Kako se bakar vadi: metode, istorija i depoziti

Bakar je danas metal koji je izuzetno tražen i široko se koristi kako u svakodnevnom životu tako i u industriji. U prirodi se Cu može naći i u čistom stanju i u obliku rude. Postoji nekoliko načina za ekstrakciju i dobijanje bakra iz izvornih stijena. Istovremeno, svi su oni široko korišteni u industriji. O tome kako se vadi bakar biće reči u članku.

Malo istorije

Nažalost, arheolozi nisu uspjeli saznati na kojem području su ljudi prvi put u antičko doba počeli kopati i koristiti bakar. Međutim, pouzdano se zna da su upravo ovaj metal ljudi počeli obrađivati i koristiti u svakodnevnom životu prvi.

Bakar je postao poznat čovjeku u kamenom dobu. Neki grumenci ovog metala koje su pronašli arheolozi nose tragove obrade kamenim sjekirama. U početku su ljudi koristili bakar uglavnom samo kao nakit. At u isto vrijeme, osoba je u antičko doba koristila isključivo grumenčiće ovog metala koje je pronašla za proizvodnju takvih proizvoda. Kasnije su ljudi naučili kako da prerađuju rudu koja sadrži bakar.

Mnogi drevni narodi imali su ideju o tome kako se Cu vadi i kako se obrađuje. Arheolozi su pronašli mnoge potvrde za to. Nakon što je osoba naučila da pravi legure bakra sa cinkom, počelo je bronzano doba. Zapravo, sam naziv "bakar" jednom su izmislili stari Rimljani. Takav metal je u ovu zemlju donesen uglavnom sa ostrva Kipar. Zato su ga Rimljani zvali aes cyprium.

Kako se kopao bakar u stara vremena

Budući da se ovaj metal nekada veoma široko koristio u ljudskom životu, tehnologije njegove ekstrakcije bile su, naravno, razvijene prilično napredne. Naši preci su bakar dobijali uglavnom iz ruda malahita. Mješavina takvog materijala i uglja stavljena je u zemljanu posudu i stavljena u jamu. Zatim je masa u saksiji zapaljena. Dobijeni ugljen-monoksid reducira Malahit u bakar.

Rezerve u prirodi

Gdje se može kopati bakar the wild danas? Trenutno su depoziti ovog popularnog metala otvoreni na svim kontinentima Zemlje. U isto vrijeme, Cu rezerve se smatraju praktično neograničenim. Geolozi danas pronalaze nova nalazišta čistog bakra, kao i rude koje ga sadrže. Na primjer, 1950. godine. svjetske rezerve ovog metala iznosile su 90 miliona tona. Do 1970. godine. ta se brojka već povećala na 250 miliona tona, a do 1998. godine na 340 miliona tona. Trenutno se vjeruje da su rezerve bakra na planeti više od 2.3 milijarde tona.

depozita i metoda ekstrakcije čistog bakra

Kao što je već spomenuto, u početku je osoba koristila maternji Cu u svakodnevnom životu. Naravno, takav čisti Bakar se danas vadi. Grumenci ovog metala nastaju u Zemljinoj kori kao rezultat egzogenih i endogenih procesa. Najveći poznato nalazište prirodnog bakra na planeti trenutno se nalazi u SAD-u, na području jezera Superior. U Rusiji se domaći bakar deponuje u ležištu Udokan, kao i na nekim drugim mestima Transbaikalije. Osim toga, odgovor na pitanje gdje je moguće vaditi bakar u Rusiji u obliku grumenova je Uralski region.

U prirodi se čisti metal ove sorte formira u zoni oksidacije naslaga bakar sulfata. Obično sam grumen bakra sadrži oko 90-99%. Ostatak čine drugi metali. U svakom slučaju, odgovor na pitanje kako se vadi domaći bakar su dvije glavne tehnologije. Takva ležišta, kao i rudna ležišta, razvijaju na zatvoreni rudnički ili otvoreni način. U prvom slučaju, koriste se sljedeći tehnološki procesi, kao bušenje i skok.

