Крупнейшие бассейны добычи медных руд

Месторождения меди

Металлы, находящиеся в подгруппе меди отличаются небольшой химической активностью, по этой причине они встречаются в виде химических соединений, а также самородками. Много веков назад медь можно было встретить лишь в виде сернистых соединений – халькопирита и халькозина. А все потому, что медь обладает высоким химическим сродством к сере. Большая часть первичных руд содержит медь в сульфидной форме – CuS.
С течением времени, особенно в условиях вулканической деятельности, при действии большого количества кислорода, сульфиды меди становились окислами. Самородки меди образовывались в природе вовремя сильного нагревания окисленной сернистой руды. К примеру, если окисленные минералы меди и сернистые руды залегали под толстым слоем горной породы, то их нагревали природные катаклизмы и земное тепло. В подобных природных «металлургических цехах» выплавлялись колоссальные объемы меди. На территории Северной Америки нашли самородок весом 420 тонн. Однако это редкость, самородной меди на планете примерно 1%.

Мировые месторождения меди

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

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

По генетическим и промышленно-геологическим параметрам месторождения меди бывают:

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

Запасы меди в мире

Наибольшее количество меди, примерно 65%, залегает на территории Северной и Южной Америке. Европейские государства имеют 15% ресурсов, азиатские — 11%, африканские- 4,5%.
Самые крупные подтвержденные запасы меди зафиксированы Чили. Там находится почти 20% мирового запаса. А в США — 12,7%. Помимо этих стран, меди много в Польше, Индонезии, Иране, Казахстане, Китае, Узбекистане, на Филиппинах, а также в Заире, Замбии, Бразилии, Канаде, Мексике, Панаме, Перу и Австралии. В каждом из этих государств по оценкам специалистов имеется около 10 млн. тонн.

Добыча медной руды

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

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

Существует пять технологических систем разработки месторождений:

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

Таблица 1. Добыча меди в мире

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

Центры производства меди

Производственные центры по добыче меди присутствуют в разных регионах России. Самыми богатыми месторождениями руды может похвастаться Казахстан. Имеются и месторождения на Урале. По последним данным Россия по добыче медной руды находится на первом месте в мире.
Медные предприятия возводятся в непосредственной близости к рудникам. Сырьевой фактор – это определяющая составляющая, по причине малого содержания концентратов в исходном сырье. На территории Урала расположено 11 медных комплексов, выпускающие 43% меди в стране. Кроме собственного сырья на производстве используется и привезенное из Казахстана. Есть и заводы с утилизацией отходов. К примеру, сернистые газы, как побочный продукт добычи меди, применяются для создания серной кислоты, из которой потом делают удобрения.

Источник

Страны-лидеры по производству меди

Медные руды

В природе медь не содержится в чистом виде, ее добывают из многокомпонентных руд. При этом порода считается пригодной для обогащения, когда содержание меди в ней 0,5 – 1%.

Промышленно-геологические типы медной руды:

Схема зональности состава пород в медно-порфировом месторождении

• стратиформный тип – песчаники и медные сланцы;
• колчеданный – редкий тип самородной меди;
• гидротермальный – порфировые руды;
• магматический – медно-никелевые руды;
• карбонатовый – железомедный состав.

Природные соединения, в состав которых входит медь:

• борнит (медный пурпур, пестрый колчедан) – в составе преобладает железо, сера и медь;
• халькопирит (медный колчедан) – его химическая формула – CuFeS2, кроме того, в составе руд присутствуют сфалерит и галенит.
• халькозин (медный блеск) – химическая формула — CuS Руды с таким соединением достаточно редкие.

• куприт – в рудах встречается самородная медь и малахит;
• ковелин – сульфид серы, содержащий 66% купрума и 34% серы;
• малахит – дигидрококскарбонат меди, встречается в России (месторождения Нижнего Тагила).

Распространение медных руд в мире

Страны Латинской Америки имеют самые богатые месторождения меди во всем мире. В частности, Чили дает 40% мирового объема добычи красного металла.

