Как се добива мед: методи, история и находища

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-07 20:56

Медта днес е необичайно търсен метал и се използва широко както в ежедневието, така и в индустрията. В природата Cu може да се намери както в чисто състояние, така и под формата на руда. Има няколко начина за извличане и получаване на мед от оригиналните скали. Въпреки това, те се използват широко в индустрията. Как се добива мед ще бъде обсъдено в статията.

Малко история

В коя област медта в древни времена е започнала да се добива и използва от човека за първи път, археолозите, за съжаление, не можаха да разберат. Със сигурност обаче е известно, че именно този метал хората започнаха да обработват и използват в ежедневието най-първо.

Медта е позната на хората още от каменната ера. Някои късове от този метал, намерени от археолози, носят следи от обработка с каменни брадви. Първоначално хората са използвали мед предимно като декорации. В същото време хората в древни времена са използвали изключително късчетата от този метал, намерени от тях, за производството на такива продукти. По-късно хората се научиха да обработват имедна руда.

Идеята за това как се добива и обработва Cu е позната на много народи от древността. Много доказателства са открити от археолозите. След като човек се научи да прави сплави от мед и цинк, започва бронзовата епоха. Всъщност името "мед" някога е измислено от древните римляни. Такъв метал е донесен в тази страна главно от остров Кипър. Ето защо римляните го наричат aes cyprium.

Как се е добивала мед в древни времена

Тъй като някога този метал е бил използван много широко в човешкия живот, технологиите за извличането му, разбира се, са разработени доста съвършено. Нашите предци са добивали мед основно от малахитови руди. Смес от такъв материал и въглища се поставя в глинен съд и се поставя в яма. След това масата в тенджерата се запалва. Полученият въглероден оксид редуцира малахита до мед.

Запаси в природата

Къде може да се намери мед в дивата природа днес? В момента находища на този популярен метал са открити на всички континенти на Земята. В същото време запасите от Cu се считат за практически неограничени. Геолозите в наше време откриват нови находища на чиста мед, както и съдържащи я руди. Например през 1950 г. световните запаси от този метал възлизат на 90 милиона тона. До 1970 г. тази цифра вече се е увеличила до 250 млн. тона, а до 1998 г. - до 340 млн. т. В момента се смята, че запасите от мед на планетата са повече от 2,3 милиарда тона.

Депозити и методи за добив на чиста мед

Както вече споменахме, първоначално хората са използвали роден Cu в ежедневието. Разбира се, получава сетакава чиста мед днес. Самородните частици от този метал се образуват в земната кора в резултат на екзогенни и ендогенни процеси. Най-голямото известно находище на самородна мед на планетата в момента се намира в Съединените щати, в района на езерото Superior. В Русия самородната мед се среща в находището Удокан, както и на някои други места в Забайкалия. Освен това, отговорът на въпроса къде може да се добива мед в Русия под формата на самородни късове е Уралският регион.

В природата чист метал от този сорт се образува в зоната на окисление на отлаганията на меден сулфат. Обикновено самородните късове мед съдържат около 90-99%. Останалото се отчита от други метали. Във всеки случай две основни технологии служат като отговор на въпроса как се добива самородна мед. Такива находища, както и рудни, се разработват по метод на затворен рудник или открит рудник. В първия случай се използват технологични процеси като пробиване и чупене.

Медните късове могат да тежат много. Най-големите от тях някога са били открити на езерото Superior в САЩ. Теглото на тези самородни късове е около 500 тона.

Къде се добива мед в Русия, разбрахме. Това е главно Забайкалия и Урал. У нас, разбира се, по различно време са открити и много големи самородни късове от този метал. Например, в Средния Урал често се срещат медни парчета с тегло до няколко тона. Една от тези самородни самородни късове с тегло 860 кг сега се съхранява в Санкт Петербург, в Музея на Минния институт.

Медни руди и техните находища

Понастоящем получаването на Cu се счита за рентабилно и целесъобразно, дори ако се съдържа в скалата най-малко 0,3%.

Най-често следните скали се добиват в природата, за да изолират медта индустриално в природата днес:

• bornites Cu₅FeS_{4 - сулфидни руди, иначе наречени медно-пурпурни или пъстри пирити и съдържащи около 63,3% Cu;}

• chalcopyrite CuFeS_{2 - минерали с хидротермален произход;}

• chalcosines Cu_{2S, съдържащ повече от 75% мед;}

• cuprites Cu_{2O, също често се среща в находища на естествена мед;}

• малахити, които са въглеродни медни зелени.

Най-голямото находище на медни руди в Русия се намира в Норилск. Също така такива скали се добиват в големи количества на някои места в Урал, в Забайкалия, в Чукотка, в Тува и на Колския полуостров.

Как се разработват находища на медна руда

Различни видове скали, съдържащи Cu, както и самородни самородни частици, могат да бъдат добивани на планетата с помощта на две основни технологии:

• затворено;
• отворено.

