Для чего медь используется: ТАСС: Зачем нужна медь

Содержание

Применение меди: в медицине, промышленности

Содержание:

1 Характеристики меди
2 Как применяют медь в промышленности
3 Изделия из меди в повседневной жизни
4 Использование меди в медицине
5 Видео: Как делают медный кабель

Характеристики меди

Медь как электропроводник

Медь – это металл, который относится к группе цветных, поскольку имеет яркий красновато-розовый цвет, при разной степени обработки может иметь коричневый, зеленый, золотистый оттенок. Этот металл обладает высокими электролитическими свойствами, теплопроводностью, прочностью и упругостью. Медь легко поддается обработке, входит в состав многих сплавов, благодаря чему повышает свои химические и физические свойства. Наиболее известными сплавами является бронза – в основную массу меди добавляют 7 – 10 % олова, медно-никелевый сплав – констант (в общей массе до 40% никеля) и манганин (в сплав входит никель и марганец). Наличие большого числа отличительных характеристик и доступность металла обуславливают широкое применение меди в разных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, строительстве, медицине.

Как применяют медь в промышленности

Медь в промышленности переплавляют

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

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

После переплавки с меди делают болванки

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

Из латуни производят:

трубы;
радиаторы;
гильзы;
автомобильную фурнитуру и прочее.

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

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

Изделия из меди в повседневной жизни

Это металл применяется не только для производства промышленных товаров, изделия из меди можно встретить и в повседневной жизни:

посуда;
Медная посуда
предметы интерьера;
кованые оградки;
скульптуры;
монеты.

Все эти предметы можно найти чуть ли не в каждом доме.

Важную роль в сельском хозяйстве выполняет почвенные удобрения, содержащие медный купорос – он стимулирует активный рост различных культур, защищает их от вредителей, раствором купороса обрабатывают деревья, кустарники, семена.

Предметы интерьера из меди

При строительстве домов медные листы используют в кровельных работах. Известно, что данный металл стойкий к различным атмосферным явлениям, под их воздействием образуется защитный слой – патина, который имеет зеленоватый оттенок. Патина предотвращает коррозию металла, и крыша с таким покрытием может служить долгое время.

Медные монеты

К области применения меди можно отнести и гальванопластику, она известна еще с 1873 года. Гальванопластика представляет собой особый вид искусства, который базируется на электролитическом осаждении металла в водном растворе солей. Этот метод давно вышел за пределы искусства и применяется в космической отрасли, авиации, машиностроении. Суть его заключается в том, что созданный макет изделия, например, из гипса или пластилина, металлизируют, после удаления макета остается только металлическая форма. Процесс металлизирования происходит путем нанесения на макет тонкого слоя металла, чаще используют графит, помещают заготовку в раствор, который содержит соли меди. Макет играет роль катода и притягивает частицы металла, которые в дальнейшем и образуют форму готового изделия.

Использование меди в медицине

Традиционная медицина считает медь очень важным элементом жизнедеятельности человека. В организме это вещество содержится в количестве 2*10^-4% от общей массы. Ежедневно человек с пищей потребляет до 60 мг меди, из которых усваивается примерно 2 мг, что является необходимой нормой для здорового организма. Медь играет важную роль в биосинтезе гемоглобина, в поддержании уровня сахара, холестерина и мочевой кислоты. Для нормальной работы сердечно-сосудистой системы, головного мозга, пищеварительного тракта необходима медь. В случае ее недостатка развивается:

Применение меди в медицине:

для лечения острой недостаточности используют лекарственные средства, содержащие этот микроэлемент;
в терапии – использование металлических аппликаций или браслетов.

Наибольшее количество микроэлемента содержится в таких продуктах питания, как:

шампиньоны;
картофель;
печень трески;
цельное зерно;
устрицы и каракатицы.

Вместе с тем избыток меди в организме, когда ее количество превышает 250 мг, ведет к интоксикации и нарушению работы печени, развитию болезни Вильсона, анемии.

Видео: Как делают медный кабель

Применение меди в автомобилестроении | СТИЛ-СЕРВИС

Медь – металл, известный человечеству с древнейших времен. Более пяти тысяч лет медь и медные сплавы остаются чрезвычайно востребованным материалами. В наши дни, несмотря на открытие множества иных элементов, разработку и создание новейших материалов и сплавов, медный прокат используется практически во всех сферах человеческой деятельности благодаря его прекрасным эксплуатационным свойствам:

пластичность и мягкость;
высокая электропроводность;
отличная теплопроводность;
устойчивость к коррозии;
способность выдерживать перепады температур и прямое солнечное воздействие.

И хотя цены на цветные металлы, к которым принадлежит медь, достаточно высоки, отличные качества материала делают его незаменимым во многих отраслях промышленности.

Виды медного проката

Широкое использование меди в различных сферах промышленности и в быту обуславливает разнообразие видов проката.

