Полезные ископаемые: медные руды

Медная руда: свойства, применение, добыча

Содержание статьи:

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%.

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.

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.

Статуя Свободы

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.

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:

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.

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

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.

Закрытый (подземный) способ добычи медной руды

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

Выделяют два основных способа производства меди:

  • пирометаллургический;
  • гидрометаллургический.

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.

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.

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.

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.

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: https://promdevelop.ru/mednaya-ruda-svojstva-primenenie-dobycha/

Медная руда и технология добычи чистой меди

Медь, активно используемая практически во всех отраслях промышленности, добывается из различных руд, самой распространенной из которых является борнит. Популярность этой медной руды объясняется не только высоким содержанием меди в ее составе, но и значительными запасами борнита в недрах нашей планеты.

Самородная медь

Месторождения медных руд

Медные руды – это скопление минералов, в которых, кроме меди, содержатся и другие элементы, формирующие их свойства, в частности никель.

К категории медных причисляют те типы руд, в которых данного металла содержится такое количество, чтобы его было экономически целесообразно извлекать промышленными методами. Таким условиям удовлетворяют руды, содержание меди в которых находится в пределах 0,5–1%.

Наша планета располагает запасом медесодержащих ресурсов, основную часть из которых (90%) составляют медно-никелевые руды.

Большая часть запасов медных руд в России находится в Восточной Сибири, на Кольском полуострове, в Уральском регионе.

В списке лидеров по суммарным запасам таких руд находится Чили, также разрабатываются месторождения в следующих странах: США (порфировые руды), Казахстане, Замбии, Польше, Канаде, Армении, Заире, Перу (порфировые руды), Конго, Узбекистане.

Специалисты подсчитали, что в крупных месторождениях всех стран меди суммарно содержится порядка 680 миллионов тонн. Естественно, вопрос о том, как добывают медь в различных странах, необходимо рассматривать отдельно.

Ковеллин

Все месторождения медных руд делятся на несколько категорий, различающихся по генетическим и промышленно-геологическим характеристикам:

  • стратиформная группа, представленная медными сланцами и песчаниками;
  • руды колчеданного типа, к которым относятся самородная и жильная медь;
  • гидротермальные, включающие руды, называемые медно-порфировыми;
  • магматические, которые представлены наиболее распространенными рудами медно-никелевого типа;
  • руды скарнового типа;
  • карбонатовые, представленные рудами железомедного и карбонатитового типа.

Борнит

Природные соединения с содержанием меди

Чистая медь, которую собой представляют ее самородки, представлена в природе в очень незначительных количествах. В основном медь в природе присутствует в виде различных соединений, наиболее распространенными из которых являются следующие.

  • Борнит – минерал, получивший свое название в честь ученого из Чехии И. Борна. Это сульфидная руда, химический состав которой характеризует ее формула – Cu5FeS4. Борнит имеет и другие названия: пестрый колчедан, медный пурпур. В природе эта руда представлена в двух полиморфных видах: низкотемпературной тетрагонально-скаленоэдрической (температура меньше 228 градусов) и высокотемпературной кубически-гексаоктаэдрической (больше 228 градусов). Данный минерал может иметь различные виды и в зависимости от своего происхождения. Так, экзогенный борнит – это вторичный ранний сульфид, который очень неустойчив и легко разрушается при выветривании. Второй тип – эндогенный борнит – характеризуется непостоянством химического состава, в котором могут присутствовать халькозин, галенит, сфалерит, пирит и халькопирит. Теоретически минералы данных видов могут включать в свой состав от 25,5% серы, более 11,2% железа и свыше 63,3% меди, но на практике такое содержание этих элементов никогда не выдерживается.
  • Халькопирит – минерал, химический состав которого характеризуется формулой CuFeS2. Халькопирит, имеющий гидротермальное происхождение, раньше называли медным колчеданом. Наряду со сфалеритом и галенитом он входит в категорию полиметаллических руд. Данный минерал, который, кроме меди, содержит в своем составе железо и серу, формируется в результате протекания метаморфических процессов и может присутствовать в двух типах медных руд: контактово-метасоматического вида (скарны) и горные метасоматические (грейзены).
  • Халькозин – сульфидная руда, химический состав которой характеризуется формулой Cu2S. Такая руда содержит в своем составе значительное количество меди (79,8%) и серу (20,2%). Эту руду часто называют «медным блеском», что объясняется тем, что ее поверхность выглядит как отблескивающий металл, обладающий различными оттенками – от свинцово-серого до совершенно черного. В медесодержащих рудах халькозин выглядит как плотные или мелкозернистые включения.
Читайте также:  Первые лучи марта

Халькопирит

В природе встречаются и более редкие минералы, которые содержат в своем составе медь.

