Как добывают медь: способы, история и месторождения
Медь сегодня — металл необыкновенно востребованный и широко применяющийся как в быту, так и в промышленности. В природе Cu можно встретить как в чистом состоянии, так и в виде руды. Способов добычи и получения меди из исходных горных пород существует несколько. При этом все они используются в промышленности достаточно широко. О том, как добывают медь, и пойдет речь в статье.
Немного истории
В какой местности медь в древние времена начала добываться и использоваться человеком впервые, археологам, к сожалению, выяснить не удалось. Однако доподлинно известно, что именно этот металл люди начали обрабатывать и применять в повседневной жизни самым первым.
Известна медь человеку стала еще в каменном веке. Некоторые найденные археологами самородки этого металла несут на себе следы обработки каменными топорами. Первоначально люди использовали медь в основном только в качестве украшений. При этом применял для изготовления таких изделий человек в древние времена исключительно найденные им самородки этого металла. Позднее люди научились обрабатывать и содержащую медь руду.
Представление о том, как добывают Cu и как его обрабатывают, имели многие народы древности. Подтверждений тому археологами было найдено множество. После того как человек научился делать сплавы меди с цинком, начался бронзовый век. Собственно само название «медь» придумали когда-то древние римляне. В эту страну такой металл привозили в основном с острова Кипр. Поэтому римляне и назвали его aes cyprium.
Как добывали медь в древности
Поскольку металл этот в быту человеком когда-то использовался очень широко, технологии его добычи были, конечно же, разработаны достаточно совершенные. Наши предки получали медь в основном из малахитовых руд. Смесь такого материала и угля помещали в глиняный сосуд и ставили в яму. Далее массу в горшке поджигали. Выделявшийся в результате угарный газ восстанавливал малахит до меди.
Запасы в природе
Где можно добыть медь в дикой природе сегодня? На настоящий момент залежи этого популярного металла открыты на всех континентах Земли. При этом запасы Cu считаются практически неограниченными. Геологи в наше время находят все новые месторождения чистой меди, а также содержащих ее руд. К примеру, в 1950 г. мировые резервы этого металла составляли 90 млн тонн. К 1970 г. этот показатель уже увеличился до 250 млн т, а к 1998 г — до 340 млн т. На настоящий момент считается, что запасы меди на планете составляют более 2.3 млрд тонн.
Месторождения и способы добычи чистой меди
Как уже упоминалось, изначально человек использовал в быту самородный Cu. Конечно же, добывается такая чистая медь и в наши дни. Образуются самородки этого металла в земной коре в результате экзогенных и эндогенных процессов. Самое большое известное месторождение самородной меди на планете на данный момент находится в США, в районе озера Верхнее. В России самородная медь залегает в Удоканском месторождении, а также в некоторых других местах Забайкалья. Кроме того, ответом на вопрос о том, где можно добывать медь в России в виде самородков, является и уральский регион.
В природе чистый металл этой разновидности образуется в зоне окисления медносульфатных залежей. Обычно в самородках собственно самой меди содержится около 90-99%. Остальное приходится на другие металлы. В любом случае ответом на вопрос о том, как добывают медь самородную, служат две основных технологии. Разрабатывают такие месторождения, как и рудные, закрытым шахтным или открытым карьерным способом. В первом случае при этом используют такие технологические процессы, как бурение и отбойка.
Весить медные самородки могут очень много. Самые большие из них когда-то были найдены на озере Верхнем в США. Вес этих самородков составлял около 500 т.
Где добывают медь в России, мы выяснили. В основном это Забайкалье и Урал. В нашей стране, конечно же, также в разные времена находили очень крупные самородки этого металла. К примеру, медные куски весом до нескольких тонн часто находили на Среднем Урале. Один из таких самородков в 860 кг ныне храниться в Санкт-Петербурге, в музее Горного института.
Медные руды и их месторождения
На настоящий момент получать Cu считается экономически выгодным и целесообразным даже в том случае, если его содержится в породе хотя бы 0.3%.
Чаще всего для выделения меди промышленным способом в природе в наши дни добывают следующие породы:
борниты Cu5FeS4 — сульфидные руды, называемые по-другому медным пурпуром или пестрым колчеданом и содержащие около 63.3% Cu;
халькопириты CuFeS2 — минералы, имеющие гидротермальное происхождение;
халькозины Cu2S, содержащие более 75% меди;
куприты Cu2O, часто встречающиеся также и в местах залежей самородной меди;
малахиты, представляющие собой углекислую медную зелень.
Самое большое месторождение медных руд в России находится в Норильске. Также такие породы в больших количествах добывают в некоторых местах на Урале, в Забайкалье, на Чукотке, в Туве и на Кольском полуострове.
Как разрабатывают залежи медных руд
Разного рода породы, содержащие Cu, как и самородки, могут добываться на планете по двум основным технологиям:
закрытой;
открытой.
В первом случае на месторождении строятся шахты, протяженность которых может достигать нескольких километров. Для перемещения рабочих и техники такие подземные туннели оснащаются лифтами и железнодорожными путями. Дробление породы в шахтах производится с использованием специального бурового оборудования, имеющего шипы. Забор медной руды и ее погрузка для отправки наверх осуществляются с применением ковшей.
