Як видобувають мідь

Що таке мідна руда, як її видобувають, обробляють і навіщо використовують

Не так багато знайдеться на нашій планеті металів, обсяги видобутку яких перевищують такі у міді. Двадцять дев'ятий номер у періодичній таблиці Менделєєва знаходиться на почесному третьому місці за рівнями видобутку відразу після заліза і алюмінію. Занадто багато галузей не оберуться проблем, якщо раптом такий необхідний метал закінчиться в їхніх коморах. Важливість міді та мідної руди важко переоцінити для електротехніки, теплотехніки, металургії, медицини та навіть транспорту.

Чим відрізняється мідь від інших металів і як ведеться видобуток міді, розглянемо нижче.

Що таке мідна руда

Мідна руда, як і будь-яка інша - це конгломерат речовин, порід, мінералів, вміст потрібної речовини в яких настільки великий, що його вважають за доцільне для видобутку. Варто сказати, що разом із так званим Купрумом (латинська назва міді), у її руді ще в більш незначних частках видобувають інші корисні елементи. Саму ж мідь починають видобувати у рудах, у яких її кількість перевищує 0.5%.

Так, у чистому вигляді мідь у природі зустрічається навіть частіше, ніж той же алюміній, але все одно від загальносвітових запасів ця цифра дорівнює приблизно одному відсотку, тому видобуток ведеться все-таки з руд. Розрізняють по місцях утворення та складу такі групи руд: карбонатова, колчедана, мідно-нікелева, мідно-порфірова (гідротермальна), скарнова, стратиформна.

Відмінності щодо насиченості

Варіацій сполук міді з іншими речовинами у рудах дуже багато, близько двох з половиною сотень. Ми ж розглянемо найпопулярніші та найнасиченіші:

1. Борніть.Найчастіше належить до гідротермальної групи руд, у своєму складі може мати близько 65% Купрума. Хім. формула – Cu5FeS4;
2. Ковелін. Також член гідротермальної групи до 64% ​​міді. Формула – CuS;
3. Халькопірит. Гідротермальна група. Насиченість міддю дорівнює 30%. Найпопулярніша руда – 50% від усіх родовищ. Формула – CuFeS2;
4. Халькозін. Лідер у плані насиченості. 79,8% «рудого металу». Та сама гідротермальна група. Формула – Cu2S.

Способи видобутку мідної руди

Два способи добування – шахтний та відкритий. Ось і все, чим можуть похвалитися сучасні технології під час добування руд. Відкритий спосіб використовують у тих випадках, якщо родовище міді розташоване не дуже глибоко під землею (близько 400-500 метрів). Для початку знімають шар порожньої породи, а потім починається процес видобутку, для полегшення якого використовують спрямовані вибухи.

1. Що можна робити гравером
2. Як зробити флюс для паяння міді
3. Як правильно точити ножі
4. Як паяти 25 трубу
5. Як правильно зробити паяння труб
6. Як визначити скільки грамів золота в кільці
7. Як відбілити почорніле срібло
8. Чому магніти Магнітят
9. Де знайти цинк у домашніх умовах

Мідна руда - родовища, видобуток, види, переробка

Найпоширеніша мідна руда на нашій планеті – це борніт. Але крім нього мідь видобувають і з інших руд, про які ми поговоримо в рамках цієї статті.

Мідна руда: властивості та характеристики

Мідь - Пластичний елемент золотисто-рожевого відтінку. На відкритому повітрі метал одразу покривається кисневою плівкою, яка надає йому специфічного червоно-жовтого кольору.

Характерні властивості: корозійна стійкість, висока тепло- та електропровідність.

При цьому елемент відрізняється високими антибактеріальними властивостями, знищує віруси грипу та стафілококи

У промисловому комплексі найчастіше мідь використовують у сплавах коїться з іншими компонентами: нікелем, цинком, оловом, золотом тощо.

: Мідь - температура плавлення, фізичні властивості, сплави.

Мінеральна база для вилучення металу

Сировиною для видобутку мідної руди є природні утворення мінералів, у яких металевий компонент міститься у кількості, необхідної економічно вигідної промислової розробки.

Сировина для добування мідної руди.

Рудні родовища представлені силікатними, карбонатними, сульфатними сполуками, оксидами, що утворилися в зоні окиснення.

Серед розвіданих мінералів для промислової розробки можна назвати:

• халькопірит;
• халькозин;
• борніть;
• куприт;
• самородна мідь;
• брошантит;
• азурит;
• кубаніт;
• малахіт;
• хризотил.

У руді концентрація металу становить 0,3–5%, а мінералах показник концентрації становить 22–100% (самородний метал). Родовища міді знаходяться у генетичному взаємозв'язку з іншими цінними компонентами, які видобуваються як додаткові хімічні елементи до основного процесу.

Серед попутних компонентів трапляються:

• платаноїди;
• срібло;
• золото;
• телур;
• галій;
• молібден;
• вісмути;
• нікель;
• титан;
• цинк.

Руда для отримання міді містить миш'як, сурму, рідше ртуть. Залежно від виду попутних хімічних елементів розрізняють типи родовищ, серед яких головне значення мають:

• мідно-нікелевий;
• мідно-колчеданний;
• медистих пісковиків та сланців;
• мідно-порфіровий.

Скарнові родовища металу та кварцово-сульфідні утворення мають підлегле значення.У перспективі як сировина для промислового виробництва металу розглядаються залізомарганцеві конкреції, що перебувають у донних відкладах Світового океану.

Родовища мідних руд

Мідні руди – це скупчення мінералів, у яких, крім міді, містяться й інші елементи, які їх властивості, зокрема нікель.

До категорії мідних відносять ті типи руд, у яких даного металу міститься таку кількість, щоб його було економічно доцільно видобувати промисловими методами. Таким умовам задовольняють руди, вміст міді у яких перебуває у межах 0,5–1%.

Наша планета має в своєму розпорядженні запас медовмісних ресурсів, основну частину з яких (90%) складають мідно-нікелеві руди.

Більшість запасів мідних руд у Росії перебуває у Східної Сибіру, ​​на Кольському півострові, в Уральському регіоні.

У списку лідерів із сумарних запасів таких руд знаходиться Чилі, також розробляються родовища у таких країнах: США (порфірові руди), Казахстані, Замбії, Польщі, Канаді, Вірменії, Заїрі, Перу (порфірові руди), Конго, Узбекистані.

Фахівці підрахували, що у великих родовищах усіх країн міді у сумі міститься близько 680 мільйонів тонн. Звичайно, питання про те, як видобувають мідь у різних країнах, необхідно розглядати окремо.

Всі родовища мідних руд діляться на кілька категорій, що розрізняються за генетичними та промислово-геологічними характеристиками:

• стратиформна група, представлена ​​мідними сланцями та пісковиками;
• руди колчеданного типу, до яких належать самородна та жильна мідь;
• гідротермальні, що включають руди, які називаються мідно-порфіровими;
• магматичні, які представлені найпоширенішими рудами мідно-нікелевого типу;
• руди скарнового типу;
• карбонатові, представлені рудами залізомідного та карбонатитового типу.

У Росії видобуток міді здійснюється переважно на родовищах сланцевого та піщаного типу, в яких руда міститься в мідноколчеданій, мідно-нікелевій та мідно-порфіровій формах.