  • Куприт (Cu2O), относящийся к минералам оксидной группы, часто можно встретить в местах, где есть малахит и самородная медь.
  • Ковеллин – сульфидная порода, сформированная метасоматическим путем. Впервые этот минерал, содержание меди в котором составляет 66,5%, был обнаружен в начале позапрошлого столетия в окрестностях Везувия. Сейчас ковеллин активно добывают на месторождениях в таких странах, как США, Сербия, Италия, Чили.
  • Малахит – минерал, хорошо известный всем как поделочный камень. Наверняка все видели изделия из этого красивейшего минерала на фото или даже являются их обладателями. Малахит, который в России очень популярен, – это углекислая медная зелень или дигидрококскарбонат меди, относящийся к категории полиметаллических медесодержащих руд. Найденный малахит свидетельствует о том, что рядом есть месторождения других минералов, содержащих медь. В нашей стране крупное месторождение этого минерала находится в районе Нижнего Тагила, раньше его добывали и на Урале, но сейчас его запасы там значительно истощены и не разрабатываются.
  • Азурит – минерал, который из-за своего синего цвета также называют «медной лазурью». Он характеризуется твердостью 3,5–4 единицы, основные его месторождения разрабатываются в Марокко, Намибии, Конго, Англии, Австралии, Франции и Греции. Азурит часто сращивается с малахитом и залегает в тех местах, где поблизости расположены месторождения медесодержащих руд сульфидного типа.

Малахит

Технологии производства меди

Чтобы извлечь медь из минералов и руд, о которых мы говорили выше, в современной промышленности применяются три технологии: гидрометаллургическая, пирометаллургичекая и электролиз.

Пирометаллургичекая методика обогащения меди, которая является самой распространенной, в качестве сырья использует халькопирит. Данная технология предполагает выполнение нескольких последовательных операций.

На первом этапе производится обогащение медной руды, для чего используется окислительный обжиг или флотация.

Метод флотации основывается на том, что пустая порода и ее части, в которых содержится медь, смачиваются по-разному.

При помещении всей массы породы в ванну с жидким составом, в котором формируются воздушные пузырьки, та ее часть, которая содержит в своем составе минеральные элементы, транспортируется этими пузырьками на поверхность, прилипая к ним.

В итоге на поверхности ванны собирается концентрат – черновая медь, в котором данного металла содержится от 10 до 35%. Именно из такого порошкообразного концентрата и происходит дальнейшее получение чистой меди.

Несколько иначе выглядит окислительный обжиг, с помощью которого обогащают медные руды, содержащие в своем составе значительное количество серы.

Данная технология предусматривает нагрев руды до температуры 700–8000, в результате которого сульфиды окисляются и содержание серы в медной руде уменьшается практически в два раза.

После такого обжига обогащенную руду расплавляют в отражательных или шахтных печах при температуре 14500, в результате чего получают штейн – сплав, состоящий из сульфидов меди и железа.

Разлив меди по формам

Свойства полученного штейна следует улучшить, для этого его обдувают в горизонтальных конвертерах без подачи дополнительного топлива. В результате такого бокового обдува железо и сульфиды окисляются, оксид железа переводят в шлак, а серу – в SO2.

Черновая медь, которая получается в результате такого процесса, содержит до 91% данного металла.

Чтобы сделать металл еще чище, необходимо выполнить рафинирование меди, для чего из него необходимо удалить посторонние примеси.

Это достигается при помощи технологии огневого рафинирования и подкисленного раствора медного купороса. Такое рафинирование меди называют электролитическим, оно позволяет получить металл с чистотой 99,9%.

Существует еще и гидрометаллургический способ обогащения меди, который подразумевает выщелачивание металла при помощи серной кислоты. В результате такого выщелачивания получают раствор, из которого затем и выделяют медь и другие металлы, в том числе и драгоценные. Данная технология применяется для обогащения руд, которые характеризуются очень незначительным содержанием меди в своем составе.

Источник: http://met-all.org/cvetmet-splavy/med/mednye-rudy-dobycha-medi.html

Руды цветных металлов — Полезные ископаемые

В группу цветных металлов входят медь, свинец, цинк и алюминий.

Медь. Как в чистом виде, так и в сплавах с другими металлами медь широко используется в технике, особенно в электропромышленности, машиностроении, судостроении, при изготовлении точных приборов и различных деталей. Сплавы меди с другими металлами используются для художественных отливок (монументы, бюсты, статуи и т. п.), различных поделок, чеканки монет и т. д.

Медные руды весьма разнообразны. Характерные признаки пород, содержащих медь, — ярко-зеленые и синие налеты и натеки. Медистые песчаники. Эта горная порода, хотя и содержит меди, в общем, небольшое количество, однако залегает часто на огромных площадях.

Пирит, иначе — железный, или серный, колчедан. Это также весьма распространенный минерал. В химическом отношении он представляет соединение железа с серой (двусернистое железо), нередко с примесью меди (иногда до 12 процентов), золота, никеля, кобальта и других металлов.

Встречается пирит в виде плотных масс, а также прекрасно образованных кристаллов, главным образом в форме куба. Цвет соломенно-желтый или золотисто-желтый. Сильный металлический блеск. Твердость — 6—6,5. При ударе железом высекаются искры.

