Kako se pridobiva baker: metode, zgodovina in nahajališča

Baker je danes zelo iskana kovina, ki se pogosto uporablja tako v gospodinjstvu kot v industriji. Cu je v naravi mogoče najti v čisti obliki in kot rudo. Obstaja več načinov rudarjenja in pridobivanja Cu iz gostiteljskih kamnin. Vsi se pogosto uporabljajo v industriji. V tem članku bomo govorili o tem, kako se koplje baker.

Nekaj zgodovine

Na katerem območju je človek v davnih časih prvič začel pridobivati in uporabljati baker, arheologi žal niso mogli ugotoviti. Vendar pa je zagotovo znano, da je bila ta kovina prva, ki so jo ljudje začeli obdelovati in uporabljati v vsakdanjem življenju.

Baker je človeku znan že od kamene dobe. Nekateri samorodni kosi te kovine, ki so jih našli arheologi, nosijo sledove dela s kamnito sekiro. Sprva so ljudje uporabljali baker le za okraske. Hkrati se uporablja za proizvodnjo takšnih izdelkov človek v davnih časih našel izključno samorodne kose te kovine. Pozneje so se ljudje naučili obdelovati tudi bakrovo rudo.

Pojmovanje o tem, kako se Cu pridobiva in kako se obdeluje, so imela mnoga antična ljudstva. Arheologi so našli številne dokaze o tem. Ko se je človek naučil izdelovati zlitine bakra in cinka, se je začela bronasta doba. Dejansko ime "baker" so nekoč skovali stari Rimljani. Ta kovina je bila v to državo pripeljana predvsem z otoka Cipra. Zato so ga Rimljani imenovali aes cyprium.

Kako so kopali baker v starih časih

Ker je bila ta kovina nekoč široko uporabljena v vsakdanjem življenju, je bila tehnologija njenega pridobivanja seveda precej razvita. Naši predniki so baker pridobivali predvsem iz malachitne rude. Mešanico tega materiala in oglja so dali v glineno posodo in jo položili v jamo. Nato je bila masa v loncu vžgana. Nastali ogljikov monoksid reducira malahit v baker.

Zaloge v naravi

Kje je mogoče kopati baker v v naravi danes? Trenutno so nahajališča te priljubljene kovine odkriti na vseh celinah Zemlje. Rezerve Cu veljajo za skoraj neomejene. Geologi odkrivajo vedno več novih nahajališč čistega bakra in rud, ki vsebujejo baker. Na primer leta 1950. svetovne zaloge kovine so znašale 90 milijonov ton. Do leta 1970. ta številka se je povečala na 250 milijonov ton, do leta 1998 pa na 340 milijonov ton. Trenutno se ocenjuje, da je na svetu več kot 2 milijardi kubičnih metrov zalog bakra.3 milijarde ton.

Nahajališča čistega bakra in metode pridobivanja

Kot je bilo že omenjeno, je človeštvo uporabljalo avtohtono Cu. Seveda takšen čisti baker še vedno kopljejo. Samorodni kamni te kovine nastajajo v zemeljski skorji z eksogenimi in endogenimi procesi. Največja nahajališča bakra na svetu Trenutno najbolj znano nahajališče bakra na planetu je v ZDA, na območju Vrhunskega jezera. V Rusiji se avtohtoni baker pojavlja v nahajališču Udokan in na nekaterih drugih mestih v Zakavkazju. Poleg tega je odgovor na vprašanje, kje v Rusiji je mogoče kopati baker v obliki samorodnih zrnc, v regiji Ural.

V naravi čista kovina te sorte nastaja v oksidacijskem območju nahajališč bakrovega sulfata. Samorogi običajno vsebujejo približno 90-99 % čistega bakra. Preostanek je pridobljen iz drugih kovin. Vsekakor je odgovor na vprašanje, kako se pridobivajo samorodni bakreni zrnca, dvodelen. Takšna nahajališča in rudna nahajališča se pridobivajo z zaprtim ali odprtim načinom rudarjenja. Prvi vključuje uporabo vrtanja tehnološki procesi, kot sta vrtanje in udarjanje.