Медный лист – распространенный вид проката, наиболее часто применяемый в строительстве и декоре. Медные листы плоские, прямоугольной формы, малой толщины (0,4 мм).
Медный пруток – длинное прокатное изделие с круглым сечением. Используется для изготовления различных деталей. Из-за формы сечения медный прут часто называют «круг медный».
Медная плита – плоский прокат толщиной до 155 мм, применяется в машиностроении, строительстве и проч.
Медная проволока может быть различной толщины и мягкости, применяется повсеместно.
Медная лента может иметь различную ширину и малую толщину. Применяется в машиностроении, строительстве, дизайне и проч.
Медная шина имеет вытянутый вид и прямоугольное сечение. Применяется в электротехнике и приборостроении.
Труба медная, прайс предлагает множество модификаций, но главное – она бесшовная и полая.
Применяется в качестве трубопроводов и в системах кондиционирования.

Применение в автомобилестроении

В автомобилестроении применяют как медный прокат, так и медные сплавы – бронзу, латунь и др.

В связи с хорошей электропроводностью, медь в чистом виде применяют в основном в автомобильной электропроводке, роторах и статорах генераторов и стартеров и электросистемах. Также медь – главный компонент гальванических элементов и медно-окисных батарей. А один из основных видов проката – медные трубы – используют в системах автомобильного кондиционирования.

Латунь – сплав меди и цинка. Ее компонентами также могут быть свинец, олово, марганец, кремний и другие элементы, каждый из которых привносит в сплав определенные свойства. В автомобилестроении используют латунные втулки генератора, стартеры, бачки и трубки радиаторов, различные запорные устройства и проч. Бронза – это сплав, где основными компонентами являются медь и олово, присутствуют также и другие элементы: свинец, кремний, алюминий, железо и проч.

В автомобилестроении используют бронзовые упорные и осевые/полуосевые шайбы и различные втулки – шатунов, коромысел и проч.

Также читайте:

Медные трубы для водопровода — преимущества применения в системах водоснабжения
Интересные факты о меди
Медная труба водопроводная: использование и преимущества

Медь | Geoscience Australia

Введение

Различные медные фитинги. Источник: Wikimedia Commons

Каждый раз, когда вы включаете свет, пользуетесь бытовыми приборами или открываете кран, именно медь поставляет вам электричество или воду. Таким образом, медь является очень важным металлом для человека и сочетает в себе больше полезных свойств, чем любой другой металл.

В среднем семейном доме содержится более 90 кг меди: 40 кг электропроводки, 30 кг сантехники, 15 кг строительных скобяных изделий, 9кг внутри электроприборов и 5 кг латунных изделий. Реактивный самолет Боинг 747-200 содержит около 1,8 тонны меди. Статуя Свободы в Нью-Йорке содержит более 27 тонн меди.

Свойства

Халькопирит. Источник: Geoscience Australia

Медь — единственный встречающийся в природе металл, кроме золота, который имеет характерный цвет. Подобно золоту и серебру, медь является отличным проводником тепла и электричества. Он также очень податлив и пластичен. Медь также устойчива к коррозии (она не очень легко ржавеет). Медь мягкая, но прочная. Он легко смешивается с другими металлами для образования сплавов, таких как бронза и латунь. Бронза — это сплав олова и меди, а латунь — это сплав цинка и меди. Медь и латунь легко перерабатываются – возможно, 70% используемой в настоящее время меди подвергались переработке хотя бы один раз.

Свойства меди.
Ore	Most commonly found as chalcopyrite, CuFeS ₂
Relative density	8. 96 g/cm ³
Hardness	3 on Mohs scale
Malleability	High
Ductility	High
Melting point	1084°C
Температура кипения	2562°C

Применение

Сегодня медь, поскольку она является хорошим проводником электричества, используется в электрических генераторах, проводке и электродвигателях как радиоприемники и телевизоры. Медь также хорошо проводит тепло, поэтому она используется в автомобильных радиаторах, кондиционерах и системах отопления домов.

Поскольку медь не подвержена коррозии, она также используется для водопроводных труб. Его ковкость означает, что медные трубы можно легко согнуть, не сломав их.

Сульфат меди используется в качестве фунгицида, чтобы корни растений не блокировали стоки и канализационные системы. Сине-зеленый цвет обработанной древесины является результатом нафтаната меди и хром-арсената меди, которые были введены под давлением, чтобы защитить древесину от сверлильных станков.

Медь также используется для изготовления монет и научных инструментов, а также в декоративных целях.

В мобильном телефоне содержится около 15 граммов меди, а в последнее время медь заменяет алюминий в компьютерных чипах.