Отсюда и происхождение названия минерала: по-гречески «пюр» — огонь.

Пирит встречается в гранитах и других глубинных породах, в сланцах, особенно на контактах их с изверженными породами, а также среди осадочных пород — в глинах и пластах каменного угля.

В основном пириты используются для получения серной кислоты, однако даже незначительная примесь меди превращает их в весьма ценную руду, которая может быть использована не только для получения серной кислоты, но также и меди.

Медный колчедан. Это наиболее распространенный минерал из группы медных соединений, основная медная руда. В состав халькопирита входят медь, железо и сера, нередко — примесь золота и серебра. Цвет халькопирита латунно-желтый с сильным металлическим блеском.

Хотя по цвету халькопирит и напоминает несколько пирит (у которого только более золотистый оттенок), однако отличить их друг от друга нетрудно: у халькопирита твердость значительно ниже (3,5—4); часто наблюдаются характерные синевато-радужные переливы — побежалость; кристаллы встречаются значительно реже; кроме того, они мелки и форма их иная, чем у пирита.

Вместе с другими сернистыми минералами (пирит, свинцовый блеск и цинковая обманка) халькопирит встречается в рудных жилах.

You have no rights to post comments

Источник: http://www.x-mineral.ru/vse-o-poleznyx-iskopaemyx/128-rudy-czvetnyx-metallov.html

Месторождения меди

Металлы, находящиеся в подгруппе меди отличаются небольшой химической активностью, по этой причине они встречаются в виде химических соединений, а также самородками. Много веков назад медь можно было встретить лишь в виде сернистых соединений – халькопирита и халькозина.

А все потому, что медь обладает высоким химическим сродством к сере. Большая часть первичных руд содержит медь в сульфидной форме – CuS.
С течением времени, особенно в условиях вулканической деятельности, при действии большого количества кислорода, сульфиды меди становились окислами.

Самородки меди образовывались в природе вовремя сильного нагревания окисленной сернистой руды. К примеру, если окисленные минералы меди и сернистые руды залегали под толстым слоем горной породы, то их нагревали природные катаклизмы и земное тепло. В подобных природных «металлургических цехах» выплавлялись колоссальные объемы меди.

На территории Северной Америки нашли самородок весом 420 тонн. Однако это редкость, самородной меди на планете примерно 1%.

Мировые месторождения меди

Много меди, как и прочих полезных ископаемых, расположено на дне океанов. На дне лежат скопления круглых камней, в которых находится примерно 0,5% меди. Согласно анализу геологов запасы медной руды в океане достигают 5 млрд. тонн.
Существует почти 250 минералов меди, однако лишь 20 из применяются в промышленности. В основным медным рудам относят:

  • халькозин — Cu2S, который содержит 79,8% меди
  • халькопирит — CuFeS2, в котором присутствует 30% меди. Эта руда составляет почти 50% всех месторождений меди
  • борнит — Cu5FeS4, содержит от 52 до 65% меди
  • ковеллин – CuS, содержит 64% меди.

По генетическим и промышленно-геологическим параметрам месторождения меди бывают:

  • стратиформными, которые включают медные сланцы и песчаники
  • колчеданными. К этой группе относится самородная и жильная медь
  • гидротермальными 
  • магматическими, включающие самые распространенные руды медно-никелевого типа
  • карбонатовыми. В эту группу входят железомедные и карбонатитовые руды .

Запасы меди в мире

Наибольшее количество меди, примерно 65%, залегает на территории Северной и Южной Америке. Европейские государства имеют 15% ресурсов, азиатские — 11%, африканские- 4,5%.
Самые крупные подтвержденные запасы меди зафиксированы Чили. Там находится почти 20% мирового запаса.

А в США — 12,7%. Помимо этих стран, меди много в Польше, Индонезии, Иране, Казахстане, Китае, Узбекистане, на Филиппинах, а также в Заире, Замбии, Бразилии, Канаде, Мексике, Панаме, Перу и Австралии. В каждом из этих государств по оценкам специалистов имеется около 10 млн. тонн.

Вследствие низкого содержания меди в руде ее добыча связанна с переработкой больших объемов горных пород. Для того, чтобы выплавить 1 т меди нужно переработать свыше 200 т руды.
Методы добычи меди:

  • открытый способ. Если рудные месторождения находятся близко к земной поверхности, то их разрабатывают таким способом глубина открытых разработок составляет 150-300 м. Метод характеризуется более низкими потерями 
  • подземный способ. Этим методом руду добывают с глубины 500 м, а иногда и с 800-1000 м. 

