Evde bakır madenciliği nasıl yapılır. Bakır madenciliği teknolojileri ve modern endüstrideki yeri. Bakırın Rus hammadde tabanının yapısı

Bakır en yaygın elementlerin başında gelir ve yirmi altıncı sıradadır. Genellikle doğal ortamda ayrı olarak yerleştirilmiş saf külçeler şeklinde bulunur, ancak son zamanlarda bu tür buluntular giderek daha az yaygın hale gelmiştir. Buna göre, metal üretiminde bu tür mevduatlar sadece asgari bir pay oluşturmaktadır.

Bakırın ana kısmı, içinde bulunduğu kayalardan, genellikle diğer metallerle kombinasyon halinde çıkarılır. Çok sayıda bakır minerali vardır. Ancak metalurji endüstrisinde en değerli olanlar aşağıdaki türlerdir:

• bakır pirit;
• malakit;
• kalkopirit;
• azurit

Rusya Federasyonu, mayınlı bakırın en büyük payı oluşturduğu ve en verimli sonuçların alındığı ülkeler olan beş dünya liderinden biridir. Çoğu zaman, dünyanın yüzeyine göre çok derin olmayan bakır, açık bir şekilde çıkarılır. Bu amaçla büyük taş ocakları veya kesimler kazılır. Bu açık ocak bakır madenleri birkaç kilometre genişliğinde olabilir. Aynı kariyerin derinliklerinde yüz metreden fazla uzayabilir. Üretilen tüm bakırın yaklaşık üçte ikisi bu şekilde çıkarılır. Ancak bakır yataklarının yeraltında derin olduğu durumlarda, elementi toprak katmanlarının altına çıkarmak için tasarlanmış özel tesisler inşa edilmektedir. Onlara mayın denir. Rusya topraklarında bakır, hem birinci hem de ikinci yöntemle çıkarılır.

Bir element olarak bakır

Bakır, hem doğal türevde hem de doğal minerallerin bileşiminde bulunabilen periyodik tablonun yirmi dokuzuncu elementidir. Bunlara bakır piritler veya kalkopirit, bakır cilası veya kalkozin ve malakit dahildir.

Bu element, gölgesi kırmızı olan bir metal şeklinde temsil edilir. Bakırı kırarsanız, renginin pembe olduğunu görebilirsiniz. O çok dövülebilir ve dövülebilir. Bakır, özellikleri nedeniyle mükemmel bir akım iletkenidir ve bu kritere göre, ikinci sırada yer alan gümüşten sonra ikinci sıradadır.

Bakır aynı zamanda iyi bir ısı iletkenidir. Bu özellikler, elementi elektrik endüstrisi için vazgeçilmez kılar - esas olarak saf haliyle kullanılırlar. Rusya Federasyonu'nda çıkarılan tüm bakırın yüzde ellisinden fazlası bu tür endüstrinin ihtiyaçları için tüketilmektedir.

Periyodik tablonun kimyasal bir elementi olarak bakırın özelliklerinden bahsedersek, diğer elementlerle çok az etkileşime girer. Bakır açık havaya maruz kalırsa, yüzeyi yeşilimsi olur, bu da bakırın üst tabakasında yeşil bir film oluşturan bazik karbonatın görünümüyle açıklanır.

Bakır tuzları evlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Zehirli oldukları için haşere kontrolünde kullanılırlar. Ayrıca aktif olarak gübre ve katalizör olarak kullanılırlar. Pirinç, bronz ve cupronickel gibi bakır alaşımları da daha az kullanılmamaktadır.

Bir cevher olarak, bakır, kural olarak, birkaç veya bir metalin "şirketinde" bulunur. Çoğu zaman altın, gümüş, platin, nikel veya kurşun ve bizmuttur. İkinci adı rengarenk cevher olan bornit gibi bir mineralden büyük miktarda bakır çıkarılır.

Bakırın Rus hammadde tabanının yapısı

Dünyanın tüm ülkelerinden farklı olarak Rusya'nın hammadde tabanının yüzde kırkı bakır-nikel sülfit yataklarından oluşuyor. Yüzde doksanı pirit yataklarıdır.

Ve bu, Rusya'ya diğer ülkelere göre bir avantaj sağlıyor, çünkü ana rezervleri porfir bakır yataklarında bulunuyor. Krasnoyarsk cevher bölgesi bakır ve nikel yatakları bakımından zengindir. Burada esas olarak sülfür yatakları vardır.

Rus genişliklerindeki tüm bakır yataklarının ana kısmı Urallarda ve Trans-Baykal Bölgesi'nde bulunmaktadır. Toplamda, ülkenin sahip olduğu toplam bakırın yüzde kırkından fazlası burada çıkarılıyor.

Orenburg ve Chelyabinsk bölgeleri bakır üretimini artırmak için en büyük potansiyele sahiptir. Trans-Baykal Bölgesi, bakır kumtaşlarında jeolojik ve endüstriyel bakır yatakları bakımından zengindir.

Kemerovo Bölgesi, Buryatia, Altay Bölgesi ve Kuzey Kafkasya, bakır pirit yataklarından elde edilen cevher bakımından zengindir. Şu anda, çıkarılan bakırın ana payı Udokan yatağına düşüyor. Şu anda Rusya Federasyonu'ndaki en büyük mevduat.

Uzak Doğu ve Urallarda, bakır gözenekli tipe ait birkaç yeni bakır yatağı keşfedildi.