Bakar nuggets može mnogo da teži. Najveći od njih nekada su pronađeni na jezeru Superior u SAD-u. Težina ovih grumenčića bila je oko 500 tona.

Gdje se bakar vadi u Rusiji, saznali smo. To su uglavnom Transbaikalia i Ural. Kod nas su, naravno, u različito vrijeme pronađeni i veoma veliki grumenci ovog metala. Na primjer, komadi bakra težine do nekoliko tona često su pronađeni na Srednjem Uralu. Jedan od ovih grumenova u 860 kg sada se čuva u Sankt Peterburgu, u Muzeju Rudarskog instituta.

Rude bakra i njihovi depoziti

Trenutno se smatra ekonomski povoljnim i svrsishodnim za dobijanje Cu čak i ako je sadržan u pasmini najmanje 0.3%.

Najčešće se ovih dana u prirodi kopaju sljedeće stijene za vađenje bakra industrijskom metodom:

• Bornites Cu₅Flores₄ - sulfidne rude, inače nazvane bakarno ljubičastim ili šarenim piritom i sadrže oko 63.3% Cu;

• Chalcopyrites CuFeS₂ su minerali hidrotermalnog porijekla;

• Chalcosines Cu₂S sadrži više od 75% bakra;

• Cu₂O kupriti, često se nalaze i na mjestima depozita prirodnog bakra;

• malahiti, koji su zeleni bakar ugljen-dioksida.

Najveće nalazište rude bakra u Rusiji nalazi se u Norilsku. Takođe, takve se stijene u velikim količinama kopaju na nekim mjestima na Uralu, Transbaikaliji, Čukotki, Tuvi i poluotoku Kola.

Kako se razvijaju ležišta rude bakra

Sve vrste stena koje sadrže Cu, poput grumenčića, mogu se kopati na planeti koristeći dve glavne tehnologije:

• zatvoreno;

• otvori.

U prvom slučaju na depozitu se grade mine čija dužina može dostići nekoliko kilometara. Za premještanje radnika i opreme takvi podzemni tuneli opremljeni su liftovima i željezničkim prugama. Drobljenje kamena u rudnicima vrši se posebnom opremom za bušenje sa šiljcima. Vađenje bakarne rude i njen utovar za otpremu do vrha vrše se kantama.

Ako se naslage ne nalaze dalje od 400-500 m od Zemljine površine, njihovo vađenje se vrši otvorenom metodom. U ovom slučaju, gornji sloj stijene se prvo uklanja na depozitu pomoću eksplozivnih uređaja. Zatim se sama ruda bakra postepeno uklanja.

Metode dobijanja metala iz stijena

Tako smo saznali kako se vadi bakar, tačnije rude koje ga sadrže. Ali kako preduzeća naknadno dobijaju sam Cu?

Postoje tri glavna načina za izdvajanje bakra iz stijena:

• elektrolitički;

• pirometalurški;

• hidrometalurški.

Metoda pirometalurgijske flotacije

Ova tehnologija se obično koristi za izoliranje bakra iz onih stijena u kojima Cu sadrži 1.5-2%. Takav materijal je podvrgnut bogaćenju po metodi flotacije. U isto vrijeme:

• ruda se pažljivo melje do najfinijeg praha;

• dobijeni materijal se pomeša sa vodom;

• , u masu dodajte posebne reagense za flotaciju, koji su složene organske tvari.

Reagensi za flotaciju pokrivaju mala zrna različitih jedinjenja bakra i daju im nepromočivost.

U sljedećoj fazi:

• supstance koje stvaraju pjenu dodaju se u vodu;

• kroz suspenziju se prolazi jak protok vazduha.

Kao rezultat toga, lagano suhe čestice jedinjenja bakra lijepe se za mjehuriće zraka i plutaju prema gore. Pena koja ih sadrži sakuplja se, istisne iz vode i temeljito osuši. Kao rezultat, dobija se koncentrat iz kojeg se zatim izoluje gruba Cu.

