Меню

Какая цветом медная руда



Медь: цвет, особенности добычи, характеристика металла

Медь в чистом виде характеризуется пластичностью, вязкостью, легко поддаётся прокатыванию в тонкие металлические листы. Освоена человеком и нашла широкое применение ещё с древних времён, благодаря сравнительно доступному способу добычи из руды при небольшой температуре плавления. Большинство людей знают, какого цвета бывает медь. Это красноватый, на некоторых участках бурый, а на изломе — с розовым оттенком металл.

Добыча металла

В природе медь в виде самородков встречается чаще, по сравнению с золотом, серебром или железом. Древнейшие медные предметы, а также шлак, свидетельствующий о выплавке её из руды, были обнаружены в Турции при раскопках древних поселений. Из истории известно, что за каменным веком последовал медный, характеризующийся изготовлением и применением медных предметов. Исследования учёных говорят о том, что даже при мягкости металла орудия труда из меди выигрывают в скорости строгания, рубки, сверления и распила древесины у каменных изделий.

Медные руды — это залежи минералов, которые содержат не только медь, но и другие вещества, способствующие формированию их свойств, например, никель. Медными считают те виды руд, в которых содержание количества меди было бы достаточным для целесообразной добычи промышленными способами. Таким требованиям соответствуют руды, содержащие цветной металл в пределах от 0,5 до 1%. Земля располагает ресурсами, содержащими медь, 90% из которых — медно-никелевые руды.

Сейчас добывают руду в ряде стран, но наиболее масштабные месторождения отмечаются в Австралии, Чили, Индонезии, США. В последние годы непрерывный процесс добычи этого металла заметно сократился. Это обуславливается широким использованием в промышленности лома (сырья).

Из-за прочности металла и способности сохранять свои физико-химические свойства продолжительное время жизненный цикл у меди довольно долгий, хотя изделия приходят со временем в негодность. Они сдаются в металлоприемные пункты, и начинается новый процесс переработки медного лома, состоящий из нескольких этапов и положительно влияющий на экономику производства. При этом недра земли остаются нетронутыми, к тому же переработка руды требует немалых затрат энергии, а на переработку лома расходуется на 90% меньше. Таким высоким показателем характеризуются далеко не все металлы.

Медь принадлежит к группе цветных металлов, даже руда отличается выраженным медным цветом. Добычу руды осуществляют в основном открытым способом, то есть без шахтных сооружений, а металл извлекается с применением обогащения методом флотации. Рудная порода смачивается водой, вещества, не содержащие металл, увлажняются и слипаются, образуя отходы, а не смоченные частицы поднимаются вверх и образуют пену. Затем медная руда подвергается дополнительному циклу очистки, отправляется в плавильную печь, потом на изготовление заготовок.

Характеристика и особенности

Медь выглядит золотисто-розовым металлом, который при взаимодействии с воздухом приобретает оксидный налёт желтовато-красного оттенка. Так же, как золото, цезий и осмий, характеризуется индивидуальной цветовой окраской. Существуют ещё некоторые особенности металла:

  1. Обладает высокой степенью электропроводности (после серебра на втором месте), особенно при использовании её в чистом виде. Примесь других металлов или каких-либо веществ в составе снижает её проводимость.
  2. Металл прочен и долговечен, поэтому широко применяется в производстве труб, кровельных материалов.
  3. Привлекательный цвет и блеск меди дали возможность использовать её для изготовления посуды, различных декоративных изделий, предметов и украшений интерьера.
  4. Важной особенностью меди является процесс окисления. При взаимодействии с влажной средой металл приобретает уникальный налёт. Благодаря слою патины металл защищён от коррозионного процесса и различных повреждений. Это свойство меди часто используется художниками и скульпторами. Искусственно подвергая металл воздействию влаги, получают необычную окраску изделия. Примером может служить статуя Свободы в США. С годами на ней стала образовываться патина, и монумент приобрёл зелёный оттенок. Теперь американцы называют свой символ «Зелёная леди».
  5. Отличается высокой энергоэффективностью. Хорошая теплопроводность металла позволяет значительно экономить энергию. Если система отопления снабжена медными трубами с изоляцией, потери тепла снижаются во много раз. И наоборот, в охладительных системах благодаря металлу поддерживается заданная температура.
  6. Это незаменимый микроэлемент, участвующий во многих процессах работы организма человека: кроветворении, метаболизме сахара и холестерина, способствует усвоению железа, улучшает работу сердечно-сосудистой системы и головного мозга.

Этим металлом богаты многие продукты. Суточная доза, необходимая для нормального функционирования организма, составляет от 1,5 до 3 мг в сутки. Нужно иметь в виду, что недостаточное количество пагубно влияет на организм человека.

