ग्रह पर तांबे का सबसे बड़ा भंडार। तांबे का खनन कैसे किया जाता है: तरीके, इतिहास और जमा तांबे के अयस्क का खनन कहां और कैसे किया जाता है

तांबे के खनन का अयस्क से धातु निकालने की तकनीक से गहरा संबंध है और इसे जमा की बारीकियों को ध्यान में रखते हुए लागत प्रभावी तरीके से किया जाता है।

तांबे के उत्पादों के उत्पादन की तकनीक।

धातु निष्कर्षण के लिए खनिज आधार

तांबे के अयस्क खनन के लिए कच्चे माल प्राकृतिक खनिज संरचनाएं हैं जिनमें धातु घटक आर्थिक रूप से व्यवहार्य औद्योगिक विकास के लिए आवश्यक मात्रा में निहित होते हैं।

तांबा अयस्क खनन के लिए कच्चा माल।

अयस्क जमा को सिलिकेट, कार्बोनेट, सल्फेट यौगिकों और ऑक्सीकरण क्षेत्र में गठित ऑक्साइड द्वारा दर्शाया जाता है।

औद्योगिक विकास के लिए खोजे गए खनिजों में से हैं:

• च्लोकोपीराइट;
• च्लोकोसाइट;
• बोर्नाइट;
• कपराइट;
• देशी तांबा;
• brochantite;
• अज़ूराइट;
• क्यूबनाइट;
• मैलाकाइट;
• क्रिसोटाइल.

अयस्क में, धातु की सांद्रता 0.3-5% है, और खनिजों में सांद्रता 22-100% (मूल धातु) है। तांबे के भंडार अन्य मूल्यवान घटकों के साथ आनुवंशिक संबंध में होते हैं जिन्हें मुख्य प्रक्रिया में अतिरिक्त रासायनिक तत्वों के रूप में खनन किया जाता है।

संबंधित घटकों में से हैं:

• प्लैटैनोइड्स;
• चाँदी;
• सोना;
• टेल्यूरियम;
• गैलियम;
• मोलिब्डेनम;
• बिस्मथ;
• निकल;
• टाइटेनियम;
• जस्ता.

तांबे के निष्कर्षण के लिए अयस्क में आर्सेनिक, सुरमा, और आमतौर पर पारा होता है। संबद्ध के प्रकार पर निर्भर करता है रासायनिक तत्वजमा विभिन्न प्रकार के होते हैं, जिनमें से मुख्य हैं:

• तांबा-निकल;
• कॉपर-पाइराइट;
• क्यूप्रस बलुआ पत्थर और शैल्स;
• तांबा-पोर्फिरी।

स्कर्न धातु जमा और क्वार्ट्ज-सल्फाइड संरचनाएं गौण महत्व की हैं। भविष्य में, विश्व महासागर के निचले तलछट में स्थित फेरोमैंगनीज नोड्यूल को औद्योगिक धातु उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में माना जाता है।

निष्कर्षण के तरीके

अयस्क भंडार से तांबे का खनन कैसे किया जाता है? चट्टान में धातु की कम सांद्रता के लिए प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है बड़ी मात्रासामग्री। धातु द्रव्यमान की एक इकाई प्राप्त करने के लिए, आपको 200 इकाइयों अयस्क को संसाधित करने की आवश्यकता है।

तांबा, जो मुख्य रूप से खुले-गड्ढे विधि का उपयोग करके खनन किया जाता है, 1000 मीटर तक की गहराई पर स्थित होता है। खुले-गड्ढे खनन की गहराई 150-300 मीटर तक होती है, और कुछ मामलों में 600 मीटर तक स्थित होती है भूमिगत विधि का उपयोग करके 1000 मीटर तक की गहराई विकसित की जाती है।

तांबे की तलाश में अयस्क का प्रसंस्करण।

कुछ मानक अयस्क कच्चे माल को निकालने के लिए गहन विकास की व्यवहार्यता को नियंत्रित करते हैं। इसका कारण उत्पादन तकनीक, अतिरिक्त लागत और कम उपकरण उत्पादकता है, जिससे कच्चे माल की लागत बढ़ जाती है।

