Inngangur

Í hvert sinn sem þú kveikir ljós, notar heimilistæki eða skrúfir fyrir krana, þá er það kopar sem sér um rafmagnið eða vatnið. Kopar er því mjög mikilvægur málmur fyrir menn og sameinar gagnlegri eiginleika en líklega nokkur annar málmur.

Meðalfjölskylduheimili inniheldur meira en 90 kíló af kopar: 40 kg af rafmagnsvír, 30 kg af pípulögnum, 15 kg af byggingavöru, 9 kg af rafmagnstækjum og 5 kg af koparvörum. Boeing 747-200 þotuflugvél inniheldur um 1,8 tonn af kopar. Frelsisstyttan í New York inniheldur meira en 27 tonn af kopar.

3 / 7

Spóla úr koparvír.

Eiginleikar

Kopar er eini náttúrulega málmurinn annar en gull sem hefur áberandi lit. Eins og gull og silfur er kopar frábær leiðari hita og rafmagns. Það er líka mjög sveigjanlegt og sveigjanlegt. Kopar er einnig ónæmur fyrir tæringu (hann ryðgar ekki mjög auðveldlega). Kopar er mjúkt en seigt. Það er auðveldlega blandað saman við aðra málma til að mynda málmblöndur eins og brons og kopar. Brons er málmblendi úr tini og kopar og kopar er málmblendi úr sinki og kopar. Kopar og kopar eru auðveldlega endurunnin¿kannski 70% af koparnum sem nú er í notkun hefur verið endurunnið að minnsta kosti einu sinni.

Eiginleikar kopar

Notar

Í dag er kopar, vegna þess að hann er svo góður rafleiðari, notaður í rafala og mótora fyrir raflagnir og í rafeindavörur, svo sem útvarp og sjónvörp. Kopar leiðir einnig hita vel, svo hann er notaður í ofna vélknúinna ökutækja, loftræstikerfi og hitakerfi fyrir heimili.

Þar sem kopar tærist ekki auðveldlega er hann einnig notaður í vatnsleiðslur. Sveigjanleiki þess þýðir að koparrör er hægt að beygja til að fara auðveldlega í kringum horn, án þess að brotna.

Koparsúlfat er notað sem sveppalyf til að koma í veg fyrir að rætur plantna stífli niðurföll og fráveitukerfi. Blái-græni liturinn á meðhöndluðu timbri er afleiðing af koparnaftanati og kopar-króm-arsenati sem hafa verið sett undir þrýsting til að vernda viðinn fyrir borholum.

Kopar er einnig notað til að búa til mynt og vísindatæki sem og í skreytingar.

Það eru um 15 grömm af kopar í farsíma og nýlega hefur kopar verið að koma í stað áls í tölvuflögum.

Saga

Kopar var fyrsti málmurinn sem fólk notaði. Það var uppgötvað af Neolithic Man fyrir um 9000 árum síðan og notað í stað steins, þar sem það var miklu auðveldara að móta það. Þannig gátu þeir mótað kopar í ýmsa nytjahluti eins og ílát og áhöld¿ stórt stökk fram á við fyrir mannkynið. Fallegur litur hans gerði kopar líka aðlaðandi til notkunar í skartgripi og skraut.

Það eru vísbendingar um að kopar hafi verið notaður frá fyrstu tíð, stykki af koparröri sem notað var fyrir 5000 árum síðan var grafið upp af fornleifafræðingum frá Keopspýramídanum í Egyptalandi. Um 4000 f.Kr. uppgötvaðist brons (enn harðari málmblöndur) með því að blanda kopar saman við lítið magn af tini. Það var notað til að búa til vopn, brynjur, verkfæri og skreytingarverkfæri¿þannig hófst kopar-bronsöldin. Þrátt fyrir að framleiðsla á bronsverkfærum hafi að mestu fallið úr notkun við upphaf járnaldar um 1000 f.Kr., var kopar áfram notaður fyrir aðra eiginleika þess. Sem einn af aðeins tveimur lituðum málmum gerir fegurð hans það mjög eftirsóknarvert til að búa til skraut og tæringarþolið gerir það hentugt til notkunar í eða nálægt sjó.

Hæfni til að berja kopar í plötur og viðnám gegn ryðgerð gerði það að vinsælu þakefni á mikilvægum byggingum.