Если залежи находятся не далее 400-500 м от поверхности земли, их добыча ведется открытым методом. В этом случае на месторождении сначала снимается пласт верхней породы с использованием взрывных устройств. Далее постепенно вынимается собственно сама медная руда.
Способы получения металла из пород
Как добывают медь, а вернее, содержащие ее руды, мы, таким образом, выяснили. Но как же на предприятиях в последующем получают собственно сам Cu?
Основных способов выделения меди из горных пород существует три:
электролитический;
пирометаллургический;
гидрометаллургический.
Пирометаллургический флотационный метод
Эта технология обычно используется для выделения меди из тех пород, в которых Cu содержится 1.5-2%. Такой материал подвергают обогащению флотационным методом. При этом:
руду тщательно размалывают до самого мелкого порошка;
смешивают полученный материал с водой;
добавляют в массу специальные флотореагенты, представляющие собой сложные органические вещества.
Флотореагенты покрывают мелкие крупинки разных соединений меди и передают им несмачиваемость.
На следующем этапе:
в воду добавляют вещества, создающие пену;
пропускают через взвесь сильный поток воздуха.
Легкие сухие частички соединений меди в результате прилипают к воздушным пузырькам и всплывают наверх. Содержащую их пену собирают, отжимают от воды и тщательно просушивают. В результате и получают концентрат, из которого затем выделяют черновой Cu.
Как добывают медь из руды: обогащение методом обжига
Флотационный метод используется в промышленности достаточно часто. Но иногда для обогащения медной руды применяется и технология обжига. Такая методика чаще всего используется для руд, содержащих большое количество серы. В данном случае материал предварительно нагревается до температуры 700-8000 °С. В результате происходит окисление сульфидов с уменьшением в породе содержания серы.
На следующем этапе подготовленную таким образом руду расплавляют в шахтных печах при температуре в 14500 °С. В конечном итоге при использовании такой технологии получают штейн — сплав меди и железа. Далее это соединение улучшают путем обдувки в конвертерах. В результате оксид железа переходит в шлак, а сера — в SO4.
Получение чистой меди: электролиз
При использовании методов флотации и обжига получают черновую медь. Собственно Cu такой материал содержит около 91%. Чтобы получить более чистую медь, черновую в дальнейшем подвергают рафинированию.
В данном случае из первичной меди сначала отливают толстые пластины-аноды. Далее:
набирают в ванну раствор медного купороса;
подвешивают в ванной пластины-аноды;
в качестве катодов используют тонкие листы из чистой меди.
Во время реакции электролиза на анодах происходит растворение меди, а на катодах — осаждение. Ионы меди продвигаются к катоду, забирают у него электроны и переходят в атомы Cu+2+2e?>Cu.
Примеси, содержащиеся в черновой меди, при очистке могут вести себя по-разному. Цинк, кадмий, железо растворяются на аноде, но не оседают на катоде. Дело в том, что в ряду электрохимического напряжения они находятся левее меди, то есть имеют более отрицательные потенциалы.
Медный купорос получают медленным окислением сульфидной руды кислородом до сульфата меди CuS + 2O2 > CuSO4. В последующем соль выщелачивается водой.
Гидрометаллугический способ
В данном случае для выщелачивания и обогащения меди используется серная кислота. В результате реакции при применении такой технологии получают раствор, насыщенный Cu и другими металлами. Из него затем и выделяют медь. При использовании такой методики, помимо черновой меди, можно получать и другие металлы, включая драгоценные. В любом случае применяется эта технология чаще всего для выделения Cu из не слишком богатых на него пород (менее 0.5%).
Медь в домашних условиях
Выделение этого металла из насыщенных им руд — дело, таким образом, технологически относительно несложное. Некоторые поэтому интересуются тем, как добыть медь в домашних условиях. Получить этот металл из руды, глины и пр. своими руками, без наличия специального оборудования, будет, однако, очень сложно.
Некоторые, к примеру, интересуются тем, как добыть медь из глины своими руками. Ведь в природе существуют залежи этого материала, богатого в том числе и на Cu. Однако, к сожалению, известных проверенных технологий получения в домашних условиях меди из глины, не существует.
Своими руками этот металл дома можно попробовать выделить, пожалуй, только из медного купороса. Для этого последний нужно сначала растворить в воде. Далее в полученную смесь следует просто поместить какой-нибудь железный предмет. Через некоторое время последний — в результате реакции замещения — покроется медным налетом, который в дальнейшем можно будет просто счистить.
fb.ru
Медь. Описание, свойства, происхождение и применение металла
Самородная медь размером около 4 см
Медь — минерал из класса самородных элементов. В природном минерале обнаруживаются Fe, Ag, Au, As и другие элементы в виде примеси или образующие с Cu твёрдые растворы. Простое вещество медь — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). 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. Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных.
СТРУКТУРА
Кристаллическая структура меди
Кубическая сингония, гексаоктаэдрический вид симметрии m3m, кристаллическая структура — кубическая гранецентрированная решётка. Модель представляет собой куб из восьми атомов в углах и шести атомов , расположенных в центре граней (6 граней). Каждый атом данной кристаллической решетки имеет координационное число 12. Самородная медь встречается в виде пластинок, губчатых и сплошных масс, нитевидных и проволочных агрегатов, а также кристаллов, сложных двойников, скелетных кристаллов и дендритов. Поверхность часто покрыта плёнками «медной зелени» (малахит), «медной сини» (азурит), фосфатов меди и других продуктов её вторичного изменения.