Başlıca bakır yatakları

toprak altı kullanıcısı, alan	Jeolojik-endüstriyel tip	Yedekler, kt WO3		Rusya Federasyonu bilanço rezervlerindeki payı, %	Cevherlerdeki WO3 içeriği, %	2012 yılında üretim, t WO3
		A+B+C1	C2
OJSC MMC Norilsk Nikel
Ekim (Krasnoyarsk bölgesi)	sülfür bakır-nikel	14631	5723	22,3	1,65	351
Talnak (Krasnoyarsk bölgesi)	sülfür bakır-nikel	7877,2	2728,2	11,6	1,11	80,6
Norilsk ben (Krasnoyarsk bölgesi)	sülfür bakır-nikel	773,1	836,1	1,8	0,48	13,9
OJSC Kola MMC
Zhdanovskoye (Murmansk bölgesi)	sülfür bakır-nikel	765,6	227,2	1,1	0,3	12,2
JSC "Gaisky GOK"
Gayskoye (Orenburg bölgesi)	bakır pirit	4555,6	478,5	5,5	1,3	62,5
Başkurt Bakır LLC
Yıl dönümü (Başkurdistan Cumhuriyeti)	bakır pirit	1360,2	46	1,5	1,7	36,2
Podolsk (Başkurdistan Cumhuriyeti)	bakır pirit	1701,3	16,7	1,9	2,11	0
OOO Baykal Madencilik Şirketi
Udokanskoe (Trans-Baykal Bölgesi)	Bakırlı kumtaşları	14434,6	5519,6	21,8	1,56	0
GDK Baimskaya LLC
Peschanka (Chukotka Özerk Bölgesi)	bakır porfir	2606,2	1124,5	4	0,83	0
OOO GRK Bystrinskoye
Bystrinskoe (Trans-Baykal Bölgesi)	Skarn bakır-manyetit	1717,5	355,9	2,3	0,78	0
CJSC Mikheevsky GOK
Mikheevskoe (Çelyabinsk bölgesi)	bakır porfir	1264,3	299,7	1,7	0,44	1,4
ZAO Tominsky GOK
Tominsky (Çelyabinsk bölgesi)	bakır porfir	743,3	793,2	1,7	0,47	0
JSC "Svyatogor"
Volkovskoe (Sverdlovsk bölgesi)	Vanadyum-demir-bakır	1612,2	153,4	1,9	0,64	6,6

Bakır Ural

Tüm Rus topraklarına göre en büyük bakır yatakları Urallarda bulunmaktadır. Bakır elementin varlığının çok küçük olduğu cevherlerden çıkarılmasını basitleştirmek için. Bu yönteme hidrometalurjik denir. Diğer metalurji endüstrilerinin atıklarından bakırın çıkarılmasının gerekli olduğu durumlarda da kullanılır.

Hidrometalurjik yöntemin temeli, gerekli elementin zor çözünen bileşiklerinin daha kolay çözünen daha basit bileşiklere dönüştürülmesidir. Ayrıca, elde edilen çözeltiden ekstraksiyon işlemi gerçekleşir. Bu prosedür birkaç şekilde gerçekleştirilir, ancak en yaygın olanları:

• çözelti liçi;
• iyon değiştirici reçinelerin kullanımı;
• elektroliz.

Udokan bakır yatağı

Bu mevduat, Trans-Baykal Bölgesi'nde "Udokan" adı verilen bir sırtta yer almaktadır. Bu alan sismik olarak tehlikelidir ve permafrost bölgesinde yer almaktadır. Udokan, Rusya'daki en büyük bakır yatağıdır. Üçüncü etapta olmak üzere tüm dünyada bu elementin çıkarılmasında da önemli rol oynamaktadır. Bu madende bulunan cevherler neredeyse tamamen bakırdır ve bileşimlerinde sadece az miktarda gümüş bulunur.

Udokan yatağının keşfi geçen yüzyılda veya daha doğrusu 1949'da gerçekleşti. SSCB Jeoloji Bakanlığı'nın ilk ana departmanı, ilk keşfi yapan Udokan'a bir orman seferi gönderdi. Sonraki altı yıl boyunca bu alanda ayrıntılı bir çalışma yapıldı ve gelişimi için büyük planlar yapıldı. Ancak beklenmedik bir şekilde, bir yıl sonra tüm işler tamamen dondu.

On yıl sonra, alan tekrar aktif olarak ilgilendi, birçok farklı örnek alındı, çok sayıda başka çalışma yapıldı, ancak daha sonra tüm çalışmalar beklenmedik bir şekilde tamamen durduruldu. Ve sadece 2008'de alan aktif olarak geliştirilmeye başlandı. Gelişimi açık bir şekilde gerçekleşir - bir taş ocağından bakır çıkarılır. Şu anda bu yataktaki bakır yatakları büyük ölçeklidir ve buradan her yıl otuz bin tondan fazla cevher çıkarılmaktadır.

Sorskoe bakır-molibden yatağı

Bu kaynak, iki tektonik bölgenin kesiştiği yerde bulunur - kuzeybatı ve kuzeydoğu, Batenevsky sırtının yakınında. Bileşiminde bakır içeren ve burada çıkarılan başlıca mineraller molibdenit, kalkopirit ve pirittir.

Bu tortu, bu alanda düzenli olarak yüksek sıcaklık işlemlerinin gerçekleşmesi nedeniyle oluşmuştur. Birkaç bileşene bölünmüştür - Batı ve Doğu, bunlar da birbirinden çorak bir boşlukla ayrılır.

Bu alan aynı zamanda açık bir yöntemle geliştirilmektedir ve bölümleri - Doğu ve Batı - değişen derecelerde geliştirilmiştir. İkincisi, birincisinden neredeyse iki kat daha fazla ustalaştı.

Cevher burada çeşitli işlemlerle zenginleştirilir. Bu prosedür birkaç şekilde gerçekleşir:

1. koni biçimli kırıcılarda mineraller dört kez kırılır;
2. özel donanımlı değirmenler ve ayrıca spiral şeklinde yapılan sınıflandırıcılar kullanılarak ıslak öğütme;
3. yüzdürme, iki aşamaya bölünmüştür - seçici ve toplu;
4. bakırın ince ayarının yanı sıra molibden konsantresi;
5. dehidrasyon;
6. kurutma;
7. karıştırma.

