Все о медной руде: виды, где и как добывают, применение, обозначение

Медная руда занимает 3 место в мире после алюминия и железа по использованию человеком. Статистика говорит о том, что спрос на нее с каждым годом увеличивается на 90%. Ведь она применяется практически во всех сферах жизни человека: от машиностроения до медицины.

Что такое медная руда

Медные руды — это минеральные образования, состав которых включает медь. На физической карте металл обозначается как черный закрашенный прямоугольник. Экономически выгодна добыча руды с содержанием меди от 0,5%.

Химическая формула меди — Cu. Название пришло от латинского названия острова Кипр — «Cuprum». Люди пытались обработать медные самородки привычным образом, камень о камень. Но медь не откалывалась, а деформировалась. Именно на острове Кипр впервые решили начать выплавлять металл.

Точная дата открытия самородка не известна. Впервые медь около 6 тысяч лет назад на Древнем Востоке, около 4 тысяч лет назад — в Европе.

Археологи в Пирамиде Хеопса обнаружили части древнего водопровода, выполненного из меди. Его трубы были рабочими более 5000 лет после их установки.

По информации археологов, первое время минерал использовали как украшения, позже из него стали изготавливать орудие для труда.

Свойства меди

Металл пластичный. Во время нахождения на открытом воздухе он покрывается пленкой, которая придает ему красно-желтый цвет.

Металлу характеры свойства:

• Физико-химические. Металл устойчивый к коррозии, отличается высокой электро-, теплопроводностью. Медь диамагнитная, т.к. у нее отсутствует внешнее магнитное поле. Она реагирует с селеном, серой, галогенами. Кислоты без окислительных свойств воздействия на медь не оказывают.
• Оптические. Не поглощает волны видимого света. Не светится в темноте.
• Кристаллографические. Форма самородков простая, закрытая, напоминает сорокавосьмигранник. Грани расположены под косым углом.

Доказано, что металл уничтожает бактерии, подавляет их жизнедеятельность. Посмотрите о важный антибактериальных свойствах меди:

Группы медных руд

Медные руды по происхождению разделяются на 6 групп. Но на физической карте они не выделяются отдельными условными знаками. Чаще материал золотисто-розового цвета. Но некоторые компоненты из его состава могут влиять на то, как выглядит представитель той или иной группы.

Колчеданная

Она залегает среди вулканогенных парод (кератофиров, спилитов и др.). Состав руды, помимо меди, включает компоненты:

• пирит (сера);
• халькопирит;
• сфалерит.

Медно-колчеданные самородки желтого цвета с зеленоватым либо латунным оттенком. Структура прожилковая с вкраплениями.

Стратиформная

Металл отличается пластовой формой, равномерным распределением других компонентов. Содержание меди — до 6%. Металл залегает среди красных, серых песчаников, сланцев. Состав может включать компоненты:

• цинк;
• серебро;
• свинец;
• платиноиды;
• селен;
• кобальт;
• уран;
• германий;
• кадмий.

Текстура прожилково-вкрапленная либо слоисто-полосчатая.

Карбонатовая

Месторождение расположено только в ЮАР. Металл отличается железомедным, карбонатитовым составом. Цвета варьируются от светлого до темно-зеленого.

Медно-порфировая (гидротермальная)

В медно-порфировых рудах содержится от 0,4% до 1,2% меди. Помимо меди, молибдена, состав включает серебро, золото и селен. Текстура прожилково-вкрапленная.

Скарновая

Концентрация меди доходит до 3%. Состав включает железо, кобальт, серебро и другие элементы. Внешний вид отличается сложной морфологией, прожилково-вкрапленной структурой.

Медно-никелевая

Самородки линзообразной пластовой неправильной формы. Текстура медно-никеливыхруд вкрапленная, массивная «шлировая» или брекчиевая. Помимо меди состав включает платиноиды, серебро, золото, кобальт.

Из каких руд получают медь

Металл встречается как в соединениях, так и в самородном виде.

Всего существует 20 видов руд, из которых добывают медь. Чаще добывают следующие виды:

1. Халькопирит. Содержит 36,4% меди, 34,9% серы, 30,56% железа. Иногда состав может включать следы золота, серебра. Структура кристальная. Руда имеет ярко выраженный желтый оттенок. Со временем он выцветает.
2. Халькозин. Состав: 80% меди, 20% серы. Имеет металлический блеск. Структура зернистая, плотная. Цвет варьируется от свинцово-серого до черного.
3. Борнит. Содержит медь, железо, серу, серебро. Процентное соотношение веществ непостоянное. Кристаллическая структура усложненная кубическая. Имеются заполненные тетраэдрические структуры. Цвет бронзово-желтый, медно-красный с синими, фиолетовыми или красноватыми побежалостями.