Kako se bakar vadi iz rude: obogaćivanje pečenjem

Metoda flotacije se često koristi u industriji. Ali ponekad se tehnologija pečenja koristi i za obogaćivanje rude bakra. Ova tehnika se najčešće koristi za rude koje sadrže veliku količinu sumpora. U ovom slučaju, materijal se prethodno zagreva na temperaturu od 700-8000 ° C. Kao rezultat toga, sulfidi se oksidiraju sa smanjenjem sadržaja sumpora u stijeni.

U sljedećoj fazi, ruda pripremljena na ovaj način rastopi se u rudničkim pećima na temperaturi od 14500 ° C. Na kraju, kada se koristi ova tehnologija, dobija se mat legura bakra i gvožđa. Dalje, Ova veza se poboljšava puhanjem u pretvaračima. Kao rezultat, željezni oksid se pretvara u šljaku, a sumpor u SO4.

Proizvodnja čistog bakra: elektroliza

Kada se koriste metode flotacije i paljenja, dobija se grubi bakar. Zapravo Cu takav materijal sadrži oko 91%. Da bi se dobio čistiji bakar, gruba se dodatno rafinira.

U ovom slučaju, guste ploče-anode prvo se bacaju od primarnog bakra. , Onda:

• rastvor bakar sulfata sakuplja se u kadu;

• anode su ovješene u kupaonici;

• kao katode koriste se tanki listovi čistog bakra.

Tokom reakcije elektrolize, bakar se rastvara na anodama, a dolazi do padavina na katodama. Joni bakra napreduju do katode, uzimaju elektrone iz nje i prelaze u cu+2+2e atome?>Cu.

Nečistoće sadržane u grubom bakru mogu se različito ponašati tokom čišćenja. Cink, kadmijum, gvožđe se rastvaraju na anodi, ali se ne talože na katodi. Činjenica je da su u nizu elektrohemijskog napona lijevo od bakra, odnosno imaju više negativnih potencijala.

Bakar sulfat se dobija sporom oksidacijom sulfidne rude sa kiseonikom u bakar sulfat CuS + 2O₂ > CuSO₄. Zatim se sol iscrpi vodom.

Hidrometalurška metoda

U ovom slučaju, sumporna kiselina se koristi za ispiranje i obogaćivanje bakra. Kao rezultat reakcije, kada se koristi ova tehnologija, dobija se rastvor zasićen Cu i drugim metalima. Iz njega se zatim izoluje bakar. Korištenjem ove tehnike, pored grubog bakra, mogu se dobiti i drugi metali, uključujući plemenite metale. U svakom slučaju, ova tehnologija se najčešće koristi za izolaciju Cu od stijena koje nisu previše bogate (manje od 0.5%).

Bakar kod kuće

Ekstrakcija ovog metala iz ruda zasićenih njime je, dakle, relativno jednostavna stvar tehnološki. Neki su stoga zainteresovani za izdvajanje bakra na početak. Međutim, biće veoma teško nabaviti ovaj metal iz rude, gline itd. sa. vlastite ruke, bez prisustva posebne opreme.

Neki su, na primjer, zainteresovani za vađenje bakra iz gline vlastitim rukama. Uostalom, u prirodi postoje depoziti ovog materijala, uključujući bogate Cu. Međutim, nažalost, ne postoje poznate dokazane tehnologije za proizvodnju bakra iz gline kod kuće.

Vlastitim rukama možete pokušati izolovati ovaj metal kod kuće, možda samo od bakar sulfata. Da biste to učinili, potonje se prvo mora rastvoriti u vodi. , tada neki željezni predmet jednostavno treba staviti u rezultirajuću mješavinu. Nakon nekog vremena, ovo drugo - kao rezultat reakcije supstitucije - biće prekriven bakrenim premazom, koji se u budućnosti jednostavno može očistiti.