Zenginleştirme tesisinin çalışması, dolaşımdaki su kaynağından kaynaklanmaktadır.

Sibay bakır-çinko pirit yatağı

Bu yatak sadece bakır değil, aynı zamanda çinko ve pirittir. Başkurdistan'da bulunan Sibay şehrinin yakınında yer almaktadır. Bu mevduatın keşfi 1913'te gerçekleşti, ancak sadece yirmi yıl sonra geliştirmeye başladılar.

Sibay bakır-çinko pirit yatağı batıdan doğuya doğru faylarla sınırlıdır. Burada cevherler yalnızca kapalı bir yöntemle çıkarılır. Yirminci yüzyılın başında, mevduat üzerine bir maden inşa edildi. Derinliği dört on metre derinliği aşıyor.

Daha sonra, 2004 yılında, Uchalinsky GOK adı verilen Sibayskoye yatağının sahasında bir şube kuruldu.

Bakır madenciliği endüstrisinin temel sorunları

Bugün, bakır madenciliği endüstrisinin ana sorunlarından biri, çevrelenmesidir. Bunun nedeni, toprağın giderek fakirleşmesi, kaynakların tükenmesi ve cevher çıkarmanın giderek daha zor hale gelmesidir.

Azalan kaynak tabanı, bakır cevheri çıkarılması ile ilgili faaliyetlerde bulunan birçok işletmenin büyük finansal zorluklarla karşı karşıya kalmasına ve her şirketin önceki çalışma ritmine dönerek bunları aşmayı başaramamasına yol açmaktadır.

Ancak bakır cevherinin çıkarılmasıyla ilgili en ciddi sorun, en güçlü çevre kirliliğidir. Oluşan ocakların çevresinde sözde dökümler oluşması nedeniyle, bu, cevherin çıkarılmasından sonra, onlardan gelen ağır metallerin, her yağmurda, yeraltı suları ile taşındıkları yerin katmanlarına düşmesine neden olur. nehirlere ve göllere akan akıntılar. Son zamanlarda, bu setleri, diğer üretimlerde kullanılabilecek ve çevre kirliliği sorununu bir nebze de olsa çözebilecek ikinci sınıf hammaddelere dönüştürmekten söz ediliyor.

Rusya'daki en büyük bakır madenciliği işletmesi

Son zamanlarda Chelyabinsk bölgesinde, Rusya'nın bakır çıkarmaya yönelik en büyük girişimi başlatıldı - bu Mikheevsky GOK. Sovyetler Birliği'nin dağılmasından sonra devlet topraklarında geliştirilen en büyük madencilik projesidir.

Mikheevskoye yatağı, dünyanın en büyük elli bakır yatağı listesine dahil edildi. Başlıca özelliği, mayınlı cevherdeki düşük metal içeriği, ancak önemli rezervleridir. Bu yataktan yılda on sekiz tondan fazla cevher çıkarılması ve zamanla çıkarılan hacimlerin birkaç kat artırılması planlanmaktadır.

Yirmi beş milyar ruble tutarındaki bu projeye büyük miktarda para yatırıldı. Bu işletmenin açılması yedi yüz yeni işin ortaya çıkmasına katkıda bulundu. Mikheevsky GOK'un personeli, madencilerin yanı sıra metalürji yoğunlaştırıcıları içerir. Yakındaki bölgelerin sakinleri burada çalışıyor. Toplamda, şirketin personeli yaklaşık bin kişidir.

Yönetim, işletmeyi kapatılacak olan %100 su sirkülasyonu ile donatmayı planlıyor. İşletmede bulunan ekipmanlar ve tüm sistemleri en son teknoloji ile donatılacaktır. Mikheevsky GOK çalışanlarının en zor işlerini kolaylaştıracak toz toplama ve toz bastırma sistemleri buraya kurulacak.

Gezegenimizdeki en yaygın bakır cevheri, bornittir. Ancak bunun yanı sıra, bu makale çerçevesinde tartışacağımız diğer cevherlerden bakır da çıkarılır.

1

Bu cevher ile, bakırın endüstriyel amaçlar için işlenmesi için uygun olduğu düşünülen miktarlarda mevcut olduğu mineral birikimleri kastedilmektedir. Bir mevduat gelişiminin makullüğünün genel olarak kabul edilen göstergesi, içindeki bakır birikimlerinin en az% 0,5-1 olduğu durum olarak kabul edilir.

Aynı zamanda, bu metalin dünyadaki rezervlerinin yaklaşık% 90'ı sadece bakır değil, aynı zamanda diğer metalleri (örneğin nikel) içeren cevherlerde bulunur.

Rusya'da büyük ölçekli bakır madenciliği Doğu Sibirya, Urallar ve Kola Yarımadası'nda gerçekleştirilmektedir. Bu metalin en büyük yatakları Şili'de bulunuyor (uzmanlara göre - yaklaşık 190 milyon ton). Bu tür cevherlerin geliştirilmesinde yer alan diğer ülkeler arasında ABD, Zambiya, Kazakistan, Polonya, Kanada, Zaire, Ermenistan, Kongo, Peru, Özbekistan bulunmaktadır. Toplamda, gezegenin keşfedilen yataklardaki toplam bakır rezervi yaklaşık 680 milyon tondur.

Tüm bakır yatakları genellikle altı genetik gruba ve dokuz endüstriyel jeolojik tipe ayrılır:

• stratiform grup (bakır şeyller ve kumtaşları);
• pirit (doğal bakır, damar ve bakır-pirit tipi);
• hidrotermal (porfir bakır cevherleri);
• magmatik (bakır-nikel cevheri);
• skarn;
• karbonat (demir-bakır ve karbonatit tipi).

Ülkemizde ana bakır madenciliği bakır pirit, bakır-nikel ve bakır-porfir cevherinden bakır şeyl ve kumtaşı üzerinde yapılmaktadır.