इसलिए, धातुकर्म उद्योग व्यापक रूप से खुली पद्धति का उपयोग करता है, जो विकास के दौरान नगण्य नुकसान की विशेषता है। हालाँकि बेकार चट्टान के भंडारण से जुड़े नुकसान भी हैं।

उदाहरण के लिए, 2013 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में केनेकॉट यूटा कॉपर बिंघम कैन्यन खदान में भूस्खलन हुआ। बिंघम कैन्यन खदान की गहराई लगभग 1 किमी है, और व्यास लगभग 4 किमी है। यहां 150 वर्षों तक अयस्क का खनन किया गया।

प्रसंस्करण स्थल पर कच्चे माल की डिलीवरी 231 टन की क्षमता वाले वाहनों द्वारा की गई थी। खनिकों को खतरनाक घटना के बारे में चेतावनी दी गई थी और वे विकास के लिए तैयार थे। खदान की दीवार प्रतिदिन कई इंच की दर से हिल रही थी, और इसे मजबूत करने के प्रयासों से वांछित परिणाम नहीं मिले।

कच्चे माल के निष्कर्षण की शर्तों के लिए अनुक्रमिक विकास प्रौद्योगिकी के उपयोग की आवश्यकता होती है:

• स्व-चालित उपकरण;
• कच्चे माल की निकासी के दौरान कार्य का संचालन करना;
• आगे के विकास की सुरक्षा के उद्देश्य से खनन किए गए स्थान को विशेष सामग्रियों से भरना।

प्रत्येक तकनीकी प्रक्रियाजमा विकास के दौरान घाटे में कमी और अयस्क उत्पादन में सुधार प्रदान करता है।

परतों में अयस्क निकालने से भंडार का पूर्ण उपयोग सुनिश्चित होता है। गहरी खदानों में, अयस्क घटना की ख़ासियत को ध्यान में रखते हुए, चक्रीय-प्रवाह तकनीक का उपयोग किया जाता है।

धातु निष्कर्षण प्रौद्योगिकी

उन चट्टानों को अलग करने के लिए जिनमें कोई मूल्यवान घटक नहीं होता है, प्लवन विधि का उपयोग किया जाता है। उच्च सांद्रता वाले तांबे वाले कच्चे माल की केवल थोड़ी मात्रा को सीधे गलाने के अधीन किया जाता है। धातु गलाना शामिल है कठिन प्रक्रिया, जिसमें निम्नलिखित ऑपरेशन शामिल हैं:

• जलता हुआ;
• फ़्यूज़;
• रूपांतरण;
• आग और इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन।

कच्चे माल का पिघलना.

कच्चे माल को भूनने की प्रक्रिया के दौरान, इसमें मौजूद सल्फाइड और अशुद्धियाँ ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाती हैं (पाइराइट आयरन ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है)। भूनने के दौरान निकलने वाली गैसों में सल्फर ऑक्साइड होता है और इसका उपयोग एसिड बनाने के लिए किया जाता है।

चट्टान पर तापमान प्रवणता के प्रभाव के परिणामस्वरूप बनने वाले धातु ऑक्साइड फायरिंग के दौरान स्लैग के रूप में अलग हो जाते हैं। रीमेल्टिंग से प्राप्त तरल उत्पाद को रूपांतरण के अधीन किया जाता है।

ब्लिस्टर तांबे से मूल्यवान घटक निकाले जाते हैं और हानिकारक अशुद्धियों को अग्नि शोधन द्वारा हटा दिया जाता है और अन्य धातुओं को तरल मिश्रण को ऑक्सीजन से संतृप्त करके और फिर इसे सांचों में डालकर हटा दिया जाता है। तांबे को शुद्ध करने की इलेक्ट्रोलाइटिक विधि के लिए कास्टिंग का उपयोग एनोड के रूप में किया जाता है।

कच्चा माल, जिसमें तांबा और निकल होता है, धातु सांद्रण प्राप्त करने के लिए चयनात्मक प्लवनशीलता योजना का उपयोग करके संवर्धन के अधीन होता है। लौह-तांबा अयस्क चुंबकीय पृथक्करण से गुजरते हैं।

तांबे के सांद्रण को निकालने के लिए क्यूप्रस बलुआ पत्थर और शेल्स, गैंग और देशी धातु अयस्कों को संसाधित किया जाता है। गुरुत्वाकर्षण विधि का उपयोग करके संवर्धन किया जाता है।