Різновиди мідних руд

Класифікація руди за генетичними та геологічними особливостями:

• стратиформна - це пісковики та сланці;
• колчедана – жильна мідь та самородки;
• гідротермальна - її називають мідно-порфіровою формою;
• скарнові породи;
• магматичні - ця руда містить нікель;
• карбонатні - мають залізомідний та карбонатитовий склад.

Природні сполуки із вмістом міді у своєму складі

Самородки чистої міді нашій Землі містяться у невеликих кількостях. В основному вона видобувається у поєднанні з іншими елементами, ось найвідоміші з них:

1. Борніт – це такий мінерал, названий на честь чеського вченого Борна. Він є сульфідною рудою. У нього є й альтернативні назви, наприклад мідний пурпур. Видобувається у двох видах: низькотемпературний тетрагонально-скаленоедричний і високотемпературний кубічно-гексаоктаедричний. Різниця видів цього матеріалу залежить від цього, де він стався. Екзогенний борніт - це вторинний ранній сульфід, має нестійкість і підлягає руйнуванню при впливі на нього вітрів. Ендогенний борніт має змінний хімічний склад, в ньому можуть бути різні елементи, наприклад, халькозин і галеніт. Теоретично до складу борніту може входити 11 % заліза і понад 63 % міді, але, на жаль, практично цей склад не зберігається.
2. Халькопірит - даний вид мінералу спочатку називався - мідний колчедан, зароджується він гідротермальним шляхом. Відносять халькопірит до категорії поліметалевих руд. Крім міді, такий мінерал має у собі у складі залізо та сірку. Утворюється він у результаті метаморфічних процесів і присутній у метасоматичних типах мідних руд.
3. Халькозин - така руда має у собі у складі велику кількість міді, практично 80%, місце, що залишилося займає сірка. Нерідко такий вид по-іншому називають мідним блиском, тому що його поверхня схожа на блискучий метал, що переливається кількома відтінками. У рудах халькозин утворюється як дрібнозернисте чи щільне включення.
4. Куприт - цей мінерал відноситься до групи оксидних, а зароджується він у тих місцях, де міститься самородна мідь або малахіт.
5. Ковеллін - такий мінерал формується лише метасоматичним шляхом. Мідь у ньому міститься майже 67 %. Велике родовище мідних руд є на території Сербії, Італії та США.
6. Малахіт, або, як його ще називають, виробний камінь, має велику популярність, він являє собою мідну вуглекислу зелень. Якщо десь знаходять цей мінерал, отже, поряд можна знайти й інші, із вмістом у своєму складі міді.

: Подрібнення в домашніх умовах - хімічне, гальванічне.

Способи видобутку мінералу

У Росії розташовані поклади типу сланців та пісковика. Тут мають місце мідноколчеданна, мідно-нікелева та мідно-порфірова форми. У гірничодобувній промисловості застосовуються різні методи вилучення копалин з надр землі.

Залежно від глибини залягання руда видобувається відкритим або закритим методом.Існують стандарти, які визначають доцільність глибини вироблення шарів ґрунту, застосування технологій, що знижують їхню витратність.

Технологія робіт включає таке:

• застосування самохідної техніки;
• виробництво безпосередньо вилучення руди;
• заповнення матеріалами пустоти, що утворилися, щоб зробити подальші роботи безпечними.

При відкритому способі викопні копалини шарами, це забезпечує їх найбільш повне використання. Для кар'єрів глибини підійде технологія циклічно-потокових робіт, це залежить від особливостей залягання шарів.

Негативні наслідки видобутку корисних копалин

При заляганні пластів на глибині від 500 до 1000 м та глибше, зручний закритий спосіб видобутку міді. Для цього необхідні вібраційні механізми, виконується суцільна виїмка породи та доставка її на поверхню. Порожнечі, що утворилися під землею, заповнюють, для цього застосовують футеровані гумою або базальтовою смолою труби.

Промисловість з переробки з корисними копалинами економічно вигідно розташовувати у безпосередній близькості до місць їх видобутку. Тут необхідно будувати заводи з утилізації відходів після переробки. Це може сприяти виділенню різноманітних корисних продуктів. Наприклад, переробка сірчистого газу дозволяє отримати корисні добрива із вмістом сірки.

Технологія вилучення металу

Для відділення породи, яка містить цінний компонент, використовують метод флотації. Тільки незначна кількість сировини, що містить мідь у підвищеній концентрації, піддається безпосередньому плавленню. Виплавка металу передбачає складний процес, що включає такі операції:

• випал;
• плавлення;
• конвертування;
• рафінування вогневе та електролітичне.

У процесі випалу сировини сульфіди, що містяться в ньому, і домішки перетворюються на оксиди (пірит перетворюється на оксид заліза). Гази, що виділяються при випаленні, містять оксид сірки та використовуються для виробництва кислоти.

Оксиди металів, утворені внаслідок впливу температурного градієнта на породу, при випаленні відокремлюються як шлаку. Рідкий продукт, отриманий під час переплавлення, піддається конвертуванню.

З чорнової міді вилучають цінні компоненти та видаляють шкідливі домішки шляхом вогневого рафінування та інші метали шляхом насичення рідкої суміші киснем з наступним розливом у форми. Виливки використовуються як анод для електролітичного способу очищення міді.

Сировина, де знаходяться мідь і нікель, піддається збагаченню за схемою вибіркової флотації з метою отримання концентрату металів. Залізомедні руди піддаються магнітній сепарації.

Руди медистих пісковиків та сланців, жильних порід та самородного металу переробляються з метою вилучення мідного концентрату. Збагачення проводиться гравітаційним способом.

Метод флотації застосовується для змішаних та окислених руд, але частіше використовується хімічний спосіб та бактеріальне вилуговування.

Високий вміст міді характерний для концентратів, витягнутих з халькозину та борніту, а низький – для халькопіриту.

Збагачення руди з незначним вмістом міді можуть проводити гідрометалургійним способом, що полягає у вилуговуванні міді сірчаною кислотою. З отриманого в результаті процесу розчину виділяють мідь та супутні метали, у тому числі дорогоцінні.

Як видобути мідь у домашніх умовах — Метали, обладнання, інструкції

Мідьвмісні руди характеризуються як багатоелементні.Найчастіше зустрічаються сполуки бувають з:

У незначній концентрації можуть бути:

Родовища у всьому світі мають приблизно однаковий набір хімічних елементів у складі руди, що відрізняються лише їх відсотковим співвідношенням. Щоб отримати чистий метал використовують різні промислові способи. Майже 90% металургійних підприємств використовують однаковий метод виробництва чистої міді – пірометалургійний.

Один із найбільших кар'єрів з видобутку руди приносить 17 мільйонів тонн міді на рік

Схема цього процесу дозволяє також отримувати метал із вторинної сировини, що для промисловості є суттєвим плюсом.

Оскільки родовища належать до групи не поповнюваних – запаси з кожним роком зменшуються, руди біднішають, а їх видобуток та виробництво стає дорогим.

Це, зрештою, впливає ціну металу на міжнародному ринку. Крім пірометалургійного методу, існують ще способи:

Стадії пірометалургійного виробництва міді

Загальні способи отримання металу із руди

Промислове отримання міді з використанням пірометалургійного способу має переваги перед іншими методами:

• технологія забезпечує високу продуктивність – з її допомогою можна отримувати метал із породи, в якій вміст міді навіть нижчий за 0,5%;
• дозволяє ефективно переробляти вторинну сировину;
• досягнуто високого ступеня механізації та автоматизації всіх етапів;
• при його використанні значно скорочуються викиди шкідливих речовин, у атмосферу;
• метод економічний та ефективний.