2

Doğada bakır, doğal haliyle nadiren bulunur. Çoğu zaman, çeşitli bileşiklerde "gizlenir". Bunlardan en ünlüleri şunlardır:

3

Diğer bakır mineralleri çok daha az yaygındır, bunlar arasında şunlar bulunur:

4

Özellikleri (örneğin yüksek) geniş talebine yol açan bu metal, tarafımızdan tarif edilen minerallerden ve cevherlerden üç şekilde elde edilir - hidrometalurjik, pirometalurjik ve elektroliz. En yaygın olanı, hammadde olarak mineral kalkopirit kullanan pirometalurjik teknolojidir. Pirometalurjik sürecin genel şeması, birkaç işlemi içerir. Bunlardan ilki, bakır cevherinin oksidatif kavurma veya flotasyon yoluyla zenginleştirilmesidir.

Flotasyon yöntemi, ıslanabilir atık kaya ve bakır içeren partiküller arasındaki farka dayanmaktadır. Bu nedenle bazı mineral elementler (seçici olarak) hava kabarcıklarına yapışır ve onlar tarafından yüzeye taşınır. Böyle basit bir teknoloji, bakır içeriğinin yüzde 10 ila 35 arasında değiştiği bir toz konsantre elde etmeyi mümkün kılar.

Oksidatif kavurma (karıştırmayın), ilk ham madde büyük miktarlarda kükürt içerdiğinde daha sık kullanılır. Bu durumda, cevher 700-800 derecelik bir sıcaklığa ısıtılır, bu da sülfitlerin oksidasyonuna ve kükürt içeriğinde 2 kat azalmaya yol açar. Bundan sonra, 1450 derecelik bir sıcaklıkta mat (yansıma veya şaft fırınlarında elde edilen demir ve bakır sülfürlü bir alaşım) için ergitme yapılır.

Tüm bu işlemlerden sonra elde edilen bakır matı, yatay konvertörlerde ilave yakıt verilmeden (kimyasal reaksiyonlar proses için gerekli ısıyı sağlar) demir ve sülfürlerin oksidasyonu için yandan üfleme ile üflenir. Elde edilen kükürt SO2'ye ve oksitler cürufa dönüştürülür.

Sonuç olarak, metal içeriğinin yaklaşık% 91 olduğu dönüştürücüden siyah bakır çıkar. Daha sonra, yangın arıtma (gereksiz safsızlıkların giderilmesi) ve asitleştirilmiş bir vitriol (bakır) çözeltisi kullanılarak temizliğe tabi tutulur. Bu temizlemeye elektrolitik denir ve bundan sonra bakır içeriği% 99.9'a ulaşır.

Hidrometalurjik bakır üretimi yöntemi ile metalin sülfürik asit (çok zayıf bir çözelti) ile liç edilmesi ve oluşan çözeltiden bakır ve diğer değerli metallerin ayrılmasıyla elde edilir. Bu teknik, düşük dereceli cevherlerle çalışmak için önerilir.

Bakır cevheri Bakırın daha sonraki işlenmesi ve endüstriyel amaçlar için kullanılması için yeterli konsantrasyonda mevcut olduğu bir mineral bileşiğidir. Üretimde, metal içeriği en az% 0,5-1 olan zenginleştirilmiş cevher kullanılması tavsiye edilir.

Bakır- altın-pembe renk tonunun plastik bir elemanı. Açık havada, metal hemen bir oksijen filmi ile kaplanır ve bu da ona belirli bir kırmızı-sarı renk verir.

Karakteristik özellikler: korozyon direnci, yüksek termal ve elektrik iletkenliği.

Aynı zamanda, eleman yüksek ile karakterize edilir. antibakteriyel özellikler, influenza virüslerini ve stafilokokları yok eder.

Endüstriyel komplekste, bakır en çok diğer bileşenlere sahip alaşımlarda kullanılır: nikel, çinko, kalay, altın vb.

Düşük özdirenci nedeniyle bakır, elektrik alanında güç kabloları ve tellerinin üretimi için aktif olarak kullanılmaktadır. İyi termal iletkenlik, bu metalin soğutma radyatörlerinde ve klimalarda kullanılmasına izin verir.

Aşağıdaki endüstriler bakır olmadan yapamaz:

• makine mühendisliği (pencere düzenleyicileri, yataklar);
• gemi yapımı (gövde ve yapıların kaplanması);
• inşaat (borular, çatı kaplama ve kaplama malzemeleri, sıhhi tesisat ekipmanları, vb.).

Mücevher endüstrisi için, mekanik mukavemeti ve aşınma direncini artıran altın alaşımları önemlidir.

Uzmanlar, tıbbi kurumlarda (korkuluklar, kapılar, kulplar, tırabzanlar vb.) antibakteriyel yüzeyler olarak metalin büyük ölçekli kullanımını tahmin ediyor.

İlginç! Ünlü Özgürlük Heykeli bakırdan yapılmıştır. Yapımı için yaklaşık 80 ton malzeme aldı. Ve Nepal'de bu metal kutsal kabul edilir.

Özgürlük Anıtı

Bakır cevheri grupları

Tüm bakır cevherleri genellikle dokuz endüstriyel jeolojik türe ayrılır ve bunlar da kökenlerine göre altı gruba ayrılır:

tabakalı grup

Bu grup bakır şeylleri ve kumtaşlarını içerir. Bu malzemeler büyük tortularla temsil edilir. Karakteristik özellikleri şunlardır: basit bir rezervuar şekli, faydalı bileşenlerin düzgün dağılımı, açık ocak madencilik yöntemlerinin kullanılmasına izin veren düz bir yüzey oluşumu.

pirit grubu

Bu, doğal bakır, damar ve bakır-pirit bileşiklerini içerir. Doğal metal en yaygın olarak diğer oksitlenmiş minerallerle birlikte bakır sülfür madenlerinin oksidasyon bölgelerinde bulunur.

