Технологии добычи меди и ее место в современной промышленности

Месторождения на карте мира

Самые большие запасы руды расположены в Чили – 34% от общемировых. В США и Перу находится по 9% залежей ископаемого. На Восточную Сибирь, Урал и Кольский полуостров приходится 5% месторождений.

Мировые месторождения меди расположены на Африканском континенте, в Южной Америке, Канаде, Австралии. Из европейских стран ими наиболее богата Польша. Известны месторождения в Китае и Монголии.

Порфировые и жильные месторождения располагаются в Западном Тихоокеанском поясе, районах средиземноморья. Обладают ими Казахстан, Армения, Узбекистан.

Карта месторождений меди в мире

Разновидности медных руд

Классификация руды по генетическим и геологическим особенностям:

• стратиформная — это песчаники и сланцы;
• колчеданная – жильная медь и самородки;
• гидротермальная — ее называют медно-порфировой формой;
• скарновые породы;
• магматические — эта руда содержит никель;
• карбонатные — имеют железомедный и карбонатитовый состав.

Природные минералы, содержащие медь

Борнит. Сульфидная руда, ее состав определяет выражение Cu5FeS4. Различают два полиморфных вида – низкотемпературный и высокотемпературный. Температура плавления которых, соответственно, меньше или больше 228 градусов.

Существует ранний неустойчивый сульфид, легко разрушаемый водой и ветром. Другой тип – эндогенный, имеет непостоянный химический состав за счет примесей таких элементов как галенит, пирит, халькозин, халькопирит. Борнит называют пестрым колчеданом. Характеристика этих минералов зависит от их происхождения.

Халькопирит. Формулой CuFeS2 определяется его состав. Известен под названием медный колчедан. Относится к полиметаллическим. Может существовать в виде скарн и горных грейзенов.

Халькозин. Содержит 79,8% меди и 20,2% серы. Очень красивый, зеркальная поверхность имеет сероватый оттенок, бывает черным.

Существуют редкие ископаемые, содержащие элементы меди:

• куприт (Cu2O), оксид, замечен среди месторождений малахита и самородков;
• ковеллин, содержит 66,5% основного элемента и серу. Впервые найден в окружении вулкана Везувий. Добывается в США, Греции, Чили;
• малахит. Камень, который применяется для различных поделок. Полиметаллическая руда. Нижний Тагил – место больших залежей этого минерала;
• азурит. Это лазурь, камень синего цвета. Основные места его добычи – Африка, Австралия, Англия, Балканские страны. Залегает вблизи сульфидных месторождений.

Медно-порфировые формы включают молибден, золото, халькопирит, пирит. Их находят в залежах небогатых горных пород. Имеют форму прожилковых вкраплений штокверкового типа.

МЕ́ДНЫЕ РУ́ДЫ

МЕ́ДНЫЕ РУ́ДЫ, при­род­ные ми­не­раль­ные об­ра­зо­ва­ния, со­дер­жа­щие медь в та­ких со­еди­не­ни­ях и кон­цен­тра­ци­ях, при ко­то­рых их пром. ис­поль­зо­ва­ние тех­ни­че­ски воз­мож­но и эко­но­ми­че­ски це­ле­со­об­раз­но. Из­вест­но св. 170 ми­не­ра­лов ме­ди; пром. зна­че­ние име­ют ме­нее 20, ос­нов­ные из ко­то­рых: медь са­мо­род­ная (98% $\ce{Cu}$), халь­ко­пи­рит (34,5% $\ce{Cu}$), бор­нит (63,3% $\ce{Cu}$), халь­ко­зин (79,8% $\ce{Cu}$), ку­ба­нит (22–24% $\ce{Cu}$), ко­вел­лин (66,5% $\ce{Cu}$), тен­нан­тит (57,5% $\ce{Cu}$), тет­ра­эд­рит (52,3% $\ce{Cu}$), ку­прит (88,8% $\ce{Cu}$), те­но­рит (79,9% $\ce{Cu}$), ма­ла­хит (57,4% $\ce{Cu}$), азу­рит (55,3% $\ce{Cu}$), хри­зо­кол­ла (36,1% $\ce{Cu}$), бро­шан­тит (56,2% $\ce{Cu}$). По ге­не­зи­су раз­ли­ча­ют пер­вич­ные, окис­лен­ные и сме­шан­ные М. р.; по ми­нер. со­ста­ву – соб­ст­вен­но мед­ные (са­мо­род­ная медь) и ком­плекс­ные (суль­фид­ные, кар­бо­нат­ные, си­ли­кат­ные, суль­фат­ные, ок­сид­ные и др.). B пер­вич­ных ру­дах боль­шин­ст­ва пром. ме­сто­ро­ж­де­ний медь при­сут­ст­ву­ет в ви­де суль­фи­дов (халь­ко­пи­рит, бор­нит и халь­ко­зин, ку­ба­нит), в зо­нах окис­ле­ния (окис­лен­ные и сме­шан­ные ру­ды) пред­став­ле­на кар­бо­на­та­ми, си­ли­ка­та­ми, суль­фа­та­ми, ок­си­да­ми и др. клас­са­ми ми­не­ра­лов. М. р. в ме­сто­ро­ж­де­ни­ях пре­им. ком­плекс­ные. До 80% ме­ди из­вле­ка­ет­ся из суль­фид­ных руд, ос­таль­ные при­хо­дят­ся на кар­бо­нат­ные, ок­сид­ные, си­ли­кат­ные и соб­ст­вен­но мед­ные. На всех ти­пах суль­фид­ных ме­сто­ро­ж­де­ний в при­по­верх­но­ст­ных ус­ло­ви­ях фор­ми­ру­ют­ся слож­нопо­стро­ен­ные зо­ны окис­ле­ния, вы­ще­ла­чи­ва­ния, вто­рич­но­го суль­фид­но­го обо­га­ще­ния, в ко­то­рых раз­ви­ты са­мо­род­ная медь, хри­зо­кол­ла, ку­прит, азу­рит, ма­ла­хит, халь­ко­зин, ко­вел­лин и др.