Крупнейшие месторождения в Чили

Самое крупное месторождение Чили расположено вблизи города Ранкагуа. Здесь руду добывали еще индейцы, до прихода европейцев. Промышленная разработка ведется с конца XIX века. Характеристики месторождения Эль-Теньенте:

• площадь – 3 800 га;
• количество работающих человек – 6000;
• минимальная заработная плата – 700 долларов в месяц;
• максимальная глубина шахты – 800 м;
• протяженность горных тоннелей – 2400 км;
• самый большой лифт шахты способен доставить до 350 рабочих за один подъем/спуск;
• содержание меди в руде – от 1 до 4% (такой показатель относит породу к разряду богатых);
• из шахты породу транспортируют поездом, длина рельсовой дороги – 10 км, за день совершается 15 «ходок»;
• с самой глубокой шахты породу вывозят большие грузовые машины: высотой 7 метров, шириной – 8 м;

Другие месторождения в Чили:

• Эль-Абра – добывается 150,4 тыс. тонн в год;
• Серро-Колорадо – 89,5 тыс. т;
• Лос-Пеламбрес – 268,4 тыс. т;
• Эскондида – 1,34 млн т.

Примечательно, что в Чили добыча меди осуществляется национализированными компаниями, то есть государственными.

Как это делается: добыча меди

Медный пояс в Африке

Африканские страны богаты медьсодержащими рудами. В центральной части континента залегает так называемый медный пояс. Он проходит через территорию двух государств:

Протяженность «пояса» – 160 км, при ширине до 50 км.

Меденосный пояс центральной африки

В Африке руды богатые – содержание меди от 3,3 до 4%, большинство металла в соединениях:

Месторождения меди в Замбии

Залегает медоносная порода в Африке на глубине до 60 м, что значительно упрощает ее добычу.

Крупнейшие месторождения меди:

Месторождения меди в Заире

• Камбове;
• Руве;
• Кипуши;
• Мусоной;
• Дикулуве;
• Мусошн.

В последние годы, из-за нестабильной политической ситуации, в Африке значительно сократились объемы добычи меди – на 3,5%. Это повлияло на мировые цены – они начали стремительно расти.

В страны-лидеры по добыче медной руды в Африке входит и Демократическая Республика Конго, а также ЮАР. Эти два государства не находятся на территории «медного пояса», но дают значительные объемы добываемого металла.

Минеральные ресурсы Африки

Поскольку медьсодержащая порода залегает неглубоко – добыча осуществляется преимущественно карьерным способом. В Африке основная часть руды извлекается из земных недр вручную, здесь довольно небольшой процент механизации. В карьерах работают несовершеннолетние дети, труд очень тяжелый, условий никаких нет.

Именно поэтому здесь повышенный уровень травматизма и смертности. Примечательно, что и в Чили с добывающей компании снимается вся ответственность за жизнь шахтеров. Они подписывают договор, о том, что в шахту спускаются по собственной воле и «на свой страх и риск». Государство на это закрывает глаза. Тревогу бьет лишь международная организация по правам человека.

Неосвоенное медное месторождение Айнак в Афганистане

По данным некоторых источников, в частности, неправительственной организации Transparency International, в Афганистане имеются крупнейшие запасы меди, которые по объемам занимают второе место в мире. Но большинство еще до конца не изучены и добыча промышленным способом не осуществляется.

Месторождения меди в Афганистане

Самым крупным, не только в Афганистане, но и в мире, считается Айнак. Основные проблемы его освоения возникли в результате спора добывающей компании и археологов. Дело в том, что на территории месторождения меди ученые нашли древний буддийский город Мес Айнак, который представляет большую историческую ценность. Поэтому разрабатывать одноименное месторождение было запрещено.

В планах у правительства организовать добычу руды в месторождении Айнак на уровне 300 тысяч тонн в год, и постепенно наращивать объемы.

Характеристики месторождения Айнак:

• площадь – 5 км 2 ;
• оценочные запасы меди:
  • центральный Айнак – 9,8 млн т;
  • западный Айнак – 9,9 млн т;
• объем планируемых инвестиций в разработку – 4,4 млрд долларов США;
• привлеченный инвестор – компания МСС (КНР).

Данные оценки реальных запасов месторождения Айнак

Начиная с 2011 г, планировалось активизировать месторождение Айнак – выйти на уровень 200 тыс. тонн в 2015 году. Теперь сроки снова сдвинулись – до 2018 года. Остается только надеяться, что Айнак заработает полным ходом и в значительной степени поправит материальное положение государства, но при этом будет сохранена культурная и историческая ценность буддийского города.