Существует пять технологических систем разработки месторождений:

  • при помощи самоходного оборудования. Эта технология широко применяется
  • при помощи вибрационных механизмов непрерывного действия
  • при помощи твердеющей закладки выработанного пространства. При этом происходит сплошная выемка запасов мощных залежей с наименьшими потерями. С применением подобных систем снижаются потери в 3-4 раза 
  • метод выемки руды горизонтальными пластами. Во время наполнения выработанного пространства (в рудниках под землей) твердеющими соединениями применяют футерованные резиной или базальтом трубы, период эксплуатации которых в 50-100 раз выше, чем у стальных
  • циклично-поточная технология реализации горных работ.
Таблица 1. Добыча меди в мире

СтранаДобыча руды ( тыс. тонн в год)Запасы ( млн. тонн)
Чили 5,38 140
США 1,16 35
Перу 1 30
Индонезия 0,8 35
Австралия 0,85 24
Россия 0,84 20
Китай 0,62 26
Мир 14,49 467

Центры производства меди

Производственные центры по добыче меди присутствуют в разных регионах России. Самыми богатыми месторождениями руды может похвастаться Казахстан. Имеются и месторождения на Урале. По последним данным Россия по добыче медной руды находится на первом месте в мире.
Медные предприятия возводятся в непосредственной близости к рудникам.

Сырьевой фактор – это определяющая составляющая, по причине малого содержания концентратов в исходном сырье. На территории Урала расположено 11 медных комплексов, выпускающие 43% меди в стране. Кроме собственного сырья на производстве используется и привезенное из Казахстана. Есть и заводы с утилизацией отходов.

Читайте также:  Самые необычные дома на колесах

К примеру, сернистые газы, как побочный продукт добычи меди, применяются для создания серной кислоты, из которой потом делают удобрения.

Источник: http://mining-prom.ru/cvetmet/med/mestorozhdeniya-medi/

Медная руда – природное сырье для добычи меди

Под данной рудой подразумевают скопления минералов, в которых медь присутствует в таких количествах, которые считаются пригодными для переработки ее в промышленных целях. Общепринятым показателем разумности разработки месторождения принято считать ситуацию, когда в нем скопления меди составляют не менее 0,5–1 %.

Масштабная добыча меди в России осуществляется в Восточной Сибири, на Урале и Кольском полуострове. Самые крупные залежи этого металла присутствуют на территории Чили (по оценкам экспертов – около 190 миллионов тонн).

К другим странам, занимающимся разработкой таких руд, относят США, Замбию, Казахстан, Польшу, Канаду, Заир, Армению, Конго, Перу, Узбекистан.

В общей сложности, на планете совокупный запас меди на разведанных месторождениях составляет примерно 680 миллионов тонн.

Все медные залежи принято делить на шесть генетических групп и девять промышленно-геологических типов:

  • стратиформная группа (медные сланцы и песчаники);
  • колчеданная (самородная медь, жильный и медно-колчеданный тип);
  • гидротермальная (медно-порфировые руды);
  • магматическая (медно-никелевая руда);
  • скарновая;
  • карбонатовая (железомедный и карбонатитовый тип).

В нашей стране основная добыча меди осуществляется на медистых сланцах и песчаниках, из медноколчеданной, медно-никелевой и медно-порфировой руды.

В природе медь достаточно редко встречается в самородном виде. Чаще всего она «прячется» в различных соединениях. Наиболее известными из них являются следующие:

  • Борнит: минерал, который назвали в честь И. Борна – ученого из Чехии. Химическая формула этого минерала – Cu5FeS4, нередко можно услышать и старые наименования соединения – медный пурпур, пестрый медный колчедан. Данный минерал может иметь две модификации полиморфного вида – тетрагонально-скаленоэдрическую (температура не более 228) и кубически-гексаоктаэдрическую (температура выше 228 °C). Медный пурпур также различается по своему происхождению, бывает экзо- и эндогенным. Первый нередко развивается в качестве вторичного раннего сульфида, который при выветривании легко разрушается. А в эндогенном пестром колчедане зачастую присутствует галенит, халькозин, пирит, сфалерит и халькопирит. За счет этого химсостав минерала является непостоянным (теоретические показатели с 25,5 % серы, 11,2 % железа и 63,3 % купрума в природе практически никогда не выдерживаются).
  • Халькопирит (формула – CuFeS2): минерал, называвшийся ранее медным колчеданом, имеет гидротермальное происхождение, входит в полиметаллические руды (вместе со сфалеритом и галенитом). Встречается в скарнах (порода контактово-метасоматического вида) и грейзенах (горная метасоматическая порода), формируясь в этом случае в результате метаморфических процессов.
  • Халькозин (сульфид меди с формулой Cu2S): в нем содержится 20,2 % серы и 79,8 % меди. Из-за своего выраженного металлического блеска часто называется «медным блеском». Характеризуется различными оттенками (от свинцово-серого до абсолютно черного). В природе халькозин встречается в виде плотных либо зернистых выделений.