Ме­сто­ро­ж­де­ния М. р., со­дер­жа­щие за­па­сы св. 5 млн. т, от­но­сят к уни­каль­ным (вы­яв­ле­но 18 та­ких ме­сто­ро­ж­де­ний, 4 из них – в Рос­сии), круп­ные ме­сто­ро­ж­де­ния име­ют за­па­сы от 1 до 5 млн. т, сред­ние – от 0,2 до 1 млн. т, мел­кие – ме­нее 0,2 млн. т. Бо­га­тые ру­ды со­дер­жат св. 2% ме­ди, ря­до­вые – 1–2%, бед­ные – ме­нее 1%. Ср. со­дер­жа­ние ме­ди в до­бы­вае­мых ру­дах со­став­ля­ет 1–0,8% (по­сто­ян­но сни­жа­ет­ся: в 19 в. до­бы­ва­лись ру­ды со ср. со­дер­жа­ни­ем 10%, в нач. 20 в. – 3,8%). Бо­га­тые ру­ды по­сту­па­ют в плав­ку без обо­га­ще­ния, ря­до­вые и бед­ные – обо­га­ща­ют. Слож­ность и спо­со­бы обо­га­ще­ния руд за­ви­сят от их ми­нер. со­ста­ва и тек­стур­но-струк­тур­ных осо­бен­но­стей.

Сред­нее со­дер­жа­ние ме­ди в разл. ти­пах руд осн. гео­ло­го-пром. ти­пов ме­сто­ро­ж­де­ний ме­ди ко­леб­лет­ся в пре­де­лах 0,3–6%. Со­дер­жа­ние в них осн. по­пут­ных ком­по­нен­тов варь­и­рует в ещё боль­шей сте­пе­ни, со­став­ляя в ср. для пла­тинои­дов, $\ce{Au, Re}$ 10–6–10–4%; для $\ce{Ag, Se, Te, In, Tl, Ga, Ge}$ 10–4–10–3%; для $\ce{Mo, Bi, Cd, Co}$ 10–3–10–2%; для $\ce{Zn, Pb, Ni, R, Ti, V}$ 10–1 – n%; для $\ce{S \:и\: Fe}$ (маг­не­ти­то­во­го) n–n·10%. B ка­че­ст­ве вред­ных при­ме­сей в M. p. час­то встре­ча­ют­ся мышь­як и сурь­ма (10–3–10–2%), ино­гда ртуть (10–4%).

Пром. ме­сто­ро­ж­де­ния М. р. раз­де­ля­ют на 6 ге­не­тич. групп, в ко­то­рых вы­де­ля­ют не ме­нее 8 осн. гео­ло­го-пром. ти­пов. Сре­ди маг­ма­ти­че­ских раз­ли­ча­ют 2 гео­ло­го-пром. ти­па – суль­фид­ные мед­но-ни­ке­ле­вые и мед­но-ти­та­но­вые (или ва­на­дие­во-же­ле­зо­мед­ные); в кар­бо­на­ти­то­вых и скар­но­вых – по од­но­му ти­пу, од­но­имён­но­му ге­не­тич. груп­пе; сре­ди гид­ро­тер­маль­ных плу­то­но­ген­ных вы­де­ля­ют 2 ти­па – мед­но-пор­фи­ро­вые и суль­фид­но-квар­це­вые жиль­ные; в кол­че­дан­ных – тип мед­но-кол­че­дан­ных, в стра­ти­форм­ных – тип ме­ди­стых пес­ча­ни­ков и слан­цев. Гео­ло­го-пром. ти­пы весь­ма не­рав­но­цен­ны по сво­ему эко­но­мич. зна­че­нию. Сре­ди за­ру­беж­ных ме­сто­ро­ж­де­ний М. р. пре­об­ла­да­ют мед­но-пор­фи­ро­вые ме­сто­ро­ж­де­ния (от 65 до 70% ми­ровых под­твер­ждён­ных за­па­сов ме­ди), в ме­сто­ро­ж­де­ни­ях ме­ди­стых пес­ча­ни­ков и слан­цев со­сре­до­то­че­но от 15 до 20% за­па­сов, в мед­но-кол­че­дан­ных 5–8%, в суль­фид­ных мед­но-ни­ке­ле­вых 2–2,5%, в скар­но­вых 2–4%, в кар­бо­на­ти­то­вых 0,5–0,7%. В Рос­сии осн. зна­че­ние по за­па­сам и до­бы­че име­ют ме­сто­ро­ж­де­ния трёх ти­пов: суль­фид­ные мед­но-ни­ке­ле­вые (44,7% от об­щих по стра­не), мед­но-кол­че­дан­ные (28%) и ме­ди­стых пес­ча­ни­ков и слан­цев (20,9%); на ос­таль­ные ти­пы – мед­но-пор­фи­ро­вые, же­ле­зо­мед­ные, скар­новые и др. при­хо­дит­ся 6,4%. Вы­де­ле­ние но­вых гео­ло­го-пром. ти­пов ме­сто­ро­ж­де­ний М. р. свя­за­но с ос­вое­ни­ем ми­нер. ре­сур­сов океа­на (напр., стра­ти­форм­ные за­ле­жи суль­фид­ных мед­ных руд в океа­нич. осад­ках, суль­фид­ные по­строй­ки).