प्लवन विधि का उपयोग मिश्रित और ऑक्सीकृत अयस्कों के लिए किया जाता है, लेकिन रासायनिक विधियों और जीवाणु निक्षालन का अधिक उपयोग किया जाता है।

कम तांबे की मात्रा वाले अयस्क का सांद्रण हाइड्रोमेटालर्जिकल विधि का उपयोग करके किया जा सकता है, जिसमें सल्फ्यूरिक एसिड के साथ तांबे की लीचिंग होती है। परिणामी घोल से तांबा और कीमती धातुओं समेत संबंधित धातुओं को अलग कर दिया जाता है।

तांबे के उपसमूह में धातुओं की विशेषता कम रासायनिक गतिविधि होती है, इस कारण से वे रासायनिक यौगिकों के साथ-साथ डली के रूप में भी पाए जाते हैं। कई शताब्दियों पहले, तांबा केवल सल्फर यौगिकों - चाल्कोपीराइट और चाल्कोसाइट के रूप में पाया जा सकता था। ऐसा इसलिए है क्योंकि तांबे में सल्फर के प्रति उच्च रासायनिक आकर्षण होता है। अधिकांश प्राथमिक अयस्कों में सल्फाइड रूप में तांबा होता है - CuS।
समय के साथ, विशेष रूप से ज्वालामुखीय गतिविधि की स्थितियों में, बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन के प्रभाव में, कॉपर सल्फाइड ऑक्साइड बन गए। ऑक्सीकृत सल्फर अयस्क के तीव्र ताप के दौरान प्रकृति में तांबे की डली का निर्माण हुआ। उदाहरण के लिए, यदि ऑक्सीकृत तांबे के खनिज और सल्फर अयस्क चट्टान की मोटी परत के नीचे पड़े होते हैं, तो वे प्राकृतिक आपदाओं और सांसारिक गर्मी से गर्म हो जाते हैं। ऐसी प्राकृतिक "धातुकर्म दुकानों" में भारी मात्रा में तांबे को गलाया जाता था। उत्तरी अमेरिका में 420 टन वजनी एक डला मिला। हालाँकि, यह दुर्लभ है; ग्रह पर देशी तांबा लगभग 1% है।

विश्व तांबे के भंडार

अन्य खनिजों की तरह बहुत सारा तांबा भी महासागरों के तल में स्थित है। नीचे गोल पत्थरों के समूह हैं जिनमें लगभग 0.5% तांबा है। भूवैज्ञानिकों के विश्लेषण के अनुसार समुद्र में तांबे के अयस्क का भंडार 5 अरब टन तक पहुँच जाता है।
लगभग 250 तांबे के खनिज हैं, लेकिन केवल 20 का औद्योगिक उपयोग किया जाता है। मुख्य तांबे के अयस्कों में शामिल हैं:

• च्लोकोसाइट - Cu 2 S, जिसमें 79.8% तांबा होता है
• च्लोकोपाइराइट - CuFeS 2, जिसमें 30% तांबा होता है। यह अयस्क समस्त तांबे के भण्डार का लगभग 50% है
• बोर्नाइट - Cu 5 FeS 4, में 52 से 65% तक तांबा होता है
• कोवेलाइट - CuS, में 64% तांबा होता है।

आनुवंशिक और औद्योगिक-भूवैज्ञानिक मापदंडों के अनुसार, तांबे के भंडार हैं:

• स्ट्रेटिफॉर्म, जिसमें तांबे की शैलें और बलुआ पत्थर शामिल हैं
• पाइराइट्स इस समूह में देशी और शिरा तांबा शामिल हैं
• जलतापीय
• आग्नेय, जिसमें तांबा-निकल प्रकार के सबसे आम अयस्क शामिल हैं
• कार्बोनेट. इस समूह में लौह-तांबा और कार्बोनाइट अयस्क शामिल हैं।