Намного реже встречаются иные медные минералы, среди которых можно выделить такие:

  • Куприт: Cu2О, не образует крупных скоплений, встречается совместно с самородной медью и малахитом в землистых и зернистых массах, относится к оксидным минералам, имеет показатель твердости 4 единицы.
  • Ковеллин: сульфид меди, формирующийся метасоматическим путем обнаруженный в начале позапрошлого столетия возле Везувия. Сейчас его добывают в Колорадо (США), Сербии, Италии, Чили. Этот мягкий минерал содержит около 33,5 процентов серы и 66,5 процентов купрума.
  • Малахит: углекислая медная зелень, дигидрококскарбонат меди, образующийся около участков окисления гидротермальных полиметаллических и меднорудных залежей при гипергенных явлениях. Многие медные руды сопровождаются малахитом. В России его месторождения разрабатываются около Нижнего Тагила (известный среди специалистов Меднорудянский рудник), а раньше добыча минерала осуществлялась на Урале (на данный момент не ведется).
  • Азурит: минерал синего оттенка, названный из-за этого цвета медной лазурью, с твердостью 3,5–4 единицы. Сейчас добывается в основном в африканских странах (Марокко, Конго, Намибия), а также в Австралии, Англии, Греции и Франции. Очень часто сращивается в единое целое с описанным выше малахитом, залегает в близко расположенных к поверхности окислительных областях многих медно-сульфидных залежей.

Данный металл, чьи характеристики (например, высокая теплопроводность меди) обусловили его широкую востребованность) получают из описанных нами минералов и руд тремя способами – гидрометаллургическим, пирометаллургическим и электролизом.

Самой распространенной является пирометаллургическая технология, использующая в качестве исходного сырья минерал халькопирит. Общая схема пирометаллургического процесса включает в себя несколько операций.

Первой из них является обогащение медной руды окислительным обжигом либо флотацией.

Метод флотации базируется на разном показателе смачиваемой пустой породы и частиц, содержащих медь. За счет этого некоторые минеральные элементы прилипают (избирательно) к воздушным пузырькам и транспортируются ими на поверхность. Такая несложная технология дает возможность получить концентрат порошкообразного вида, в котором содержание меди варьируется от 10 до 35 процентов.

Окислительный обжиг (не стоит путать его с отжигом металла) чаще используется тогда, когда начальное сырье содержит в себе серу в больших количествах.

Руда в этом случае нагревается до температуры 700–800 градусов, что приводит к окислению сульфидов и снижению содержания серы в 2 раза.

После этого выполняется плавка на штейн (сплав с сульфидами железа и меди, получаемый в отражательных или в шахтных печах) при температуре 1450 градусов.

Медный штейн, который получается после всех этих операций, продувается в конвертерах горизонтальной конструкции без подачи дополнительного топлива (химические реакции дают необходимое для процесса тепло) с боковым дутьем для окисления железа и сульфидов. Получившуюся серу переводят в SO2, а окислы – в шлак.

В итоге из конвертера выходит так называемая черная медь, в которой содержание металла составляет примерно 91 %. Впоследствии ее подвергают очистке с применением огневого рафинирования (удаление ненужных примесей) и подкисленного раствора купороса (медного). Такую очистку называют электролитической, после нее содержание меди достигает показателя в 99,9 %.

При гидрометаллургическом способе производства меди ее получают посредством выщелачивания металла серной кислотой (очень слабым раствором) и выделением из получившегося раствора меди, а также других драгоценных металлов. Такая методика рекомендована для работы с бедными рудами.

Источник: http://tutmet.ru/mednaja-ruda-bornit-halkozin-proizvodstvo-dobycha.html

История добычи полезных ископаемых в России

Промышленное значение имеют магнетитовые руды, в месторождениях которых сосредоточена основная часть запасов железных руд Урала.

Однако первые железоделательные заводы работали на небольших месторождениях бурого железняка — лимонита. Руда в них залегает неглубоко, отдельными гнездами, легко плавится.

В настоящее время многие месторождения бурого железняка выработаны, небольшие месторождения не используются из-за малых запасов.

На территории современного Невьянска в 17 веке существовала Невьянская слобода, где развивались ремёсла, связанные с примитивной металлургией. Из болотной руды получали кричное железо, путём длительной ковки – сносный для использования металл, В советское время в окрестностях добывали золото, каолин.

На гербе слева вверху – три зелёные рудоискательские лозы .

В 1697 году на реке Нейве, у деревни Алапаихи нашли железную руду. Вскоре руда была испытана, и оказалась весьма годной к плавке.

В нижней части герба Алапаевска — в зеленом поле железный молот, которым выделывается железо, означающий, что в сем городе находится железоделаемый завод».

Несколько позже открыты крупные месторождения бурого железняка, имеющие промышленное значение, в частности Песчанское месторождение для Серовского металлургического завода и некоторые другие.

Наиболее ценны магнетитовые железные руды. Они образовались на контакте осадочных и магматических пород. Содержание железа в них достигает 60 %. В области известна целая серия крупных месторождений такого типа, которые объединяются в несколько железорудных районов , .

На Высокогорском, Лебяжинском, Евстюнинском, Гороблагодатском месторождениях на протяжении трёх веков развивалась чёрная металлургия Нижнего Тагила

В верхней части герба Нижнего Тагила – стилизованная форма силуэта гор и древней горняцкой поисковой лозы. Этот элемент показывает богатство земных недр Тагила и его горнорудную промышленность.

