричард П. Уэллс, перепечатано с разрешения National Driller’s Buyers Guide, июль 1995 г. из нас, ищущих черное золото современности, сырую нефть. Пирит является обычным акцессорным минералом в осадочных породах, особенно в известняках, песчаниках и углеродистых алевролитах или сланцах. Иногда мы задаемся вопросом, кто и почему туда попал; и что это значит для разведки нефти.
Первоначально железо получали в результате выветривания более старых изверженных или метаморфических пород. Железо является обычным второстепенным компонентом всех континентальных магматических пород; и встречается в минералах, таких как ильменит, магнетит и пирит, и железо-магнезиальных силикатах, таких как оливин, пироксен, амфибол и биотитовая слюда. Глубокая погода в течение длительных периодов геологического времени высвобождает железо и форму растворимых солей железа. Затем растворенное железо попадает в море, где двухвалентное железо окисляется и откладывается.
Большая часть пирита, содержащегося в отложениях и осадочных породах, является аутигенным, образовавшимся в условиях осадконакопления, или раннедиагенетическим, образовавшимся при превращении осадка в горную породу (литификация). Для образования пирита необходимо наличие органического вещества в осадке, сульфата в растворе в поровой воде и локально анаэробной (восстановительной) химической среды.
Присутствие разлагающихся органических веществ в осадке создает восстановительную химическую среду. В морской среде разложение органического вещества происходит наиболее быстро непосредственно под морским дном, прежде чем на его поверхности накопится более нескольких сантиметров других отложений. При более глубоком захоронении большая часть реакционноспособного органического вещества уже израсходована, и пирит больше не может образовываться. Пирит редко образуется в пресноводных средах. Образование кристаллов пирита зависит главным образом от содержания железа в осадке.
Процесс образования пирита в отложениях происходит в результате действия бактерий, которые восстанавливают сульфат-ионы (растворенные в поровой воде) до сульфидов. При наличии железа начинают расти кристаллы сульфида железа. Эти сульфатредуцирующие бактерии также нуждаются в других питательных веществах для жизни, которые обеспечиваются органическим углеродом в отложениях.
Пирит также может осаждаться в восстановительных средах с высоким содержанием сульфатов, образующихся в результате миграции сырой нефти в систему горных пород в более глубоких слоях. Этот пирит обычно образует более крупные кристаллы, которые имеют тенденцию заполнять ранее существовавшие поры в породе и покрывать любой присутствующий первичный цемент.
Значение пирита для нефтеискателей заключается в том, что его присутствие доказывает, что когда-то в прошлом преобладали химически восстановительные условия (а не окислительные). Восстановительные условия позволяют сохранить органический углерод, будь то в виде остатков растений или животных, угольных отложений или нефти. Содержание пирита и серы в осадке напрямую коррелирует с общим содержанием органического углерода в породе, что является мерой богатства нефтематеринской породы.
Между прочим, выражение «золото дураков» относится не просто к какому-то старому дураку, а первоначально относилось к английской королеве. В колониальные времена некоторые бесстрашные британские исследователи хотели основать новую колонию на побережье Лабрадора, но им было отказано в финансировании, потому что они не нашли там золота. Чтобы не останавливаться, они собрали несколько прекрасных образцов пирита и отправили их обратно в качестве доказательства открытия золота, и уловка сработала! Королева посмотрела образцы (но не слишком внимательно) и сразу же одобрила строительство колонии. Прошло сто лет, прежде чем этот трюк был открыт.
Довольно легко отличить золото от пирита. Хотя их цвета похожи, пирит имеет тенденцию быть немного светлее и более латунным по цвету. Если вы сомневаетесь, просто сравните цвет образца с золотыми украшениями хорошего качества. Золото намного мягче пирита, настолько мягкое, что его можно поцарапать ногтем, в то время как для царапания пирита требуется хорошее острое лезвие ножа. Кристаллическая форма пирита — еще одна беспроигрышная версия, довольно часто встречаются совершенные кубические кристаллы. Золото может образовывать кристаллы, но они крайне редки. В качестве окончательной проверки потрите образец о шероховатую неглазурованную керамическую поверхность, пирит оставляет характерную черную полосу, а золото оставляет золотую полосу.
Халькопирит получил свое название от греческого слова chalkos, означающего «медь» и, следовательно, «медный пирит».
Местонахождение: Халькопирит встречается во многих местах по всему миру. Это самый распространенный медьсодержащий минерал. Халькопирит является первичным минералом в гидротермальных жилах, вкраплениях и массивных замещениях.
Халькопирит и доломит на доломите. Неизвестная местность. Коллекция Музея наук о Земле Университета Ватерлоо. Обратите внимание на радужную окраску поверхности халькопирита.
Использованиеs:- Важная медная руда. В Садбери, Онтарио, халькопирит добывают из-за содержания платины.
- Поделочный камень
- Коллекционный камень
Халькопирит в сравнении с золотом
Если энергично потереть минерал твердым предметом, то в случае пирита он будет выделять сернистый запах (как тухлые яйца), а в случае золота запах не будет очевиден. Кроме того, если ударить стальным молотком, золото сплющится или изменит форму, не разбиваясь, а пирит испустит искры.