Катушка с медной проволокой. Источник: Geoscience Australia

Компьютерные печатные платы, содержащие медь. Источник: Geoscience Australia

Использование	Описание
Электричество и связь	Поскольку медь пластична и является отличным проводником электричества, электропроводки, бытовых электроприборов, ее основное применение — в автомобилях, генераторах и домашнем хозяйстве. провода в бытовой технике, компьютерах, осветительных приборах, двигателях, телефонных кабелях, радиоприемниках и телевизорах.
Монеты	Сплав «мельхиор», состоящий из 75% меди и 25% никеля, используется для изготовления «серебряных» монет, таких как австралийские 5, 10, 20 и 50 центов. Австралийские монеты номиналом 1 и 2 доллара на 92% состоят из меди, смешанной с алюминием и никелем.
Трубы	Поскольку медь не ржавеет и легко соединяется, она используется для изготовления водопроводных труб (и гидравлических систем). Использование меди в водопроводных трубах восходит к древним египтянам и римлянам.
Теплопроводность	Способность меди проводить тепло означает, что она используется для автомобильных радиаторов, кондиционеров, домашних систем отопления и котлов для производства пара. Он также идеально подходит для основания кастрюль.
Фунгициды и инсектициды	Сульфат меди используется для уничтожения цветения водорослей в водоемах, для защиты древесины, для защиты корней растений от засорения дождевых и канализационных систем и для уничтожения насекомых.
Удобрения	Производство меди увеличилось в 1950-х и 1960-х годах из-за потребности в удобрениях на основе меди, чтобы способствовать росту сельскохозяйственных культур на ранее неплодородных землях.
Бронза	Бронза (90 % меди, 10 % олова) используется для изготовления статуй и подшипников автомобильных двигателей и тяжелой техники. Самые ранние бронзы были природными сплавами, полученными из месторождений полезных ископаемых, которые также содержали олово.
Латунь	Латунь (70 % меди, 30 % цинка) особенно устойчива к ржавчине и поэтому используется для изготовления корпусов парусных лодок и другого морского оборудования. Многие музыкальные инструменты сделаны из латуни. Он также используется для декоративных элементов, от осветительных приборов до кранов и инструментов для астрономии, геодезии, навигации и других научных целей.

История

Старинная медная посуда в ресторане Иерусалима. Источник: Викисклад

Медь была первым металлом, использованным людьми. Он был обнаружен человеком эпохи неолита около 9000 лет назад и использовался вместо камня, поскольку его было гораздо легче формировать. Ранние медники в Иране обнаружили, что нагревание меди смягчает ее, а ковка меди делает ее более твердой. Таким образом, они могли превращать медь в различные полезные предметы, такие как сосуды и посуда — большой шаг вперед для человечества. Красивый цвет меди также делал ее привлекательной для использования в ювелирных изделиях и украшениях.

Есть свидетельства того, что медь использовалась с давних времен, кусок медной трубки, использовавшейся 5000 лет назад, был обнаружен археологами в пирамиде Хеопса в Египте. Около 4000 г. до н.э. бронза (еще более твердый сплав) была открыта путем смешивания меди с небольшим количеством олова. Из него делали оружие, доспехи, инструменты и украшения – так начался медно-бронзовый век. Хотя производство бронзовых инструментов в значительной степени прекратилось с началом железного века около 1000 г. до н.э., медь продолжала использоваться из-за ее других свойств. Поскольку это один из двух цветных металлов, его красота делает его очень желательным для изготовления украшений, а его устойчивость к коррозии делает его подходящим для использования в море или вблизи него.

Способность ковать медь в листы и ее устойчивость к ржавчине сделали ее популярным кровельным материалом на важных зданиях.

Мэрия Миннеаполиса с медной крышей. Источник: Wikimedia Commons

Рост медной промышленности был тесно связан с увеличением использования электроэнергии. Электрические применения по-прежнему являются основным применением металла, что можно объяснить двумя физическими свойствами. Он является отличным проводником электричества (и тепла) и достаточно пластичен, чтобы его можно было вытянуть в проволоку и раскатать в листы без разрушения. Медь широко используется в компонентах сантехники и является основным компонентом сплавов, многие из которых тверже, прочнее и жестче, чем отдельные составляющие их элементы. В 1837 году Чарльз Уитстон и Уильям Кук запатентовали первый электрический телеграф с использованием медного провода. В 1876 году Александр Грэм Белл первым использовал медный телефонный провод. В 1878 году Томас Эдисон изобрел первый электрический свет, используя медь для передачи тока. В течение нескольких лет массовое использование этих двух изобретений вызвало невероятный рост добычи и производства меди.

Формация

Малахит и азурит. R29797 Источник: Geoscience Australia

Поскольку медь легко вступает в реакцию с другими веществами, она может образовываться в земной коре различными способами. Он часто встречается в месторождениях с другими металлами, такими как свинец, цинк, золото и серебро.

Безусловно, самые большие количества меди находятся в земной коре в телах, известных как медно-порфировые месторождения. Эти отложения когда-то были большими массами расплавленной породы, которые остыли и затвердели в земной коре. По мере их остывания вырастало несколько крупных кристаллов, которые затем по мере остывания становились окруженными более мелкими кристаллами — геологи называют эти породы порфирами. Вначале медь распространялась по большой массе расплавленной породы в малых концентрациях. По мере остывания магмы и образования кристаллов количество расплава становилось меньше. Медь оставалась в расплаве, становясь все более и более концентрированной. Когда порода почти полностью затвердела, она сжималась и трескалась, а оставшаяся богатая медью жидкость выдавливалась в трещины, где и она окончательно затвердевала. За многие миллионы лет породы, покрывающие эти отложения, размылись, и отложения в конце концов вышли на поверхность. Примеры месторождений порфира включают Cadia Hill (NSW) и Cerro Colorado (Панама).