Мед­но-пор­фи­ро­вые ме­сто­ро­ж­де­ния свя­за­ны с ги­па­бис­саль­ны­ми пор­фи­ро­вы­ми ин­тру­зия­ми уме­рен­но ки­сло­го со­ста­ва. Руд­ные те­ла пред­став­ле­ны што­к­вер­ка­ми изо­мет­рич­ной, уд­ли­нён­ной или слож­ной фор­мы. Мед­но-пор­фи­ро­вые ру­ды име­ют про­жил­ко­во-вкра­п­лен­ные тек­сту­ры, гл. ми­не­ра­лы – пи­рит, халь­ко­пи­рит, халь­ко­зин, бор­нит, мо­либ­де­нит. Ру­ды ком­плекс­ные, со­дер­жа­ние ме­ди в них ко­леб­лет­ся от 0,4 до 1,2%, среднее 0,6–0,7%. Сре­ди них по со­ста­ву руд и со­от­но­ше­ни­ям ме­ди, мо­либ­де­на и зо­ло­та вы­де­ляют че­ты­ре ти­па: соб­ст­вен­но мед­но-пор­фи­ро­вые и зо­ло­то­мед­но-пор­фи­ро­вые, мо­либ­ден-мед­но-пор­фи­ро­вые, мед­но-мо­либ­ден-пор­фи­ро­вые и соб­ст­вен­но мо­либ­ден-пор­фи­ро­вые. По­ми­мо ме­ди, мо­либ­де­на и зо­ло­та из руд из­вле­ка­ют ре­ний, се­реб­ро и др. ме­тал­лы. Раз­ме­ры руд­ных за­ле­жей, как пра­ви­ло, ве­ли­ки, пло­щадь их не­ред­ко из­ме­ря­ет­ся квад­рат­ны­ми ки­ло­мет­ра­ми, объ­ё­мы дос­ти­га­ют 1 км3 (ино­гда бо­лее). В уни­каль­ных ме­сто­ро­ж­де­ни­ях это­го ти­па (Чу­ки­ка­ма­та, Эль-Тень­ен­те в Чи­ли) за­па­сы пре­вы­ша­ют 20 млн. т. Вы­де­ля­ют три пла­не­тар­ных поя­са рас­про­стра­не­ния мед­но-пор­фи­ро­вых ме­сто­ро­ж­де­ний: Ти­хо­оке­ан­ский (Чи­ли, Пе­ру, Мек­си­ка, США, Ка­на­да), в ко­то­ром со­сре­до­то­че­на пре­об­ла­даю­щая часть за­па­сов; Сре­ди­зем­но­мор­ский (Сер­бия, Ма­ке­до­ния, Бол­га­рия, Ар­ме­ния, Тур­ция, Иран, Аф­га­ни­стан, Зап. Па­ки­стан, Сев. Ин­дия); Ка­зах­стан­ско-Мон­голь­ский (Ка­зах­стан, Уз­бе­ки­стан, в Рос­сии – Ту­ва; Мон­го­лия, Ки­тай). Из­вест­но ок. 150 мед­но-пор­фи­ро­вых ме­сто­ро­ж­де­ний, сре­ди наи­бо­лее из­вест­ных: Ко­ун­рад (Ка­зах­стан), Кад­жа­ран (Ар­ме­ния), Каль­ма­кыр (Уз­бе­ки­стан), Пес­чан­ка (Рос­сия), Бин­гем, Сан-Мань­юэл (США), Вал­ли-Коп­пер (Ка­на­да), Май­дан­пек (Сер­бия) и др.

Ме­сто­ро­ж­де­ния ме­ди­стых пес­ча­ни­ков и слан­цев свя­за­ны с фор­ма­ция­ми крас­но­цвет­ных, пе­ст­ро­цвет­ных, се­ро­цвет­ных пес­ча­но-слан­це­вых пер­во­на­чаль­но оса­доч­ных (ино­гда вул­ка­но­ген­но-оса­доч­ных) по­род, ис­пы­тав­ших позд­нее за­мет­ные пре­об­ра­зо­ва­ния в ре­зуль­та­те про­цес­сов диа- и ка­та­ге­не­за и под воз­дей­ст­ви­ем под­зем­ных го­ря­чих ми­не­ра­ли­зов. вод. Руд­ные те­ла пре­им. пла­сто­об­раз­ной фор­мы, дли­на и ши­ри­на – от мн. со­тен мет­ров до не­сколь­ких ки­ло­мет­ров, мощ­ность до 30 м (ино­гда бо­лее). Ме­сто­ро­ж­де­ния ха­рак­те­ри­зу­ют­ся круп­ны­ми раз­ме­ра­ми, не­ред­ко от­но­сят­ся к уни­каль­ным по ве­ли­чи­не за­па­сов. Со­дер­жа­ние ме­ди в ру­дах ко­леб­лет­ся от 1 до 6%, сред­нее – 3,5%. Со­от­но­шение гл. ру­до­об­ра­зую­щих эле­мен­тов $\ce{Pb\:: Zn\: : Cu}$= 1 : 0,5 : 10. Ру­ды суль­фид­ные. Наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ные ми­нер. ти­пы руд: халь­ко­пи­рит-бор­нит-халь­ко­зи­но­вый; га­ле­нит-халь­ко­пи­рит-бор­нит-халь­козиновый (пер­вич­ные); бро­шан­тит-ку­прит-са­мо­род­номедно-малахитовый сме­шан­ный (вто­рич­ные и окис­лен­ные). Тек­сту­ры руд слои­сто-по­лос­ча­тые и про­жил­ко­во-вкра­п­лен­ные. По­пут­ные пром. ком­по­нен­ты – сви­нец, цинк, се­реб­ро, пла­ти­нои­ды, ре­ний, се­лен, тел­лур, ко­бальт, уран, кад­мий, гер­ма­ний. Наи­бо­лее круп­ные стра­ти­форм­ные ме­сто­ро­ж­де­ния на­хо­дят­ся в Ме­де­нос­ном поя­се Цен­траль­ной Аф­ри­ки (Нчан­га, Му­фу­ли­ра, Нка­на и др. в Зам­бии; Ка­мо­то, Му­со­ши в Де­мо­кра­тич. Рес­пуб­ли­ке Кон­го), Ка­зах­ста­не (Джез­каз­ган­ское), Поль­ше (Лег­ниц­ко-Гло­гув­ское руд­ное по­ле), Аф­га­ни­ста­не (Ай­нак), Рос­сии (Удо­кан­ское в Забайкальском крае).