Месторождения минерала

Три ведущие страны по запасам металла собирают почти 50% сырья от общих показателей по всему миру. К странам-лидерам по добыче медной руды относят:

• Чили (Эль-Теньенте, Чукикамата, Кольяуаси).
• США (Бенгем-Каньон, Кивино, Пэббл).
• Россию (Таймырский, Октябрьский, Норильск).

Доля России в мировой добыче составляет 9%. Если смотреть на обозначения на карте, можно увидеть, что основные месторождения металла сосредоточены на Урале, Северном Кавказе, в Восточной Сибири.

Ведущее предприятие Урала по добыче расположено на Гайском месторождении медно-колчеданных руд. Добыча, переработка происходят на собственной обогатительной фабрике.

Норильская группа представлена Талаканским месторождением медно-никелевых руд и Октябрьским месторождением сульфидных медно-никелевых. Протяженность выработок — больше 450 км.

Месторождения в Заполярье расположены в Мурманской области. Мощность заполярных рудоносных мест Мончегорского месторождения и Печенгского составляет 0,5-1,5 м. Содержание меди доходит до 6%.

В группу стран, которые обладают наибольшими запасами медных руд, включают и Казахстан, на территории которого залегает почти 10 млн т сырья. В стране разрабатывают 71% медистых песчаников, 24% медно-порфировых. К крупным месторождениям относят Жезказган, Абыз.

Способы и технологии добычи медной руды

Технология добычи металла в России и других странах подразумевает использование техники, выбор способа добычи и заполнение пустот, образовавшихся при извлечении руды.

Добыча происходит 2 способами. Открытый способ используют, если залежи расположены на глубине до 500 м. Верхний пласт земли снимают, после чего достают медную руду. Для упрощения процесса добычи меди применяют взрывные устройства.

Закрытый способ подразумевает дробление земли буровыми установками с шипами, постройку шахт.

Посмотрите, как добывают медно-порфировую руду на Михеевском месторождении в Челябинской области:

Обработка полученной руды

Для получения 1 т металла следует обработать около 200 т руды. Для этого используют способы:

1. Гидрометаллургический. Выщелачивание слабым раствором серной кислоты и последующее выделение меди из раствора.
2. Пирометаллургический. Огневое рафинирование металла. Способ подходит даже для бедных руд, где содержание меди менее 0,5%.
3. Электролиз. Продукт погружают в водный раствор сульфата меди, который содержит свободную серную кислоту. В результате реакции получают осадок чистой меди на катодах.

В 90% случаев используют пирометаллургический способ, т.к. он является более выгодным с учетом финансовых затрат.

Посмотри видео-пояснение о том, как получают медь путем электролиза:

Возможно ли получать медь в домашних условиях

Помимо знаний химии человеку для плавления меди потребуется горн — камера сгорания закрытого типа, которая сможет поддерживать температуру от 1083 градусов. Под высоким давлением в нее должен поступать газ и там же воспламеняться.

Для травли металла понадобятся химические реактивы: раствор хлорного железа или медный купорос с солью. Но раствор хлорного железа оставляет невыводимые пятна на всех поверхностях. Также он может загрязнить собой и продуктами гидролиза все окружающие предметы. Список минусов использования купороса включает его высокую цену и ядовитость.

Видео с примитивным примером обработки меди:

Применение медной руды

Металл востребован в металлургии, где он используется для производства сплавов и разных изделий. Из руды изготавливают сплавы:

• бронзу;
• латунь;
• мельхиор;
• константан и др.

Медные инструменты не вызывают искру, поэтому их используют везде, где существует опасность взрыва.

Металл используют отрасли специализации:

1. Машиностроение. Изготавливают детали для автомобилей (подшипники, стеклоподъемники и др.).
2. Электротехники и энергетика. Производят силовые кабели, провода.
3. Судостроение. Металлом обшивают корпуса, конструкции кораблей.
4. Ювелирное дело. Повышают прочность ювелирных металлов.
5. Строительство. Изготавливают сантехническое оборудование, кровлю.

В фармацевтике металл используют как вяжущее вещество, антисептик. Химический элемент является одним из компонентов капель для глаз, растворов от ожогов, прививок и пр.

Заключение

Цена металла на Лондонской бирже в конце мая 2021 года составила более 752 тысяч рублей. За последний год она выросла почти в 2 раза. Это обусловлено тем, что новые источники медной руды находят все реже.

А ведь медная руда используется во многих сферах. Поэтому страны-лидеры по добыче металла продолжают зарабатывать на добыче и переработке металла. Вопрос о замене меди пока никто не рассматривает.

Но рано или поздно запасы будут истощены, а цены на металл только возрастут. Как вы считаете, что случится с производством, медициной, если на карте не останется ни одного значка медных руд? Сохраняйте материал, чтобы не забыть, где добывают медную руду, сколько на ней можно заработать.