विश्व में तांबे के भंडार

तांबे की सबसे बड़ी मात्रा, लगभग 65%, उत्तरी और में पाई जाती है दक्षिण अमेरिका. यूरोपीय राज्यों के पास 15% संसाधन हैं, एशियाई राज्यों के पास - 11%, अफ्रीकी राज्यों के पास - 4.5% हैं।
तांबे का सबसे बड़ा पुष्ट भंडार चिली में दर्ज किया गया है। दुनिया के लगभग 20% भंडार यहीं स्थित हैं। और संयुक्त राज्य अमेरिका में - 12.7%। इन देशों के अलावा, पोलैंड, इंडोनेशिया, ईरान, कजाकिस्तान, चीन, उज्बेकिस्तान, फिलीपींस के साथ-साथ ज़ैरे, जाम्बिया, ब्राजील, कनाडा, मैक्सिको, पनामा, पेरू और ऑस्ट्रेलिया में भी तांबा प्रचुर मात्रा में है। इनमें से प्रत्येक राज्य में, विशेषज्ञों के अनुसार, लगभग 10 मिलियन टन हैं।

तांबा अयस्क खनन

अयस्क में तांबे की मात्रा कम होने के कारण, इसके निष्कर्षण में बड़ी मात्रा में चट्टान का प्रसंस्करण शामिल होता है। 1 टन तांबे को गलाने के लिए 200 टन से अधिक अयस्क को संसाधित करना होगा।
तांबे के खनन के तरीके:

• खुली विधि. यदि अयस्क भंडार पृथ्वी की सतह के करीब स्थित हैं, तो उन्हें इस प्रकार विकसित किया जाता है; खुले गड्ढे में खनन की गहराई 150-300 मीटर है। इस विधि में कम नुकसान होता है
• भूमिगत विधि. इस विधि का उपयोग करके अयस्क का खनन 500 मीटर की गहराई से और कभी-कभी 800-1000 मीटर की गहराई से किया जाता है।

क्षेत्र विकास के लिए पाँच तकनीकी प्रणालियाँ हैं:

• स्व-चालित उपकरणों का उपयोग करना। इस तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है
• निरंतर कंपन तंत्र का उपयोग करना
• सख्त गोफ़ बैकफ़िल का उपयोग करना। इस मामले में, न्यूनतम नुकसान के साथ शक्तिशाली जमा के भंडार की निरंतर खुदाई होती रहती है। ऐसी प्रणालियों के उपयोग से घाटा 3-4 गुना कम हो जाता है
• क्षैतिज परतों में अयस्क निकालने की विधि। गोफ्स (भूमिगत खदानों में) को सख्त यौगिकों से भरते समय, रबर या बेसाल्ट से बने पाइपों का उपयोग किया जाता है, जिनकी सेवा जीवन स्टील की तुलना में 50-100 गुना अधिक होता है
• खनन कार्यों के कार्यान्वयन के लिए चक्रीय-प्रवाह प्रौद्योगिकी।

तांबा उत्पादन केंद्र

तांबे के उत्पादन केंद्र रूस के विभिन्न क्षेत्रों में मौजूद हैं। कजाकिस्तान सबसे समृद्ध अयस्क भंडार का दावा करता है। उरल्स में भी जमा हैं। नवीनतम आंकड़ों के अनुसार, तांबा अयस्क खनन में रूस दुनिया में पहले स्थान पर है।
तांबे के प्लांट खदानों के नजदीक ही बनाए जा रहे हैं। फीडस्टॉक में सांद्रता की कम सामग्री के कारण कच्चा माल कारक निर्धारण घटक है। यूराल में 11 तांबे के परिसर स्थित हैं, जो देश के 43% तांबे का उत्पादन करते हैं। हमारे अपने कच्चे माल के अलावा, उत्पादन में कजाकिस्तान से आयातित सामग्रियों का भी उपयोग किया जाता है। वहाँ अपशिष्ट पुनर्चक्रण संयंत्र भी हैं। उदाहरण के लिए, तांबे के खनन के उपोत्पाद के रूप में सल्फर डाइऑक्साइड गैसों का उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड बनाने के लिए किया जाता है, जिसे बाद में उर्वरक बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

हमारे ग्रह पर सबसे आम तांबा अयस्क बोर्नाइट है। लेकिन इसके अलावा तांबे का खनन अन्य अयस्कों से भी किया जाता है, जिसके बारे में हम इस लेख में बात करेंगे।

