Grunnþekking á kopar
Kopar er elsti málmur sem menn nota. Strax á forsögulegum tímum byrjaði fólk að vinna í opnum koparnámum og nota koparinn sem þeir fengu til að búa til vopn, verkfæri og önnur áhöld. Notkun kopar hefur mikil áhrif á framfarir snemma mannlegrar siðmenningar. Kopar er málmur sem er til í jarðskorpunni og sjónum. Innihald kopar í jarðskorpunni er um 0,01% og í sumum koparútfellum getur koparinnihaldið orðið 3-5%. Megnið af koparnum í náttúrunni er til sem efnasambönd, nefnilega koparsteinefni. Koparsteinefni blandast saman við önnur steinefni og mynda kopargrýti. Kopargrýti sem unnið er verður að koparþykkni með háa kopareinkunn eftir nýtingu.
1. Eignir
Kopar hefur góða eðlis- og efnafræðilega eiginleika eins og rafleiðni, hitaleiðni, tæringarþol og sveigjanleika. Rafleiðni og hitaleiðni eru næst silfri. Hægt er að draga hreinan kopar í mjög fína koparvíra og gera úr mjög þunnum koparþynnu. Ferskur þversnið af hreinum kopar er rósarautt, en eftir að koparoxíðfilman hefur myndast á yfirborðinu er útlitið fjólublátt, svo það er oft kallað rauður kopar.
Til viðbótar við hreinan kopar er hægt að sameina kopar með tini, sinki, nikkel og öðrum málmum til að mynda málmblöndur með mismunandi eiginleika, nefnilega brons, kopar og hvítan kopar.
Að bæta sinki við hreinan kopar (99,99%) er kallað kopar. Til dæmis eru venjuleg koparrör með 80% kopar og 20% sinki notuð í þéttum virkjana og bílaofna; að bæta nikkel við er kallað hvítur kopar og restin er kölluð brons. Fyrir utan sink og nikkel eru allar koparblöndur með öðrum málmþáttum kallaðar brons. Þeir eru kallaðir hvaða þættir bætast við. Mikilvægustu bronsarnir eru tinfosfórbrons og beryllíumbrons. Til dæmis hefur tinbrons mjög langa notkunarsögu í mínu landi og er notað til að steypa bjöllur, þrífóta, hljóðfæri og fórnaráhöld. Tini brons er einnig hægt að nota sem legur, bushings og slitþolna hluta.
Ólíkt leiðni hreins kopars, með hjálp málmblöndur, er hægt að bæta styrk og tæringarþol kopar til muna. Sum þessara málmblöndur eru slitþolin og hafa góða steypueiginleika á meðan önnur hafa góða vélræna eiginleika og tæringarþol.
2. Notar
Vegna ofangreindra framúrskarandi eiginleika hefur kopar margvíslega notkun í iðnaði. Þar á meðal rafiðnaður, vélaframleiðsla, flutningar, smíði og aðrir þættir. Sem stendur er kopar aðallega notaður á sviði rafmagns- og rafeindaiðnaðar til að framleiða víra, samskiptakapla og aðrar fullunnar vörur eins og mótora, rafala snúninga og rafeindatæki og mæla o.fl. Þessi hluti neyslunnar er um helmingur af heildar eftirspurn eftir iðnaði. Kopar og koparblendi gegna mikilvægri stöðu í tölvuflísum, samþættum hringrásum, smára, prentuðum hringrásum og öðrum búnaði og tækjum. Til dæmis nota smáraleiðar mjög leiðandi og mjög varmaleiðandi króm-sirkoníum koparblendi. Nýlega hefur IBM, alþjóðlega þekkt tölvufyrirtæki, tekið upp kopar í stað áls í kísilflögum, sem markar nýjasta byltinguna í beitingu elsta málms mannkyns í hálfleiðaratækni.
Um miðjan -1980s var rafmagnsiðnaðurinn með stærsta hluta neyslu hreinsaðs kopars í Bandaríkjunum, Japan og Vestur-Evrópu, og Kína var engin undantekning.