Bakır-pirit metalleri şekil ve boyutlarda farklılık gösterir. Cevherde ana mineral pirit olup, kalkopirit ve sfalerit de mevcuttur.

Damarlı cevherler, kapanımlar içeren bir damar yapısı ile karakterize edilir. Bu tür cevherler, kural olarak, porfirlerle temas halinde ortaya çıkar.

Porfir bakır (hidrotermal)

Bakır ve molibden ile birlikte bu tortular, varlığı normdan çok daha yüksek olan altın, gümüş, selenyum ve diğer faydalı elementleri içerir.

Bakır nikel

Yataklar rezervuar, merceksi, düzensiz ve damar şeklinde sunulmaktadır. Metal, kobalt, platinoidler, altın vb. ile serpiştirilmiş büyük bir dokuya sahiptir.

Skarn cevheri

Skarn cevherleri, kalkerlerde ve kalkerli kayaçlarda yerel tortulardır. Küçük boyut ve karmaşık morfoloji ile karakterize edilirler. Bakır konsantrasyonu yüksektir, ancak düzensizdir - %3'e kadar.

Karbonat

Bu grup demir-bakır ve karbonatit cevherini içerir. Bu tür bakır şimdiye kadar Güney Afrika'daki tek yatak olarak keşfedildi. Bu karmaşık maden, alkali kaya masifine aittir.

Bakır hangi cevherden elde edilir?

İlginç! Bakır, doğada çok ender olarak külçe halinde bulunur. Bugüne kadar, bu tür en büyük buluntu, Kuzey Amerika'da Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunan 420 ton ağırlığında bir külçe olarak kabul edilir.

250'ye yakın bakır türü vardır, ancak bunlardan sadece 20'si sanayide kullanılmaktadır. Bunlardan en yaygın olanları:

Khalkozin

Kükürt (%20) ve bakır (%80) içeren mineral bileşimi. Karakteristik metalik parlaklığı nedeniyle "bakır parlaklık" olarak adlandırılır. Cevher, siyah veya gri tonlarda yoğun veya granüler bir yapıya sahiptir.

kalkopirit

Metal, skarnlarda ve gresenlerde bulunan hidrotermal kökenlidir. Çoğu zaman, galen ve sfalerit ile birlikte polimetalik cevherin bileşimine dahil edilir.

Bornit

Bakır cevherlerinin ana elementlerinden biri olan sülfür sınıfının doğal olarak oluşan bir minerali. Karakteristik bir mavimsi-mor renk tonuna sahiptir. Bakır (%63.33), demir (%11.12), kükürt (%25.55) ve gümüş safsızlıkları içerir. Yoğun ince taneli kütleler şeklinde oluşur.

Bakır cevheri çıkarma yöntemleri

Madenin derinliğine bağlı olarak açık ve kapalı metal madenciliği yöntemleri kullanılmaktadır.

Kapalı (yeraltı) geliştirmede, mayınlar birkaç kilometre uzunluğunda inşa edilir. Madenlerde, işçileri ve ekipmanı taşımak ve aynı zamanda madeni yüzeye taşımak için asansörler bulunur.

Yeraltında kaya, sivri uçlu özel sondaj ekipmanları ile ezilmeye tabi tutulur. Daha sonra kovalar yardımıyla cevher alınır ve yüklenir.

Açık yöntem, mevduat 400-500 metreye kadar derinlikte olduğunda geçerlidir. İlk olarak, atık kayanın üst tabakası çıkarılır, ardından bakır cevheri çıkarılır. Sert kayaları elde etmeyi kolaylaştırmak için önce patlayıcı cihazlarla yok edilir.

Bakır cevherinin açık ocak madenciliği

Bakır üretiminin iki ana yöntemi vardır:

• pirometalurjik;
• hidrometalurjik.

İlk yöntem, metalin ateşle rafine edilmesini içerir ve tüm faydalı elementlerin çıkarılmasıyla herhangi bir hammaddeyi işlemenize izin verir. Bu teknolojiyi kullanarak, metal içeriğinin % 0,5'in altında olduğu zayıf kayalardan bile bakır elde etmek mümkündür. İkinci yöntem, kural olarak, yalnızca zayıf bakır içeriğine sahip oksitlenmiş veya doğal cevherin işlenmesi için kullanılır.

Dünyada bakır cevheri madenciliği

Bakır madenleri belirli coğrafi bölgelerde yoğunlaşmamakta, farklı ülkelerde bulunmaktadır. Amerika'da Nevada ve Arizona eyaletlerinde kalkozin yatakları geliştirilmektedir. Bakır oksit birikintileri, kuprit, Küba'da yaygındır. Peru'da bakır klorür çıkarılıyor.

Dünyada neredeyse hiç zenginleştirilmiş cevher kaynağı kalmadı, bakır birkaç yüz yıldır çıkarıldı, bu nedenle tüm zengin madenler uzun zamandır geliştirildi. Endüstride düşük dereceli mineraller (% 0,5'e kadar bakır) kullanılmalıdır.

İlginç! Dünya üretimi açısından bakır, demir ve alüminyumdan sonra üçüncü sırada yer almaktadır.

Bakır cevheri rezervleri ve üretimi açısından lider ülkeler

Bakır cevheri bakımından zengin ülkelerin listesi şunları içerir: Şili, Amerika, Çin, Kazakistan, Polonya, Endonezya, Zambiya. Rusya Federasyonu'nun dünya cevher üretimindeki payı %9'dur (Şili ve ABD'den sonra üçüncü sıradadır). Maden rezervleri açısından Şili, dünya bakırının %33'ünün bulunduğu liderdir.

En büyük madenler:

• Chuquicamata madeni (Şili). 100 yılı aşkın bir süredir gelişmeler devam ediyor, bu süreçte 26 milyon ton metal geliştirildi;

• Escondida madeni (Şili). Madencilik 1990 yılından beri yapılmaktadır;

• Grasberg madeni (Endonezya).