СВОЙСТВА
Кристаллы самородной меди, Верхнее озеро, округ Кинави, Мичиган, США. Размер 12 х 8,5 см
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 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.
ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА
Образец меди, 13,6 см. Полуостров Кинави, Мичиган, США
Среднее содержание меди в земной коре (кларк) — (4,7-5,5)·10
Медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди — пирометаллургия, гидрометаллургия и электролиз. Пирометаллургический метод заключается в получении меди из сульфидных руд, например, халькопирита CuFeS2. Гидрометаллургический метод заключается в растворении минералов меди в разбавленной серной кислоте или в растворе аммиака; из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
Небольшой самородок меди
Обычно самородная медь образуется в зоне окисления некоторых медносульфидных месторождений в ассоциации с кальцитом, самородным серебром, купритом, малахитом, азуритом, брошантитом и другими минералами. Массы отдельных скоплений самородной меди достигают 400 тонн. Крупные промышленные месторождения самородной меди вместе с другими медьсодержащими минералами формируются при воздействии на вулканические породы (диабазы, мелафиры) гидротермальных растворов, вулканических паров и газов, обогащенных летучими соединениями меди (например, месторождение озера Верхнее, США).
Самородная медь встречается также в осадочных породах, преимущественно в медистых песчаниках и сланцах.
Наиболее известные месторождения самородной меди — Туринские рудники (Урал), Джезказганское (Казахстан), в США (на полуострове Кивино, в штатах Аризона и Юта).
ПРИМЕНЕНИЕ
Браслеты из меди
Из-за низкого удельного сопротивления, медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках энергосберегающих электроприводов и силовых трансформаторов.
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.
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.
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 этим механическим воздействиям.
Медь (англ. Copper) — Cu
| Молекулярный вес | 63.55 г/моль |
| Происхождение названия | От греческого «Kyprium», то есть «кипрский металл», по названию острова Кипр |
| IMA статус | действителен, описан впервые до 1959 (до IMA) |
КЛАССИФИКАЦИЯ
Hey’s CIM Ref1.1
| Strunz (8-ое издание) | 1/A.01-10 |
| Nickel-Strunz (10-ое издание) | 1.AA.05 |
| Dana (7-ое издание) | 1.1.1.3 |
| Dana (8-ое издание) | 1.1.1.3 |
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Цвет минерала | медно-красный, тускнеющий в черный или зеленый на воздухе |
| Цвет черты | медно-красный |
| Прозрачность | непрозрачный |
| Блеск | металлический |
| Спайность | нет |
| Твердость (шкала Мооса) | 2,5-3 |
| Прочность | ковкий |
| Излом | зазубренный |
| Плотность (измеренная) | 8.94 — 8.95 г/см3 |
| Радиоактивность (GRapi) | 0 |
| Магнетизм | диамагнетик |
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Цвет в отраженном свете | розовато-белый |
| Плеохроизм | не плеохроирует |
| Люминесценция в ультрафиолетовом излучении | не флюоресцентный |
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Точечная группа | m3m (4/m 3 2/m) — гексоктаэдрический |
| Пространственная группа | Fm3m (F4/m 3 2/m) |
| Сингония | кубическая |
| Параметры ячейки | a = 3.615Å |
| Морфология | кубы, додекаэдры и тетрагексаэдры; редко октаэдры и сложные комбинации; нитевидные, древовидные |
| Двойникование | Двойники по {111} по шпинелевому закону |
Интересные статьи:
mineralpro.ru 28.07.2016mineralpro.ru
Как добывают медь. ФОТО | Екабу.ру
«Уральская горно-металлургическая компания» (УГМК) — один из крупнейших металлургических холдингов, который объединяет более 40 предприятий различных отраслей промышленности. Основа компании — замкнутая технологическая цепочка производства меди: от добычи сырья до производства готовой продукции на основе меди и её сплавов. На долю УГМК приходится 43,4% российской меди (1,8% от мирового объёма). Помимо этого, компания занимает прочные позиции на рынке цинка, свинца и драгоценных металлов.
Здесь же находится завод «Уралэлектромедь», с которого и началось создание холдинга.
Производство меди начинается с добычи сырья. Этим занимаются 9 предприятий минерально-сырьевого комплекса компании. Каждое из месторождений имеет свои особенности — на одном содержание меди в руде может быть 1,5%, а на другом — до 2,5%.
Гайский ГОК (горно-обогатительный комбинат)
Самое крупное предприятие сырьевого комплекса. Расположено в городе Гай Оренбургской области. Здесь сосредоточено более 70% запасов меди региона.
Руду здесь добывают как открытым способом, так и в подземном руднике.
Буровой проходческий комплекс.
Ежегодно предприятие добывает порядка 8 млн тонн руды и производит 550 тысяч тонн медного концентрата (более 90 тысяч тонн меди). Все добываемые руды перерабатываются на собственной обогатительной фабрике комбината.