Збагачення

Схема збагачення руди

На першому етапі виробництва необхідно підготувати руду, яку доставляють на збагачувальні комбінати прямо з кар'єру чи шахти.Часто зустрічаються великі шматки породи, які потрібно подрібнити.

Відбувається це у великих дробильних агрегатах. Після дроблення виходить однорідна маса з фракцією до 150 мм. Технологія попереднього збагачення:

• у велику ємність засипається сировина та заливається водою;
• потім додається кисень під тиском, щоб утворилася піна;
• частинки металу прилипають до бульбашок і піднімаються нагору, а порожня порода осідає на дні;
• далі, мідний концентрат вирушає на випал.

Випалення

Цей етап спрямований на те, щоб максимально знизити вміст сірки. Рудну масу поміщають у піч, де встановлюється температура 700-800оС. Внаслідок термічного впливу вміст сірки скорочується вдвічі. Сірка окислюється і випаровується, а частина домішок (заліза та інших металів) перетворюється на легкошлакуемый стан, яке полегшить надалі плавку.

Випалення руди для зниження рівня сірки

Цей етап можна опустити, якщо порода багата та містить після збагачення 25–35% міді, його використовують лише для бідних руд.

Плавка на штейн

Технологія плавки на штейн дозволяє отримати чорнову мідь, яка відрізняється за марками: від МЧ1 - найчистіша до МЧ6 (містить до 96% чистого металу). У процесі плавки, сировина занурюється у спеціальну піч, у якій температура піднімається до 1450оС.

Технологія переробки мідної руди та отримання чорної міді

Після розплавлення маси вона продувається стисненим киснем у конвертерах. Вони мають горизонтальний вигляд, а дуття здійснюється через бічне отвір. В результаті продування сульфіди заліза та сірки окислюються і переводяться в шлак. Тепло у конвертері утворюється за рахунок протікання розпеченої маси, він додатково не нагрівається.Температура у своїй становить 1300оС.

Загальна схема виплавки міді

На виході з конвертера одержують чорновий склад, який містить до 0,04% заліза та 0,1% сірки, а також до 0,5% інших металів:

Такий чорновий метал відливається у зливки масою до 1200 кг. Це так звана анодна мідь. Багато виробників зупиняються на цьому етапі, реалізують такі зливки.

Але оскільки часто виробництво міді супроводжується видобутком дорогоцінних металів, які у руді, то на збагачувальних комбінатах використовується технологія рафінування чорнового сплаву.

При цьому виділяються та зберігаються інші метали.

Рафінування з використанням катодної міді

Технологія отримання рафінованої міді є досить простою. Її принцип використовують навіть для чищення мідних монет від оксидів у домашніх умовах. Схема виробництва виглядає так:

Зливки рафінованої міді

• чорновий злиток міститься у ванну з електролітом;
• як електроліт використовується розчин з наступним вмістом:
  • сульфат міді – до 200 г/л;
  • сірчана кислота - 135-200 г/л;
  • колоїдні добавки (тіомочевина, столярний клей) – до 60 г/л;
  • вода.

  Для того щоб процес отримання рафінованої міді протікав швидше, анодні зливки повинні бути не більше 360 кг.

  Весь процес електролізу протікає протягом 20-28 діб. За цей період виймають катодну мідь до 3-4 разів. Вага пластин виходить до 150 кг.

  Чи мідиться мідь до магніту

  Як це робиться: видобуток міді

  У процесі рафінування на катодній міді можуть утворюватися дендрити – нарости, які скорочують відстань до анода. Внаслідок чого знижується швидкість та ефективність реакції. Тому, у разі дендритів, їх негайно видаляють.

  Технологія гідрометалургійного виробництва міді

  Мідна руда також може містити золото

  Цей спосіб не набув широкого поширення, оскільки при цьому можна втратити дорогоцінні метали, що містяться в мідній руді.

  Його використання виправдане, коли порода бідна містить менше 0,3% червоного металу.

  Як отримати мідь гідрометалургійним способом?

  Спочатку порода подрібнюється до дрібної фракції. Потім міститься в лужний склад. Найчастіше використовують розчини сірчаної кислоти чи аміаку. Під час реакції мідь витісняється залізом.

  Цементація міді залізом

  Розчини солей міді, що залишилися після вилуговування, проходять подальшу обробку – цементацію:

  • у розчин поміщають залізний дріт, листи або інші обрізки;
  • у ході хімічної реакції залізо витісняє мідь;
  • в результаті метал виділяється у вигляді дрібного порошку, в якому вміст міді сягає 70%. Подальше очищення відбувається шляхом електролізу з використанням катодної пластини.

  Технологія вогневого рафінування чорнової міді

  Цей спосіб отримання чистої міді використовується, коли вихідна сировина – мідний брухт.

  Процес протікає у спеціальних відбивних печах, які топляться вугіллям чи нафтою. Розтоплена маса наповнює ванну, в яку вдмухують повітря залізними трубами:

  • діаметр труб – до 19 мм;
  • тиск повітря – до 2,5 атм;
  • ємність печі – до 250 кг.

  У процесі рафінування окислюється мідна сировина, вигоряє сірка, потім метали. Окиси не розчиняються в рідкій міді, а спливають на поверхню. Щоб їх видалити, використовується кварц, який міститься у ванну ще до початку процесу рафінування і розміщується вздовж стінок.

  Якщо в металобрухті є нікель, миш'як або сурма, то технологія ускладнюється.Відсоток вмісту нікелю у рафінованій міді можна знизити лише до рівня 0,35%. Але якщо є інші компоненти (миш'як і сурма), то утворюється нікелева «слюдка», яка розчиняється в міді, і її видалити не вийде.

  : Мідні руди Уралу.

  Корисні копалини: Мідні руди

  Мідь – пластичний метал золотисто-рожевого кольору, який у чистому вигляді у природі зустрічається частіше, ніж самородки золота чи срібла. Але переважно мідь видобувають із мідних руд – природних мінеральних утворень. Найбільше міді міститься у сульфідних рудах. У зонах окислення мідь міститься у більшості силікатів, карбонатів та оксидів. Знаходять мідь і в осадових породах: сланцях та медистих пісковиках.

  Сучасній науці відомо понад 200 мінералів, що містять мідь. У промисловості найчастіше використовують метал, добутий із сульфатів, серед яких:

  • Халькозін (79% міді);
  • Борніт (до 65%);
  • Халькопірит, або мідний колчедан (близько 35%).

  Міститься мідь і в мідно-нікелієвих сполуках. Найвідоміший із них – кубаніт (до 45% міді). З окислених руд варто відзначити куприт (88%), малахіт (до 58%), азурит (до 56%). Іноді трапляються поклади самородної міді.

  Характеристики та види міді

  Мідь – один із перших металів, який стала використовувати людина. Хімічний символ – Cu (купрум). Цей метал має високу теплопровідність, корозійну стійкість, електропровідність. Мідь плавиться за низьких температур, чудово піддається спайці, метал легко різати і обробляти.