Мед­но-кол­че­дан­ные ме­сто­ро­ж­де­ния свя­за­ны с вул­ка­но­ген­ны­ми и вул­ка­но­ген­но-оса­доч­ны­ми ба­заль­то­ид­ны­ми фор­ма­ция­ми ран­них эта­пов раз­ви­тия склад­ча­тых поя­сов. Ру­ды мас­сив­ные, вкра­п­лен­ные и про­жил­ко­во-вкра­п­лен­ные так­же име­ют суль­фид­ный со­став. Сплош­ные мас­сив­ные ру­ды сло­же­ны в осн. пи­ри­том с при­ме­сью халь­ко­пи­ри­та, сфа­ле­ри­та; ино­гда в не­боль­ших ко­ли­че­ст­вах при­сут­ст­ву­ют га­ле­нит, блек­лые ру­ды и др. суль­фи­ды. Вкра­п­лен­ные и про­жил­ко­во-вкра­п­лен­ные ру­ды пред­став­ле­ны обыч­но гид­ро­тер­маль­но из­ме­нён­ны­ми оса­доч­ны­ми и вул­ка­но­ген­ны­ми по­ро­да­ми с вкра­п­лен­но­стью и про­жил­ка­ми тех же суль­фи­дов. Вы­де­ля­ет­ся не­сколь­ко ти­пов руд в за­ви­си­мо­сти от со­от­но­ше­ния пре­об­ла­даю­щих суль­фи­дов – халь­ко­пи­рит-пи­ри­то­вые, халь­ко­пи­рит-сфа­ле­рит-пи­ри­то­вые и др. Со­дер­жа­ние ме­ди – от де­ся­тых до­лей про­цен­та до 2–3%, в ср. ок. 1,4%. По­пут­но из руд из­вле­ка­ют цинк, сви­нец, се­ру, зо­ло­то, се­реб­ро, кад­мий, се­лен, тел­лур. Наи­бо­лее из­вест­ные за­ру­беж­ные ме­сто­ро­ж­де­ния: Кидд-Крик, Флин-Флон и др. (Ка­на­да), Ску­рио­ти­са (Кипр), Рио-Тин­то (Ис­па­ния), Бес­си (Япо­ния); в Рос­сии – ме­сто­ро­ж­де­ния Юж. и Ср. Ура­ла (Гай­ское – уни­каль­ное по за­па­сам, Си­бай­ское, Бля­вин­ское, Уча­лин­ское, По­доль­ское и др.) и Сев. Кав­ка­за (Уруп­ское, Ху­дес­ское).

Суль­фид­ные мед­но-ни­ке­ле­вые ме­сто­ро­ж­де­ния свя­за­ны с рас­сло­ен­ны­ми ин­тру­зи­ва­ми ос­нов­но­го и ульт­ра­ос­нов­но­го со­ста­ва и сфор­ми­ро­ва­лись в ре­зуль­та­те ли­к­ва­ции. Руд­ные те­ла пла­сто­вой, лин­зо­об­раз­ной и не­пра­виль­ной фор­мы, а так­же жи­лы. Дли­на по про­сти­ра­нию и па­де­нию от де­сят­ков до мно­гих со­тен мет­ров. Мощ­ность мно­гие де­сят­ки мет­ров. Тек­сту­ры руд вкра­п­лен­ные, мас­сив­ные «шли­ро­вые», про­жил­ко­во-вкра­п­лен­ные, брек­чие­вые. Со­став ком­плекс­ный (гл. руд­ные ми­не­ра­лы: пент­лан­дит, халь­ко­пи­рит, ку­ба­нит, пир­ро­тин), по­ми­мо ме­ди, из них из­вле­ка­ют ко­бальт, пла­ти­нои­ды, зо­ло­то, се­реб­ро, се­лен, те­ллур. Наи­бо­лее из­вест­ные ме­сто­ро­ж­де­ния: Фрут, Грей­тон, Томп­сон, Мис­те­ри-Лейк (Ка­на­да), Буш­вельд­ский ком­плекс (ЮАР), Кам­бал­да, Ма­унт-Кейт (Ав­ст­ра­лия); сре­ди рос. ме­сто­ро­ж­де­ний – два от­но­сят­ся к чис­лу уни­каль­ных (Тал­нах­ское и Ок­тябрь­ское в Вост. Си­би­ри).

Скар­но­вые ме­сто­ро­ж­де­ния фор­ми­ру­ют­ся в эк­зо­кон­так­то­вых зо­нах гра­ни­то­ид­ных ин­тру­зий, про­ры­ваю­щих из­вест­ня­ки и из­вест­ко­во-тер­ри­ген­ные по­ро­ды. Воз­ни­каю­щие в этих ус­ло­ви­ях из­вест­ко­вые скар­ны гра­нит-пи­рок­се­но­во­го со­ста­ва раз­ви­ва­ют­ся и по вме­щаю­щим по­ро­дам, и по гра­ни­тои­дам. Пром. руд­ные те­ла раз­ме­ща­ют­ся в зо­нах эк­зо­скар­нов на не­боль­шом уда­ле­нии от кон­так­та. Они ха­рак­те­ри­зу­ют­ся слож­ной мор­фо­ло­ги­ей, не­боль­ши­ми раз­ме­ра­ми, ком­плекс­ным со­ста­вом руд. В этих ме­сто­ро­ж­де­ни­ях обыч­ны со­че­та­ния бор­нит-халь­ко­пи­ри­то­во­го и маг­не­ти­то­во­го ору­де­не­ния. Ру­ды про­жил­ко­во-вкра­п­лен­ные. Со­дер­жа­ние ме­ди вы­со­кое, но не­рав­но­мер­ное, в ср. 1,5–3%. Со­пут­ст­вую­щие ком­по­нен­ты – же­ле­зо, зо­ло­то, ко­бальт, се­реб­ро, се­лен, тел­лур, мо­либ­ден. К скар­но­во­му ти­пу от­но­сят­ся в Рос­сии ме­сто­ро­ж­де­ния Турь­ин­ской груп­пы на Ура­ле, напр. Ва­ди­мо-Алек­сан­д­ров­ское и Гу­ме­шев­ское; за ру­бе­жом: Са­як­ское, Ири­су (Ка­зах­стан), Клиф­тон, Бис­би (США), До­ло­рес (Мек­си­ка), Тин­тая (Пе­ру), Сен­ган, Ан­жерт (Иран) и др.