Для обогащения руды нужно отделить минералы пустой породы от ценных минералов, затем отделить друг от друга минералы меди и цинка, а при необходимости и свинца, если его содержание в руде достаточно высоко. На обогатительной фабрике из добытой руды производят концентраты. Медный концентрат отправляется на медеплавильные заводы, в частности на Медногорский медно-серный комбинат и Среднеуральский медеплавильный завод в Ревде, а цинковый концентрат — на цинковый завод в Челябинске и «Электроцинк» во Владикавказе.
Северный медно-цинковый рудник ОАО «Святогор».
Находится на севере Свердловской области.
Здесь добывается медно-цинковая руда, которая после обработки на дробильно-сортировочном комплексе перевозится на обогатительную фабрику «Святогора», расположенную в городе Красноуральск.
В марте 2014 года завершена разработка открытым способом карьера Тарньерского месторождения.
Сейчас предприятие ведёт освоение Шемурского и начинает разработку Ново-Шемурского месторождения.
Учалинский ГОК.
Расположен в Республике Башкортостан. Предприятие является самым крупным производителем цинкового концентрата в России.
Сибайский филиал Учалинского ГОКа.
Сибайский карьер — самый глубокий карьер в России и второй по глубине в мире. Его глубина составляла 504 метра, а диаметр — более двух километров.
Медные и цинковые концентраты, произведенные на Учалинском ГОКе, в дальнейшем поступают на Среднеуральский медеплавильный завод, «Святогор», «Электроцинк», Челябинский цинковый завод.
«Башкирская медь».
Предприятие разрабатывает месторождение Юбилейное и специализируется на добыче и переработке медесодержащих руд. Медный концентрат отправляется на Среднеуральский медеплавильный завод, цинковый — на Челябинский цинковый завод.
В настоящее время завершается отработка месторождения Юбилейное открытым способом, в связи с этим на предприятии ведется строительство подземного рудника. Запасы подземного рудника оцениваются специалистами в размере порядка 100 млн тонн, что обеспечит предприятие работой более чем на 30 лет.
На Хайбуллинской обогатительной фабрике установлено современное оборудование из Японии, Австралии, ЮАР, Италии, Финляндии и Германии. Обогащение позволяет получить медный концентрат с содержанием меди до 20%, что почти в 13 раз выше, чем в руде. Степень обогащения по цинку ещё выше — в 35 и более раз, при этом массовая доля цинка в цинковом концентрате достигает 50–52%.
Бурибаевский ГОК.
Комбинат занимается добычей и обогащением медной руды, которая отправляется на Медногорский медно-серный комбинат. В июле 2015 года на ГОКе запустили ствол «Южный» глубиной 492 метра с выдачей на-гора первого вагона горной массы. Первую руду в стволе добудут в середине 2016 года. Строительство нового объекта позволит увеличить проектный срок работы предприятия до 2030 года.
«Сафьяновская медь».
Предприятие осуществляет освоение Сафьяновского медно-колчеданного месторождения, которое расположено в Свердловской области и занимает около 3% в общероссийской добыче медесодержащих руд.
Сейчас завершается отработка Сафьяновского месторождения открытым способом, предприятие переходит к подземной добыче руды.
Добытая руда поступает на дальнейшую переработку на обогатительную фабрику «Святогора», металлургического предприятия, расположенного в Свердловской области.
Урупский горно-обогатительный комбинат.
Осуществляет добычу и обогащение медно-колчеданной руды в предгорьях Северного Кавказа.
В настоящее время добыча руды ведется на глубине 523 метра. Основным видом продукции предприятия является медный концентрат, из помимо меди, извлекается золото и серебро.
«Сибирь-Полиметаллы».
Предприятие расположено в городе Рубцовск Алтайского Края. Основной продукцией является медный и цинковый концентраты, которые поставляются на Среднеуральский медеплавильный завод и на Челябинский цинковый завод.
ОАО «Святогор»
Предприятие полного технологического цикла получения черновой меди, расположенное в Свердловской области. Медные и медно-цинковые руды месторождений Северной группы перерабатываются на обогатительной фабрике, которая производит 3 вида концентрата — медный, железный и цинковый. Медный концентрат поступает на последующую переработку в собственное металлургическое производство, цинковый — на завод «Электроцинк» и Челябинский цинковый завод, а железный концентрат отгружается предприятиям черной металлургии.
Основной производственной площадкой «Святогора» является металлургический цех. Отсюда черновая медь отправляется на дальнейшую переработку на «Уралэлектромедь».
Медногорский медно-серный комбинат.
Градообразующее предприятие города Медногорск в Оренбургской области, специализирующееся на производстве черновой меди.
За свою 75-летнюю историю предприятие выпустило свыше 1,5 млн тонн черновой меди.
Среднеуральский медеплавильный завод (СУМЗ)
Крупнейшее в составе УГМК предприятие по производству черновой меди, находящееся в городе Ревда (Свердловская область). Мощности предприятия рассчитаны на производство порядка 150 тысяч тонн черновой меди, которая затем отправляется на дальнейшую переработку на «Уралэлектромедь».
После завершения масштабной реконструкции степень утилизации отходящих газов, включая конвертерные, достигла 99,7%. Потребителями продукции СУМЗа являются крупнейшие металлургические, химические, горно-обогатительные предприятия России, ближнего и дальнего зарубежья.
«Электроцинк».