Frá því á tíunda áratugnum hefur notkun kopars í rör í byggingariðnaði aukist verulega og er orðin stærsti koparneytandinn erlendis. Samkvæmt skýrslu sem gefin var út af Copper Development Association (CDA) í New York: Árið 1997 var byggingariðnaðurinn enn stærsti notendamarkaðurinn fyrir koparvörur í Bandaríkjunum. Byggingariðnaðurinn notar oft tæringarþol kopar til að framleiða vatnsrör, þök og aðra vatnsveitu og frárennslisaðstöðu. Að auki er það einnig notað í byggingarskreytingum vegna fallegs útlits. Notkun kopar í byggingariðnaði er í fyrsta sæti í heildarneyslu koparafurða í Bandaríkjunum. Samkvæmt innri tölfræði frá China Nonferrous Metals Group, árið 1997, nam rafmagnsiðnaðurinn (þar á meðal vír og snúrur) 77,7% af koparnotkun lands míns og varð stærsti markaðurinn fyrir kopar. Með hraðri þróun vísinda og tækni stækkar notkunarsvið kopars og kopar hefur byrjað að gegna hlutverki í læknisfræði, líffræði, ofurleiðni og umhverfi. Til dæmis, þegar pólýúretan plastfroða inniheldur kopar eða koparoxíð, getur það dregið verulega úr banvænu eitruðu gasi sem losnar þegar þetta plast brennur - vetnissýaníð (HCN). Mikið magn af rannsóknargögnum sannar að bakteríudrepandi áhrif kopars geta á áhrifaríkan hátt dregið úr útbreiðslu lungnabólgubaktería, hindrað bakteríuvöxt og haldið drykkjarvatni hreinu og hollustu. Þess vegna verða framtíðarþróunarhorfur koparröra í innlendum byggingariðnaði mjög víðtækar.
3. Koparforði:
Koparauðlindir heimsins eru tiltölulega ríkar. Samkvæmt tölfræði frá US Bureau of Mines árið 1995 er koparmálmbirgðir heimsins 310 milljónir tonna og varagrunnurinn er 590 milljónir tonna. Löndin með stærsta koparforðann eru Chile og Bandaríkin, sem eru 23,7% og 15,3% af varasjóði heimsins, í sömu röð, Pólland 15%, Sambía 6%, Rússland 5%, Zaire 5%, Perú 4%. , Kanada 4% og Ástralía 4%.
Iðnaðartegundum koparnáma í heiminum er skipt í níu flokka: porfýrgerð, sandsteinsleifargerð, kopar-nikkelsúlfíðgerð, pýrítgerð, kopar-úraníum-gullgerð, náttúruleg kopargerð, bláæðagerð, karbónatgerð og skarn. gerð. Fyrstu fjórir flokkarnir eru mikilvægastir, þeir eru 96% af heildar koparbirgðum heimsins, þar af eru porfýr- og sandsteinsleifarnámur 55% og 29% í sömu röð. Í heiminum eru um 60 risa koparnámur með koparforða yfir 5 milljónir tonna í heiminum, þar af eru porfýrnámur 38 og sandsteinsleifarnámur 15, sem eru alls 88% af risa koparnámunum. Það eru mjög fáar koparþykkni tiltækar til námuvinnslu í Kína. Sem stendur eru helstu koparnámurnar Dexing koparnáman í Jiangxi, Yulong koparnáman í Tíbet, Yulong koparnáman og Ashele koparnáman sem nýlega uppgötvaðist í Xinjiang. 4. Koparbræðsluferli Kopargrýti sem unnið er úr koparnámunni verður að koparþykkni eða kopargrýtisandi með hærri kopareinkunn eftir nýtingu. Koparþykknið þarf að bræða og vinna út áður en það getur orðið hreinsaður kopar og koparafurðir. Sem stendur eru tvær meginleiðir til að bræða kopar í heiminum: gjósku- og vatnsmálmvinnslu (SX-EX) 1. Brunaaðferð:
Bakskaut kopar, einnig þekktur sem rafgreiningar kopar, er framleiddur með bræðslu og rafgreiningarhreinsun, sem er almennt hentugur fyrir hágæða koparsúlfíð málmgrýti.
Auk koparþykkni er koparbrot eitt helsta hráefnið fyrir hreinsaðan kopar, þar á meðal gamalt koparbrot og nýtt koparbrot. Gamalt rusl kopar kemur úr gömlum tækjum og
gamlar vélar, yfirgefin byggingar og neðanjarðar rör; nýtt koparbrot kemur úr koparleifum sem vinnslustöðvum fleygir (framleiðsla koparefna er um 50%). Almennt er framboð á rusl kopar tiltölulega stöðugt. Brot kopar má skipta í: ber rusl kopar: einkunn yfir 90%; gult rusl kopar (vír): efni sem innihalda kopar (gamlir mótorar, hringrásarborð);
Kopar framleiddur úr koparbroti og öðrum svipuðum efnum er einnig kallaður endurunninn kopar.
2. Blaut aðferð:
Skip er hentugur fyrir lággæða koparoxíð og hreinsaður kopar sem framleiddur er er kallaður rafgreiningarkopar.
Blautbræðsluferlið er:
3. Eiginleikar tveggja ferla gjósku og vatnsmálmvinnslu
Með því að bera saman tvö koparframleiðsluferla gjósku og vatnsmálmvinnslu eru eftirfarandi einkenni:
(1) Bræðslubúnaður þess síðarnefnda er einfaldari, en óhreinindainnihaldið er hærra, sem er gagnleg viðbót við það fyrra.
(2) Hið síðarnefnda hefur takmarkanir og er háð einkunn og gerð málmgrýtis.