Смесь меди, железа и серы, называемая халькопиритом (CuFeS ₂ ) или «золотом дураков», обманула многих старожилов! Халькопирит в Австралии встречается в породах, возраст которых превышает 250 миллионов лет. Борнит (Cu ₅ FeS ₄ ), ковеллит (CuS) и халькоцит (Cu ₂ S) являются важными источниками меди в мире, и многие рудные тела также содержат небольшое количество малахита (CuCO ₃ .Cu(OH) ) ₂ ), азурит (Cu ₃ (CO ₃ )2.Cu(OH) ₂ ), куприт (Cu ₂ O), тенорит (CuO) и самородная медь. Сульфиды, дающие большую часть добываемой во всем мире меди, обычно занимают более глубокие части залежей, не подвергшиеся выветриванию. Вблизи поверхности они изменяются в результате окисления и других химических воздействий с образованием оксидов и карбонатов. Эти вторичные медные минералы могут образовывать богатую руду в верхних частях многих месторождений, и благодаря их характерному зеленому или синему цвету даже небольшие количества меди легко обнаруживаются в породах, в которых они залегают. Медьсодержащие минералы обычно встречаются в ассоциации с минералами, которые могут содержать золото, свинец, цинк и серебро.

Ресурсы

В Австралии поиски меди начались вскоре после заселения европейцами. Первое крупное открытие меди в Австралии было сделано в Капунде в Южной Австралии в 1842 году, когда Фрэнсис Даттон нашел медную руду во время поисков заблудшей овцы. К 1860-м годам Южная Австралия была известна как «Медное королевство», потому что здесь находились одни из крупнейших медных рудников в мире.

По данным Геологической службы США (USGS), Австралия владеет значительной долей меди в мире и в 2016 году занимала 2-е место после Чили. У нас есть несколько медных рудников мирового значения, в том числе медно-свинцово-цинковое месторождение Маунт-Иса в Квинсленде и медно-ураново-золотое месторождение Олимпик-Дэм в Южной Австралии, где ведется разработка одного из крупнейших меденосных месторождений в Мир. Другими примерами важных ресурсов меди являются медно-золотые месторождения Prominent Hill и Carrapateena в Южной Австралии, медно-золотые месторождения Northparkes, медно-свинцово-цинковые месторождения CSA и медные месторождения Girilambone в Новом Южном Уэльсе, месторождения меди Ernest Henry, Osborne и Mammoth. и медно-золотые месторождения в Селвине в Квинсленде и медно-цинковые месторождения в Голден-Гроув и медном месторождении Нифти в Западной Австралии.

Крупнейшие медные месторождения и рудники Австралии (2016 г.). Источник: Geoscience Australia

Дополнительная информация о ресурсах и производстве

Добыча полезных ископаемых

Хотя крупные месторождения меди добываются открытым способом во многих основных странах-производителях, большая часть медной руды, добываемой в Австралии, поступает из подземных рудников. Традиционный метод, используемый на большинстве рудников, заключается в дроблении руды и выносе ее на поверхность для дробления. Затем руда тонко измельчается до того, как медьсодержащие сульфидные минералы концентрируются в процессе флотации, при котором зерна рудного минерала отделяются от отходов или пустой породы. В зависимости от типа медьсодержащих минералов в руде и применяемых процессов обработки концентрат обычно содержит от 25 до 30% меди, однако может достигать примерно 60% меди. Затем концентрат перерабатывается в плавильном цеху.

Обработка

На некоторых австралийских рудниках медь выщелачивается из руды для получения раствора, богатого медью, который затем обрабатывается для извлечения металлической меди. Руда сначала разбивается и выкладывается на площадки для выщелачивания, где она растворяется раствором серной кислоты для выщелачивания меди. Богатый медью раствор затем перекачивается на установку экстракции растворителем для отделения меди в виде медного комплекса. Его концентрируют, и раствор направляют на установку электрохимического извлечения меди. Медные катоды, полученные методом электролиза, содержат 99,99% меди, которая подходит для использования в электротехнике. Весь этот процесс известен как электролиз с экстракцией растворителем (SX-EW).

Для преобразования концентратов в металлическую медь используются различные методы плавки. Один из методов заключается в плавлении их с флюсами в плавильной печи с получением медного штейна, представляющего собой смесь в основном сульфидов железа и меди, обычно содержащую от 50 до 70% меди. Расплавленный штейн заливают в конвертер, содержащий больше флюсов, и превращают в черновую медь, что составляет около 9Чистота от 8 до 99%. Черновая медь выпускается, подвергается дальнейшему рафинированию в анодной печи и, наконец, электролитическому рафинированию до чистой катодной меди.

На Олимпийской плотине концентрат переплавляется непосредственно в черновую медь. В этом процессе медный концентрат подается в плавильный цех с воздухом, обогащенным кислородом. Мелкий концентрат мгновенно вступает в реакцию или «вспыхивает», когда сернистая фракция сульфидов меди сгорает и превращается в газообразный диоксид серы. Расплавленная медь и шлак попадают в горн плавильной печи. Шлак образует слой на поверхности расплавленной черновой меди. Черновую медь периодически извлекают для дальнейшей очистки в анодной печи и электролитического рафинирования.