Пром. тип кар­бо­на­ти­то­вых мед­ных ме­сто­ро­ж­де­ний вы­де­лен бла­го­да­ря от­кры­тию уни­каль­но­го по за­па­сам, но по­ка един­ст­вен­но­го в ми­ре пром. ме­сто­ро­ж­де­ния Пха­ла­бор­ва в ЮАР. Это ком­плекс­ное ме­сто­ро­ж­де­ние, при­уро­чен­ное к мас­си­ву ульт­ра­ос­нов­ных ще­лоч­ных по­род.

Мед­но-ти­та­но­вые ме­сто­ро­ж­де­ния (ва­на­дие­во-же­ле­зо­мед­ные) не­мно­го­чис­лен­ны и не­ве­ли­ки по за­па­сам. При­уро­че­ны к диф­фе­рен­ци­ро­ван­ным мас­си­вам габб­рои­дов в пла­ти­но­нос­ных поя­сах. Ру­ды суль­фид­ные же­ле­зо­мед­ные ва­на­дий-ти­тан­со­дер­жа­щие; гл. руд­ные ми­не­ра­лы: бор­нит, халь­ко­пи­рит, халь­ко­зин, ва­на­дий­со­дер­жа­щий ти­та­но­маг­не­тит; тек­сту­ры про­жил­ко­во-вкра­п­лен­ные. Ср. со­дер­жа­ние ме­ди 0,65%. К это­му ти­пу от­но­сит­ся, напр., Вол­ков­ское ме­сто­ро­ж­де­ние на Ура­ле.

Квар­це­во-суль­фид­ные жиль­ные ме­сто­ро­ж­де­ния так­же не­мно­го­чис­лен­ны и мел­ки по за­па­сам. Свя­за­ны с гра­ни­то­ид­ны­ми ин­тру­зия­ми. Руд­ные те­ла пред­став­ле­ны жи­ла­ми и жиль­ны­ми зо­на­ми дли­ной от де­сят­ков до не­сколь­ких со­тен мет­ров, мощ­но­стью от 1 до 10 м (ино­гда бо­лее). Ру­ды суль­фид­ные, мед­ные и свин­цо­во-цин­ко­во-мед­ные зо­ло­то- и се­реб­ро­со­дер­жа­щие; гл. руд­ные ми­не­ра­лы: халь­ко­пи­рит, пи­рит, га­ле­нит, сфа­ле­рит. Тек­сту­ры гнез­до­во-жиль­ные и про­жил­ко­во-вкра­п­лен­ные. Со­дер­жа­ние ме­ди в них ко­леб­лет­ся в ши­ро­ких пре­де­лах от 1,5 до 6%. Сре­ди ме­сто­ро­ж­де­ний это­го ти­па – Зо­ло­ту­шин­ское на Ура­ле.

Вы­яв­лен­ные ми­ро­вые ре­сур­сы М. р. (2006, в пе­ре­счё­те на ме­талл) по 94 стра­нам со­ста­ви­ли 1683,6 млн. т, круп­ней­шие (79% ми­ро­вых) со­сре­до­то­че­ны в 2 час­тях све­та – в Аме­ри­ке 57,7% и Азии 21,3%; в Аф­ри­ке – 9,9%, в Ав­ст­ра­лии и Океа­нии – 6,5%, в Ев­ро­пе – 4,6%. Под­твер­ж­дён­ные за­па­сы, уч­тён­ные по 59 стра­нам, – 554,3 млн. т, из них: в Аме­ри­ке 52,2%, Азии 26,5%, Аф­ри­ке 10,6%, Ев­ро­пе 7%, Ав­ст­ра­лии и Океа­нии 3,7%; по 12 стра­нам с наи­бо­лее круп­ны­ми под­твер­ждён­ны­ми за­па­са­ми (млн. т): в Чи­ли 150, США 35, Ин­до­не­зии 33,9, Мек­си­ке 30, Пе­ру 30, Поль­ше 26,7, Ки­тае 26, Де­мо­кра­тич. Рес­пуб­ли­ке Кон­го 25,8, Зам­бии 19, Рос­сии 18,5, Ка­зах­ста­не 18,1, Ав­ст­ра­лии 18,1.

До­бы­ча мед­ных руд ве­дёт­ся в 49 стра­нах (2006). Ср. со­дер­жа­ние ме­ди в до­бы­вае­мых ру­дах 0,6–0,7%. Об­ще­ми­ро­вое про­из-во мед­ных кон­цен­тра­тов (вклю­чая по­лу­че­ние ме­тал­ла ме­то­дом вы­ще­ла­чи­ва­ния из недр и от­ва­лов) со­ста­ви­ло 17,8 млн. т (в пе­ре­счё­те на медь), в т. ч. по осн. до­бы­ваю­щим стра­нам (млн. т): в Чи­ли 7,1, США 1,8, Пе­ру 1,2, Ав­ст­ра­лии 0,9, Ин­до­не­зии 0,8, Ки­тае 0,8, Рос­сии 0,7, Зам­бии 0,7, Ка­на­де 0,6, Поль­ше 0,5, Мек­си­ке 0,5, Ка­зах­ста­не 0,4, Ира­не 0,2, Па­пуа–Но­вой Гви­нее 0,2, Ар­ген­ти­не 0,2. Мед­ные кон­цен­тра­ты пе­ре­ра­ба­ты­ва­ют­ся на ме­де­пла­виль­ных за­во­дах с по­лу­че­ни­ем про­ме­жу­точ­но­го про­дук­та – чер­но­вой ме­ди. Ми­ро­вое про­из-во чер­но­вой ме­ди (2006, млн. т) – св. 14, осу­ще­ст­в­ля­лось в 43 стра­нах, в т. ч.: в Ки­тае (2,4), Япо­нии (1,6), Чи­ли (1,6), Ин­дии (0,6), Поль­ше (0,6), Гер­ма­нии (0,5), Ка­на­де (0,5), США (0,5), Рес­пуб­ли­ке Ко­рея (0,5), Ка­зах­ста­не (0,4), Пе­ру (0,4), Ав­ст­ра­лии (0,4), Зам­бии (0,3), Мек­си­ке (0,3), Ис­па­нии (0,3), Бол­га­рии (0,2), Ира­не (0,2), Фи­лип­пи­нах (0,2), Бра­зи­лии (0,2), Шве­ции (0,2), Ин­до­не­зии (0,2), Фин­лян­дии (0,2), Уз­бе­ки­ста­не (0,1). Объ­ём про­из-ва ко­неч­но­го про­дук­та – ра­фи­ни­ров. ме­ди в 47 стра­нах (млн. т, без учё­та про­из-ва из вто­рич­но­го сы­рья) со­став­ля­ет 17,4, в т. ч.: в Ки­тае 3, Чи­ли 2,8, Япо­нии 1,5, США 1,3, Рос­сии 0,9, Гер­ма­нии 0,7, Ин­дии 0,6, Рес­пуб­ли­ке Ко­рея 0,6, Поль­ше 0,6, Пе­ру 0,5, Ка­на­де 0,5, Зам­бии 0,5, Ав­ст­ра­лии 0,4, Ка­зах­ста­не 0,4, Мек­си­ке 0,4, Бель­гии и Люк­сем­бур­ге 0,4. Кро­ме того, из вто­рич­но­го сы­рья до­бы­ва­ет­ся 2,1 млн. т ра­фи­ни­ров. ме­ди.