Одно из старейших предприятий Северной Осетии, располагается в городе Владикавказ. Датой основания завода считается 4 ноября 1904 года, когда на предприятии был получен первый металлический российский цинк. Основной продукцией предприятия является рафинированный (с содержанием 99,9%) цинк, а также свинец, который получают из отходов медеплавильного производства.
«Уралэлектромедь».
Головное предприятие УГМК, расположенное в городе Верхняя Пышма Свердловской области.
Ежегодно предприятие производит свыше 380 тысяч тонн рафинированной меди — больше всех в России!
Предприятие поставляет свою продукцию партнёрам из 15 стран Европы, Северной и Южной Америки, Юго-Восточной Азии.
Помимо меди предприятие выпускает золото и серебро. «Уралэлектромедь» стала первым в мире «медным» предприятием, включённым в список признанных мировых производителей драгметаллов Good Delivery Лондонской ассоциации рынка драгметаллов. Золото производится по гидрохимической технологии путём растворения золотых продуктов в «царской водке» (смесь соляной и азотной кислоты) и последующего осаждения из растворов. При переплавке полученного осадка получается золото в слитках.
Филиал «Производство полиметаллов» ОАО «Уралэлектромедь».
Расположен в городе Кировград Свердловской области. Предприятие специализируется на производстве черновой меди и окиси цинка.
Из монетной ленты Кировского завода ОЦМ изготовлены сочинские олимпийские монеты и индийские рупии. Толщина самой тонкой фольги, произведённой на предприятии, 25 микрон. Что в три раза тоньше человеческого волоса.
Кольчугинский завод ОЦМ.
Расположен во Владимирской области, выпускает более 20 тысяч типоразмеров изделий в виде труб, прутков и профилей из 72 марок сплавов. Кольчугинский завод также изготавливает знаменитые подстаканники, которые каждый из нас встречал в поездах дальнего следования.
Источник: gelio.livejournal.com
ekabu.ru
Как добывают медь. Один день в медной шахте
Передать с помощью любого фоторепортажа все нюансы работы шахтёров практически невозможно. Я делал фоторепортажи на многих производствах, прошёл сотню инструктажей по технике безопасности, но ощущения постоянной опасности до спуска в шахту никогда не возникало.
Несмотря на то, что работа связана с производственными рисками (можно наслушаться за день рассказов о смертях и травмах), многие жители города Сатпаева стремятся работать именно на шахте, куда, как говорят, попасть не так легко. К тому же в советское время шахтёры выходили на пенсию раньше, чем представители значительно менее опасных профессий, сейчас же пенсионный возраст у всех одинаковый, что, конечно же, очень нелогично, потому что за продолжительный период под землёй вырабатываются и профессиональные заболевания.
1. Недалеко от города Сатпаев сейчас действуют три медных рудника корпорации «Казахмыс»: Восточно-Жезказганский (ВЖР), Южно-Жезказганский (ЮЖР) и Северо-Жезказганский (СЖР). Мы с вами спустимся в Анненскую шахту ВЖР, в который также входят шахты № 55, 57 и 73/75.
Здание на фото — управление рудником, слева от него — клетьевой подъёмник, в котором производится спуск людей в шахту и подъём из неё.
2. Чтобы попасть в шахту необходимо пройти медицинское освидетельствование на отсутствие алкоголя, а также получить фонарь в ламповой и самоспасатель — средство защиты органов дыхания и зрения в случае возникновения недостатка кислорода в шахте. Здесь же в ламповой ведётся и учёт, кто спустился в шахту.
3. Одна смена поднимается из шахты, другая — спускается.
4. На первом фото был виден клетьевой подъёмник для людей, а так выглядит подъёмник, с помощью которого осуществляется подъём по поверхность медной руды.
5. Турникет. Даже здесь нюансы техники безопасности. Входящих в клеть подъёмника людей строго считают, чтобы количество перевозимых не превышало нормы, на которые рассчитан лифт.
6. Вход в лифт
7. Управляет подъёмом и спуском специальный работник.
8. Спускаемся до горизонта минус 90 м. На самом деле глубина спуска значительно больше, чем 90 м, так как горизонты отсчитываются от уровня моря. Здесь мы видим точно такой же турникет — рабочие поднимаются на-гора.
9.
10. Мой сопровождающий Алмат Кожантаев на шахте с 1985 года, сначала работал под землёй, сейчас в подразделении, которое контролирует соблюдение техники безопасности.
11. Горизонт -90 м освещён электричеством.
12. На этом горизонте находится в частности ремпункт.
13. Здесь же дежурит машина скорой помощи.
14. В шахте, как и на многих других производственных объектах, в движении пешеход имеет преимущество перед транспортом. Чтобы пешехода заметили, подаются специальные светосигналы фонарём. На некоторых участках есть регулировщики движения, чтобы избежать травм.
15. Подземный регулировщик.
16. Процесс добычи медной руды в шахте состоит из нескольких этапов: проходка горных выработок (в результате которой образуется весь этот подземный город), бурение, взрывные работы, обезопашивание и крепление горных выработок, погрузка и доставка руды.
Ремпункт. ПМЗШ — подземная машина для заряжания шпуров. О том, что такое шпуры — дальше в репортаже.
17.
18.
19. Шахтёрский тормозок (сухой паёк). Вообще рабочий день шахтёра начинается даже не со спуска в шахту, а с приёма пищи. Каждому горняку на Восточно-Жезказганском руднике выдаётся два талона — на обед и на тормозок.