  Деякі сполуки міді можуть бути токсичними для людини. Підвищений вміст міді у воді та їжі може спричинити захворювання печінки та жовчного міхура. Залишені після видобутку міді кар'єри стають джерелами токсинів.Наприклад, озеро Берклі Піт, що утворилося в кратері колишньої мідної копальні, вважається найтоксичнішим озером у світі. Проте, бактерицидні властивості міді незрівнянно вищі. Доведено, що мідь допомагає боротися з вірусами грипу, знищує стафілококи.

  У промисловості рідко використовують мідь у чистому вигляді. Більше застосування знайшли сплави:

  • Латунь (сплав міді із цинком);
  • Бронза (з оловом);
  • Бабіти (зі свинцем);
  • Мельхіор (з нікелем);
  • Дюраль (з алюмінієм);
  • Ювелірний сплав (із золотом).

  Родовища та видобуток міді

  Найбільше родовище міді у світі розташоване у Чилі – це кар'єр Есконіда. Тут виявлено величезні поклади самородної міді.

  Інші великі родовища:

  • Рудники на острові Ківіно (США, штат Мічиган);
  • Рудник «Чукікамата» у Чилі (до 600 тис. тонн на рік);
  • Рудник «Корокоро» Болівії;
  • Рудник Гумішевський (Середній Урал, Росія) – нині вичерпаний;
  • Долина річки Левіха (Середній Урал, Росія);
  • Масив Габбро (Італія).

  За даними US Geological Survey, найбільші поклади міді належать Чилі. Далі йдуть США, Росія, Перу та Мексика.

  Способи видобутку міді:

  • відкритий;
  • Гідрометалургійний – коли мідь вилуговують із породи слабким розчином сірчаної кислоти;
  • Пірометаллургічний – складається з кількох етапів (збагачення, випал, плавка на штейн, продування та рафінування).

  Бережне ставлення до мідних руд

  Мідні руди ставляться до невідновних ресурсів, тому їх розробка вимагає дбайливого ставлення, як і способах видобутку, і у промислової переработке.

  Все більше промисловість стає вимогливою до постійних обсягів одержуваних ресурсів, що призводить до поступового вичерпання.Для цього потрібно ретельніше контролювати видобуток мідних руд, поряд з іншими невідновлюваними ресурсами, такими як нафта, природний газ, дбайливіше і раціональніше відноситься до використання, як у промислових, так і в побутовому споживанні.

  Застосування міді

  Мідь – один із найважливіших кольорових металів, який знайшов застосування практично у всіх сферах життєдіяльності людини.

  • Електротехнічна промисловість (дроти, дріт);
  • Машинобудування (стартер, склопідйомники, радіатори, кулери, підшипники);
  • Суднобудування (обшивка корпусів);
  • Будівництво (труби, трубопроводи, покрівельний та облицювальний матеріали, ванни, змішувачі, раковини);
  • мистецтво (ювелірні прикраси, статуї, карбування);
  • У побуті (кондиціонери, мікрохвильові печі, монети, харчові добавки, музичні інструменти).

  Цікаво, що Статуя Свободи виготовлена ​​із міді. На її спорудження потрібно близько 80 тонн металу. А у Непалі мідь вважають священним металом.

  Як видобувають мідь: способи, історія та родовища

  Мідь сьогодні — метал, який надзвичайно затребуваний і широко застосовується як у побуті, так і в промисловості. У природі Cu можна зустріти як і чистому стані, і у вигляді руди. Способів видобутку та одержання міді з вихідних гірських порід існує декілька. При цьому всі вони використовуються у промисловості досить широко. Про те, як добувають мідь, і йтиметься у статті.

  Трохи історії

  У якій місцевості мідь у давнину почала добуватись і використовуватися людиною вперше, археологам, на жаль, з'ясувати не вдалося. Однак достеменно відомо, що саме цей метал люди почали обробляти та застосовувати у повсякденному житті найпершим.

  Відома мідь людині стала ще у кам'яному віці.Деякі знайдені археологами самородки цього металу несуть сліди обробки кам'яними сокирами. Спочатку люди використовували мідь в основному лише як прикраси. При цьому застосовувала для виготовлення таких виробів людина в давнину виключно знайдені ним самородки цього металу. Пізніше люди навчилися обробляти руду, що містить мідь.

  Уявлення про те, як добувають Cu і як його обробляють, мали багато народів давнини. Підтвердження тому археологами було знайдено безліч. Після того, як людина навчилася робити сплави міді з цинком, почалося бронзове століття. Власне саму назву «мідь» вигадали колись давні римляни. У цю країну такий метал привозили здебільшого з острова Кіпр. Тому римляни назвали його aes cyprium.

  Оскільки цей метал у побуті людиною колись використовувався дуже широко, технології його видобутку були, звичайно ж, розроблені досить досконалі. Наші пращури отримували мідь в основному з малахітових руд. Суміш такого матеріалу та вугілля поміщали у глиняний посуд і ставили в яму. Далі масу в горщику підпалювали. Угарний газ, що виділявся в результаті, відновлював малахіт до міді.

  Запаси у природі

  Де можна добувати мідь у дикій природі сьогодні? На даний момент поклади цього популярного металу відкриті на всіх континентах Землі. При цьому запаси Cu вважаються практично необмеженими.

  Геологи в наш час знаходять все нові родовища чистої міді, а також руд, що містять її. Наприклад, 1950 р. світові резерви цього металу становили 90 млн тонн. До 1970 р. цей показник вже збільшився до 250 млн т, а до 1998 р - до 340 млн т.

  На даний момент вважається, що запаси міді на планеті становлять понад 2.3 млрд. тонн.

  Родовища та способи видобутку чистої міді

  Як уже згадувалося, спочатку людина використовувала у побуті самородний Cu. Звичайно ж, видобувається така чиста мідь і сьогодні. Утворюються самородки цього металу в земній корі внаслідок екзогенних та ендогенних процесів.

  Найбільше відоме родовище самородної міді на планеті зараз знаходиться в США, в районі озера Верхнє. У Росії самородна мідь залягає в Удоканському родовищі, а також деяких інших місцях Забайкалля.

  Крім того, відповіддю на питання про те, де можна добувати мідь у Росії у вигляді самородків, є і уральський регіон.

  У природі чистий метал цього різновиду утворюється в зоні окиснення мідносульфатних покладів. Зазвичай в самородках самої міді міститься близько 90-99%. Решта припадає на інші метали.

  У будь-якому випадку відповіддю на питання про те, як видобувають мідь самородну, є дві основні технології. Розробляють такі родовища, як і рудні, закритим шахтним чи відкритим кар'єрним способом.

  У першому випадку при цьому використовують такі технологічні процеси, як буріння та відбійка.

  Важити мідні самородки можуть дуже багато. Найбільші з них колись були знайдені на Верхньому озері в США. Вага цих самородків становила близько 500 т.

  Де видобувають мідь у Росії, ми з'ясували. В основному це Забайкалля та Урал. У нашій країні, звичайно, також у різні часи знаходили дуже великі самородки цього металу. Наприклад, мідні шматки вагою кілька тонн часто знаходили на Середньому Уралі. Один із таких самородків у 860 кг нині зберігається у Санкт-Петербурзі, у музеї Гірського інституту.

  Мідні руди та їх родовища

  На даний момент отримувати Cu вважається економічно вигідним та доцільним навіть у тому випадку, якщо його міститься у породі хоча б 0.3%.