В Рос­сии раз­ве­да­но 13 суль­фид­ных мед­но-ни­ке­ле­вых ме­сто­ро­ж­де­ний. Ср. со­дер­жа­ние ме­ди в ру­дах ме­сто­ро­ж­де­ний это­го ти­па – 1,24%, но в уни­каль­ных по мас­шта­бу и ка­че­ст­ву руд ме­сто­ро­ж­де­ни­ях (Ок­тябрь­ское и Тал­нах­ское) со­дер­жа­ние ме­ди в сплош­ных (бо­га­тых) ру­дах дос­ти­га­ет со­от­вет­ст­вен­но 4,9 и 3,5%. В 55 мед­но-кол­че­дан­ных ме­сто­ро­ж­де­ни­ях ру­ды, как пра­ви­ло, вы­со­ко­го ка­че­ст­ва (ср. со­дер­жа­ние ме­ди в них 1,61%); кро­ме ме­ди, со­дер­жат цинк, сви­нец, зо­ло­то, се­реб­ро, кад­мий, се­ру, тел­лур и др. ком­по­нен­ты. Наи­бо­лее круп­ные ме­сто­ро­ж­де­ния это­го ти­па со­сре­до­то­че­ны на Ура­ле: Гай­ское (Орен­бург­ская обл.), По­доль­ское, Юби­лей­ное (Баш­ки­рия), Узель­гин­ское (Че­ля­бин­ская обл.). Боль­шую роль иг­ра­ют так­же мел­кие и сред­ние ме­сто­ро­ж­де­ния Ура­ла с вы­со­ким ка­че­ст­вом руд: Бакр-Тау (ме­ди 3,25%, цин­ка 5,53%), Се­ве­ро-По­доль­ское (ме­ди 3,60%, цин­ка 3,08%), Чу­сов­ское (ме­ди 5,18%), Алек­сан­д­рин­ское (ме­ди 4,40%, цин­ка 5,48%), Сафь­я­нов­ское (ме­ди 3,03%) и др. За­па­сы руд гео­ло­го-пром. ти­па ме­ди­стых пес­ча­ни­ков за­клю­че­ны в Удо­кан­ском ме­сто­ро­ж­де­нии, со­дер­жа­щем св. 20% за­па­сов стра­ны. За­па­сы Вол­ков­ско­го же­ле­зо­мед­но­го ме­сто­ро­ж­де­ния в габб­рои­дах (Урал) со­став­ля­ют 2,5% об­ще­рос­сий­ских, 2 скар­но­вых ме­сто­ро­ж­де­ний (Урал) – 0,2%. Ос­таль­ные за­па­сы рас­пре­де­ля­ют­ся ме­ж­ду мед­но-пор­фи­ро­вы­ми (Са­ла­ват­ское на Ура­ле, Ак­суг­ское в Ту­ве) и др. ме­сто­ро­ж­де­ния­ми (где медь до­бы­ва­ет­ся по­пут­но). Из руд не­ко­то­рых ком­плекс­ных (маг­не­ти­то­вых, от­час­ти по­ли­ме­тал­ли­че­ских) ме­сто­ро­ж­де­ний медь не из­вле­ка­ет­ся, те­ря­ясь при пе­ре­ра­бот­ке. До­бы­ча М. р. в Рос­сии осу­ще­ст­в­ля­ет­ся на 42 ме­сто­ро­ж­де­ни­ях. На два осн. ме­де­до­бы­ваю­щих рай­она – Вост. Си­бирь и Урал – при­хо­дит­ся 92,8% до­бы­чи. Кро­ме то­го, до­бы­ча ве­дёт­ся на Сев. Кав­ка­зе, в Ал­тай­ском крае, на Коль­ском п-ове и на Даль­нем Вос­то­ке. Поч­ти по­ло­ви­на раз­ве­дан­ных за­па­сов ме­ди за­клю­че­на в ру­дах экс­плуа­ти­руе­мых ме­сто­ро­ж­де­ний. Сред­нее её со­дер­жа­ние в до­бывае­мых ру­дах 1,6%, что зна­чи­тель­но вы­ше, чем в раз­ве­дан­ных за­па­сах (1,1%) РФ и ми­ра.