20. На каждом подземном перекрёстке есть указатели, горняки в них ориентируются свободно, а вот непривыкший человек всё равно бы заблудился.
21. На подземном транспорте переезжаем на другой горизонт. Здесь электрического освещения уже нет, спасает фонарик.
22. Здесь уже выработали руду.
23. На каждом участке, где ведутся работы, выставляются предупреждающие таблички. Здесь ведётся бурение.
24. Бурильщики, когда приходят на рабочее место, проверяют рабочее состояние техники, обезопашивают рабочее место. Машина фиксируется, подключается к электричеству и водяной магистрали.
25.
26.
27. Задача бурения — просверлить шпуры (углубления в горной породе), в которые затем будет заложено взрывное вещество.
28.
29. Вода размягчает породу, чтобы облегчить процесс бурения.
30. После бурильщиков на участке работают взрывники, которые в шпуры заряжают взрывчатые вещества.
31. По правилам техники безопасности, естественно, к взрывным работам посторонних допускать строго запрещено. Повезло уже и то, что увидели ПМЗШ на ремпункте (фото 16).
32. После взрывников участок проветривается и теперь необходимо погрузить руду и доставить её на поверхность. Идём на участок, где будет погрузка.
33. Точно также стоит предупреждающая табличка.
34. Как я и говорил выше, у пешехода преимущество перед транспортом в движении. Мой сопровождающий даёт водителю световой сигнал, после чего мы можем пройти.
35. Медная руда
36.
37. Водитель погрузчика
38.
39.
40.
41. Погрузчик грузит руду на большие самосвалы, которые доставляют её на конвейер. Далее руда попадёт на обогатительную фабрику, но это уже тема для отдельного фоторепортажа.
42.
П.С. Если хотите следить за обновлениями моего блога, подписывайтесь также на мои аккаунты в соцсетях:
канал в Телеграме: https://telegram.me/yakovfedorov
Твиттер: https://twitter.com/YakovFedorov
Фейсбук: https://www.facebook.com/theyakov
Инстаграм: https://www.instagram.com/yakovfedorov/
yvision.kz
Свойства меди, ее получение и область применения
Свойства меди, которая в природе встречается и в виде достаточно крупных самородков, люди изучили еще в древние времена, когда из этого металла и его сплавов делали посуду, оружие, украшения, различные изделия бытового назначения. Активное использование данного металла на протяжении многих лет обусловлено не только его особыми свойствами, но и простотой обработки. Медь, которая присутствует в руде в виде карбонатов и окислов, достаточно легко восстанавливается, что и научились делать наши древние предки.
Медный слиток
Интересное о меди
Изначально процесс восстановления этого металла выглядел очень примитивно: медную руду просто нагревали на кострах, а затем подвергали резкому охлаждению, что приводило к растрескиванию кусков руды, из которых уже можно было извлекать медь. Дальнейшее развитие такой технологии привело к тому, что в костры начали вдувать воздух: это повышало температуру нагревания руды. Затем нагрев руды стали выполнять в специальных конструкциях, которые и стали первыми прототипами шахтных печей.
О том, что медь используется человечеством с древних времен, свидетельствуют археологические находки, в результате которых были найдены изделия из данного металла. Историками установлено, что первые изделия из меди появились уже в 10 тысячелетии до н.э, а наиболее активно она стала добываться, перерабатываться и использоваться спустя 8–10 тысяч лет. Естественно, предпосылками к такому активному использованию данного металла стали не только относительная простота его получения из руды, но и его уникальные свойства: удельный вес, плотность, магнитные свойства, электрическая, а также удельная проводимость и др.
В наше время уже сложно найти медь в природе в виде самородков, обычно ее добывают из руды, которая подразделяется на следующие виды.
- Борнит — в такой руде медь может содержаться в количестве до 65%.
- Халькозин, который также называют медным блеском. В такой руде меди может содержаться до 80%.
- Медный колчедан, также называемый халькопиритом (содержание до 30%).
- Ковеллин (содержание до 64%).
Халькопирит
Медь также можно извлекать из множества других минералов (малахит, куприт и др.). В них она содержится в разных количествах.
Физические свойства
Медь в чистом виде представляет собой металл, цвет которого может варьироваться от розового до красного оттенка.
Радиус ионов меди, имеющих положительный заряд, может принимать следующие значения:
- если координационный показатель соответствует 6-ти — до 0,091 нм;
- если данный показатель соответствует 2 — до 0,06 нм.
Радиус атома меди составляет 0,128 нм, также он характеризуется сродством к электрону, равном 1,8 эВ. При ионизации атома данная величина может принимать значение от 7,726 до 82,7 эВ.
Медь — это переходный металл, показатель электроотрицательности которого составляет 1,9 единиц по шкале Полинга. Кроме этого, его степень окисления может принимать различные значения. При температурах, находящихся в интервале 20–100 градусов, его теплопроводность составляет 394 Вт/м*К. Электропроводность меди, которую превосходит лишь серебро, находится в интервале 55,5–58 МСм/м.
Так как медь в потенциальном ряду стоит правее водорода, она не может вытеснять этот элемент из воды и различных кислот. Ее кристаллическая решетка имеет кубический гранецентрированный тип, величина ее составляет 0,36150 нм. Плавится медь при температуре 1083 градусов, а температура ее кипения — 26570. Физические свойства меди определяет и ее плотность, которая составляет 8,92 г/см3.