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यह अयस्क उन खनिजों के संचय को संदर्भित करता है जिनमें तांबा इतनी मात्रा में मौजूद होता है कि औद्योगिक उद्देश्यों के लिए प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त माना जाता है। किसी जमा को विकसित करने की तर्कसंगतता का आम तौर पर स्वीकृत संकेतक वह स्थिति मानी जाती है जब उसमें तांबे का संचय कम से कम 0.5-1% हो।

इसके अलावा, पृथ्वी पर इस धातु के लगभग 90% भंडार न केवल तांबे, बल्कि अन्य धातुओं (उदाहरण के लिए, निकल) वाले अयस्कों में पाए जाते हैं।

रूस में बड़े पैमाने पर तांबे का खनन किया जाता है पूर्वी साइबेरिया, उरल्स और कोला प्रायद्वीप में। इस धातु का सबसे बड़ा भंडार चिली में मौजूद है (विशेषज्ञों के अनुसार, लगभग 190 मिलियन टन)। ऐसे अयस्कों के विकास में लगे अन्य देशों में संयुक्त राज्य अमेरिका, जाम्बिया, कजाकिस्तान, पोलैंड, कनाडा, ज़ैरे, आर्मेनिया, कांगो, पेरू और उज़्बेकिस्तान शामिल हैं। कुल मिलाकर, ग्रह पर खोजे गए भंडार में तांबे का कुल भंडार लगभग 680 मिलियन टन है।

सभी तांबे के भंडार को आमतौर पर छह आनुवंशिक समूहों और नौ औद्योगिक भूवैज्ञानिक प्रकारों में विभाजित किया जाता है:

• स्तरीकृत समूह (तांबे की शैलें और बलुआ पत्थर);
• पाइराइट (देशी तांबा, शिरा और कॉपर-पाइराइट प्रकार);
• हाइड्रोथर्मल (पोर्फिरी तांबे के अयस्क);
• आग्नेय (तांबा-निकल अयस्क);
• स्कर्न;
• कार्बोनेट (लौह-तांबा और कार्बोनेटाइट प्रकार)।

हमारे देश में, तांबे का मुख्य निष्कर्षण क्यूप्रस शेल्स और बलुआ पत्थरों पर, कॉपर पाइराइट्स, कॉपर-निकल और पोर्फिरी कॉपर अयस्कों से किया जाता है।

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प्रकृति में, तांबा अपने मूल रूप में काफी दुर्लभ है। अक्सर, यह विभिन्न कनेक्शनों में "छिपाता" है। उनमें से सबसे प्रसिद्ध निम्नलिखित हैं:

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अन्य तांबे के खनिज बहुत कम आम हैं, जिनमें निम्नलिखित हैं:

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यह धातु, जिसकी विशेषताओं (उदाहरण के लिए, उच्च ) ने इसकी व्यापक मांग को जन्म दिया है) हमारे द्वारा वर्णित खनिजों और अयस्कों से तीन तरीकों से प्राप्त की जाती है - हाइड्रोमेटालर्जिकल, पाइरोमेटालर्जिकल और इलेक्ट्रोलिसिस। सबसे आम पाइरोमेटालर्जिकल तकनीक है, जो फीडस्टॉक के रूप में खनिज च्लोकोपीराइट का उपयोग करती है। सामान्य योजनापाइरोमेटालर्जिकल प्रक्रिया में कई ऑपरेशन शामिल हैं। उनमें से पहला ऑक्सीडेटिव रोस्टिंग या प्लवन द्वारा तांबे के अयस्क का संवर्धन है।

प्लवन विधि गीले योग्य गैंग और तांबा युक्त कणों के अंतर पर आधारित है। इसके कारण, कुछ खनिज तत्व हवा के बुलबुले से (चुनिंदा रूप से) चिपक जाते हैं और उनके द्वारा सतह पर ले जाये जाते हैं। ऐसा सरल तकनीकएक पाउडर सांद्रण प्राप्त करना संभव बनाता है जिसमें तांबे की मात्रा 10 से 35 प्रतिशत तक भिन्न होती है।

