Базові знання про мідь
Мідь — найдавніший метал, який використовувався людиною. Ще в доісторичні часи люди почали добувати мідь відкритим способом і використовувати отриману мідь для виготовлення зброї, інструментів та іншого начиння. Використання міді має глибокий вплив на прогрес ранньої людської цивілізації. Мідь - це метал, який існує в земній корі та океані. Вміст міді в земній корі становить близько 0,01%, а в деяких родовищах міді вміст міді може досягати 3-5%. Більшість міді в природі існує у вигляді сполук, а саме мінералів міді. Мінерали міді об’єднуються з іншими мінералами, утворюючи мідну руду. Видобута мідна руда після збагачення стає мідним концентратом з високим вмістом міді.
1. Властивості
Мідь має хороші фізико-хімічні властивості, такі як електропровідність, теплопровідність, стійкість до корозії та пластичність. Електропровідність і теплопровідність поступаються лише сріблу. Чисту мідь можна витягнути в дуже тонкі мідні дроти і зробити з них дуже тонку мідну фольгу. Свіжий поперечний зріз чистої міді рожево-червоний, але після того, як на поверхні утворюється плівка оксиду міді, зовнішній вигляд стає фіолетово-червоним, тому її часто називають червоною міддю.
Окрім чистої міді, мідь можна комбінувати з оловом, цинком, нікелем та іншими металами для утворення сплавів із різними характеристиками, а саме бронзи, латуні та білої міді.
Додавання цинку до чистої міді (99,99%) називається латунню. Наприклад, звичайні латунні трубки з 80% міді і 20% цинку використовують в конденсаторах електростанцій і автомобільних радіаторах; додавання нікелю називається білою міддю, а решта - бронзою. За винятком цинку і нікелю, всі сплави міді з іншими металевими елементами називають бронзою. Їм називають те, що додаються елементи. Найважливішими бронзами є олов'янисто-фосфорна та бериллієва бронзи. Наприклад, олов’яна бронза має дуже давню історію застосування в моїй країні і використовується для лиття дзвонів, штативів, музичних інструментів і жертовного начиння. Олов'яну бронзу також можна використовувати як підшипники, втулки та зносостійкі деталі.
На відміну від провідності чистої міді, за допомогою легування міцність і стійкість до корозії міді можна значно покращити. Деякі з цих сплавів зносостійкі і мають хороші ливарні властивості, а інші мають добрі механічні властивості та стійкість до корозії.
2. Використання
Завдяки вищезазначеним чудовим властивостям мідь має широкий спектр використання в промисловості. Включаючи електротехнічну промисловість, машинобудування, транспорт, будівництво та інші аспекти. Зараз мідь в основному використовується в галузі електротехнічної та електронної промисловості для виробництва проводів, кабелів зв’язку та інших готових виробів, таких як двигуни, ротори генераторів, електронні прилади та лічильники тощо. Ця частина споживання становить приблизно половину споживання загальний промисловий попит. Мідь і мідні сплави займають важливе місце в комп'ютерних мікросхемах, інтегральних схемах, транзисторах, друкованих платах та іншому обладнанні та пристроях. Наприклад, для проводів транзисторів використовуються хромо-цирконієво-мідні сплави з високою теплопровідністю та високою теплопровідністю. Нещодавно IBM, всесвітньо відома комп’ютерна компанія, застосувала мідь замість алюмінію в кремнієвих мікросхемах, що знаменує останній прорив у застосуванні найстарішого металу людства в напівпровідникових технологіях.
У середині-1980 минулого століття на електротехнічну промисловість припадала найбільша частка споживання рафінованої міді в Сполучених Штатах, Японії та країнах Західної Європи, і Китай не був винятком.