Самородная медь
Из ее механических свойств и физических показателей стоит также отметить следующие:
- термическое линейное расширение — 0,00000017 единиц;
- предел прочности, которому медные изделия соответствуют при растяжении, составляет 22 кгс/мм2;
- твердость меди по шкале Бринелля соответствует значению 35 кгс/мм2;
- удельный вес 8,94 г/см3;
- модуль упругости составляет 132000 Мн/м2;
- значение относительного удлинения равно 60%.
Совершенно уникальными можно считать магнитные свойства данного металла, который является полностью диамагнитным. Именно эти свойства, наряду с физическими параметрами: удельным весом, удельной проводимостью и другими, в полной мере объясняют широкую востребованность данного металла при производстве изделий электротехнического назначения. Похожими свойствами обладает алюминий, который также успешно используется при производстве различной электротехнической продукции: проводов, кабелей и др.
Основную часть характеристик, которыми обладает медь, практически невозможно изменить, за исключением предела прочности. Данное свойство можно улучшить практически в два раза (до 420–450 МН/м2), если осуществить такую технологическую операцию, как наклеп.
Химические свойства
Химические свойства меди определяются тем, какое положение она занимает в таблице Менделеева, где она имеет порядковый номер 29 и располагается в четвертом периоде. Что примечательно, она находится в одной группе с благородными металлами. Это лишний раз подтверждает уникальность ее химических свойств, о которых следует рассказать более подробно.
Оттенки медных сплавов
В условиях невысокой влажности медь практически не проявляет химическую активность. Все меняется, если изделие поместить в условия, характеризующиеся высокой влажностью и повышенным содержанием углекислого газа. В таких условиях начинается активное окисление меди: на ее поверхности формируется зеленоватая пленка, состоящая из CuCO3, Cu(OH)2 и различных сернистых соединений. Такая пленка, которая называется патиной, выполняет важную функцию защиты металла от дальнейшего разрушения.
Окисление начинает активно происходить и тогда, когда изделие подвергается нагреву. Если металл нагреть до температуры 375 градусов, то на его поверхности формируется оксид меди, если выше (375-1100 градусов) — то двухслойная окалина.
Медь достаточно легко реагирует с элементами, которые входят в группу галогенов. Если металл поместить в пары серы, то он воспламенится. Высокую степень родства он проявляет и к селену. Медь не вступает в реакцию с азотом, углеродом и водородом даже в условиях высоких температур.
Внимание заслуживает взаимодействие оксида меди с различными веществами. Так, при его взаимодействии с серной кислотой образуется сульфат и чистая медь, с бромоводородной и иодоводородной кислотой — бромид и иодид меди.
Иначе выглядят реакции оксида меди с щелочами, в результате которых образуется купрат. Получение меди, при котором металл восстанавливается до свободного состояния, осуществляют при помощи оксида углерода, аммиака, метана и других материалов.
Медь при взаимодействии с раствором солей железа переходит в раствор, при этом железо восстанавливается. Такая реакция используется для того, чтобы снять напыленный медный слой с различных изделий.
Одно- и двухвалентная медь способна создавать комплексные соединения, отличающиеся высокой устойчивостью. Такими соединениями являются двойные соли меди и аммиачные смеси. И те и другие нашли широкое применение в различных отраслях промышленности.
Бухты медной проволоки
Области применения меди
Применение меди, как и наиболее схожего с ней по своим свойствам алюминия, хорошо известно — это производство кабельной продукции. Медные провода и кабели, характеризуются невысоким электрическим сопротивлением и особыми магнитными свойствами. Для производства кабельной продукции применяются виды меди, характеризующиеся высокой чистотой. Если в ее состав добавить даже незначительное количество посторонних металлических примесей, к примеру, всего 0,02% алюминия, то электрическая проводимость исходного металла уменьшится на 8–10%.
Невысокий вес меди и ее высокая прочность, а также способность поддаваться различным видам механической обработки — это те свойства, которые позволяют производить из нее трубы, успешно использующиеся для транспортировки газа, горячей и холодной воды, пара. Совершенно не случайно именно подобные трубы применяются в составе инженерных коммуникаций жилых и административных зданий в большинстве европейских стран.
Медь, кроме исключительно высокой электропроводности, отличается способностью хорошо проводить тепло. Благодаря этому свойству она успешно используется в составе следующих систем:
- тепловые трубки;
- кулеры, использующиеся для охлаждения элементов персональных компьютеров;
- системы отопления и охлаждения воздуха;
- системы, обеспечивающие перераспределение тепла в различных устройствах (теплообменники).
Металлические конструкции, в которых использованы медные элементы, отличаются не только небольшим весом, но и исключительной декоративностью. Именно это послужило причиной их активного использования в архитектуре, а также для создания различных интерьерных элементов.
Шина электротехническая медная
Оценка статьи:
Загрузка…Поделиться с друзьями:
met-all.org
Как добывают медь?. Все обо всем. Том 5
Как добывают медь?