Vöxtur kopariðnaðarins hefur verið nátengdur aukinni raforkunotkun. Rafmagnsnotkun er áfram aðalnotkun málmsins, sem má rekja til tveggja eðlisfræðilegra eiginleika. Það er frábær rafleiðari (og hita) og er nógu sveigjanlegur til að hægt sé að draga hann í vír og slá í blöð án þess að brotna. Kopar er mikið notaður í pípuíhluti og er stór hluti af málmblöndur, margar hverjar eru harðari, sterkari og harðari en einstakir þættir þeirra. Árið 1837 fengu Charles Wheatstone og William Cooke einkaleyfi á fyrsta rafsímtækinu með koparvír. Árið 1876 var Alexander Graham Bell fyrstur til að nota kopar símavír. Árið 1878 fann Thomas Edison upp fyrsta rafljósið og treysti á kopar til að flytja strauminn til þess. Innan fárra ára olli fjöldanotkun þessara tveggja uppfinninga ótrúlegri aukningu í námu og framleiðslu á kopar.

Myndun

Þar sem kopar hvarfast auðveldlega við önnur efni getur hann myndast á margvíslegan hátt í jarðskorpunni. Það er oft að finna í útfellingum með öðrum málmum eins og blýi, sinki, gulli og silfri.

Langmest magn af kopar er að finna í jarðskorpunni í líkama sem kallast porfýr koparútfellingar. Þessar útfellingar voru einu sinni stórar hellur af bráðnu bergi sem kólnaði og storknaði í jarðskorpunni. Þegar þeir kólnuðu uxu nokkrir stórir kristallar, sem síðan voru umkringdir smærri kristöllum þegar kólnun varð hraðari - jarðfræðingar kalla þessa steina porfýr. Í fyrstu var koparnum dreift um stóran massa bráðins bergs í litlum styrk. Eftir því sem kvikan kólnaði og kristallar tóku að myndast varð magn bræðslunnar minna. Koparinn hélst í bræðslunni og varð sífellt þéttari. Þegar bergið var næstum alveg fast dróst það saman og sprungið og koparríkur vökvinn sem eftir var var kreistur inn í sprungurnar þar sem hann storknaði líka. Á mörgum milljónum ára veðraðist bergið sem þekur þessar útfellingar og útfellingarnar birtust að lokum á yfirborðinu. Dæmi um porfýrútfellingar eru Cadia Hill (NSW) og Cerro Colorado (Panama).

Blanda af kopar, járni og brennisteini er kallað kalkópýrít (CuFeS₂) eða „gull heimskingja“ og plataði marga gamla-tímaleitarmann! Kalkópýrít í Ástralíu er að finna í steinum sem eru meira en 250 milljón ára gömul. Bornite (Cu₅FeS₄), covellite (CuS) og chalcocite (Cu₂S) eru mikilvægar uppsprettur kopar í heiminum og margir málmgrýti líkamar innihalda einnig malakít (CuCO)₃.Cu(OH)₂), azúrít (Cu₃(CO₃)2.Cu(OH)₂), kúprít (Cu₂O), tenórít (CuO) og innfæddur kopar. Súlfíðin, sem gefa af sér megnið af koparnum sem framleiddur er um allan heim, taka almennt til dýpri hluta lóða sem ekki hafa orðið fyrir veðrun. Nálægt yfirborðinu er þeim breytt með oxun og öðrum efnafræðilegum aðgerðum til að framleiða oxíð og karbónöt. Þessi afleiddu koparsteind geta myndað ríkulegt málmgrýti í efri hluta margra útfellinga og vegna einkennandi græns eða blás litar þeirra sést jafnvel lítið magn auðveldlega í berginu sem þau eru í. Koparberandi steinefni finnast almennt í tengslum við steinefni sem geta innihaldið gull, blý, sink og silfur.

Auðlindir

Í Ástralíu hófst leit að kopar fljótlega eftir landnám Evrópu. Fyrsta stóra uppgötvun kopar í Ástralíu var í Kapunda í Suður-Ástralíu árið 1842 þegar Francis Dutton fann kopar á meðan hann leitaði að týndum sauðfé. Um 1860 var Suður-Ástralía þekkt sem „koparríkið“ vegna þess að þar voru nokkrar af stærstu koparnámum í heimi.