Отличие от других элементов

Химически чистый металл характеризуется тремя особенностями — индивидуальным цветом (с каким медь встречается в быту), пластичностью и стойкостью к коррозии. Последнее свойство формируется благодаря образованию тонкой оксидной плёнки. Этот слой дополняет тёмно-красным оттенком цвет розовой меди, а также придаёт металлу химическую инертность в неагрессивной среде.

Читайте также:  Как получить цвет красок светлое дерево

Для идентифицирования меди применяется спектральный анализ, требующий специального дорогостоящего приспособления — анализатора металлов, тогда как при самостоятельном анализировании потребуется набор определённых приёмов:

  1. Визуальное отличие медного лома от других цветных металлов. При естественном освещении чистый элемент Cu имеет красно-розовый цвет. Искусственное освещение меняет цвет меди, бывает ближе к жёлто-зелёному тону.
  2. Устранение поверхностной оксидной плёнки. Для этого нужно нарушить верхний слой при помощи напильника.

Сложнее будет отличить чистый элемент от медных сплавов: латуни и бронзы, а также омеднённого алюминия. В составе латуни содержатся медь и цинк, наличие которого колеблется от 4 до 45%. При высоком проценте содержания примеси отличить от чистого металла будет несложно, так как цвет латуни будет более светлым.

При возрастании количества цинка в сплаве происходит смещение от красного тона к жёлтому. Следовательно высокомедную латунь с 10% содержанием примесей зрительно можно принять за чистую медь. Однако есть три варианта, благодаря которым можно сделать различие:

  1. Определение по звуку. При ударе по металлу мягкая медь будет издавать приглушённый звук, а латунь звонкий. Такой метод результативно работает для крупногабаритных изделий, например, труб.
  2. По сгибу. Её можно легко согнуть, тогда как более жёсткая латунь менее податлива.
  3. По весу. Плотность Cu 9 г/куб. см. Это выше, чем у цинка (7,1). Латунь характеризуется величиной в среднем 8,6 г/куб. см.

Идентифицировать медь можно также по металлической стружке: медная имеет форму спирали, латунная прямую, игольчатую. Можно использовать химические вещества, например, соляную кислоту. Медь не будет реагировать, находясь в растворе, а поверхность латуни покроется белым налётом, называющимся хлоридом цинка, — результат реакции.

Способы определения бронзы и алюминия

Не всегда возможно определить вид металла по цвету. Например, бронза является сплавом меди с оловом и также имеет розово-красный оттенок. Поэтому нужно воспользоваться способом опробования на пластичность. При надавливании на медь жёстким предметом на поверхности останется выемка, бронза при такой манипуляции не будет деформироваться.

Отличить медь от бронзы можно при помощи раствора соли. В одном литре воды следует растворить 200 г соли, вылить в металлическую ёмкость и подогреть до 60 градусов. Затем в горячую жидкость поместить кусочки металла и подождать примерно 20 минут. Медь поменяет цвет, а бронза не отреагирует на воздействие раствора соли.

Выявить металлы можно ещё по свойству патинирования меди, которая через определённое время окисляется и покрывается зеленовато-голубым налётом. Бронза не обладает таким свойством. Металлы нетрудно различить по цвету. Сложнее определить, из чего изготовлены жилы кабеля. Лужёная медь имеет серебристый оттенок, а омеднённый алюминий светло-жёлтый, поэтому отличить их по цвету очень сложно.

Верным способом будет сравнение их сопротивления. Витая пара медных жил, длиной 100 м, имеет величину параметра от 4 до 8 Ом, сопротивление алюминиевого кабеля такой же длины намного выше (от 12 до 20 Ом). Зная, что медь обладает высокой степенью электропроводности, можно делать выводы. Ещё проверяются жилы при помощи сгибания и разгибания. Проводник из алюминия быстро сломается, а на медный придётся потратить некоторое время.

Кровельные покрытия

Оригинальный цвет, присущий меди, а также её антикоррозийное свойство сыграли большую роль в освоении её как кровельного материала ещё много лет назад. Долго в этом качестве использовали более дешёвые сталь и алюминий, но в последнее время дизайнеров и архитекторов вновь заинтересовал необычный металл.

Кровля из медного покрытия отличается не только роскошностью и привлекательностью, но также высоким качеством и долгим сроком службы, способностью противостоять различным воздействиям: механическим, температурным и другим. Дома с медной кровлей имеют стильный и презентабельный вид.