Открытие Гороблагодатского месторождения именем мансийского охотника — Степана Чумпина и его отца — Анисима. Степан рассказал о необычных свойствах горы. Охотники заметили, что во время охоты стрелы с железными наконечниками быстро теряют скорость и притягиваются к горе. В 1735 г.

об этом и рассказал охотник знающим людям. Вскоре Благодатский рудник превратился в крупнейший центр по добыче железных руд. А в 1739 г. первая домна дала чугун из этих руд. На склонах горы Малой Благодати, по берегам речек Малая и Большая Кушва сталформироваться посёлок рудодобытчиков и металлургов.

Затем он перерос в город Кушва.

На гербе города Кушва в лазоревом поле серебряное острие; в острие — гора о трех вершинах , обремененная золотым плавильным тиглем с расплавом в нем.

Магнетитовые руды Качканарского месторождений содержат примесь титана, ванадия и некоторых других металлов и соединений. Эти руды залегают в виде вкраплений, а иногда крупных скоплений, среди глубинных пород .

Эти руды часто называют титаномагнетитами. Содержание железа в них гораздо ниже — всего лишь 17 %, поэтому руды нуждаются в обогащении. Уникальны запасы Качканара.

По оценкам специалистов это месторождение содержит около 70% запасов железных руд Урала, .

На гербе Качканара — лазоревое поле, заполненное зеленью пониженное стропило чёрно – золотого беличьего меха, и продетое в кольцо золотого ключа, положенного в столб, бородкой вправо .

1 сентября 1734 года была выдана первая плавка чугуна, и этот день считается днём рождения города Ревды.

На гербе Ревды — трехверхая гора переменных цветов черный медведь и серебряный соболь, поддерживающие знак железа в виде кольца тех же переменных цветов, увенчанного древним наконечником стрелы.

Самые знаменитые месторождения Гороблагодатское и Высокогорское. Бывшие горы… Родилась поговорка: «Была гора Высокая, стала яма глубокая».

Четверть века назад стали говорить о том, что запасы железных руд этих месторождений исчерпаны.

Но изучение глубинного строения района позволило установить многоэтажность в распространении руд — Открыты Северо-Благодатское, Южно-Лебяжинское, Северо-Евстюнинское и Нижне-Евстюнинское месторождения. .

Медные руды

В области есть ряд месторождений медных руд. Основными являются колчеданные медно-цинковые руды «зеленокаменной полосы» Урала.

В глухой таёжной местности Тагил – Нейвинского междуречья в 17 веке возникли два поселения Калата и Копотино.

Активное развитие этих населённых пунктов, прародителей современного города Кировград, связано с открытием в начале 18 века на берегу Шигирского озера залежей медного колчедана.

В середине 19 века здсь работали Предтеченская, Савинская, Маринская, Золотовская шахты. С 1888г. начал набирать силу крупный Калатинский рудник.

Город Калата в 1935 году переименован в Кировград .

На гербе Кировграда — скалистая зелёная оконечность символизирует собой горные месторождения, послужившие развитию города, природные богатства и памятник природы – гору Ежовую, а кирка показывает на горное дело как основное занятие населения в прошлом.

Датой возникновения поселения, на базе которого впоследствии вырос Краснотурьинск, считают 6 октября 1758 года, когда на левом берегу р. Турьи был заложен первый медный рудник – Васильевский.

Читайте также:  А. а. фет "певице": анализ стихотворения

Несколько позже выдали на-гора первые пуды руды Ольгинский, Фроловский, Першинский и Суходейский рудники.

Посёлки отдельных шахт и рудников образовали населённый пункт, получивший название Турьинские рудники, впоследствии выросший в город.

На гербе Краснотурьинска изображение бурундука связано, как с местным поименованием коренных жителей, так и с природными богатствами городских окрестностей.

Сафьяновское месторождение также относится к медноколчеданным. Это комплексные руды, в составе которых много минералое-колчеданов . При выплавке меди из руды извлекают и другие компоненты: медь, цинк, серу, свинец, золото, серебро.

Гумешевское месторождение меди образовались на контакте при внедрении гранитов в кристаллические сланцы. Гумешевский рудник приобрел всемирную известность из-за замечательного камня зеленого цвета – малахита, встречающегося здесь в невиданных количествах.

Рудник – один из старейших на Урале, его история начинается еще в эпоху бронзы и продолжается в период раннего железного века. С середины 2 тысячелетия до н.э. здесь разрабатывалась мощная зона окисления медных руд .

Работы продолжались с перерывами на протяжении многих веков.

В 1709 году началась промышленная разработка. В 1758 году, с открытием мощных залежей окисленной меди, Гумешевское месторождение стало самым крупным по тому времени месторождением медных руд на Среднем Урале. На рудах месторождения работал Полевской завод, давший жизнь одноимённому городу.