ऑक्सीडेटिव रोस्टिंग (भ्रमित न करें) का उपयोग अक्सर तब किया जाता है जब प्रारंभिक कच्चे माल में सल्फर होता है बड़ी मात्रा. इस मामले में, अयस्क को 700-800 डिग्री के तापमान तक गर्म किया जाता है, जिससे सल्फाइड का ऑक्सीकरण होता है और सल्फर सामग्री आधी हो जाती है। इसके बाद, 1450 डिग्री के तापमान पर मैट (लोहे और तांबे के सल्फाइड के साथ एक मिश्र धातु, जो रिवरबेरेटरी या शाफ्ट भट्टियों में उत्पादित होता है) के लिए गलाने का कार्य किया जाता है।

कॉपर मैट, जो इन सभी परिचालनों के बाद प्राप्त होता है, अतिरिक्त ईंधन की आपूर्ति के बिना क्षैतिज कन्वर्टर्स में उड़ा दिया जाता है ( रासायनिक प्रतिक्रिएंलोहे और सल्फाइड के ऑक्सीकरण के लिए साइड ब्लास्ट के साथ प्रक्रिया के लिए आवश्यक गर्मी प्रदान करें। परिणामी सल्फर SO2 में और ऑक्साइड स्लैग में परिवर्तित हो जाता है।

परिणामस्वरूप, कनवर्टर से जो निकलता है वह तथाकथित काला तांबा होता है, जिसमें धातु की मात्रा लगभग 91% होती है। इसके बाद, इसे अग्नि शोधन (अनावश्यक अशुद्धियों को हटाकर) और कॉपर सल्फेट (तांबा) के अम्लीय घोल का उपयोग करके शुद्ध किया जाता है। इस सफाई को इलेक्ट्रोलाइटिक कहा जाता है, जिसके बाद तांबे की मात्रा 99.9% तक पहुंच जाती है।

तांबे के उत्पादन की हाइड्रोमेटालर्जिकल विधि में, इसे सल्फ्यूरिक एसिड (एक बहुत कमजोर समाधान) के साथ धातु को लीच करके और परिणामी समाधान से तांबे, साथ ही अन्य कीमती धातुओं को अलग करके प्राप्त किया जाता है। निम्न-श्रेणी के अयस्कों के साथ काम करने के लिए इस तकनीक की अनुशंसा की जाती है।

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तांबे के मुख्य स्रोत.

तांबे को सही तरीके से कैसे एकत्र करें?

हमारे ग्रह पर ऐसी बहुत सी धातुएँ नहीं हैं जिनका उत्पादन मात्रा तांबे से अधिक हो। मेंडेलीव की आवर्त सारणी में उनतीसवां नंबर लोहे और एल्यूमीनियम के ठीक बाद उत्पादन स्तर के मामले में सम्मानजनक तीसरे स्थान पर है। बहुत सारे उद्योग संकट में पड़ जाएंगे यदि उनके भंडारगृहों में अचानक आवश्यक धातु खत्म हो जाए। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, हीटिंग इंजीनियरिंग, धातु विज्ञान, चिकित्सा और यहां तक ​​कि परिवहन के लिए तांबे और तांबे के अयस्क के महत्व को शायद ही कम करके आंका जा सकता है।

तांबा अयस्क क्या है

तांबा अयस्क, किसी भी अन्य की तरह, पदार्थों, चट्टानों, खनिजों का एक समूह है, जिसमें वांछित पदार्थ की सामग्री इतनी अधिक होती है कि इसे खनन के लिए उपयुक्त माना जाता है। यह कहने योग्य है कि तथाकथित क्यूप्रम के साथ ( लैटिन नामतांबा), इसके अयस्क का खनन अन्य लोगों द्वारा और भी छोटे अनुपात में किया जाता है उपयोगी तत्व. तांबे का खनन स्वयं उन अयस्कों में किया जाने लगता है जिनमें इसकी मात्रा 0.5% से अधिक हो जाती है।

हां, अपने शुद्ध रूप में, तांबा प्रकृति में एल्यूमीनियम से भी अधिक बार पाया जाता है, लेकिन फिर भी यह आंकड़ा वैश्विक भंडार का लगभग एक प्रतिशत है, क्योंकि खनन अभी भी अयस्कों से किया जाता है। अयस्कों के निम्नलिखित समूहों को गठन और संरचना के स्थानों द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है: कार्बोनेट, सल्फाइड, कॉपर-निकल, पोर्फिरी कॉपर (हाइड्रोथर्मल), स्कर्न, स्ट्रैटिफॉर्म।

