Медь довольно широко используется почти в любой из имеющихся отраслей, выделяется она из разнообразных руд поскольку является самой востребованной. медная руда – это природный ресурс, ископаемый из руды под названием борнит, который часто используется в промышленности. Большой спрос на данную руду появился не только из-за большого количества меди в составе, но и благодаря хорошим запасам борнита в земле.
Месторождения медных руд
Эта руда является совокупностью нескольких минералов, где, помимо нее, присутствуют и иные химические элементы, в их числе и никель. К медным относятся руды, где есть столько меди, что извлекать ее лучше промышленными методами. Этому требованию соответствуют руды, где показатель меди равняется 0,5–1 %. На Земле много ресурсов, содержащих в себе медь, 90 % из них медно-никелевые руды.
Крупнейшие месторождения медных руд в России располагаются на территории Восточной Сибири, на Урале и Кольском полуострове. В каждой из стран медь получают своим способом. Крупные месторождения медных и оловянных руд, помимо России, есть и в других странах, например, в Польше, Казахстане, Канаде.
Месторождения руд принято подразделять на группы, которые отличаются по различным свойствам:
- Стратиформная, такая группа состоит преимущественно из сланцев и песчаников.
- Колчеданный тип, это, например, жильная или самородная медь.
- Гидротермальные руды, в состав которых включаются медно-порфировые руды.
- Магматические руды.
- Скарновый тип руд.
- Карбонатные руды.
На территории России в основном добывается медная руда песчаных или сланцевых типов, в них медь содержится в нескольких формах.
Природные соединения с содержанием меди в своем составе
Самородки чистой меди в нашей Земле содержатся в небольших количествах. В основном она добывается в соединении с другими элементами, вот самые известные из них:
- Борнит – это такой минерал, который был назван в честь чешского ученого Борна. Он представляет собой сульфидную руду. У него имеются и альтернативные названия, например, медный пурпур. Добывается в двух видах: низкотемпературный тетрагонально-скаленоэдрический и высокотемпературный кубически-гексаоктаэдрический. Различие видов этого материала зависит от того, где он произошел. Экзогенный борнит – это вторичный ранний сульфид, обладает неустойчивостью и подлежит разрушению при воздействии на него ветров. Эндогенный борнит обладает сменным химическим составом, в нем могут присутствовать различные элементы, например, халькозин и галенит. В теории в состав борнита может входить 11 % железа и более 63 % меди, но, к сожалению, на практике данный состав не сохраняется.
- Халькопирит - данный вид минерала первоначально носил название - медный колчедан, зарождается он гидротермальным путем. Относят халькопирит к категории полиметаллических руд. Помимо меди, такой минерал имеет у себя в составе железо и серу. Образуется он в результате метаморфических процессов, и присутствует в метасоматических типах медных руд.
- Халькозин - такая руда имеет у себя в составе большое количество меди, практически 80 %, оставшееся место занимает сера. Нередко такой вид по-другому называют медным блеском, так как его поверхность похожа на блестящий металл, переливающийся несколькими оттенками. В рудах халькозин образуется как мелкозернистое или плотное включение.
- Куприт - этот минерал относится к группе оксидных, а зарождается он в тех местах, где содержится самородная медь или малахит.
- Ковеллин - такой минерал формируется только метасоматическим путем. Медь в нем содержится практически на 67 %. Крупное месторождение медных руд есть на территории Сербии, Италии и США.
- Малахит, или, как его еще называют, поделочный камень, обладает большой популярностью, представляет собой он медную углекислую зелень. Если где-то находят этот минерал, значит, рядом можно найти и иные, с содержанием в своем составе меди.
Технологии производства меди
Для того чтобы получить медь из вышеперечисленного, в настоящее время используют три технологии: электролиз, гидрометаллургия, пирометаллургия.
В качестве сырья для пирометаллургической методики получения меди берут халькопирит. При использовании данной технологии нужно выполнить определенное количество последовательных действий. Первоначально делается обогащение медной руды при помощи обжига или флотации. Флотация представляет собой смачивание исходного материала в ванной, наполненной жидким составом. Образуя пузырьки воздуха в тех частях, где содержатся минеральные элементы, происходит их перемещение наверх вместе с этими пузырьками. В результате верх ванночки наполняется черновой медью, там ее содержится до 35 %. Далее такой порошок преобразуется в чистую медь.
Немного по-другому происходит окислительный обжиг. При использовании такого метода медная руда обогащается, в ее составе присутствует не малое количество серы. Нагревается руда до высокой температуры, после чего происходит окисление сульфидов, и снижается количество серы в составе руды, практически в два раза. Далее руда расплавляется в специальных печах, и получается сплав, содержащий в своем составе железо и медь.
Полученный материал нуждается в улучшении, делается это при помощи обдува в горизонтальном конвертере, не подавая при этом дополнительного топлива. После такой процедуры происходит окисление железа и сульфида. В результате получается черновая медь, с содержанием в себе до 91 % меди. Для еще большего очищения металла делается его рафинирование, путем удаления сторонних примесей, с использованием раствора медного купороса. В результате этого увеличивается количество меди в металле, оно достигает 99,9 %.
Альтернативный способ обогащения меди
Существует еще один хороший способ для обогащения меди, делается он с использованием серной кислоты для того, чтобы выделить необходимый металл.
В результате получается раствор, из которого в дальнейшем извлекают медные руды, золото можно получить таким же способом. Такой метод используют в тех случаях, когда наличие меди в составе руды не такое уж и большое.
Можно ли выплавлять медь в домашних условиях?
Возможно, что вы сомневаетесь в осуществлении данного мероприятия, поскольку у вас нет всех тех химических реактивов, необходимых для травли меди, однако вы можете взять уже готовый медный брусок и расплавить его. Медь, как правило, можно найти в толстых проводах, электромагнитных катушках в виде все той же проволоки, а также с деталей компьютеров.
Плавление меди может быть осуществлено при высокой температуре, поэтому в данном деле потребуется горн – специальная камера сгорания закрытого типа, в которую под высоким давлением поступает газ и там же воспламеняется, но при этом направляется соплом, дабы тепло излишне не уходило в стенки.
В заключение
Надеемся, что после прочтения данной статьи вы поняли то, насколько же это важный труд – добывать и очищать медь. Мы вам настоятельно не рекомендуем лично использовать описанные методы травления, а также плавки, поскольку в данных случаях вы можете нанести непоправимый вред вашему здоровью.