Благодаря технологическим возможностям сейчас сразу можно получать медь нужного цвета, раньше дома покрывались жёлто-блестящего цвета металлолом. Со временем цвет кровли постепенно темнел, так как формировался оксид металла на её поверхности. А ещё через время химические процессы, которые происходили под действием окружающей среды, образовывали на кровле слой патины малахитово-зелёного цвета. Благодаря такому слою металл надёжно защищён от коррозионного процесса, поэтому крыши, покрытые патиной, служат несколько десятилетий и при этом сохраняют свои эксплуатационные характеристики.

Читайте также:  Как изменить фисташковый цвет

В настоящее время специализированные магазины снабжены множеством каталогов, где сразу можно подобрать медные листы, подходящего цвета, для покрытия крыши. Благодаря современным технологиям на выбор представлен классический, оксидированный и патинированный тип покрытия.

Сейчас медь используют не только для кровель домов, но и для фасадов. Это и красиво, и выгодно. Фасад из меди не нуждается в особом уходе, не выгорает на солнце, защищает строение от перепадов температуры и повышенной влажности.

Оригинальностью цвета отличаются оксид и сульфат меди, широко применяющиеся в промышленности. Оксид меди, у которого кристаллы чёрного цвета, используется для тонирования стеклянных и лакокрасочных материалов. Сульфат меди не применяется как краситель, но зато обладает чудным сине-бирюзовым цветом.

Источник

Медная руда: свойства, применение, добыча

Медная руда – это соединение минералов, в которых медь представлена в достаточной концентрации для ее дальнейшей переработки и использования в промышленных целях.

В производстве целесообразно использовать обогащенную руду с содержанием металла не менее 0,5-1%.

Медная руда: свойства и характеристики

Медь – пластичный элемент золотисто-розового оттенка. На открытом воздухе металл сразу покрывается кислородной пленкой, которая придает ему специфический красно-желтый цвет.

Характерные свойства: коррозийная устойчивость, высокая тепло- и электропроводность.

При этом элемент отличается высокими антибактериальными свойствами, уничтожает вирусы гриппа и стафилококки.

В промышленном комплексе чаще всего медь используется в сплавах с другими компонентами: никелем, цинком, оловом, золотом и т.д.

Применение медной руды

Благодаря низкому удельному сопротивлению медь активно применяется в электротехнической сфере для изготовления силовых кабелей и проводов. Хорошая теплопроводность позволяет использовать этот металл в радиаторах охлаждения и кондиционерах.

Без меди не обходятся следующие производственные отрасли:

  • машиностроение (стеклоподъемники, подшипники);
  • судостроение (обшивка корпусов и конструкций);
  • строительство (трубы, кровля и облицовочные материалы, сантехническое оборудование и т.д.).

Для ювелирной сферы актуальны сплавы с золотом, которые увеличивают механическую прочность и стойкость к истиранию.

Эксперты прогнозируют масштабное применение металла в качестве антибактериальных поверхностей в медицинских учреждениях (перила, двери, ручки, поручни и т.д.).

Интересно! Знаменитая Статуя Свободы изготовлена из меди. На ее строительство понадобилось порядка 80 тонн материала. А в Непале этот металл считается священным.

Группы медных руд

Все медные руды принято делить на девять промышленно-геологических видов, которые в свою очередь подразделяются на шесть групп по происхождению:

Стратиформная группа

В эту группу входят медные сланцы и песчаники. Эти материалы представлены крупными месторождениями. Их характерные черты: простая пластовая форма, равномерное распределение полезных компонентов, пологое поверхностное залегание, позволяющее использовать открытые способы добычи.

Колчеданная группа

Сюда входит самородная медь, жильные и медно-колчеданные соединения. Самородный металл чаще всего встречается в зонах окисления медно-сульфидных рудников вместе с другими окисленными минералами.

Медно-колчеданные металлы отличаются формами и размерами. Основной минерал в руде – пирит, также присутствуют халькопириты и сфалериты.

Для жильных руд характерна прожилковая структура с вкраплениями. Такие руды, как правило, залегают в контакте с порфирами.

Медно-порфировая (гидротермальная)

Эти месторождения вместе с медью и молибденом содержат золото, серебро, селен и другие полезные элементы, наличие которых значительно выше нормы.

Медно-никелевая

Месторождения представлены в пластовой, линзообразной, неправильной и жильной форме. Металл имеет вкрапленную массивную текстуру с кобальтом, платиноидами, золотом и т.д.

Скарновая руда

Скарновые руды – это локальные месторождения в известняках и известково-терригенных породах. Они характеризуются небольшими размерами и сложной морфологией. Концентрация меди высокая, но неравномерная – до 3%.

Карбонатовая

В состав этой группы входит железомедная и карбонатитовая руда. По этому типу меди обнаружено пока единственное месторождение в ЮАР. Этот комплексный рудник относится к массиву щелочных пород.