Ástralía á umtalsverðan hluta af kopar heimsins og var í öðru sæti á eftir Chile árið 2016, samkvæmt bandarísku jarðfræðistofnuninni (USGS). Við erum með nokkrar koparnámur sem eru mikilvægar í heiminum, þar á meðal Mt Isa kopar-blý-sinkútfellinguna í Queensland og kopar-úran-gullinnstæður Olympic Dam í Suður-Ástralíu sem er að vinna út eina stærstu kopar-innstæðu í heiminum. Önnur dæmi um mikilvægar koparauðlindir eru við Prominent Hill og Carrapateena kopar-gullinnstæður í Suður-Ástralíu, Northparkes kopar-gull, CSA kopar-blý-sink og Girilambone koparinnstæður í Nýja Suður-Wales, koparinnstæður Ernest og Henry Mammoth{1} Osborne og kopar{1} Osborne í Selwyn í Queensland og kopar-sinkútfellingar við Golden Grove og Nifty koparinnstæður í Vestur-Ástralíu.

Ástralskar koparinnstæður og starfandi námur, 2022.
Stærð innláns er byggð á heildarauðlindum (EDR + Subeconomic Demonstrated Resources + Inferred).
Til glöggvunar eru aðeins meiriháttar eða verulegar innstæður merktar.

Námuvinnsla

Þrátt fyrir að stórar koparútfellingar séu unnar með opnum aðferðum- í mörgum helstu framleiðslulöndum, kemur mestur kopargrýti sem framleiddur er í Ástralíu úr neðanjarðarnámum. Hin hefðbundna aðferð sem notuð er í flestum námum felur í sér að málmgrýti er brotið og komið upp á yfirborðið til að mylja það. Málmgrýtið er síðan malað fínt áður en kopar-berandi súlfíðsteinefnin eru þétt með flotferli sem aðskilur korn úr málmgrýti frá úrgangsefninu, eða gangtegundinni. Það fer eftir gerð koparberandi steinefna í málmgrýti og meðhöndlunarferlunum sem notuð eru, þykknið inniheldur venjulega á milli 25 og 30% kopar, þó getur verið allt að um það bil 60% kopar. Kjarnið er síðan unnið í álveri.

Vinnsla

Í sumum ástralskum námum er koparinn skolaður úr málmgrýti til að framleiða koparríka-lausn sem er síðar meðhöndluð til að endurheimta koparmálminn. Málmgrýtið er fyrst brotið og sett á útskolunarpúða þar sem það er leyst upp með brennisteinssýrulausn til að skola koparinn út. Kopar-ríkri lausninni er síðan dælt í leysiútdráttarstöðina til að aðskilja koparinn sem koparkomplex. Þetta er þétt og lausnin er send til rafvinnslustöðvarinnar til að endurheimta koparinn. Kopar bakskautin sem framleidd eru með rafvinnslu innihalda 99,99% kopar sem hentar vel til rafmagnsnotkunar. Allt þetta ferli er þekkt sem rafvinnsla leysisútdráttar (SX-EW).

Ýmsar aðferðir við bræðslu eru notaðar til að breyta þykkninu í koparmálm. Ein aðferðin er að bræða þau með flæði í bræðsluofni til að framleiða koparsteinn, sem er blanda aðallega af járni og koparsúlfíðum sem venjulega inniheldur 50 til 70% kopar. Bráðnu mattunni er hellt í breytir, sem inniheldur meira flæði, og breytt í þynnukopar, sem er um 98 til 99% hreinn. Tappað er á þynnukoparinn, hann hreinsaður frekar í rafskautaofni og að lokum rafhreinsaður í hreinan bakskautskopar.

Í Olympic Dam er kjarnfóðrið leiftur-bræðslu beint í þynnukopar. Í þessu ferli er koparþykkni borið inn í álverið með súrefnis-auðguðu lofti. Fínþykknið hvarfast eða „blikkar“ samstundis þegar brennisteinshluti koparsúlfíðanna brennur og verður að brennisteinsdíoxíðgasi. Bráðinn kopar og gjall falla í aflinn álversins. Gjallið myndar lag á yfirborði bræddu koparþynnunnar. Þynnukoparinn er fjarlægður reglulega til frekari hreinsunar í rafskautaofni og hreinsaður með rafgreiningu.

Nánari upplýsingar

Frekari upplýsingar um auðlindir og framleiðslu