(3) Kostnaður þess fyrrnefnda er um 70-80 sent/pund (um 1540-1760 bandaríkjadalir/tonn), en kostnaður við hið síðarnefnda er aðeins 30-40 sent/pund (u.þ.b. { {4}} Bandaríkjadalir/tonn).
Það má sjá að vatnsmálmvinnslutækni hefur talsverða kosti, en notkunarsvið hennar er takmarkað. Ekki er hægt að bræða allar koparnámur með þessu ferli. Hins vegar, með tæknilegum endurbótum, hafa fleiri og fleiri lönd, þar á meðal Bandaríkin, Chile, Kanada, Ástralía, Mexíkó og Perú, beitt þessu ferli í fleiri koparnámur á undanförnum árum. Endurbætur á vatnsmálmvinnslutækni og kynning á beitingu hennar hafa dregið úr framleiðslukostnaði kopars, aukið framleiðslugetu koparnáma, aukið framboð félagslegra auðlinda til skamms tíma, valdið hlutfallslegum afgangi af heildarsamfélagsframboði og haft dragandi áhrif á verð. Árið 1997 lækkaði framvirkt verð á kopar úr því hæsta sem var 2.600 Bandaríkjadalir á tonn árið 1996 í um 1.600 Bandaríkjadali á tonn í nóvember 1998. Þetta er í beinu samhengi við þá staðreynd að hlutfall vatnsmálmvinnsluferlis hefur stóraukist, sem hefur í för með sér mikið magn af ódýrum kopar sett á markað. Sem stendur, þar sem meðalframleiðslukostnaður kopar er á bilinu 1.400 til 1.600 Bandaríkjadalir á tonn (64-73 sent á pund), er lækkun verðs á framvirkum verðum sanngjörn verðmæti. Þar sem hlutfall þess í bræðsluferlinu heldur áfram að aukast mun verðþróun kopars verða fyrir meiri og dýpri áhrifum. Samkvæmt skýrslum er núverandi lágmarkskostnaður við vatnsmálmvinnslu koparbræðslu aðeins 20 sent á pund (jafngildir 450 Bandaríkjadölum á tonn), sá hæsti er 77 sent á pund (jafngildir 1.697,5 Bandaríkjadölum á tonn), og meðaltalið er u.þ.b. minna en 50 sent á hvert pund (jafngildir 1.100 Bandaríkjadölum á tonn). Rétt er að benda á að árið 1995 var meðalframleiðslukostnaður blautrar koparbræðslu aðeins 39 sent á pundið. Nýlega hefur meðalframleiðslukostnaður blautrar koparbræðslu aukist, aðallega vegna þess að blaut koparbræðsluferlið hefur verið framlengt til meðferðar á koparsúlfíðsteinefnum. Blaut koparbræðsluferlið er hentugra til að meðhöndla koparoxíð steinefni og fátækt málmgrýti, en þegar meðhöndlað er súlfíð steinefni og ríkari málmgrýti, eða þegar náman er staðsett á köldu svæði, er framleiðslukostnaður blautrar koparbræðslutækni einnig hærri, aðallega yfir 50 sent á pund. Kína byrjaði að rannsaka tækni við að vinna kopar úr lággæða kopargrýti á áttunda áratugnum. Árið 1983 var fyrsta blauta koparbræðslan stofnuð, með 120 tonna ársframleiðslu. Nýlega, vegna tilkomu framúrskarandi erlendra koparútdráttarvéla og þróunar á staðbundnum kopariðnaði, hafa tugir lítilla blautra álvera verið byggðir, allt frá nokkur hundruð til 2,000 tonn, en árleg framleiðsla kopars. er aðeins 15,000 tonn, sem er langt frá því að vera nóg miðað við árlega framleiðslu 1 milljón tonna af hreinsuðum kopar í mínu landi. Sem stendur er framleiðslukostnaður kopars í mínu landi um 18.500 Yuan, mun hærri en heimsmeðaltalið sem er 1.477 Bandaríkjadalir (67 sent). Á "95" tímabilinu skráðu Skipulagsnefnd ríkisins og Kína Nonferrous Metals Industry Corporation vatnsmálmvinnsluverkefnið sem lykilrannsóknarverkefni og byggðu nokkrar sýningarverksmiðjur í Dexing Copper Mine, Yulong Copper Mine, Daye Tonglushan Copper Mine og öðrum stöðum. Eftir nokkurra ára erfiðisvinnu er áætlað að vatnsmálmvinnslutækni landsins míns muni hafa umtalsverða þróun í lok þessarar aldar og árleg framleiðslugeta er talin ná meira en 50,000 tonnum. Samkvæmt tölfræði var framleiðsla hreinsaðs kopar frá vatnsmálmvinnslu koparbræðslu 2,5% af hreinsuðum koparframleiðslu heimsins árið 1980 og hlutfallið jókst í 10% árið 1994 og 18% árið 1997. Gert er ráð fyrir að hlutfall vatnsmálmvinnslu kopars framleiðslan mun að lokum aukast í á milli 25-35%.