Son zamanlarda Peru'da (Antamina), Brezilya'da (Salobu), Kazakistan'da (Nurkazgan) büyük madenler keşfedildi.

Uzmanlar, ekonomik olarak uygun bakır hacminin 400 milyon tondan fazla olduğunu söylüyor. dünya çapında.

Rusya'da bakır cevheri çıkarılması

Rusya'daki bakır hammadde tabanının yapısı dünya pazarından önemli ölçüde farklıdır. İçindeki ana pay, sülfit bakır-nikel (% 40) ve pirit (% 19) madenlerine düşmektedir. Diğer ülkelerde porfir bakır yatakları ve bakır kumtaşları hakimdir.

Rusya'da bakır cevheri yatakları

Rusya'da bakır cevherlerinin nerede çıkarıldığı sorusuna cevap verirken, önce Taimyr Özerk Okrugu seçilmelidir. Rusya'daki tüm bakır cevheri yataklarının %60'ından fazlası Oktyabrsky, Tapakhninsky ve Norilsk yataklarında yoğunlaşmıştır. Mineralin yaklaşık üçte biri Ural bakır cevheri bölgesinde çıkarılıyor.

Chita bölgesinde, gelişmemiş bir ulaşım altyapısı nedeniyle henüz geliştirilmeyen büyük bir Udokan madeni keşfedildi. Uzman verilerine göre, Rusya Federasyonu'ndaki sömürülen alanlar 30 yıldan fazla sürmeyecek.

Küçük konsantrasyonlarda mevcut olabilir:

• nikel;
• altın;
• platin;
• gümüş rengi.

Dünyanın her yerindeki mevduatlar, cevherin bileşiminde sadece yüzdelerinde farklılık gösteren yaklaşık olarak aynı kimyasal element grubuna sahiptir. Saf metal elde etmek için çeşitli endüstriyel yöntemler kullanılmaktadır. Metalurji işletmelerinin neredeyse %90'ı saf bakır - pirometalurjik üretmek için aynı yöntemi kullanır.

Bu işlemin şeması, sanayi için önemli bir artı olan ikincil hammaddelerden metal elde etmeyi de mümkün kılmaktadır. Mevduatlar yenilenemez mevduat grubuna ait olduğu için rezervler her yıl azalmakta, cevherler fakirleşmekte, çıkarımı ve üretimi pahalı hale gelmektedir. Bu sonuçta metalin uluslararası pazardaki fiyatını etkiler. Pirometalurjik yönteme ek olarak, başka yollar da vardır:

• hidrometalurjik;
• yangın arıtma yöntemi.

Bakırın pirometalurjik üretiminin aşamaları

Pirometalurjik yöntem kullanılarak bakırın endüstriyel üretimi, diğer yöntemlere göre avantajlara sahiptir:

• teknoloji yüksek verimlilik sağlar - yardımı ile bakır içeriğinin% 0,5'ten daha düşük olduğu kayalardan metal elde etmek mümkündür;
• ikincil hammaddeleri verimli bir şekilde işlemenizi sağlar;
• tüm aşamalarda yüksek derecede mekanizasyon ve otomasyon sağlanmıştır;
• kullanırken, atmosfere zararlı maddelerin emisyonları önemli ölçüde azalır;
• yöntem ekonomik ve verimlidir.

Zenginleştirme

Cevher zenginleştirme şeması

Üretimin ilk aşamasında doğrudan ocaktan veya madenden işleme tesislerine teslim edilen cevherin hazırlanması gerekmektedir. Genellikle önce ezilmesi gereken büyük kaya parçaları vardır.

Bu, büyük kırma birimlerinde olur. Ezmeden sonra, 150 mm'ye kadar bir fraksiyonla homojen bir kütle elde edilir. Ön zenginleştirme teknolojisi:

• hammaddeler büyük bir kaba dökülür ve suyla doldurulur;
• oksijen daha sonra bir köpük oluşturmak üzere basınç altında eklenir;
• metal parçacıklar kabarcıklara yapışır ve yukarı çıkar ve atık kaya altta çöker;
• ayrıca bakır konsantresi kavurma için gönderilir.

yanan

Bu aşama, kükürt içeriğini mümkün olduğunca azaltmayı amaçlar. Cevher kütlesi, sıcaklığın 700-800 o C'ye ayarlandığı bir fırına yerleştirilir. Termal maruziyetin bir sonucu olarak, kükürt içeriği yarıya iner. Kükürt oksitlenir ve buharlaşır ve safsızlıkların bir kısmı (demir ve diğer metaller) kolayca cüruf haline geçer ve bu da daha fazla eritmeyi kolaylaştıracaktır.

Kaya zenginse ve zenginleştirmeden sonra %25-35 bakır içeriyorsa bu aşama atlanabilir, sadece fakir cevherler için kullanılır.

mat üzerinde erime

Mat ergitme teknolojisi, derecelerde farklılık gösteren blister bakır elde etmeyi mümkün kılar: MCh1 - en saftan MCh6'ya (%96'ya kadar saf metal içerir). Eritme işlemi sırasında hammadde, sıcaklığın 1450 o C'ye yükseldiği özel bir fırına daldırılır.

Kütle eritildikten sonra dönüştürücülerde sıkıştırılmış oksijen ile üflenir. Yatay bir görünüme sahiptirler ve üfleme bir yan delikten gerçekleştirilir. Üfleme sonucunda demir ve kükürt sülfürler oksitlenir ve cürufa dönüştürülür. Dönüştürücüdeki ısı, sıcak kütlenin akışı nedeniyle oluşur, ayrıca ısınmaz. Sıcaklık 1300 o C'dir.

Dönüştürücünün çıkışında, %0.04'e kadar demir ve %0.1'e kadar kükürt ve ayrıca %0.5'e kadar diğer metalleri içeren bir taslak bileşim elde edilir:

• teneke;
• antimon;
• altın;
• nikel;
• gümüş rengi.