Tehtanje samorodni bakrovi zrnca lahko naredite veliko stvari. Največje med njimi so nekoč našli v Vrhunskem jezeru v ZDA. Teža teh samoniklih kamnov je znašala približno 500 ton.

Ugotovili smo, kje v Rusiji kopljejo baker. Večinoma v Zakavkazju in na Uralu. Seveda so tudi pri nas v različnih obdobjih našli zelo velike samonikle kose te kovine. Na srednjem Uralu so na primer pogosto našli do več ton težke bakrove kose. Eden od teh 860 kilogramov težkih samorogov je zdaj shranjen v Sankt Peterburgu, v muzeju Rudarskega inštituta.

Bakrove rude in njihova nahajališča

Zdaj velja, da je pridobivanje Cu ekonomsko izvedljivo in praktično, tudi če je njegova vsebnost v kamnini vsaj 0,5 %.3%.

Za industrijsko pridobivanje bakra v naravi se danes najpogosteje pridobivajo naslednje kamnine

• boroniti Cu₅FeS₄ - Sulfidne rude, znane tudi kot bakrov vijolični ali pisani pirhotin, ki vsebujejo približno 63.3 % Cu;

• halkopirit CuFeS₂ - minerali hidrotermalnega izvora;

• Halkozin Cu₂S, ki vsebuje več kot 75 % Cu;

• kupriti Cu₂O, ki se pogosto pojavlja tudi v nahajališčih avtohtonega bakra;

• Malahit, ki je ogljikova bakrova zelena barva.

Največje rusko nahajališče bakrove rude je v Norilsku. V velikih količinah jih najdemo tudi ponekod na Uralu, v Transbajkaliji, Čukotki, Tuvi in na polotoku Kola.

Kako se pridobivajo bakrove rude?

Kamnine, ki vsebujejo Cu, kot so samorodni kamni, lahko s planeta pridobivamo z dvema glavnima tehnologijama:

• zapečateno;

• odprti jašek.

V prvem primeru se rudniki zgradijo na nahajališču, ki je lahko dolgo več kilometrov. Ti podzemni predori so opremljeni z dvigali in železniškimi tiri za premikanje delavcev in strojev. Kamnino v rudnikih drobijo s posebno vrtalno opremo, ki ima bodice. Bakrovo rudo v vedrih dvigajo v višave, da se dvigne.

Če so nahajališča oddaljena največ 400-500 m od površja, se pridobivajo z metodo odprtega odkopa. V tem primeru se zgornja plast kamnine najprej odstrani iz nahajališča z razstreljevanjem. Bakrovo rudo nato postopoma pridobivajo.

Načini pridobivanja kovin iz kamnin

Tako smo ugotovili, kako se pridobiva baker oziroma katere rude ga vsebujejo. Vendar podjetjem uspe pridobiti Cu?

Obstajajo trije glavni načini pridobivanja bakra iz kamnin

• elektrolitski;

• pirometalurški;

• hidrometalurgija.

Pirometalurška metoda flotacije

Ta tehnika se običajno uporablja za pridobivanje bakra iz kamnin, ki vsebujejo Cu.5-2%. Ta vrsta materiala se obogati s postopkom obogatitve s flotacijsko metodo. Hkrati:

• ruda se temeljito zmelje v fin prah;

• dobljeni material se zmeša z vodo;

• Posebna flotacijska sredstva, ki so kompleksne organske snovi, se dodajo v zalogo.

Flotacijska sredstva obložijo drobna zrna različnih bakrovih spojin in jim dodajo nemočljivo.

V naslednjem koraku:

• vodi se dodajo snovi, ki ustvarjajo peno;

• skozi suspenzijo se pretaka močan tok zraka.