संतृप्ति में अंतर

अयस्कों में अन्य पदार्थों के साथ तांबे के यौगिकों की बहुत सारी विविधताएँ हैं, लगभग ढाई सौ। हम सबसे लोकप्रिय और सबसे तीव्र पर नज़र डालेंगे:

1. बोर्नाइट। अक्सर यह अयस्कों के हाइड्रोथर्मल समूह से संबंधित होता है और इसमें लगभग 65% क्यूप्रम हो सकता है। रसायन. सूत्र - Cu 5 FeS 4;
2. कोवेलिन। हाइड्रोथर्मल समूह का भी सदस्य, 64% तक तांबा। सूत्र - CuS;
3. च्लोकोपीराइट। हाइड्रोथर्मल समूह. तांबे की संतृप्ति 30% है. सबसे लोकप्रिय अयस्क सभी जमाओं का 50% है। सूत्र - CuFeS 2;
4. चाल्कोसीन। संतृप्ति के मामले में अग्रणी. 79.8% "लाल धातु"। अभी भी वही हाइड्रोथर्मल समूह। सूत्र – Cu 2 S.

तांबा अयस्क खनन के तरीके

खनन की दो विधियाँ हैं - खदान और खुला गड्ढा। अयस्क खनन के दौरान आधुनिक प्रौद्योगिकियां बस इतना ही दावा कर सकती हैं। खुली विधि का उपयोग उन मामलों में किया जाता है जहां तांबे का भंडार बहुत गहराई में (लगभग 400-500 मीटर) स्थित नहीं होता है। सबसे पहले, अपशिष्ट चट्टान की एक परत हटा दी जाती है, और फिर खनन प्रक्रिया स्वयं शुरू हो जाती है, जिसे सुविधाजनक बनाने के लिए निर्देशित विस्फोटों का उपयोग किया जाता है।

शाफ्ट विधि के मामले में, जैसा कि नाम से पता चलता है, एक शाफ्ट को छिद्रित किया जाता है। गहराई कभी-कभी एक किलोमीटर तक पहुँच जाती है। खदानें उपकरण और श्रमिकों के परिवहन के साथ-साथ परिणामी अयस्क को शीर्ष तक पहुंचाने के लिए लिफ्ट से सुसज्जित हैं। जड़ित ड्रिलिंग मशीनें चट्टान को काटकर खदानों से निष्कर्षण निकालती हैं उत्पादन के लिए आवश्यक हैअयस्क.

परिणामी अयस्क का प्रसंस्करण

आज तक, परिणामी तांबे के अयस्क को संसाधित करने के 3 तरीके हैं। पाइरोमेटालर्जिकल, हाइड्रोमेटालर्जिकल और इलेक्ट्रोलिसिस।

पाइरोमेटालर्जिकल विधि सबसे लोकप्रिय है। सबसे आम च्लोकोपीराइट को "कार्यशील सामग्री" के रूप में लिया जाता है।

शुरुआत में ही संवर्धन किया जाता है। इस प्रयोजन के लिए, ऑक्सीडेटिव फायरिंग विधि का उपयोग किया जाता है। यह विधि च्लोकोपाइराइट के लिए बहुत उपयुक्त है, क्योंकि यह मुख्य रूप से उच्च सल्फर सांद्रता वाले अयस्कों के लिए डिज़ाइन की गई है। इस तकनीक से अयस्क को गर्म किया जाता है उच्च तापमान(कभी-कभी 8 हजार डिग्री सेल्सियस तक), जिसके दौरान सल्फर और ऑक्सीजन परस्पर क्रिया करते हैं, जिसके बाद लगभग आधा सल्फर वाष्पित हो जाता है। इसके बाद, अयस्क को शाफ्ट या रिवरबेरेटरी भट्टियों में और भी अधिक गर्म किया जाता है। हम पहले से ही 1.4-1.5 हजार डिग्री के बारे में बात कर रहे हैं।

कभी-कभी नकली गहने तांबे से बनाए जाते हैं, जो समान रंग की सामग्री होती है। नकली चीज़ों से बचने के लिए, ध्यान रखें कि तांबा समय के साथ काला पड़ जाता है और पानी में धातु जैसी गंध बनी रहती है।