Bu tür kaba metal, 1200 kg ağırlığa kadar olan külçelere dökülür. Bu sözde anot bakırdır. Birçok üretici bu aşamada durur ve bu tür külçeleri satar. Ancak bakır üretimine genellikle cevherde bulunan değerli metallerin çıkarılması eşlik ettiğinden, işleme tesisleri ham alaşımı rafine etme teknolojisini kullanır. Aynı zamanda diğer metaller ayrıştırılır ve korunur.

Katot bakır ile arıtma

Rafine bakır elde etme teknolojisi oldukça basittir. Prensibi, bakır madeni paraları evde oksitlerden temizlemek için bile kullanılır. Üretim şeması şöyle görünür:

• elektrolitli bir banyoya kaba bir külçe yerleştirilir;
• elektrolit olarak aşağıdaki içeriğe sahip bir çözelti kullanılır:
  • bakır sülfat - 200 g / l'ye kadar;
  • sülfürik asit - 135–200 g/l;
  • kolloidal katkı maddeleri (tiyoüre, ahşap tutkalı) - 60 g / l'ye kadar;
  • Su.
• elektrolit sıcaklığı 55 ° C'ye kadar olmalıdır;
• katot bakır plakalar banyoya yerleştirilir - ince saf metal levhalar;
• elektrik bağlanır. Bu sırada metalin elektrokimyasal çözünmesi meydana gelir. Bakır partikülleri katot plakası üzerinde yoğunlaşırken, diğer inklüzyonlar dibe çöker ve çamur olarak adlandırılır.

Rafine bakır elde etme sürecinin daha hızlı ilerlemesi için anot külçelerinin 360 kg'ı geçmemesi gerekir.

Tüm elektroliz işlemi 20-28 gün sürer. Bu süre zarfında katot bakır 3-4 kata kadar çıkarılır. Plakaların ağırlığı 150 kg'a kadar elde edilir.

Nasıl yapılır: bakır madenciliği

Arıtma işlemi sırasında, bakır katot üzerinde dendritler oluşabilir - anoda olan mesafeyi kısaltan büyümeler. Sonuç olarak, reaksiyonun hızı ve verimliliği azalır. Bu nedenle, dendritler oluştuğunda hemen uzaklaştırılırlar.

Bakırın hidrometalurjik üretim teknolojisi

Bu yöntem yaygın olarak kullanılmamaktadır, çünkü bu durumda bakır cevherinde bulunan değerli metaller kaybolabilmektedir.

Kaya zayıf olduğunda kullanımı haklıdır - %0,3'ten daha az kırmızı metal içerir.

Hidrometalurjik yöntemle bakır nasıl elde edilir?

İlk olarak, kaya ince bir fraksiyona ezilir. Daha sonra alkali bir bileşime yerleştirilir. Çoğu zaman, sülfürik asit veya amonyak çözeltileri kullanılır. Reaksiyon sırasında bakır, demir ile yer değiştirir.

Bakırın demir ile sementasyonu

Süzmeden sonra kalan bakır tuzlarının çözeltileri daha fazla işleme tabi tutulur - sementasyon:

• çözeltiye demir tel, levhalar veya diğer artıklar yerleştirilir;
• kimyasal reaksiyon sırasında demir, bakırın yerini alır;
• sonuç olarak metal, bakır içeriğinin %70'e ulaştığı ince bir toz halinde salınır. Daha fazla saflaştırma, bir katot plakası kullanılarak elektroliz yoluyla gerçekleşir.

Blister bakırın yangın arıtma teknolojisi

Bu saf bakır elde etme yöntemi, hammadde bakır hurdası olduğunda kullanılır.

İşlem, kömür veya yağ ile ateşlenen özel yankılı fırınlarda gerçekleşir. Erimiş kütle, içine havanın demir borulardan üflendiği banyoyu doldurur:

• boru çapı - 19 mm'ye kadar;
• hava basıncı - 2,5 atm'ye kadar;
• fırın kapasitesi - 250 kg'a kadar.

Rafine etme sürecinde bakır hammaddeleri oksitlenir, kükürt yanar, sonra metaller. Oksitler sıvı bakırda çözünmezler, yüzeye çıkarlar. Bunları çıkarmak için, arıtma işlemi başlamadan önce banyoya yerleştirilen ve duvarlar boyunca yerleştirilen kuvars kullanılır.

Hurda metalde nikel, arsenik veya antimon varsa, teknoloji daha karmaşık hale gelir. Rafine bakırdaki nikel yüzdesi sadece %0,35'e düşürülebilir. Ancak diğer bileşenler (arsenik ve antimon) varsa, bakırda çözünen nikel "mika" oluşur ve çıkarılamaz.

Video: Uralların bakır cevherleri

Bakır madenciliği, cevherden metal çıkarma teknolojisi ile yakından ilgilidir ve yatağın özellikleri dikkate alınarak uygun maliyetli yollarla gerçekleştirilir.

Bakır ürünleri üretimi için teknoloji.

Metal çıkarma için mineral baz

Bakır cevherinin çıkarılması için hammaddeler, metal bileşenin ekonomik olarak karlı endüstriyel gelişme için gerekli miktarda bulunduğu doğal mineral oluşumlarıdır.

Bakır cevherinin çıkarılması için hammaddeler.

Cevher yatakları, oksidasyon bölgesinde oluşan silikat, karbonat, sülfat bileşikleri, oksitler ile temsil edilir.

Endüstriyel gelişim için keşfedilen mineraller arasında şunlar bulunmaktadır:

• kalkopirit;
• kalkozin;
• Bornit;
• kuprit;
• doğal bakır;
• brokantit;
• azurit;
• kübanit;
• malakit;
• krizotil.