  Найчастіше для виділення міді промисловим способом у природі в наші дні видобувають такі породи:

  • борніти Cu5FeS4 - сульфідні руди, які називаються інакше мідним пурпуром або строкатим колчеданом і містять близько 63.3% Cu;
  • халькопірит CuFeS2 - мінерали, що мають гідротермальне походження;
  • халькозини Cu2S, що містять понад 75% міді;
  • куприти Cu2O, які часто зустрічаються також і в місцях покладів самородної міді;
  • малахіти, що являють собою вуглекислу мідну зелень.

  Найбільше родовище мідних руд у Росії перебуває у Норильську. Також такі породи у великих кількостях видобувають у деяких місцях на Уралі, Забайкаллі, Чукотці, Туві і Кольському півострові.

  Як розробляють поклади мідних руд

  Різного роду породи, що містять Cu, як і самородки, можуть видобуватись на планеті за двома основними технологіями:

  У першому випадку на родовищі будуються шахти, довжина яких може досягати кількох кілометрів. Для переміщення робітників та техніки такі підземні тунелі оснащуються ліфтами та залізничними коліями. Дроблення породи в шахтах провадиться з використанням спеціального бурового обладнання, що має шипи. Забір мідної руди та її навантаження для відправки нагору здійснюються із застосуванням ковшів.

  Якщо поклади перебувають не далі 400-500 м від землі, їх видобуток ведеться відкритим способом. У цьому випадку на родовищі спочатку знімається шар верхньої породи з використанням вибухових пристроїв. Далі поступово виймається власне сама мідна руда.

  Способи одержання металу з порід

  Як видобувають мідь, а точніше руди, що містять її, ми, таким чином, з'ясували. Але як же на підприємствах надалі одержують власне сам Cu?

  Основних способів виділення міді із гірських порід існує три:

  • електролітичний;
  • пірометалургійний;
  • гідрометалургійний.

  Пірометаллургічний флотаційний метод

  Ця технологія зазвичай використовується виділення міді з тих порід, у яких Cu міститься 1.5-2%. Такий матеріал піддають збагаченню флотаційним методом. При цьому:

  • руду ретельно розмелюють до дрібного порошку;
  • змішують отриманий матеріал із водою;
  • додають масу спеціальні флотореагенти, що являють собою складні органічні речовини.

  Флотореагенти покривають дрібні крупинки різних сполук міді і передають їм незмочування.

  • у воду додають речовини, що утворюють піну;
  • пропускають через завис сильний потік повітря.

  Легкі сухі частинки з'єднань міді в результаті прилипають до повітряних бульбашок і виринають нагору. Піну, що містить їх, збирають, віджимають від води і ретельно просушують. У результаті отримують концентрат, з якого потім виділяють чорновий Cu.

  Як видобують мідь із руди: збагачення методом випалу

  Флотаційний метод використовується у промисловості досить часто. Але іноді для збагачення мідної руди застосовується технологія випалу. Така методика найчастіше використовується для руд, що містять велику кількість сірки. У разі матеріал попередньо нагрівається до температури 700-8000 °З. В результаті відбувається окислення сульфідів із зменшенням у породі вмісту сірки.

  На наступному етапі підготовлену таким чином руду розплавляють у шахтних печах при температурі 14500 °С.Зрештою, при використанні такої технології отримують штейн — сплав міді та заліза. Далі це з'єднання покращують шляхом обдування в конвертерах. У результаті оксид заліза перетворюється на шлак, а сірка — в SO4.

  Отримання чистої міді: електроліз

  При використанні методів флотації та випалу одержують чорнову мідь. Власне, Cu такий матеріал містить близько 91%. Щоб отримати більш чисту мідь, чорнову надалі рафінують.

  У разі з первинної міді спочатку відливають товсті пластини-аноди. Далі:

  • набирають у ванну розчин мідного купоросу;
  • підвішують у ванній пластині-аноди;
  • як катоди використовують тонкі листи з чистої міді.

  Під час реакції електролізу на анодах відбувається розчинення міді, але в катодах — осадження. Іони міді просуваються до катода, забирають у нього електрони і переходять до атомів Cu+2+2e?>Cu.

  Домішки, що містяться в чорновій міді, при очищенні можуть поводитися по-різному. Цинк, кадмій, залізо розчиняються на аноді, але осідають на катоді. Справа в тому, що в ряді електрохімічної напруги вони знаходяться лівіше за мідь, тобто мають більш негативні потенціали.

  Мідний купорос отримують повільним окисленням сульфідної руди киснем до сульфату міді CuS + 2O2 > CuSO4. Надалі сіль вилуговується водою.

  Гідрометаллогічний спосіб

  В даному випадку для вилуговування та збагачення міді використовується сірчана кислота. В результаті реакції при застосуванні такої технології одержують розчин, насичений Cu та іншими металами. З нього потім і виділяють мідь. При використанні такої методики, крім чорнової міді, можна отримувати інші метали, включаючи дорогоцінні.У будь-якому випадку застосовується ця технологія найчастіше для виділення Cu з не надто багатих на нього порід (менше 0.5%).

  Мідь у домашніх умовах

  Виділення цього металу з насичених ним руд — справа, таким чином, технологічно відносно нескладна. дуже складно.

  Деякі, наприклад, цікавляться тим, як видобути мідь із глини своїми руками. Адже в природі існують поклади цього матеріалу, багатого в тому числі і на Cu. .

  Своїми руками цей метал будинку можна спробувати виділити, мабуть, тільки з мідного купоросу. Для цього останній потрібно спочатку розчинити у воді. нальотом, який надалі можна буде просто зчистити.

  Виробництво міді

  Застосування міді як матеріал для виробництва знарядь праці та зброї відоме людству багато століть.

  Розвиток електротехніки та електроніки стало подальшим стимулом розробки досконалих методів видобутку та переробки сировини, в якому присутній цей метал. Сучасне виробництво міді – це добре відпрацьований процес.

  Однією з проблем отримання цього дефіцитного металу є низький відсоток вмісту міді у руді, що добувається. Він не перевищує п'ять відсотків від загальної кількості видобувної породи.

  Способи виробництва міді

  В даний час розроблено кілька способів одержання міді.Основними є:

  Найбільше виробляється із застосуванням першого способу. З його допомогою одержують практично 90% всього металу. Він досить трудомісткий та тривалий. Технологія виробництва міді цим способом включає кілька етапів, які здійснюють збагачення матеріалу, що надходить, послідовне отримання готового матеріалу. Кожен із етапів містить строгу послідовність технологічних завдань. Зазвичай завод із виробництва міді виконує весь комплекс операцій.

  Для здобуття так званої катодної міді використовується третій спосіб. Повністю цей спосіб називається електролітичне рафінування з подальшим осадженням готового продукту на поверхні металевих пластин.

  Виробництво міді в Росії та світі

  За даними аналітичних агентств, Російська Федерація впевнено займає п'яту позицію серед країн, які займаються видобутком і отриманням чистої міді. Виробництво міді у Росії середньому протягом року становить 860 тисяч тонн.

  Основу сучасної структури виробництва міді становлять три великі холдинги: ВАТ «ГМК» Норильський нікель» («Норнікель»), ТОВ «УГМКХолдинг» (УГМК) та ЗАТ «Російська мідна компанія» (РМК). Ці компанії здійснюють повний цикл виробництва від видобутку руди до виготовлення готових зливків, прокату та дроту.

  У кожен холдинг входить кілька підприємств, оснащених найдосконалішими технологіями виробництва. Завдяки динамічному розвитку минулого року вдалося підвищити виробництво міді на сім відсотків.