Lahki, suhi delci bakrovih spojin se prilepijo na zračne mehurčke in plavajo navzgor. Pena, ki jo vsebuje, se zbere, iztisne iz vode in temeljito posuši. Pri tem nastane koncentrat, iz katerega se nato izloči surovi Cu.

Pridobivanje bakra iz rude: obogatitev s praženjem

Flotacijska metoda se v industriji pogosto uporablja. Včasih se tehnologija praženja uporablja tudi za bogatenje bakrove rude. Ta tehnika se najpogosteje uporablja za rude, ki vsebujejo velike količine žvepla. V tem primeru se material segreje na temperaturo 700-8000 °C. Ta postopek oksidira sulfide in zmanjša vsebnost žvepla v rudi.

Pridobljeno rudo nato talijo v jaškovnih pečeh pri temperaturi 14500 °C. Končni izdelek, pridobljen s tem postopkom, je mat, zlitina bakra in železa. Ta spojina se nato prečisti s peskanjem v konverterjih. Tako se železov oksid spremeni v žlindro, žveplo pa v SO4.

Čisti baker: elektroliza

S flotacijo in praženjem se pridobivajo bakrovi mehurji. Vsebnost Cu v tem materialu je približno 91 %. Da bi dobili čistejši baker, se blisterski baker dodatno prečisti.

V tem primeru se najprej izdelajo debele anodne plošče iz deviškega bakra. Naslednji:

• V kopel vlijte raztopino bakrovega sulfata;

• je obešena v kadi z anodnimi ploščami;

• kot katode se uporabljajo tanke plošče čistega bakra.

Med reakcijo elektrolize se baker na anodah raztopi, na katodah pa obori. Bakrovi ioni se premikajo proti katodi, od nje jemljejo elektrone in se pretvorijo v atome Cu+2+2e?>Cu.

Nečistoče v bakru v blistru se lahko pri rafiniranju obnašajo drugače. Cink, kadmij in železo se raztopijo na anodi, vendar se na katodi ne oborijo. Gre za to, da so v elektrokemijskem napetostnem nizu levo od bakra, kar pomeni, da imajo bolj negativne potenciale.

Bakrov sulfat se pridobiva s počasno oksidacijo sulfidne rude s kisikom v bakrov sulfat CuS + 2O₂ > CuSO₄. Sol se nato izloči z vodo.

Hidrometalurška metoda

V tem primeru se žveplova kislina uporablja za luženje in bogatenje bakra. Pri tej reakciji nastane raztopina, nasičena s Cu in drugimi kovinami. Iz njega nato pridobivajo baker. S tem postopkom lahko poleg bakra v obliki mehurja pridobimo tudi druge kovine, vključno s plemenitimi kovinami. Ta tehnika se v vsakem primeru najpogosteje uporablja za pridobivanje Cu iz kamnin, ki niso zelo bogate s Cu (manj kot 0.5%).

Baker doma

Pridobivanje te kovine iz nasičenih rud je zato tehnološko razmeroma nezahtevno. Zato se nekateri sprašujejo, kako pridobiti baker v doma. To kovino lahko pridobivamo iz rude, gline itd. brez posebne opreme pa bo zelo težko.

Nekatere na primer zanima, kako z lastnimi rokami pridobiti baker iz gline. Navsezadnje so v naravi nahajališča tega materiala, ki je prav tako bogat s Cu. Žal pa ni znanih dokazanih tehnik za pridobivanje bakra iz gline na domu.

To kovino lahko doma pridobite le tako, da jo poskušate pridobiti iz bakrovega sulfata. Slednjo je treba najprej raztopiti v vodi. Mešanico nato preprosto zmešajte s kosom železa. Ta se po kratkem času raztopi v vodi in nato v bakru nadomestne reakcije - Tako dobi bakreno prevleko, ki jo lahko preprosto postrgate.