Ми­ро­вой экс­порт ме­ди – 11 млн. т. В струк­ту­ре экс­пор­та пре­об­ла­да­ет ра­фи­ни­ров. медь – на её до­лю при­хо­дит­ся 60% экс­пор­та, на медь в ру­дах и кон­цен­тра­тах – ок. 30%, на чер­но­вую медь – 10%. Экс­порт ра­фи­ни­ров. ме­ди со­ста­вил (2006, млн. т) 7,1, ве­ду­щие экс­пор­тё­ры: Чи­ли (2,6), Зам­бия (0,5), Пе­ру (0,4), Ка­зах­стан (0,4), Япо­ния (0,3), Поль­ша (0,3), Ав­ст­ра­лия (0,3), Ка­на­да (0,3), Рос­сия (0,3), Ки­тай (0,2), Бель­гия (0,2), Ин­дия (0,2), Гер­ма­ния (0,1), Рес­пуб­ли­ка Ко­рея (0,1), Фи­лип­пи­ны (0,1), США (0,1), Ин­до­не­зия (0,1), Шве­ция (0,1), Ав­ст­рия (0,1), Мек­си­ка (0,1), Бра­зи­лия (0,1), Фин­лян­дия (0,1). Ми­ро­вой им­порт ме­ди – св. 10 млн. т (2006), до­ля ра­фи­ни­ро­в. ме­ди в нём 66%, ме­ди в кон­цен­тра­тах 26%, чер­но­вой ме­ди 8%. Им­порт ра­фи­ни­ров. ме­ди со­ста­вил (2006) 6,6 млн. т. Гл. им­пор­тё­ры ра­фи­ни­ров. ме­ди (млн. т): США (1,1), Гер­ма­ния (0,9), Ки­тай (0,8), Ита­лия (0,8), Тай­вань (0,6), Фран­ция (0,5), Рес­пуб­ли­ка Ко­рея (0,4), Таи­ланд (0,3), Тур­ция (0,2), Бра­зи­лия (0,2), Ве­ли­ко­бри­та­ния (0,2), Ни­дер­лан­ды (0,2), Гре­ция (0,1), Япо­ния (0,1), Ис­па­ния (0,1), Ка­на­да (0,1). Ми­ро­вое по­треб­ле­ние ра­фи­ни­ров. ме­ди дос­тиг­ло (2006) 17,3 млн. т. Осн. по­тре­би­те­ли (млн. т): Ки­тай (3,6), США (2,3), Гер­ма­ния (1,4), Япо­ния (1,3), Рес­пуб­ли­ка Ко­рея (0,8), Ита­лия (0,8), Рос­сия (0,7), Тай­вань (0,6), Фран­ция (0,5), Ин­дия (0,5), Мек­си­ка (0,4), Бра­зи­лия (0,3), Ис­па­ния (0,3).

Способы добычи минерала

В России расположены залежи типа сланцев и песчаника. Здесь имеют место медноколчеданная, медно-никелевая и медно-порфировая формы. В горнодобывающей промышленности применяются различные методы извлечения ископаемых из недр земли.

В зависимости от глубины залегания, руда добывается открытым или закрытым методом. Существуют стандарты, которые определяют целесообразность глубины выработки слоев грунта, применение технологий, снижающих их затратность.

Технология работ включает следующее:

• применение самоходной техники;
• производство непосредственно извлечения руды;
• заполнение материалами образовавшиеся пустоты, чтобы сделать дальнейшие работы безопасными.

При открытом способе ископаемые выбираются слоями, это обеспечивает их наиболее полное использование. Для карьеров большой глубины подойдет технология циклично-поточных работ, это зависит от особенностей залегания слоев.

Отрицательные последствия добычи полезных ископаемых

При залегании пластов на глубине от 500 до 1000 м и глубже, удобен закрытый способ добычи меди. Для этого необходимы вибрационные механизмы, производится сплошная выемка породы и доставка ее на поверхность. Образовавшиеся под землей пустоты заполняют, для этого применяют футерованные резиной или базальтовой смолой трубы.

Промышленность по переработке полезных ископаемых экономически выгодно располагать в непосредственной близости к местам их добычи. Здесь же необходимо строить заводы по утилизации отходов после переработки. Это может способствовать выделению различных полезных продуктов. К примеру, переработка сернистого газа позволяет получить полезные удобрения с содержанием серы.

Технологический процесс производства меди

После того как металл был изъят из недр земли, его необходимо переработать и произвести непосредственно саму продукцию. Всего существует три технологии:

Первый способ — пирометаллургический — он предполагает обработку руды с помощью огневого рафинирования. В ходе этой обработки из руды извлекаются все полезные ископаемые и их элементы. Такая технология позволяет добыть медь даже из самых скудных пород, где ее концентрация ниже 0,5 %.

Второй способ — гидрометаллургический — применяется реже, и только для обработки уже окисленной меди или ее самородков с бедной концентрацией металла. Эти технологии позволяют использовать всю медь, которая есть в той или иной руде.

Третий способ — электролиз — особый процесс, при котором с помощью электричества и жидкости происходит очищение руды. Этот способ появился сравнительно недавно.

Технологии производства

Добытая руда имеет низкую концентрацию меди. Для получения одной тонны металла в среднем понадобится 200 тонн руды. Для его извлечения современная металлургическая промышленность применяет следующие технологии:

• гидрометаллургическая;
• пирометаллургическая;
• электролиз.

Пирометаллургический метод обогащения породы использует для переработки халькопирит. Эта распространенная технология использует два этапа работы. Первое – окислительный обжиг, так называемая флотация. Получаемый черновой концентрат содержит 10–35% чистого вещества. Затем производят рафинирование меди и добавление купороса к раствору. В результате выделяют цветной металл почти стопроцентной чистоты.

При гидрометаллургическом способе происходит выщелачивание металла, затем добавляется серная кислота. В итоге получают раствор, в котором выделяется медь и различные металлы, могут быть драгоценные. Эта технология применима для производства меди из бедных пород.

Для окислительного обжига минералов с высоким содержанием серы нагревают руду до 700–8000 градусов, при этом количество серы уменьшается вдвое. Получается сплав сульфидов. Боковой обдув в конвекторе позволяет получить черновую медь 91%. Для более высокой чистоты металла происходит электролитическое рафинирование, получают 99% состав.

В промышленности этот элемент в чистом виде практически не применяется. Больше всего известны сплавы:

• латунь – сплав с цинком;
• бронза – с оловом;
• различные баббиты – сплав со свинцом;
• мельхиор – в состав добавлен никель;
• дюраль – соединение с алюминием;
• ювелирные сплавы, где добавляется золото в различных процентных соотношениях.

Халькозин. Медный блеск.