На гербе города Полевской — в серебряном поле зеленый каменный цветок с коронованной золотой ящерицей; в левом верхнем углу щита восьмилучевая звезда, а в правом нижнем углу знак Венеры .

Сысерть – родина П.П.Бажова, на гербе слева – бажовское премыкающееся, зеленая коронованная ящерка.

Близ г. Верхняя Пышма разрабатывались медно-кобальтовые руды Пышминско-Ключевского месторождения. Оно было открыто в 1841 г. и содержало богатую, дешёвую и хорошего качества медную руду. В настоящее время оно в основном выработано.

Золотая гора на гербе города Верхняя Пышма служит указанием на богатства недр Уральских гор, ставшие причиной освоения этой территории и основой благосостояния её жителей. Грифон — страж сокровищ. «Зеркало Венеры» традиционно используется как знак меди с добычей и обработкой которой тесно связана как давняя, так и нынешняя история города.

В окрестностях города Богданович, недалеко от села Кашинского в середине 19 века были обнаружены медные руды. «Близ села Кашинского на реке Кунаре известняку подчинены медные руды, состоящие из сини, зелени, малахита»

В центре герба города Богданович — изображение обернувшейся изумрудной коронованной ящерицы, «хозяйки Медной горы», известного персонажа уральских сказов П.П.Бажова, являющейся современным символом Среднего Урала.

Алюминиевые руды — бокситы

В 1931 г. уральский геолог Н. А. Каржавин обратил внимание на выставленные в Турьинском «Федоровском» музее «убогие железные руды» — бедные железистые песчаники. Они были известны знаменитому исследователю Северного Урала Е. С. Федорову еще в конце прошлого века.

Лабораторные анализы показали, что это не железная руда, а бокситы — сырье для выплавки алюминия. Они имеют темно-бурую окраску от примесей железа. Содержание алюминия достигает 30%. В

1932 г. начались поиски месторождений бокситов и было открыто первое месторождение Североуральских бокситов — «Красная Шапочка». Затем добавились новые: Кальинское, Черемуховское и др. В восточных предгорьях Северного Урала они залегают среди древних морских отложений палеозоя, в полосе девонских карстующихся известняков, .

Североуральские бокситы добываются шахтным способом в сложных горно-геологических условиях: глубокое залегание бокситов, крутое падение бокситоносных горизонтов, обилие подземных вод.

На гербе Североуральска — зелёная трёхверхая гора, поверх горы положен в столб золотой ключ с двумя бородками. Гора символизирует богатейшие земные недра, в окрестностях города в разные времена добывали железную, медную руду, золото, в настоящее время – бокситы. Звезда указывает на северное положение города.

Известны также небольшие месторождения бокситов: Алапаевское, Нижнесинячихинское, Каменское, связанные с мезозойскими озерными отложениями. Эти руды беднее по содержанию алюминия и в настоящее время не разрабатываются.

Марганцевые и никелевые руды

Марганец — металл, крайне необходимый для черной металлургии. Он очищает сталь от вредных примесей, в частности от серы, придает, стали прочность — превращает в броню. Наш уральский марганец был открыт в 1920 г. на севере области в районе Ивдель — Полуночное.

Фигура экскаватора на гербе города Ивдель символизируют добычу марганца на крупном Полуночном руднике.

Добыча марганцевых руд началась лишь в годы Великой Отечественной войны, когда были отрезаны от страны месторождения Украины и Грузии. В послевоенные годы месторождение было вновь законсервировано до начала 90-х гг.

В настоящее время акционерным обществом «Российский марганец» начаты работы по добыче марганца. Часть разведанных запасов залегает близко от земной поверхности, что позволяет добывать их дешевым открытым способом.

В области имеется несколько месторождений никелевых руд, но крупное одно — Липовское. Оно интенсивно разрабатывается.

Месторождения золота и платины

Свердловская область славится добычей благородных металлов. Самое известное коренное месторождение золота — Березовское, вблизи Екатеринбурга. Это самое старое место добычи золота в России.

В 1745 г. Ерофей Марков из села Шарташ в долине реки Березовки заложил шурф — и… находка. 21 мая горщик предъявил чиновникам горной канцелярии два камушка с желтыми вкраплениями в кварце.

Дальнейшие события развивались непросто, но этот день стал днем открытия первого российского золота. Горный мастер Лев Иванович Брусницин стал исследовать пески в пойме речушки и обнаружил в них россыпное золото.

Он родоначальник промышленной добычи россыпного промывочного золота в нашей стране..

Непосредственно вблизи месторождения период 1753-1757гг. был построен золотопромывательный завод. Поселение, развившееся при золотодобывающих рудника и заводе, положило начало будущему городу Берёзовскому.

На гербе Берёзовского — лев с лазоревыми глазами, несущий в левой лапе золотой, широко окаймлённый в цвет поля безант, окружённый золотыми солнечными лучами.

В настоящее время россыпное золото добывают из аллювия рек Туры, Салды, Тагила и других.

Дата “1831” в нижней части герба города Ивдель напоминает о годе образования золотого прииска и села Никито – Ивдель.