  Світове виробництво міді досить консолідоване. Майже 35% цього металу виробляється п'ятьма найбільшими компаніями. До них відносяться:

  • Codelco (Чилі).
  • Freeport-McMoRan (США).
  • Glencore (Швейцарія).
  • BHP Billiton (Австралія).
  • Southern Copper (Мексика).

  Ці компанії майже 80% міді отримують з первинної сировини (тобто здійснюють повний цикл переробки) і 20% виробляють в результаті переробки брухту. У Європі найбільшими виробниками міді є: Польща, Португалія та Болгарія. Кожен завод здатний здійснювати випуск широкого асортименту мідної продукції.

  Незважаючи на сучасну кризу, мідь, як і раніше, залишається затребуваним металом. Одним із серйозних недоліків, властивих цьому виробництву є екологічні проблеми. Оцінка викидів на мідеплавильних заводах показала високий рівень забруднення навколишнього повітря.

  У його складі присутня велика кількість шкідливих для здоров'я хімічних сполук (кадмію, ртуті, миш'яку, свинцю, оксидів азоту та вуглецю).

  Мідна руда та технологія видобутку чистої міді

  Мідь, що активно використовується практично у всіх галузях промисловості, видобувається з різних руд, найпоширенішою з яких є борніт. Популярність цієї мідної руди пояснюється як високим вмістом міді у її складі, а й значними запасами борніту в надрах нашої планети.

  Природні сполуки із вмістом міді

  Чиста мідь, яку являють собою її самородки, представлена ​​в природі в дуже незначних кількостях. В основному мідь у природі є у вигляді різних сполук, найбільш поширеними з яких є наступні.

  • Борніт – мінерал, який одержав свою назву на честь вченого з Чехії І. Борна. Це сульфідна руда, хімічний склад якої характеризує її формула – Cu5FeS4. Борніт має інші назви: строкатий колчедан, мідний пурпур.У природі ця руда представлена ​​у двох поліморфних видах: низькотемпературної тетрагонально-скеленоедричної (температура менше 228 градусів) та високотемпературної кубічно-гексаоктаедричної (більше 228 градусів) Цей мінерал може мати різні види і залежно від свого походження. вторинний ранній сульфід, який дуже нестійкий і легко руйнується при вивітрюванні. Другий тип - ендогенний борніт - характеризується мінливістю хімічного складу, в якому можуть бути халькозин, галеніт, сфалерит, пірит і халькопірит. і понад 63,3% міді, але на практиці такий зміст цих елементів ніколи не витримується.
  • Халькопірит - мінерал, хімічний склад якого характеризується формулою CuFeS2. Халькопірит, що має гідротермальне походження, раніше називали мідним колчеданом. формується в результаті перебігу метаморфічних процесів і може бути у двох типах мідних руд: контактово-метасоматичного виду (скарни) і гірські метасоматичні (грейзени).
  • Халькозин – сульфідна руда, хімічний склад якої характеризується формулою Cu2S. її поверхня виглядає як відблискує метал, що володіє різними відтінками - від свинцево-сірого до чорного.У медовмісних рудах халькозин виглядає як щільні або дрібнозернисті включення.

  У природі зустрічаються і рідкісні мінерали, які містять у своєму складі мідь.

  • Куприт (Cu2O), що відноситься до мінералів оксидної групи, часто можна зустріти в місцях, де є малахіт та самородна мідь.
  • Ковеллін - сульфідна порода, сформована метасоматичним шляхом. Вперше цей мінерал, вміст міді в якому складає 66,5%, було виявлено на початку позаминулого сторіччя на околицях Везувію. Наразі ковелін активно добувають на родовищах у таких країнах, як США, Сербія, Італія, Чилі.
  • Малахіт - мінерал, добре відомий всім як камінь виробу. Напевно, всі бачили вироби з цього красивого мінералу на фото або навіть є їх власниками. Малахіт, який в Росії дуже популярний, - це вуглекисла мідна зелень або дигідрококскарбонат міді, що відноситься до категорії поліметалічних руд, що містять мідь. Знайдений малахіт свідчить про те, що поряд є родовища інших мінералів, що містять мідь. У нашій країні велике родовище цього мінералу знаходиться в районі Нижнього Тагілу, раніше його видобували і на Уралі, але зараз його запаси значно виснажені і не розробляються.
  • Азурит – мінерал, який через свій синій колір також називають «мідною блакиттю». Він характеризується твердістю 3,5-4 одиниці, основні його родовища розробляються в Марокко, Намібії, Конго, Англії, Австралії, Франції та Греції. Азурит часто зрощується з малахітом і залягає в тих місцях, де поблизу розташовані родовища медовмісних руд сульфідного типу.

  Технології виробництва міді

  Щоб витягти мідь з мінералів і руд, про які ми говорили вище, у сучасній промисловості застосовуються три технології: гідрометалургійна, пірометаллургічна та електроліз.

  Пірометаллургічна методика збагачення міді, яка є найпоширенішою, як сировина використовує халькопірит. Ця технологія передбачає виконання кількох послідовних операцій.

  У першому етапі виробляється збагачення мідної руди, навіщо використовується окислювальний випал чи флотація.

  Метод флотації полягає в тому, що порожня порода та її частини, у яких міститься мідь, змочуються по-різному.

  При приміщенні всієї маси породи у ванну з рідким складом, у якому формуються повітряні бульбашки, та її частина, що містить у своєму складі мінеральні елементи, транспортується цими бульбашками на поверхню, прилипаючи до них.

  У результаті поверхні ванни збирається концентрат – чорнова мідь, у якому даного металу міститься від 10 до 35%. Саме з такого порошкоподібного концентрату відбувається подальше отримання чистої міді.

  Дещо по-іншому виглядає окислювальний випал, за допомогою якого збагачують мідні руди, що містять у своєму складі значну кількість сірки.

  Дана технологія передбачає нагрівання руди до температури 700-8000, в результаті якого сульфіди окислюються і вміст сірки в мідній руді зменшується практично вдвічі.

  Після такого випалу збагачену руду розплавляють у відбивних або шахтних печах при температурі 14500, у результаті отримують штейн – сплав, що складається з сульфідів міді і заліза.

  Властивості отриманого штейна слід поліпшити, для цього обдувають його в горизонтальних конвертерах без подачі додаткового палива.Внаслідок такого бічного обдування залізо та сульфіди окислюються, оксид заліза переводять у шлак, а сірку – у SO2.

  Чорна мідь, яка утворюється в результаті такого процесу, містить до 91% даного металу. Щоб зробити метал ще чистішим, необхідно виконати рафінування міді, для чого з нього необхідно видалити сторонні домішки. Це досягається за допомогою технології вогневого рафінування та підкисленого розчину мідного купоросу. Таке рафінування міді називають електролітичним, воно дозволяє одержати метал із чистотою 99,9%.

  Існує ще й гідрометалургійний спосіб збагачення міді, який має на увазі вилуговування металу за допомогою сірчаної кислоти. В результаті такого вилуговування отримують розчин, з якого потім і виділяють мідь та інші метали, у тому числі і дорогоцінні. Ця технологія застосовується для збагачення руд, які характеризуються дуже незначним вмістом міді у своєму складі.

  Як добути мідь у домашніх умовах.