Медь — один из самых распространенных и наиболее полезных металлов. Она существует в природе в двух видах: как натуральная медь (металл сам по себе) и в форме руды (в соединении с другими элементами). Известно более 160 видов руд, содержащихмедь. Около половины всех мировых запасов меди содержится в полезном ископаемом, называемом медный колчедан — халькопирит. Эта руда состоит из меди, железа и серы. Меди в ней содержится 34,5 процента.
Одна из самых богатых медью руд — медный блеск — халькозин. В ней содержится около 80 процентов меди. Первая стадия переработки медной руды — измельчение ее в порошок. Измельченная руда поступает в водяные танкеры. Они наполнены водой со слоем масляной жидкости наверху. Сжатый воздух подается в основание танкера. Воздух и масляная жидкость образовывают на поверхности воды пену, и металлические частички руды цепляются за эту пену. Следующий этап — нагреть руду, чтобы выжечь серу. После того как сера удалена, оставшаяся руда расплавляется, обрабатывается химически, чтобы удалить железо.
В заключение руда направляется в конвертор, чтобы воздухом удалить оставшиеся примеси. Металл остается в чистом виде и содержит 98 % меди. Для использования его в промышленности он подвергается дополнительной обработке. Обычно это делается электрическим путем. Окончательный продукт содержит 99,9 % меди. Медь была, вероятно, одним из первых металлов, которые использовал человек, потому что ее можно было найти в чистом виде, не смешанной с другими полезными ископаемыми.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
info.wikireading.ru
Медь: Древнейший металл человечества
Медь можно с полным основанием назвать первым металлом человечества, потому что люди стали его использовать еще более 10.000 лет назад – в каменном веке. На протяжении столетий люди учились правильно обращаться с металлом, обрабатывая его самыми различными способами – с помощью молотков, нагреванием, литьем или путем легирования (смешивания) с другими металлами, как свинец, серебро, цинк или олово. Открытие, что медь и цинк хорошо соединяются, положило начало целой эпохе, имя которой: бронзовый век.
Все великие культуры и народы работали с медью: Колосс Родосский был построен из меди, а древние египтяне использовали медь для строительства своих водопроводов. Первыми же название этому металлу дали римляне: Они называли медь «aes cyprium» (руда с Кипра). Позднее его стали называть сокращенно «cuprum». От этого слова образовались названия меди во многих европейских языков (copper, Kupfer. cuivre).
В природе медь встречается, как самородный металл, а также в составе минералов. Сырье это находят на всех континентах и уменьшения его запасов пока что не предвидится, потому что медь не расходуется, а только используется, что обеспечивается повторной переработкой этого металла. Это экономит медь в природных ресурсах и соответствует идеальному обращению с полезными ископаемыми.
Наиболее значительные месторождения меди находятся на сегодняшний день в Чили и в США, где сконцентрированы порядка 20 процентов известных мировых запасов. Другими важными регионами добычи являются Африка, Австралия, Китай, Канада, Индонезия, Южная Америка, Россия и Польша. В Европе существуют также и мелкие месторождения меди. К сожалению, многие из них уже исчерпали себя.
В общем, содержание меди в земной коре составляет в среднем 0,006 процентов. Таким образом, по частоте всех элементов, представленных в земной кьоре, медь занимает 23-е место. Причем, следы меди присутствуют практически во всех каменных породах.
Земных резервов меди хватит еще очень надолго, потому что несмотря на ежегодный рост добычи медной руды, известные месторождения не уменьшаются, а даже растут. Причина этого состоит в открытии все новых залежей этого металла. Кроме того, постоянно развивающиеся процессы и техника разработки и добычи ведут к увеличению пригодных для использования резервов сырья.
Исследования подтверждают, что известные мировые резервы увеличились с 90 миллионов тонн (1950 год) до 280 миллионов тонн (1970 год), а к 1998 году они достигли черты в 340 миллионов тонн. По последним оценкам, мировые запасы меди составляют более 2,3 миллиардов тонн.
Медная руда добывается как открытым способом, так и в шахтах. Перед собственно металлургическим переделом медной руды осуществляется отделение «пустых» сопровождающих пород, в результате чего после флотации (флотационного обогащение) получают рудный концентрат с содержанием меди в диапазоне 20 — 30 процентов. Медные концентраты перерабатываются исключительно пирометаллургическим способом, а окисные медные руды (медные руды прибл. 15-20%) гидрометаллургическим способом, что в результате заканчивается рафинированием (очисткой), в процессе которого происходит удаление оставшихся загрязнений.
На сегодняшний день наиболее предпочтительной технологией является электролиз.
А знаете ли вы, что медь, как природный, ограниченный в количестве и потому ценный сырьевой материал не расходуется, а используется в различных формах и после использования может использоваться повторно?
Именно поэтому еще древние египтяне обозначали медь так называемым символом «анкх», означающим «вечную жизнь» – действительно, наиболее подходящее название. Потому что этот металл, со времен его открытия, может использоваться без всяких ограничений. Поэтому навряд ли возникают сомнения в том, что где-то на Земле все еще активно используется медь, которую, в свое время, добыли еще в Древнем Египте.
Причина этого заключается в не представляющей проблем способности к переплавке. Именно это обеспечивает возможность неограниченно частую регенерацию меди.
Более 80% когда-либо добытой меди в настоящее время все еще находятся в обороте.
Статью добавил maksim
Похожие статьи
znaytovar.ru