Из каких руд получают медь

Интересно! Медь очень редко встречается в природе в виде самородков. На сегодняшний день самой крупной такой находкой считается самородок, обнаруженный в Северной Америке на территории США массой 420 тонн.

Существует почти 250 видов меди, но из них всего 20 видов используются в промышленности. Самые распространенные из них:

Читайте также:  Какие бывают оттенки голубого цвета

Халькозин

Соединение минералов с содержанием серы (20%) и меди (80%). Носит название “медный блеск” из-за своего характерного металлического блеска. Руда имеет плотную или зернистую структуру черного или серого оттенка.

Халькопирит

Металл имеет гидротермальное происхождение, встречается в скарнах и грейзенах. Чаще всего входит в состав полиметаллической руды вместе с галенитом и сфалеритом.

Борнит

Распространенный в природе минерал класса сульфидов, один из главных элементов медных руд. Имеет характерный синевато-пурпурный оттенок. Содержит в себе медь (63,33%), железо (11,12%), серу (25,55%) и примеси серебра. Встречается в виде плотных мелкозернистых масс.

Способы добычи медной руды

В зависимости от глубины рудника используются открытый и закрытый способы добычи металла.

Закрытый (подземный) способ добычи медной руды

При закрытой (подземной) разработке строятся шахты протяженностью в несколько километров. Шахты оснащаются лифтами для перемещения рабочих и техники, а также для транспортировки минерала на поверхность.

Под землей порода подлежит дроблению специальным буровым оборудованием с шипами. Затем с помощью ковшей происходит забор и погрузка руды.

Открытый способ актуален в том случае, когда залежи находятся на глубине до 400-500 метров. Сначала снимается верхний пласт пустой породы, после чего вынимается медная руда. Чтобы было проще доставать твердые породы, ее предварительно разрушают взрывными устройствами.

Открытый способ добычи медной руды

Технологический процесс производств меди

Выделяют два основных способа производства меди:

Первый способ предполагает огневое рафинирование металла и позволяет обработать любое сырье с извлечением всех полезных элементов. С помощью этой технологии можно получать медь даже из бедной породы, в которой содержание металла ниже 0,5%. Второй способ применяется, как правило, только для обработки окисленной или самородной руды с бедным содержанием меди.

Добыча медных руд в мире

Медные рудники не сосредоточены в определенных географических зонах, а обнаружены в разных странах. В Америке в штатах Невада и Аризона разрабатывают месторождения халькозина. На Кубе распространены залежи оксида меди – куприта. В Перу ведется добыча хлорида меди.

Источников обогащенных руд в мире почти не осталось, медь добывается уже несколько сотен лет, поэтому все богатые рудники давно уже разработаны. В промышленности приходится применять низкосортные минералы (до 0,5% меди).

Интересно! По объёму мирового производства, медь находится на третьем месте после железа и алюминия.

Страны лидеры по запасам и добыче медной руды

В список стран, богатых медными рудами, входят: Чили, Америка, Китай, Казахстан, Польша, Индонезия, Замбия. Доля РФ в мировой добыче руды составляет 9% (это третье место после Чили и США). По запасам минерала лидирует Чили, в которой находится 33% от мирового объема меди.

Самыми крупными рудниками считаются:

  • Рудник Чукикамата (Чили). Разработки ведутся более 100 лет, в течение этого периоды было разработано 26 млн. тонн металла;

Карьер Чукикамата (Чили)

  • Рудник Эскондида (Чили). Добыча осуществляется с 1990 года;

Карьер Эскондида (Чили)

  • Рудник Грасберг (Индонезия).

Карьер Грасберг (Индонезия)

Недавно были обнаружены крупные рудники в Перу (Антамина), в Бразилии (Салобу), Казахстане (Нурказган).

Эксперты утверждают, что объем экономически рентабельной меди составляет более 400 млн. тонн. по всему миру.

Добыча медной руды в России

Структура сырьевой базы меди в России существенно отличается от мирового рынка. Основная доля в ней приходится на сульфидные медно-никелевые (40%) и колчеданные (19%) рудники. В то время как в других странах преобладают медно-порфировые месторождения и медистые песчаники.

Месторождения медных руд в России

Отвечая на вопрос, где в России добывают медные руды, в первую очередь следует выделить Таймырский АО. В Октябрьском, Тапахнинском и Норильском месторождениях сосредоточено более 60% всех залежей медной руды в России. Около одной трети минерала добывают в Уральском меднорудном районе.

В Читинской области обнаружен крупный рудник Удокан, который пока не разрабатывается из-за неразвитой транспортной инфраструктуры. Согласно экспертным данным эксплуатируемых месторождений в РФ хватит не более, чем на 30 лет.

Источник