Халькопирит и пирит
Халькопирит похож на пирит, но он мягче и его можно поцарапать ножом. Это очень медно-желтый цвет, часто с бронзовым или радужным потускнением, тогда как пирит имеет просто медно-желтый цвет. Кроме того, пирит немного тяжелее пирита.
Название марказит происходит от арабского слова, обозначающего пирит. Этот минерал является распространенным и привлекательным минералом. Он имеет тот же химический состав, что и пирит, но имеет другую систему кристаллизации, что делает его псевдоморфной формой пирита. Без надлежащего анализа агрегаты сульфида железа могут быть неправильно маркированы дилерами. Габитусы кристаллов включают пластинчатые, пластинчатые или призматические формы. Эффект двойникования дает кристалл в форме копья, а повторное двойникование дает кластер «петушиный гребень».
Марказит. Пичер, Оклахома, США. Коллекция Музея наук о Земле Университета Ватерлоо.
В течение нескольких лет марказит окисляется при сборе. Этот процесс освобождает серу, которая освобождает серную кислоту. Затем кислота воздействует на бумажную этикетку или даже на картонную коробку, в которой может храниться минерал. В течение десятилетий большинство образцов распадается на белую пыль вместе с испорченными бумажными клочками. Во время этой реакции будет выделяться запах серы, загрязняющий другие сульфидные минералы поблизости.
Марказит распространен во всем мире. Встречается в основном в осадочных отложениях в низкотемпературных рудных жилах, а также в скарновых метаморфических отложениях.
Применение:- Марказит используется очень редко
- В прошлом использовался как источник серы
- Поделочный камень
- Ювелирные изделия
Марказит против золота
Марказит более хрупок, чем золото. Он также легче и представляет собой медно-желтый минерал с зеленоватым оттенком временами или, возможно, с разноцветным потускнением, возникающим в результате окисления.
Марказит по сравнению с пиритом
Марказит трудно отличить от пирита, если отсутствуют характерные кристаллические формы. Кроме того, марказит имеет медно-желтый цвет с иногда зеленоватым оттенком. Может появиться разноцветное потускнение, которое является результатом окисления.
Важно отметить, что марказит слишком мягкий для использования в ювелирных изделиях. По этой причине украшения из марказита на самом деле сделаны из пирита, вопреки тому впечатлению, которое создается из его названия. Инки – самая ранняя известная цивилизация, которая использовала марказит в ювелирных изделиях. Примечательные предметы были найдены в нескольких погребальных камерах. Кроме того, инки использовали марказит в качестве зеркал, в ритуалах поклонения солнцу и как средство заглянуть в будущее. В грузинский период (1714-1837) швейцарцы начали производить марказит для европейского рынка, чтобы обойти законы о роскоши, которые запрещали использование алмазов всеми, кроме самых аристократических. При огранке в форме пирамиды с плоской спинкой марказит имел блеск, напоминающий алмаз. Таким же образом использовалась ранняя сталь.
Арсенопирит назван в честь химического состава минералов. Цвет от серебристо-белого до серо-стального с серовато-черной полосой. Минерал тускнеет на темно-серый, но иногда и на радужно-розовый.
Встречаемость: Арсенопирит является наиболее распространенным минералом, содержащим мышьяк, и встречается во всем мире. Обычно он встречается как продукт высокотемпературных рудных жил, пегматита или контактового метаморфизма. Редко встречается в магматических базальтовых породах.
США :- Яд
- Консервация
- Пигмент
- Индикатор золота в некоторых локациях
Арсенопирит. Шахта Акерман, Мадок, Онтарио. Коллекция Музея наук о Земле Университета Ватерлоо. Обратите внимание, что маленький красный кружок указывает на прямоугольную форму кристаллов
Хромат арсената меди (CCA) использовался для обработки древесины для предотвращения гниения в пиломатериалах, предназначенных для использования на открытом воздухе, с 1940с. Эта обработка использовалась для большей части древесины с 1970-х по 2003 год. Мышьяк в древесине опасен и фактически является известным канцерогеном для человека. Воздействие может вызвать рак легких, мочевого пузыря, кожи, почек, предстательной железы и носовых ходов, а также привести к повреждению нервов, головокружению, диабету и изменениям гормональной функции. Было показано, что химические вещества в древесине, обработанной CCA, выщелачиваются в окружающую среду и могут попасть на кожу, когда люди прикасаются к древесине. Древесину, обработанную CCA, можно найти практически везде, где используются наружные пиломатериалы. Его использование было прекращено, но любая древесина, приобретенная до 31 декабря st 2003 мог быть обработан CCA.
Арсенопирит против золота
Арсенопирит намного более хрупок, чем золото. Кроме того, он серебристого цвета, тогда как золотой имеет более маслянисто-желтый цвет.
Арсенопирит против пирита
При ударе молотком пирит испускает искры, а арсенопирит выделяет отчетливый запах чеснока.