Дополнительная информация

Дополнительная информация о ресурсах и производстве

Использование меди | Предложение, спрос, производство, ресурсы

Главная » Металлы » Использование меди

Информация об использовании меди, ресурсах, предложении, спросе и производстве

Переиздано из информационного бюллетеня Геологической службы США [1] и сводки полезных ископаемых [2]

Статуя Свободы: В 1886 году Статуя Свободы олицетворяла наибольшее использование меди в одной конструкции. Чтобы построить статую, было вырезано и отковано около 80 тонн медного листа до толщины около 2,3 миллиметра (3/32 дюйма), или примерно двух пенни США, сложенных вместе. Авторское право на фото iStockphoto / A. Harris.

Медь против COVID-19: Исследования показали, что новый коронавирус, ответственный за пандемию COVID-19, может выживать в течение нескольких дней на стеклянных, пластиковых и стальных поверхностях, но умирает в течение нескольких часов на медных поверхностях. поверхность. [3] [4] Почему? Медь обладает антимикробными свойствами, которые эффективны против широкого спектра болезнетворных организмов.

В больницах использование меди и медных сплавов на поверхностях, к которым часто прикасаются, может снизить число пациентов, заражающихся инфекциями во время пребывания в больнице. Поверхности, к которым часто прикасаются, протестированные в исследованиях, включают прикроватные поручни, столики-лотки, стержни для внутривенных инъекций и подлокотники стульев. [4]. Некоторые патогены погибали за считанные минуты на сухих медных поверхностях.

[5]

Польза меди для поверхностей, к которым часто прикасаются, известна давно, но в больницах внедряют ее медленно. Одна из причин заключается в том, что многие медицинские работники не знают о преимуществах меди. Другое дело стоимость — медь может быть дороже, чем другие варианты. Кроме того, замена существующей арматуры и оборудования обходится дороже, чем проектирование с использованием меди с самого начала. [4] [6] Авторские права на изображение вируса принадлежат iStockphoto и Ирине Шатиловой.

Медь — металл, используемый на протяжении веков

Медь была одним из первых металлов, когда-либо добытых и использованных людьми, и она внесла жизненно важный вклад в поддержание и улучшение общества с самого начала цивилизации. Медь была впервые использована в монетах и украшениях примерно в 8000 г. до н.э., а примерно в 5500 г. до н.э. медные инструменты помогли цивилизации выйти из каменного века. Открытие того, что сплав меди с оловом дает бронзу, положило начало бронзовому веку примерно в 3000 г. до н.э.

В Соединенных Штатах в 2017 году в захоронении коренных американцев на прибрежной равнине Джорджии был найден кусок медного браслета. Захоронение представляло собой кремацию, датируемую примерно 3500 лет назад. Медь содержала микроэлементы, которые связывали ее с геологическими отложениями в районе Великих озер. Эти открытия предполагают наличие торговых связей между Грузией и районом Великих озер на большем расстоянии, чем когда-либо было известно. [7]

Медь легко растягивается, формуется и формуется; устойчив к коррозии; эффективно проводит тепло и электричество. В результате медь была важна для древних людей и сегодня продолжает оставаться предпочтительным материалом для различных бытовых, промышленных и высокотехнологичных применений.

Использование меди: На этом графике показано, как медь использовалась в США в 2019 году.по отраслям промышленности. В качестве примера: медь, используемая в строительстве зданий, могла использоваться для электропроводки, водопровода, защиты от атмосферных воздействий и многих других отдельных видов использования. Данные для этой диаграммы взяты из сводки полезных ископаемых Геологической службы США за 2020 год.

Как мы используем медь сегодня?

В настоящее время медь используется в строительстве зданий, производстве и передаче электроэнергии, производстве электронных продуктов, а также в производстве промышленного оборудования и транспортных средств. Медная проводка и водопровод являются неотъемлемой частью бытовых приборов, систем отопления и охлаждения, а также телекоммуникационных линий, используемых каждый день в домах и на предприятиях. Медь является важным компонентом двигателей, проводки, радиаторов, разъемов, тормозов и подшипников, используемых в легковых и грузовых автомобилях. Средний автомобиль содержит 1,5 км (0,9миля) медной проволоки, а общее количество меди колеблется от 20 кг (44 фунта) в небольших автомобилях до 45 кг (99 фунтов) в роскошных и гибридных автомобилях.

Римская монета: Медь была одним из первых металлов, используемых для изготовления монет, и эта практика началась примерно в 8000 г. до н.э. Показанная выше монета представляет собой римский фоллис с изображением Констанция I. Авторское право на фото: iStockphoto / craetive.

Древнее использование меди

Как и в древние времена, медь остается компонентом чеканки, используемой во многих странах, но было выявлено много новых применений. Одно из недавних применений меди включает ее использование на поверхностях, к которым часто прикасаются (таких как латунные дверные ручки), где антимикробные свойства меди уменьшают передачу микробов и болезней. Производители полупроводников также начали использовать медь в схемах кремниевых микросхем, что позволяет микропроцессорам работать быстрее и потреблять меньше энергии. Недавно было обнаружено, что медные роторы повышают эффективность электродвигателей, которые являются основным потребителем электроэнергии.

Медь в автомобилях: Медь является важным компонентом двигателей, проводки, радиаторов, соединителей, тормозов и подшипников, используемых в легковых и грузовых автомобилях. Средний автомобиль содержит 1,5 км (0,9 мили) медного провода, а общее количество меди колеблется от 20 кг (44 фунта) в небольших автомобилях до 45 кг (99 фунтов) в роскошных и гибридных автомобилях. Авторское право на фото iStockphoto / Rawpixel.