В първия случай на находището се изграждат мини, чиято дължина може да достигне няколко километра. За придвижване на работници и оборудване такива подземни тунели са оборудвани с асансьори и железопътни линии. Раздробяването на скалите в мините се извършва с помощта наспециално сондажно оборудване с шипове. Събирането на медна руда и зареждането й за транспортиране до върха се извършват с помощта на кофи.

Ако находищата се намират на не повече от 400-500 m от повърхността на земята, те се добиват по открит метод. В този случай горният скален слой първо се отстранява от полето с помощта на взривни устройства. Освен това самата медна руда постепенно се отстранява.

Методи за получаване на метал от скали

Как се добива медта, или по-скоро съдържащите я руди, разбрахме. Но как впоследствие предприятията получават самия Cu?

Има три основни начина за извличане на мед от скали:

• електролитен;
• пирометалургичен;
• хидрометалургичен.

Пирометалургичен метод на флотация

Тази технология обикновено се използва за изолиране на мед от скали, съдържащи 1,5-2% Cu. Такъв материал се обогатява чрез флотационния метод. В същото време:

• рудата се смила внимателно до най-финия прах;
• смесете получения материал с вода;
• добавете специални флотационни реагенти, които са сложни органични вещества, към масата.

Флотационни реагенти покриват малки зърна от различни медни съединения и им придават неомокряемост.

Следваща стъпка:

• вещества, които създават пяна, се добавят към водата;
• прекарайте силна струя въздух през окачването.

В резултат на това леки сухи частици от медни съединения се придържат към въздушните мехурчета и изплуват нагоре. Съдържащата ги пяна се събира, изстисква се от водата и се изсушава добре. В резултат се получава концентрат, от който след това се изолира суров Cu.

Как се добива мед от руда: обогатяване чрез печене

Методът на флотация се използва доста често в индустрията. Но понякога технологията на печене се използва и за обогатяване на медна руда. Тази техника най-често се използва за руди, съдържащи голямо количество сяра. В този случай материалът се загрява предварително до температура от 700-8000 °C. В резултат на това сулфидите се окисляват с намаляване на съдържанието на сяра в скалата.

На следващия етап приготвената по този начин руда се топи в шахтови пещи при температура 14 500 °C. В крайна сметка, когато се използва тази технология, се получава мат - сплав от мед и желязо. Освен това тази връзка се подобрява чрез продухване на преобразуватели. В резултат на това железният оксид преминава в шлака, а сярата преминава в SO4.

Производство на чиста мед: електролиза

При използване на методи на флотация и печене се получава блистерна мед. Всъщност такъв материал съдържа около 91% Cu. За да се получи по-чиста мед, грубата мед се рафинира допълнително.

В този случай дебели анодни плочи първо се отливат от първична мед. Следващо:

• вземете разтвор на меден сулфат във ваната;
• виси в банятаанодни пластини;
• тънки листове от чиста мед се използват като катоди.

По време на реакцията на електролиза медта се разтваря върху анодите и се утаява върху катодите. Медните йони се придвижват към катода, взимат електрони от него и преминават в Cu+2+2e атоми?>Cu.

Примесите, съдържащи се в блистерната мед, могат да се държат различно при рафиниране. Цинк, кадмий, желязо се разтварят на анода, но не се утаяват на катода. Факт е, че в поредицата от електрохимично напрежение те са вляво от медта, тоест имат повече отрицателни потенциали.

Меден сулфат се получава чрез бавно окисление на сулфидна руда с кислород до меден сулфат CuS + 2O₂ > CuSO_{4. Впоследствие солта се излугва с вода.}

Хидрометалургичен метод

В този случай сярната киселина се използва за излугване и обогатяване на мед. В резултат на реакцията по тази технология се получава разтвор, наситен с Cu и други метали. След това от него се изолира мед. Използвайки тази техника, освен блистерна мед, могат да се получат и други метали, включително благородни. Във всеки случай тази технология най-често се използва за извличане на Cu от скали, които не са твърде богати на него (по-малко от 0,5%).

Мед у дома

Разделянето на този метал от наситените с него руди е относително просто технологично. Ето защо някои се интересуват от това как да добиват мед у дома. Вземете този метал от руда, глина и т.н. със собствените си ръце, безналичието на специално оборудване обаче ще бъде много трудно.

Някои например се интересуват как да извлекат мед от глина със собствените си ръце. Всъщност в природата има находища на този материал, който също е богат на Cu. Въпреки това, за съжаление, няма известни доказани технологии за получаване на мед от глина в домашни условия.

Със вашите собствени ръце този метал у дома може да се опита да изолира, може би, само от меден сулфат. За да направите това, последният трябва първо да се разтвори във вода. След това просто трябва да поставите някакъв железен предмет в получената смес. След известно време последният - в резултат на реакцията на заместване - ще бъде покрит с медно покритие, което след това може просто да се почисти.