Халькозин — самый богатый медью сульфид. Широко распространенный, промышленно важный минерал, уже не одно столетие используемый как руда меди. Впервые описан как «chalcocite» американским минералогом Дж. Дана (James Dwite Dana) в труде «The System of Mineralogy», изданном в 1837 году. Назван по составу: (греч. «халкос» — медь). Синонимы: халькоцит, медный блеск.

Халькозин относится к подклассу простых сульфидов — минералов, состоящих только из одного металла и серы. Состав: — Cu2S. Характерные примеси: железо, серебро. Обычно встречается в виде сплошных масс, тонкозернистых агрегатов; часто образует вкрапления в сульфидных рудах. Изредка находят таблитчатые или короткостолбчатые кристаллы. Характерны двойники циклической формы.

Цвет: свинцово-серый до черного, нередко с синим, зеленоватым или желтоватым оттенком. Блеск металлический. Непрозрачен. Кристаллизуется в моноклинной сингонии. Спайность несовершенная по двум направлениях. Хрупкий. Твердость: 2,5-3. Средняя плотность: 5,7 г/см3. Черта темно-серая. Ковкий. Легко разлагается в азотной кислоте с выделением серы; при этом раствор окрашивается в зеленый цвет.

Халькозин присутствует во всех месторождениях, содержащих сульфиды меди.

Халькозин и малахит. © Lou Perloff

Однако при этом он редко образует значительные скопления. Обычно образуется как гипергенный минерал в зонах вторичного сульфидного обогащения медных руд. Также может иметь низкотемпературное гидротермальное или метасоматическое происхождение; накапливается в медистых песчаниках. Часто образует псевдоморфозы по другим сульфидам. Среди сопутствующих минералов: куприт, пирит, ковеллин, халькопирит, халькантит, борнит, сфалерит, галенит, энаргит.

На территории России халькозин добывается в рудниках Приуралья, скарнах Северного Урала (группа Турьинских медных рудников). В медистых песчаниках Центрального Казахстана (близ Жезказгана) встречаются сростки кристаллов размером до 2 см. Разрабатывается в гидротермальных м-ниях Узбекистана (Алмалык).

Прекрасные, хорошо сформированные кристаллы находят на юго-западе Англии (Сент-Джаст, графство Корнуолл). Подобные находки известны в США (Аризона, Висконсин, Коннектикут, Монтана).

Халькозин. © Wendell Wilson

Значительные скопления халькозин образует в меднорудных м-ниях Испании (в бассейне реки Рио-Тинто), Намибии (Цумеб), Сербии (Бор), ЮАР (Трансвааль), Западной Австралии (Телфер). Самые крупные кристаллы халькозина размером до 25 см встречаются в рудниках ДРК (бывший Заир).

Халькозин почти на 80% состоит из меди. Это один из самых богатых рудных минералов этого металла. Более высоким содержанием Cu отличаются только куприт и сама самородная медь. Халькозин-содержащие руды считаются одними из самых высококачественных.

Медный блеск похож на блеклые руды. Так принято называть группу сложных сульфидов мышьяка, меди, сурьмы с многочисленными примесями других хим. элементов. Отличить можно по ковкости, цвету, низкой твердости. Стальной нож оставляет на поверхности халькозина блестящий след.

Этот камень не относится к популярным коллекционным минералам, тем не менее некоторые его образцы выглядят довольно эффектно.

Минерал халькозин. © Wendell Wilson

При окислении халькозин превращается в азурит, куприт, малахит и другие вторичные минералы меди. При ограниченном доступе кислорода иногда переходит в самородную медь.

Области применения

Одной из областей применения является электротехническая промышленность. Кабели и электрические провода включают жилы из чистого металла, что увеличивает их электропроводность. Сплавы с никелем подходят для приборостроения, соединения с вольфрамом – это нити накаливания в лампочках.

Применение меди

Латунь применяется в пищевой и химической промышленности. В сельском хозяйстве медь используют как удобрение. Медный купорос известен садоводам, им обрабатывают растения для защиты от болезней и вредителей.

В строительстве такие сплавы просто незаменимы. Кровельное покрытие с образовавшейся на нем патиной имеет красивый вид и очень долговечно.

Медицинская промышленность не обходится без этого химического элемента. Широко используется в лекарствах.

В машиностроении из бронзы делают подшипники, теплообменники, различные конструктивные элементы механизмов. Металл используют в порошковой металлургии для изготовления фрикционных деталей.

Мировые запасы

Мировые подтвержденные запасы меди оцениваются в пределах от 654 млн. до 1600 млн.т.

Медь – цветной металл, который потребляется многими видами промышленности. Самой выгодной рудой для производства является борнит. Это обусловлено его высоким содержанием и большими залежами в мировых недрах. К добыче меди пригодны породы, содержащие ее 0,5–1%. Больше всего распространены руды с добавками никеля. Они составляют 90% всех медесодержащих ископаемых, экономически выгодных для горнодобывающей промышленности.

Крупнейшие месторождения меди расположены в Чили – 34% всех мировых запасов, что составляет 140 млн тонн.

Государства, имеющие самые крупные запасы в мире, это: США – 35 млн тонн, Индонезия – 35, Перу – 30, Австралия – 24, Китай – 26, Россия – 20.

Общемировые запасы медесодержащих руд оцениваются в 467 млн тонн. Геологи утверждают, что в мировом океане находится около 5 млрд тонн залежей такой руды.

Добыча медных руд в мире

Месторождения не имеют какой-то системы, которая позволяет их отыскивать. Она распространена в самых разных географических зонах и расположена случайным образом. Так, медь добывается во многих странах, в частности, в США, Перу, Казахстане, Чили, России, Китае, Индонезии, на Кубе. Происходит добыча всех видов меди, независимо от ее концентрации в руде. Например, в Америке производится халькозиновая медь.

Интересно то, что в мире практически не осталось богатых месторождений. Медь добывается несколько сотен лет, и поэтому все крупные источники давно иссякли. Так сейчас активно идет снижение процесса использования в производстве концентрированного материала. Чаще всего используется руда с концентрацией этого металла, не превышающей 0,5 %. Это позволяет более экономно тратить необходимый материал.