Какие свойства делают медь полезной?

Превосходные легирующие свойства меди сделали ее бесценной в сочетании с другими металлами, такими как цинк (для образования латуни), олово (для образования бронзы) или никель. Эти сплавы обладают желаемыми характеристиками и, в зависимости от их состава, разрабатываются для узкоспециализированных применений. Например, медно-никелевый сплав применяется для изготовления корпусов кораблей, потому что он не подвергается коррозии в морской воде и уменьшает прилипание морских организмов, таких как ракушки, тем самым уменьшая лобовое сопротивление и повышая эффективность использования топлива. Латунь более ковкая и имеет лучшие акустические свойства, чем чистая медь или цинк; следовательно, он используется в различных музыкальных инструментах, включая трубы, тромбоны, колокольчики и тарелки.

Знаете ли вы? В природе обнаружено не менее 160 медьсодержащих минералов; некоторые из наиболее известных минералов — халькопирит, малахит, азурит и бирюза.

Медь в драгоценных камнях: Медь является важным элементом в ряде драгоценных камней, таких как бирюза, азурит, малахит и хризоколла. Это придает этим минералам зеленый или синий цвет и высокую удельную массу. Кабошоны, показанные выше, являются одними из многих драгоценных камней, добываемых в Аризоне.

Типы месторождений меди

Медь встречается во многих формах, но обстоятельства, определяющие, как, когда и где она откладывается, сильно различаются. В результате медь встречается во многих различных минералах. Халькопирит является наиболее распространенным и экономически значимым из минералов меди.

Исследования, направленные на лучшее понимание геологических процессов, в результате которых образуются месторождения полезных ископаемых, включая месторождения меди, являются важным компонентом программы USGS Mineral Resources Program. Месторождения меди широко классифицируются на основе того, как они образовались. Медно-порфировые месторождения, которые связаны с магматическими интрузиями, дают около двух третей меди в мире и, следовательно, являются самым важным типом месторождений меди в мире. Крупные месторождения меди этого типа находятся в горных районах западной части Северной Америки и в Андах Южной Америки.

Еще один важный тип месторождений меди, содержащийся в осадочных породах, составляет примерно одну четверть выявленных мировых ресурсов меди. Эти месторождения встречаются в таких районах, как медный пояс Центральной Африки и бассейн Цехштайн в Восточной Европе.

Отдельные месторождения меди могут содержать сотни миллионов тонн медьсодержащих пород и обычно разрабатываются открытым способом. Операции по добыче полезных ископаемых, которые обычно следуют за открытием руды через много лет, часто длятся десятилетиями. Хотя от многих исторических горнодобывающих предприятий не требовалось вести добычу таким образом, чтобы уменьшить их воздействие на окружающую среду, действующие федеральные и государственные правила требуют, чтобы при добыче полезных ископаемых использовались экологически безопасные методы для сведения к минимуму воздействия добычи полезных ископаемых на здоровье человека и экосистемы. .

Исследование минеральной среды Геологической службы США помогает охарактеризовать естественное и антропогенное взаимодействие между месторождениями меди и окружающими водными и наземными экосистемами. Исследования помогают определить естественные исходные условия до начала добычи и после ее закрытия. Ученые USGS исследуют климатические, геологические и гидрологические переменные, чтобы лучше понять взаимодействие ресурсов и окружающей среды.

Добыча меди в Аризоне: Аризона производит больше меди, чем любой другой штат. Эта краткая история показывает, как добыча меди в Аризоне создала штат и изменила нацию.

Знаете ли вы? Соединенные Штаты были крупнейшим производителем меди в мире до 2000 года; начиная с 2000 года Чили стала ведущим мировым производителем меди.

Предложение, спрос и переработка меди

Мировое производство (предложение) и потребление (спрос) меди резко выросли за последние 25 лет. По мере выхода крупных развивающихся стран на мировой рынок спрос на минеральное сырье, включая медь, увеличился. За последние 20 лет Андский регион Южной Америки стал самым производительным медным регионом в мире. В 2007 году около 45 процентов меди в мире было произведено в Андах; Соединенные Штаты произвели 8 процентов. Практически вся медь, производимая в Соединенных Штатах, поступает в порядке убывания производства из Аризоны, Юты, Нью-Мексико, Невады или Монтаны.

Риск перебоев с поставками меди в мире считается низким, поскольку производство меди рассредоточено по всему миру и не ограничивается одной страной или регионом. Однако из-за ее важности в строительстве и передаче электроэнергии воздействие любого перебоя в поставках меди будет высоким.

Медь является одним из наиболее широко перерабатываемых металлов; примерно одна треть всей меди, потребляемой в мире, перерабатывается. Вторичная медь и ее сплавы могут быть переплавлены и использованы напрямую или подвергнуты дальнейшей переработке в рафинированную медь без потери каких-либо химических или физических свойств металла.