Cevherde metal konsantrasyonu %0,3–5'tir ve minerallerde konsantrasyon indeksi %22–100'dür (doğal metal). Bakır yatakları, ana işleme ek kimyasal elementler olarak çıkarılan diğer değerli bileşenlerle genetik bir ilişki içindedir.

İlişkili bileşenler şunları içerir:

• platonoidler;
• gümüş rengi;
• altın;
• tellür;
• galyum;
• molibden;
• bizmut;
• nikel;
• titanyum;
• çinko.

Bakır çıkarmak için cevher arsenik, antimon, daha az sıklıkla cıva içerir. İlişkili kimyasal elementlerin türüne bağlı olarak, aralarında ana olanlar olan tortu türleri ayırt edilir:

• bakır nikel;
• bakır pirit;
• bakır kumtaşları ve şeyller;
• porfir bakır.

Metal ve kuvars-sülfür oluşumlarının Skarn yatakları ikincil öneme sahiptir. Gelecekte, Dünya Okyanusu'nun alt çökellerinde bulunan ferromangan nodülleri, endüstriyel metal üretimi için hammadde olarak kabul edilmektedir.

madencilik yöntemleri

Cevher yataklarında bakır nasıl çıkarılır? Kayadaki düşük metal konsantrasyonu, büyük miktarda malzemenin işlenmesini sağlar. Bir birim metal kütlesi elde etmek için 200 birim cevherin işlenmesi gerekir.

Esas olarak açık bir ocakta çıkarılan bakır, 1000 m'ye kadar derinlikte bulunur, açık ocak madenlerinin derinliği 150-300 m'ye ve bazı durumlarda 600 m'ye kadar ulaşır. 1000 m'ye kadar yeraltında mayınlı.

Bakır aramak için cevherin işlenmesi.

Bazı standartlar, cevher hammaddelerini çıkarmak için derinleşen gelişmelerin uygunluğunu düzenler. Bunun nedeni, hammadde maliyetini artıran madencilik teknolojisi, ek maliyetler ve düşük ekipman verimliliğidir.

Bu nedenle, açık yöntem, geliştirme sırasında önemsiz kayıplarla karakterize edilen metalurji endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Her ne kadar atık kayaların depolanmasıyla ilgili dezavantajlar da olsa.

Örneğin 2013 yılında Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Kennecott Utah Copper Bingham Canyon Madeni'nde bir toprak kayması meydana geldi. Bingham Kanyonu ocağının derinliği yaklaşık 1 km, çapı ise yaklaşık 4 km'dir. Cevher 150 yıldır burada çıkarılıyor.

Hammaddelerin işleneceği yere teslimatı 231 ton taşıma kapasiteli araçlarla gerçekleştirildi.Madenciler tehlikeli olay hakkında uyarıldı ve olayların gelişmesine hazırdı. Taş ocağı duvarı günde birkaç santim hızla hareket etti ve onu güçlendirmek için yapılan girişimler istenen sonucu vermedi.

Hammaddelerin çıkarılması için koşullar, aşağıdakileri kullanarak sıralı geliştirme teknolojisinin kullanılmasını gerektirir:

• kendinden tahrikli ekipman;
• hammaddelerin çıkarılması sırasında iş yapmak;
• Daha fazla geliştirmenin güvenliği amacıyla mayınlı alanın özel malzemelerine sahip yer imleri.

Her teknolojik süreç, mevduat gelişimi sırasında kayıpların azaltılmasını, cevher çıktısının performansında bir iyileşme sağlar.

Katmanlar halinde cevher çıkarılırken, rezervlerin tam kullanımı sağlanır. Derin ocak koşullarında, cevher oluşumunun özellikleri dikkate alınarak döngüsel akış teknolojisi kullanılır.

Metal çıkarma teknolojisi

Değerli bir bileşen içermeyen kayayı ayırmak için flotasyon yöntemi kullanılır. Yüksek konsantrasyonlarda bakır içeren sadece az miktarda hammadde doğrudan ergitme işlemine tabi tutulur. Metal eritme, aşağıdaki işlemleri içeren karmaşık bir süreci içerir:

• yanma;
• sigorta;
• dönüştürme;
• ateş ve elektrolitik arıtma.

Hammaddelerin eritilmesi.

Hammaddelerin kavrulması sırasında içerdiği sülfürler ve safsızlıklar oksitlere dönüşür (pirit, demir okside dönüşür). Kavurma sırasında açığa çıkan gazlar sülfür oksit içerir ve asit üretmek için kullanılır.

Sıcaklık gradyanının kayaya etkisi sonucu oluşan metal oksitler, pişirim sırasında cüruf şeklinde ayrılmaktadır. Yeniden eritme ile elde edilen sıvı ürün dönüştürülür.

Değerli bileşenler, blister bakırdan çıkarılır ve sıvı karışımı oksijenle doyurup, ardından kalıplara dökerek yangında arıtma ve diğer metaller ile zararlı safsızlıklar giderilir. Dökümler, elektrolitik bakır arıtma işlemi için bir anot olarak kullanılır.

Bakır ve nikel içeren hammadde, metal konsantresi elde etmek için seçici flotasyon şemasına göre zenginleştirilir. Demir-bakır cevherleri manyetik ayırmaya tabi tutulur.

Bakır konsantresini çıkarmak için bakır kumtaşı ve şeyl cevherleri, damar kayaları ve doğal metal işlenir. Zenginleştirme, yerçekimi yöntemiyle gerçekleştirilir.

Flotasyon yöntemi, karışık ve oksitlenmiş cevherler için kullanılır, ancak kimyasal yöntem ve bakteriyel liç daha yaygın olarak kullanılır.

Cevherin düşük bakır içeriği ile zenginleştirilmesi, bakırın sülfürik asit ile liç edilmesinden oluşan hidrometalurjik bir yöntemle gerçekleştirilebilir. İşlem sonucunda elde edilen solüsyondan bakır ve değerli metaller de dahil olmak üzere ilgili metaller izole edilir.