ऐसे तापमान के संपर्क में आने के बाद, आउटपुट तांबे और लौह सल्फाइड - मैट का एक मिश्र धातु है। मिश्र धातु को कन्वेक्टर के माध्यम से उड़ाया जाता है, जिसके कारण लोहा और सल्फर दोनों एक बार फिर से ऑक्सीकृत हो जाते हैं, कुछ स्थानों पर वाष्पित हो जाते हैं और अन्य स्थानों पर स्लैग के रूप में बस जाते हैं। उत्पाद 91% ब्लिस्टर कॉपर बन जाता है।

मिश्र धातु में लगभग मानक तांबे की मात्रा प्राप्त करने के लिए, अग्नि शोधन तकनीक का उपयोग किया जाता है। इसके साथ CuSO4 का अम्लीय घोल भी प्रयोग किया जाता है। इन जोड़तोड़ों के बाद, जिसे, वैसे, तांबे का इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन कहा जाता है, हमें 99.9% की एकाग्रता के साथ "शुद्ध" तांबा मिलता है।

विश्व में तांबे का खनन

चिली तांबे के भंडार और पृथ्वी ग्रह पर इसके उत्पादन दोनों में प्रथम स्थान रखता है। विश्व का एक तिहाई भंडार यहीं केंद्रित है। चुक्विकामाता भंडार में तांबे का खनन 100 से अधिक वर्षों से किया जा रहा है। इस दौरान 26 मिलियन टन से अधिक का खनन किया गया। अमेरिका और चीन दूसरे और तीसरे स्थान पर हैं। रूस में तांबे के अयस्क की मात्रा के मामले में, देश पोलैंड और इंडोनेशिया के साथ दुनिया में पांचवें स्थान पर है। प्रत्येक देश में इस खनिज का विश्व का 4% भंडार मौजूद है।

रूस में तांबा और तांबा अयस्क

रूस में, तांबे के अयस्क भंडार में नोरिल्स्क, ओक्त्रैब्रस्कॉय और तपख्निंस्कॉय जमा शामिल हैं। इनमें देश का लगभग 60% तांबा भंडार मौजूद है। हाल ही में खोजी गई उडोकन खदान (चिता क्षेत्र) देश को लगभग 30 वर्षों तक अयस्क की आपूर्ति कर सकती है। लेकिन अभी तक इस स्थान पर कोई कार्य नहीं किया गया है, क्योंकि यह अल्पविकसित परिवहन संपर्क वाले स्थान पर स्थित है।

तांबे के अनुप्रयोग

उन क्षेत्रों को इंगित करना आसान है जहां तांबे का उपयोग नहीं किया जाता है बजाय इसके उपयोग के सभी क्षेत्रों को कवर करने के। आख़िरकार, मानव शरीर में भी तांबे की दैनिक खुराक (लगभग 0.9 मिलीग्राम प्रति दिन) की आवश्यकता होती है।

इसकी कम प्रतिरोधकता के कारण, क्यूप्रम का उपयोग तारों, केबलों, विद्युत कॉइल्स, ट्रांसफार्मर और अन्य विद्युत उपकरणों के उत्पादन के लिए किया जाता है।

अपनी उच्च तापीय चालकता के कारण, तांबा, बदले में, शीतलन, हीटिंग और एयर कंडीशनिंग सिस्टम के तत्वों के डिजाइन में शामिल होता है।

परिवहन के एक क्षेत्र में, अर्थात् पाइपलाइन, निर्बाध तांबे के पाइप पानी और गैस दोनों के परिवहन के लिए एक आदर्श कंटेनर बन गए हैं।

ज्वैलर्स पहले को मजबूत करने के लिए सोने और तांबे के मिश्र धातु का उपयोग करते हैं। चूँकि सोना, अपने आप में, एक बहुत नरम धातु है, और तांबे के मिश्रण के बिना उत्पाद विरूपण के प्रति बेहद संवेदनशील होंगे।

तांबे के जीवाणुनाशक गुणों की खोज के संबंध में, भविष्य में इसे औज़ारों और कार्य सतहों के निर्माण और साधारण दरवाज़े के हैंडल के लिए सामग्री के रूप में दवा में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने की संभावना है।