Медный рудник в Юте: Видимый из космоса медный рудник Бингэм-Каньон в Юте произвел более 12 миллионов тонн медно-порфирового сплава. Шахта имеет более 4 километров (2,5 мили) в поперечнике наверху и 800 метров (0,5 мили) в глубину и является одним из инженерных чудес света. Фотография К.Г. Каннингем, Геологическая служба США.

Знаете ли вы? Медь необходима для здоровья человека; лучшими источниками диетической меди являются морепродукты, субпродукты, цельнозерновые продукты, орехи, изюм, бобовые и шоколад.

Как обеспечить достаточные запасы меди в будущем?

Чтобы помочь предсказать, где могут быть обнаружены будущие ресурсы меди, ученые Геологической службы США изучают, как и где в земной коре концентрируются известные ресурсы меди, и используют эти знания для оценки потенциала неразведанных ресурсов меди. Методы оценки потенциала минеральных ресурсов были разработаны и усовершенствованы Геологической службой США для поддержки управления федеральными землями и лучшей оценки доступности минеральных ресурсов в глобальном контексте.

В 1990-х годах Геологическая служба США провела оценку ресурсов меди в США и пришла к выводу, что еще предстоит найти почти столько же меди, сколько уже было обнаружено. В частности, Геологическая служба США обнаружила, что было обнаружено около 350 миллионов тонн меди, и, по оценкам, около 290 миллионов тонн меди остались неоткрытыми в Соединенных Штатах.

Потребление меди: Качества меди, которые сделали ее предпочтительным материалом для различных бытовых, промышленных и высокотехнологичных применений, привели к неуклонному росту мирового потребления меди. Исследования USGS по потреблению меди показывают некоторые интересные тенденции за 19с 90 по 2012 год. Потребление меди в странах с формирующейся рыночной экономикой, таких как Китай и Индия, значительно выросло, тогда как уровень потребления в Соединенных Штатах несколько снизился. До 2002 года Соединенные Штаты были ведущим потребителем меди и ежегодно потребляли около 16 процентов от общего объема рафинированной меди в мире (около 2,4 миллиона тонн). В 2002 году Соединенные Штаты обогнал Китай как ведущий мировой потребитель рафинированной меди. Быстро развивающаяся экономика Китая способствовала четырехкратному увеличению годового потребления рафинированной меди за 12 лет с 2000 по 2012 год. График Геологической службы США.

Знаете ли вы? До 1982 года пенни США полностью изготавливался из меди; с 1982 года пенни США покрывают только медью.

Глобальная оценка ресурсов меди

Геологическая служба США провела оценку неразведанных запасов меди в двух типах месторождений, на долю которых приходится около 80 процентов мировое предложение меди. Медно-порфировые месторождения составляют около 60 процентов меди в мире. В медно-порфировых месторождениях медные рудные минералы вкраплены в магматические интрузии. на осадочных породах месторождения меди пласта, в которых медь сосредоточена слоями в осадочных породах, составляют около 20 процентов выявленных мировых ресурсов меди. Во всем мире шахты на этих двух типах месторождений производят около 12 миллионов тонн меди в год.

В этом исследовании рассматривался потенциал открытых и скрытых месторождений в пределах 1 км от поверхности для порфировых отложений и до 2,5 км поверхности для слоистых отложений, вмещающих осадки. За месторождения порфиров оконтурено 175 участков; 114 участков содержат 1 и более выявленных месторождений. 50 участки были оконтурены для пластовых месторождений меди в осадочных породах; 27 содержат 1 или более идентифицированных депозиты.

Результаты оценки представлены по типам месторождений для 11 регионов (см. карту месторождений меди на этой странице). Среднее общее количество неоткрытых ресурс порфировых месторождений составляет 3100 млн тонн, а средний суммарный неразведанный ресурс по месторождения, содержащие отложения, составляют 400 миллионов тонн, что в сумме составляет 3 500 миллионов тонн меди в мире. диапазоны оценок ресурсов (между 90-й и 10-й процентили) отражают геологическую неопределенность в процесс оценки. Приблизительно 50% общемирового количества приходится на Южную Америку, Южную Центральную Азию и Индокитай, а также на Северную Америку вместе взятые.

Карта месторождений меди: Распределение известных месторождений меди в 2008 г. Красным цветом отмечена медь, связанная с магматическими интрузиями (медно-порфировые месторождения), а синим цветом отмечена медь, содержащаяся в осадочных породах (медные месторождения в осадочных породах). Карта Геологической службы США. Увеличить карту.

Знаете ли вы? Медь — один из немногих металлов, встречающихся в природе в самородном виде. Из-за этого он был одним из первых металлов, используемых древними народами, и продолжает оставаться важным металлом сегодня.

Южная Америка имеет самые большие выявленные и неразведанные ресурсы меди (около 20 процентов от общей нераскрытой суммы). В этом регионе разрабатываются крупнейшие в мире месторождения порфира. Чили и Перу входят в число ведущих стран мира по производству меди.

Центральная Америка и Карибский бассейн содержат два неосвоенных гигантских (>2 миллиона тонн меди) порфира месторождения меди в Панаме. Большая часть неразведанных ресурсов находится в поясе, простирающемся от Панамы до юго-западной Мексики.