Цвет кирки на гербе Кировграда –золотой, указывает на золотодобычу и в настоящее время.

Месторождения платины в нашей области являются богатейшими в мире. Коренные месторождения связаны с интрузиями глубинных пород: габбро, дунитов и пироксенитов. Они дали начало россыпным месторождениям платины в наносах рек Северного и Среднего Урала: Лобвы, Косьвы, Ис, Тагила и др. В них находят самородки весом более 10 кг.

Добыча ведется дражным способом, что приводит к экологическим проблемам. Подчеркнем, что россыпная платина — это практически в чистом виде металл, не требующий дорогостоящей обработки, в отличие от коренной платины . Не случайно до революции только Исовские прииски давали до 70% мировой добычи платины.

Вместе с платиной добываются сопутствующие редкие металлы: осмий, иридий и др.

Нерудные полезные ископаемые

Среди этой группы полезных ископаемых выделяются огнеупорные минералы и горные породы, месторождения которых имеют как внутриобластное, так и мировое значение. К последним относят, безусловно, месторождения асбеста.

Впервые на Урале асбест был найден в 1720 г. на реке Тагил вблизи Невьянска. Асбест называли «амиантом» — горным льном за удивительную способность давать волокна.

Из них делали пряжу и даже ткали несгораемые ткани. Крупнейшее в мире Баженовское месторождение хризотил-асбеста было открыто лишь в 1885 г. В нем сосредоточено около 40 % мировых его запасов.

Месторождение дало жизнь городу Асбест, образованному в 1993 году.

Герб города Асбест указывает на добычу и переработку асбеста, и изготовление изделий из него. Отражает путь от минерала до негорючих тканей.

Минерал образуется под воздействием горячих магматических растворов в виде прожилок в змеевиках. Используется для изготовления огнеупорных, теплоизоляционных изделий и асбоцементных строительных деталей.

К западу от Сысерти расположено месторождение антофиллит-асбеста, кислотоупорного, ценного для химической промышленности.

Для производства разных марок огнеупорного кирпича используются кварциты, распространенные в осевой полосе Уральских гор. В частности, в Первоуральске гора Караульная сложена кварцитами.

Огнеупорные глины Троицко-Байновского месторождения, юго-восточнее Богдановича используются для производства огнеупоров.

На гербе сверху и снизу изображены по два оранжевых гонта , символизирующие огнеупорные изделия завода огнеупоров. Фарфоровое блюдо указывает на месторождения глин, сырья для керамической промышленности.

Драгоценные и цветные камни

Урал представляет совершенно уникальное минералогическое явление, как по количеству, так и по разнообразию драгоценных и цветных камней. Почти все известные в мире виды самоцветов есть в уральских месторождениях.

Многие из них широко представлены в Свердловской области. Некоторые вошли в историю камня со своими собственными именами: уральские изумруды, мурзинские аметисты, тагильский малахит, шайтанский переливт, седельниковский орлец и др.

Большинство месторождений находятся на восточном склоне Урала.

С 1833 года на богатейшем в России Меднорудянском руднике стали встречаться «головы» прекрасного лучисто – зелёного камня – малахита. В плавку его не пускали. Из него местные мастера нарезали тонкие узорчатые пластины, которыми облицовывали вазы, столики, шкатулки .

На гербе Нижнего Тагила – щит, на него наложено малахитовое поле — каменный цветок.

В окрестностях города Богданович, близ села Кашинского в середине 19 века были обнаружены медные руды. «Близ села Кашинского на реке Кунаре известняку подчинены медные руды, состоящие из сини, зелени, малахита»

Герб города Богданович представляет щит цвета натурального малахита . В центре эмблемы наложено изображение обернувшейся изумрудной коронованной ящерицы, «хозяйки Медной горы», известного персонажа уральских сказов П.П.Бажова, являющейся современным символом Среднего Урала.

Горючие полезные ископаемые

К угольным месторождениям на севере области относится Карпинский буроугольный бассейн.

Карпинск и Волчанск — типичные горняцкие города, переживающие трудные времена. Угли мезозойского возраста залегают близко к земной поверхности и добываются открытым способом. Однако разведанные их запасы практически исчерпаны. Добываемый уголь – низкой калорийности, большой зольности, да и его уже скребут по старым сусекам. Но добычей угля связана длительная история развития городов .

На гербе города Карпинск — Орел Св.Иоанна Богослова служит гласной эмблемой Богословского Горного округа. Черно-золотой камень и кирки указывают на минеральные богатства и их разработку. Сочетание орла и камня отражает то обстоятельство, что нынешний город возник при слиянии поселков Богословский и Угольный.

Бурундук, на гербе Волчанска – знак богатства природы и недр. Ступенчато изломанная оконечность представляет собой разрез стенки карьера и показывает, что добыча угля производится открытым способом.

Источник: http://www.microarticles.ru/article/poleznih-iskopaemih-rossii.html

Ссылка на основную публикацию