  Мідь, що відноситься за класифікацією до кольорових металів, стала відомою в давнину. Її виробництво людина освоїв раніше заліза. Це можна пояснити як частим її перебуванням на земній поверхні в доступному стані, так і відносною легкістю виробництва міді шляхом вилучення її з сполук. Свою назву Cu вона отримала від острова Кіпру, де давня технологія виробництва міді набула великого поширення.

  Завдяки своїй високій електропровідності (мідь із усіх металів – друга після срібла) вона вважається особливо цінним електротехнічним матеріалом. Хоча електропровід, яким раніше йшло до 50% світового виробництва міді, сьогодні найчастіше виготовляють з доступнішого алюмінію.

  Мідь, поряд з більшістю інших кольорових металів, вважається дефіцитнішим матеріалом. Це пов'язано з тим, що сьогодні називаються багатими ті руди, що містять близько 5% міді, а основний її видобуток ведеться переробкою 0,5% руд.

  Тоді як у минулі століття ці руди містили від 6 до 9% Cu.

  Мідь відносять до тугоплавких металів. При щільності 8,98 г/см3 її температури плавлення і кипіння становлять відповідно 1083°C і 2595°C. У з'єднаннях вона зазвичай присутня з валентністю I або II, рідше зустрічаються з'єднання з тривалентною міддю. Солі одновалентної міді трохи забарвлені або зовсім без кольору, а двовалентна мідь дає своїм солям у водному розчині характерну забарвленість.

  Чиста мідь є тягучим металом червоного або рожевого (на зламі) кольору. У просвіті тонкого шару вона може здаватися зеленою або блакитною. Більшість сполук міді мають такі ж кольори. Цей метал є у складі безлічі мінералів, їх під час виробництва міді у Росії застосовують лише 17.

  Найбільше місце у цьому відводиться сульфідам, самородної міді, сульфосолям та карбонатам (силікатам).

  У сировину заводів з виробництва міді, крім руд, входять ще мідні сплави з відходів. Найчастіше вони включають від 1 до 6% міді в з'єднаннях сірки: халькозині та халькопіриті, ковеліні, гідрокарбонатах та оксидах, мідному колчедані.

  Також руди, поряд з порожньою породою, що включає карбонати кальцію, магнію, силікатів, пірит і кварц, можуть містити компоненти таких елементів, як золото, олово, нікель, цинк, срібло, кремній та ін.

  Крім самородних руд, які включають мідь у доступному вигляді, всі руди поділяються на сульфідні чи окислені, і навіть змішані.Перші виходять як наслідок реакцій окислення, а другі вважаються первинними.

  Виробництво чорної та рафінованої міді

  У ході видобутку міді чорної виробництвом передбачено продування штейн-сплаву в конвертері бокового дуття повітрям. Це необхідно, щоб окислити з'єднане із сіркою залізо і перевести його до складу шлаку. Ця процедура називається конвертуванням, вона поділяється на дві стадії.

  Перша полягає у виготовленні білого штейна за допомогою окислення залізного сульфіду за допомогою флюсу із кварцу. Зберігається шлак видаляють, а на його місце поміщають чергову порцію початкового штейна, заповнюючи постійний обсяг його в конвертері. При цьому в конвертері в процесі видалення шлаку залишається тільки білий штейн. Він містить переважно сульфіди міді.

  Наступною частиною процесу конвертування є безпосереднє виготовлення чорнової міді за допомогою переплавлення білого штейна. Вона виходить шляхом окислення мідного сульфіду. Отримана під час продування мідь чорнова складається вже на 99% з Cu з незначним додаванням сірки та різних металів. При цьому вона ще не підходить для технічного використання. Тому, після конвертування до неї обов'язково застосовують метод рафінування, тобто. очищення від домішок.

  Як зробити теплообмінник із мідної трубки

  У виробництвах рафінованої міді необхідної якості мідь чернова піддається спочатку вогневому, потім електролітичному впливу.

  За допомогою його разом з винятком непотрібних домішок отримують також цінні компоненти, що містяться в ній. Для цього чорнову мідь на вогневій стадії занурюють у ті печі, що застосовують при переплавленні концентрату міді в сплав штейну.

  А для електролізу потрібні спеціальні ванни, їх зсередини покривають вініпластом або свинцем.

  Метою вогневої стадії рафінування є первинне очищення міді від домішок, необхідне підготовки її до наступної стадії рафінування – електролітичної. З міді, що розплавляється вогневим методом, разом з розчиненими газами і сіркою видаляються кисень, миш'як, сурма, залізо та інші метали.

  Отримана таким способом мідь може включати незначний вміст селену з телуром та вісмутом, що погіршує її електропровідність та здатність до обробки. Ці властивості особливо цінні виготовлення продукції з міді.

  Тому до неї застосовують електролітичне рафінування, що дозволяє одержання міді, придатної для електротехніки.

  В ході електролітичного рафінування анод, що відливається з міді, що пройшла вогневу стадію рафінування, і катод з тонколистової міді по черзі занурюються у ванну з сірчанокислим електролітом, через яку пропускають струм.

  Ця операція дозволяє якісне очищення міді від шкідливих домішок з одночасним вилученням супутніх цінних металів з анодної міді, що є сплавом багатьох компонентів. Підсумком такого рафінування є виробництво катодної міді особливої ​​чистоти, що містить до 99,9% Cu, отримання шламу, що містить цінні метали, селен з телуром, а також забрудненого електроліту.

  Електролітичне рафінування є основним способом отримання технічно цінної міді для промисловості. Що стосується країн-лідерів з виробництва міді Росії з її допомогою виготовляють кабельнопровідникові вироби.

  Чиста мідь широко застосовується у електротехніці.Тут також велике місце займають мідні сплави (латунь, бронза, мельхіор та ін) з цинком, залізом, оловом, марганцем, нікелем, алюмінієм.

  Мідні солі знайшли попит у сільському господарстві, з них отримують добрива, каталізатори синтезу та засоби для знищення шкідників.

  Отримання міді

  Мідь чи купрум названа так на честь острова Кіпр, де знайшли велике її родовище. Це один із перших металів, освоєних людиною. Мідний вік - дивовижна епоха, в яку вжиток людини був наповнений мідними знаряддями та предметами побуту, він тривав з IV до III тисячоліття до н. е.

  Способи отримання міді

  Для отримання міді з мінералів і руд, в яких вона знаходиться, на сьогоднішній день використовують три методи:

  Отримання міді пирометаллургическим методом є найпоширенішим. Сировиною для цього процесу виступає халькопірит. Щоб одержати з халькопіриту чисту мідь, необхідно здійснити низку операцій. Перша, з яких, полягає в збагаченні мідної руди, методом окислювального випалу або флотації. В основі флотації лежить той факт, що порожня порода та її частини, що містять міді, змочуються по-різному.

  Якщо помістити всю масу породи в ємність з рідким складом, в якому є повітряні бульбашки, то частина з мінеральними елементами переміщається за допомогою цих бульбашок на поверхню і прилипає до них. У результаті поверхні ванни спостерігається наявність концентрату чи чорнової міді. У цьому складі є від 10 до 35% чистої міді.

  Цей порошкоподібний концентрат є сировиною для подальшого одержання чистої міді. Цим способом збагачують мідні руди, у складі яких є значна кількість сірки.Для реалізації цієї технології необхідно нагріти руду до температури 700-8000 градусів.