Способы получения чистого металла из руды

На сегодняшний день производство меди осуществляется самым распространенным способом – пирометаллургическим. В мире его используют 90% перерабатывающих компаний.

Схема получения меди из руды

• подготовительный – получение сырья с добывающих предприятий, его сортировка;
• плавка на штейн;
• продувание в конвертере – на выходе получается черновая медь;
• рафинирование.

Обогащение полученного сырья происходит с помощью флотации. Руду помещают в емкость с водой, затем туда же добавляют сжатый воздух. В результате образуется пена, к пузырькам которой прилипают медные частицы, а пустая порода оседает на дне.

Следующим этапом идет обжиг. В результате чего пытаются максимально снизить содержание серы в руде. Состав нагревается до 800 о С – сульфиды окисляются, и количество серы снижается в 2 раза.

Далее полученная масса отправляется в специальные печи – этап плавки на штейн. Здесь температура повышается до 1450 о С. Железо и оставшиеся сульфиды окончательно окисляются и выдуваются в конвертерах. В результате получается черновая медь, которую отливают в слитки, и шлак.

Производство меди завершается рафинированием. Оно предполагает окончательную очистку металла от примесей.

Электролитическое рафинирование (очистка) меди

Способ заключается в следующем:

• слитки черновой меди помещают в ванну с электролитом (серной кислотой);
• в емкость помещают тонкие листы чистой меди – катод;
• подключают электрический ток;
• в результате все частицы меди собираются у катода, а примеси оседают на дне – они называются шлам.

Часто шлам содержит драгоценные металлы – золото, платину.

Страны лидеры по добыче и выплавке меди в мире

Производство рафинированной меди в 2007 г

Лидеры по добыче медной руды – Чилийские компании, благодаря им государство занимает первое место в мировом рейтинге.

В стране было добыто 5 700 тыс. тонн металла, при том, что общий объем был на уровне 20245 тыс. тонн.

На втором месте – китайские добывающие компании – лидеры по приросту объемов добычи.

Ежегодно темпы выплавки медной руды увеличиваются в среднем на 1,5 %. При этом страна экспортирует значительную долю металла у Чили и Австралии.

Китайские добывающие компании распространены во многих странах мира, в том числе и в Афганистане.

Далее, страны лидеры по выплавке меди расположились следующим образом:

Структура производства меди

• Перу – производит 1300 тыс. т – 9% мирового объема;
• США – 1220 тыс. т – 7%;
• Австралия – 990 тыс. т – 5%;
• Россия – 930 тыс. т – 5%;
• Конго – 900 тыс. т – 4,5%;
• Замбия -830 тыс. т – 4,1%;
• Канада – 630 тыс. т – 3,5%.

По прогнозам мировых аналитиков (компаний USGS и ICSG), в ближайшие годы страны лидеры будут оставаться на своих местах, поскольку большинство месторождений меди уже разведаны и активно осваиваются. Вот только возможно незначительное сокращение объемов и соответственно – повышение цены, которая и так неуклонно растет, начиная с 2011 года.

Экспортеры меди

Не всегда страна с самым большим объемом добычи металла возглавляет рейтинг по экспорту сырья. Картина на мировом рынке по продаже рафинированной меди несколько иная, чем по объемам добычи.

Страны лидеры по экспорту красного металла:

Экспорт рафинированной меди ведущими странами-экспортерами в 2007 г., тыс.т

• Чили – 2547 000 тонн в год;
• Россия – 633 000 т;
• Перу – 415 000 т;
• Казахстан – 354 000 т.

Не отстают и страны-лидеры по добыче в Африке:

• Замбия;
• Демократическая Республика Конго;
• Южно-Африканская Республика.

Главными импортерами медных продуктов являются страны Евросоюза, а также:

Объемы выплавки меди по регионам

• США;
• Япония;
• Тайвань;
• Китай;
• Корея;
• Турция.

Суммарный объем импорта составляет 5805,4 тыс. тон в год.

Китай закупает сырье, в основном, у Чили. Турция, США и Япония – в Африке, Корея – у Австралии.

Видео: Галилео. Медь

Источник