Северная Америка содержит высокоминерализованные медно-порфировые массивы, включающие сверхгигантские (>25 миллионов тонн меди) месторождения порфира в северной Мексике, западе США и на Аляске, а также гигантские месторождения в западной Канаде. Оценочные неразведанные медно-порфировые ресурсы примерно равны выявленным ресурсам.

Ведущими штатами по производству меди в США являются Аризона, Юта, Нью-Мексико, Невада и Монтана. По оценкам, в Соединенных Штатах неоткрытые месторождения меди в слоистых отложениях в Мичигане, Монтане и Техасе содержат примерно в три раза больше меди, чем было идентифицировано. Известны два гигантских месторождения в Мичигане и Монтане.

Ведущие производители меди
(тыс. метрических тонн)

Country	Production (Metric Tons)
Australia	960,000
Chile	5,600,000
China	1,600,000
Congo	1,300,000
Mexico	770 000
Перу	2 400 000
Россия	750 000	3 9 США0028	1,300,000
Zambia	790,000
Other Countries	4,840,000
Total	20,000,000
Data from USGS Mineral Commodity Summaries (2020)

Северо-Восточная Азия относительно малоизучен, со скромными выявленными медно-порфировыми ресурсами и только одним выявлено гигантское медно-порфировое месторождение. Однако средние неразведанные ресурсы оцениваются как довольно большие. Этот регион имеет наибольшее соотношение неоткрытых ресурсов к выявленным в исследовании.

Северо-Центральная Азия имеет 35 медно-порфировых месторождений, включая сверхгигантское месторождение в Монголии и гигантское месторождение в Казахстане. По оценкам, площадь урочища содержит примерно в три раза больше идентифицированных порфиров. медный ресурс. В этом регионе также находятся три гигантских пластовых месторождения меди в осадочных породах в Казахстане и России. По оценкам Геологической службы США, может присутствовать столько же пластовой меди в осадочных породах, сколько уже было обнаружено.

Южная Центральная Азия и Индокитай менее изучены, чем многие другие части мира; Однако, на сегодняшний день на Тибетском плато выявлено четыре гигантских медно-порфировых месторождения. Неоткрытые медно-порфировые месторождения может содержать в восемь раз больше идентифицированного количества меди.

Архипелаги Юго-Восточной Азии содержат богатые золотом медно-порфировые месторождения мирового класса, такие как сверхгигант в Индонезии и около 16 гигантских месторождений в Индонезии, Папуа-Новой Гвинее и на Филиппинах. Хотя часть региона хорошо изучена, неразведанные ресурсы порфира, вероятно, превышают выявленные ресурсы.

Восточная Австралия имеет одно гигантское медно-порфировое месторождение и несколько небольших порфировых месторождений. Скромный неоткрытый ресурсы ожидаются под прикрытием. Австралия была ведущим производителем меди на протяжении десятилетий.

Восточная Европа и Юго-Западная Азия добывали медь с древних времен, а гигантские медные порфиры недавно были обнаружены залежи. Прогнозируется, что неразведанные ресурсы меди примерно в два раза превышают выявленные ресурсы, как для месторождения порфира вдоль пояса от Румынии через Турцию и Иран, а также для пластовых месторождений в Афганистане.

Информация о меди

[1] Медь — металл на века, Джефф Добрих и Линда Масоник, Геологическая служба США, Информационный бюллетень 2009-3031, май 2009 г.

[2] Медь, Дэниел М. Фланаган, Геологическая служба США, Сводка полезных ископаемых для меди, январь 2020 г.

[3] Новый коронавирус, стабильный в течение нескольких часов на поверхностях, пресс-релиз на веб-сайте Национального института здравоохранения, 17 марта 2020 г.

[4] Способность меди убивать вирусы была известна даже древним, Джим Моррисон, статья на веб-сайте Smithsonian Magazine, 14 апреля 2020 г.

[5] Медь: безжалостный убийца на нашей стороне, автор Каролина Лаарманн, статья на веб-сайте Healthcare in Europe, 6 июня 2011 г.

[6] Медь отлично убивает супербактерии — так почему же ее не используют в больницах?, Билл Кивил, статья на веб-сайте The Conversation, 24 февраля 2017 г.

[7] Открытие медной полосы показывает, что коренные американцы занимаются торговлей более активно, чем считалось ранее, статья с веб-сайта Бингемтонского университета, 2 августа 2018 г.

Западная Европа имеет в Польше крупнейшее в мире месторождение пластовой меди в осадочных породах. По оценкам, неразведанные пластовые ресурсы меди в осадочных породах на юго-западе Польши превышают выявленные ресурсов примерно на 30 процентов.

Африка и Ближний Восток имеют крупнейшее в мире скопление пластовых месторождений меди в осадочных породах, с 19 гигантскими месторождениями в Центральноафриканском медном поясе в Демократической Республике Конго и Замбии. Существенный неразведанные ресурсы меди еще предстоит открыть.

Другие металлы

Найдите другие темы на Geology.com:

Горные породы: Галереи фотографий изверженных, осадочных и метаморфических пород с описаниями.

Минералы: Информация о рудных полезных ископаемых, самоцветных материалах и породообразующих минералах.

Вулканы: Статьи о вулканах, вулканических опасностях и извержениях в прошлом и настоящем.