  Під дією таких високих температур відбувається окислення сульфідів, і об'єм сірки в мідній руді знижується майже вдвічі. Наступним етапом є розплавлення збагаченої руди у відбивних або шахтних печах при температурі 14500. Результатом цього розплаву є утворення штейну – сплаву, що складається з сульфідів міді та заліза.

  Щоб покращити показники штейна, його піддають обдування в горизонтальних конвертерах без додавання додаткового палива. Таким чином, залізо та сульфіди окислюються, оксид заліза перетворюється на шлак, а сірка стає оксидом – SO2.

  Чорна мідь, отримана в такий спосіб, має у своєму складі близько 91% міді. Для додаткової очистки металу виконується рафінування міді, тобто видалення сторонніх домішок. Це здійснюється завдяки технології вогневого рафінування у присутності підкисленого розчину мідного купоросу.

  Це рафінування міді має електролітичний характер, і дає можливість отримати метал з чистотою 99,9%.

  Гідрометалургійний метод збагачення міді заснований на процесі вилуговування металу за допомогою сірчаної кислоти. Результатом такого процесу є одержання розчину, з якого надалі виділяють чисту мідь. Також цей метод підходить для виділення дорогоцінних металів.

  Цю технологію застосовують для збагачення руд, в яких є дуже мала міді.

  Отримання міді електролізом

  Електроліз міді є одним з етапів хіміко-фізичних процесів, якому піддають руду, щоб отримати мідь.Примітно, що для отримання 1 тонни чистої міді потрібно переробити як мінімум 200 тонн мідної руди. Сама процедура обробки мідної руди – це багатоступеневий і дуже складний процес, який складається з 7 стадій. Останньою і є електроліз міді.

  Руду після видобутку потрібно подрібнити в спеціальних машинах. Далі відбувається процес флотації, у результаті якого, як знаємо, формується концентрат із збереженням мінералів міді. Після цього відбувається випал при високих температурах у спеціальних печах.

  Шихту, отриману в процесі випалу, поміщають у піч для плавки, де вона стає штейном, який у свою чергу оправляють конвертування. Продукт, отриманий після цих процесів, називають чорновою міддю, де 2-3% обсягу займають домішки. Як домішки виступають цинк, залізо, або сірка. Їх видаляють реакцією окиснення.

  На цьому етапі утворюється «червона» мідь, в якій є 99,7-99,9% Cu. Останнім етапом є безпосередньо електроліз міді, який дозволяє досягти отримання максимально чистої міді.

  Щоб здійснити процес електролізу міді, знадобиться спеціальне обладнання, а саме ємності, які заповнюють водним розчином сульфату міді з вмістом вільної сірчаної кислоти.

  В результаті проведення електролізу ми отримаємо осад чистої міді на катодах. А все, що опиниться на дні ванни, називається шламом. Він є сировиною для одержання благородних металів.

  Одержання оксиду міді

  Оксид міді (II) CuO є кристалами чорного кольору, які піддаються кристалізації в моноклінній сингонії.Щільність з'єднання становить 6,51 г/см3, а плавиться при температурі 1447°С в умовах високого тиску В результаті нагрівання до 1100°С є виділення оксиду міді (I):

  У воді оксид міді не розчиняється і не вступає в реакції з нею.
  З водними розчинами аміаку реагує з утворенням гідроксиду тетрааммінмеді (II):

  Також легко вступає в реакції з розведеними кислотами з виділенням солі та води:

  Результатом сплавлення оксиду міді з лугами є утворення купратів:

  Чисту мідь із оксиду можна отримати методом відновлення воднем, чадним газом та активними металами:

  Реакція одержання оксиду міді методом прожарювання гідроксиду міді (II) при температурі 200°С:

  Також одержати оксид міді можна в процесі окиснення металевої міді на повітрі при температурі 400–500°С.

  Одержання сульфату міді

  Отримати сульфат міді можна трьома реакціями:
  розчинити CuO в H2SO4

  у присутності концентрованої сірчаної кислоти з міддю, обов'язково при нагріванні

  методом взаємодії Cu2O з розведеною сірчаною кислотою

  Одержання хлориду міді

  У природі хлорид міді знаходиться у складі дуже рідкісного мінералу ернохальциту CuCl₂•2H₂O, який є кристалами синього кольору.

  Двохвалентний хлорид міді має важливе практичне значення, і видобутку його тільки з природного мінералу дуже мало.

  Головною реакцією промислового синтезу CuCl можна назвати реакцію хлорування сульфіду міді в умовах високої температури від 300 до 400 градусів °С.

  Ще одним варіантом синтезу хлориду двовалентної міді є хлоруючий випал, який здійснюється при температурі понад 500 С:

  Обидві реакції потребують використання спеціалізованого обладнання та дотримання підвищених заходів безпеки, тому дані реакції можна проводити тільки в умовах промислового виробництва. У лабораторних умовах також можна отримати хлорид міді такими реакціями

  • Cu + Cl₂ ―› CuCl₂
  • CuO + 2HCl ―› CuCl₂ +H₂O
  • Cu(OH)₂ + 2HCl ―› CuCl₂ + 2H₂O. Реакція нейтралізації
  • CuCO₃ + 2HCL ―› CuCl₂ + H₂O + CO₂. В результаті цієї реакції сильніша кислота витіснить кислотний залишок слабшої кислоти. Протікає реакція заміщення
  • 3Сu + 2HNO₃ + 6HCl ―› 3CuCl₂ + 2NO +4H₂0. Ця реакція є найоригінальнішою. Вона протікає лише у присутності суміші двох сильних кислот.

  Одержання гліцерату міді

  Якісна реакція виявлення присутності гліцерину в розчинах здійснюється в присутності сульфату міді (II) і розчину гідроксиду натрію. В результаті реакції утворюється гліцерат міді - комплексне з'єднання синьо-василькового відтінку.
  Хімічну реакцію проводять наступним чином:

  • до розчину сульфату міді (II) доливають розчин гідроксиду натрію, внаслідок чого відбувається фарбування розчину синій колір. Таким чином, спостерігаємо випадання осаду гідроксиду міді (II)
  • після цього додаємо кілька мл гліцерину та перемішуємо розчин. Осад, що утворився, розчиняється з утворенням комплексного з'єднання відтінку індиго. Це і є гліцерат міді.

  Рівняння виглядає так:
  CH2OH-CHOH-CH2OH + Cu(OH)2-> Cu(-O-CH2-CH-O-)-CH2OH

  Отримання нітрату міді

  Отримання нітрату міді Cu(NO3)2 досить цікаве заняття.А також дуже корисне, оскільки він є досить популярним фарбником.

  • Cu + 4HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
  • CuO + 2HNO3 -> Cu(NO3)2 + H2O
  • Cu(OH)2 + 2HNO3 -> Cu(NO3)2 +2H2O.

  Одержання сульфіду міді

  Сульфід міді (II) або моносульфід міді - CuS, є неорганічним бінарним з'єднанням двовалентної міді з сіркою.
  Одержання сульфіду міді здійснюється за допомогою прямої взаємодії елементів, а також в результаті обмінної реакції солей двовалентної міді з сульфідами водорозчинними.

  • Na2S+CuSO4=CuS+Na2SO4
  • CuCl2 + H2S -> CuS + 2HCl
  • 2CuS + H2 -> Cu2S + H2S. Ця реакція протікає в умовах високої температури від 600 до 700 oC.

  Одержання сухим методом дає можливість сульфіду міді проводити електричний струм.