З 1990-х років використання міді для труб у будівельній галузі різко зросло, ставши найбільшим споживачем міді за кордоном. Відповідно до звіту, опублікованого Асоціацією розвитку міді (CDA) у Нью-Йорку: У 1997 році будівельна галузь все ще була найбільшим ринком кінцевого використання мідних виробів у Сполучених Штатах. Будівельна промисловість часто використовує корозійну стійкість міді для виготовлення водопровідних труб, дахів та інших систем водопостачання та водовідведення. Крім того, він також використовується в оздобленні будівель завдяки своєму гарному зовнішньому вигляду. Застосування міді в будівельній галузі займає перше місце в загальному споживанні мідної продукції в США. Відповідно до внутрішньої статистики China Nonferrous Metals Group, у 1997 році на електротехнічну промисловість (включаючи дроти та кабелі) припадало 77,7% споживання міді в моїй країні, ставши найбільшим ринком міді. Зі швидким розвитком науки і техніки сфера застосування міді розширюється, і мідь починає відігравати важливу роль у медицині, біології, надпровідності та навколишньому середовищі. Наприклад, коли поліуретановий пінополіуретан містить мідь або оксид міді, це може значно зменшити смертоносний токсичний газ, який виділяється під час горіння цього пластику – ціанід водню (HCN). Велика кількість дослідницьких даних доводить, що бактерицидний ефект міді може ефективно зменшити поширення бактерій пневмонії, пригнічувати ріст бактерій і підтримувати питну воду чистою та гігієнічною. Тому перспективи розвитку мідних труб у вітчизняній будівельній галузі будуть дуже широкими.
3. Запаси міді:
Світові ресурси міді відносно багаті. Згідно зі статистичними даними Гірничого бюро США за 1995 рік, світові запаси металевої міді складають 310 млн. тонн, а база запасів — 590 млн. тонн. Країнами з найбільшими запасами міді є Чилі та Сполучені Штати, на які припадає відповідно 23,7% та 15,3% світових запасів, за ними йдуть Польща 15%, Замбія 6%, Росія 5%, Заїр 5%, Перу 4%. , Канада 4%, Австралія 4%.
Промислові типи мідних копалень у світі поділяються на дев’ять категорій: порфіровий тип, тип пісковикових сланців, тип мідно-нікелевих сульфідів, тип піриту, тип мідно-уранового золота, тип природної міді, тип жил, тип карбонатів і скарновий тип. типу. Перші чотири категорії є найважливішими, на них припадає 96% загальних світових запасів міді, з яких порфірові та пісковикові сланці складають 55% і 29% відповідно. У світі існує близько 60 гігантських мідних копалень із запасами міді понад 5 мільйонів тонн, з яких порфірові шахти становлять 38, а піщаникові сланці — 15, що становить 88% усіх гігантських мідних копалень. У Китаї є дуже мало ресурсів мідного концентрату, доступних для видобутку. На даний момент найбільшими мідними шахтами є мідний рудник Дексінг у Цзянсі, мідний рудник Юйлонг у Тибеті, мідний рудник Юлонг і нещодавно відкритий мідний рудник Ашеле в Сіньцзяні. 4. Процес плавлення міді. Мідна руда, видобута з мідної шахти, після збагачення стає мідним концентратом або мідним рудним піском із вищим вмістом міді. Мідний концентрат необхідно розплавити та витягти, перш ніж він стане рафінованою міддю та продуктами з міді. На даний момент у світі існує два основних способи виплавки міді: пірометалургія та гідрометалургія (SX-EX) 1. Вогневий спосіб:
Катодна мідь, також відома як електролітична мідь, виробляється шляхом плавлення та електролітичного рафінування, яке зазвичай підходить для високоякісних мідно-сульфідних руд.
Окрім мідного концентрату, мідний брухт є однією з основних сировинних матеріалів для рафінованої міді, включаючи старий мідний брухт і новий мідний брухт. Старий мідний брухт походить від старого обладнання та
старі машини, покинуті будівлі та підземні труби; новий мідний брухт походить із мідного брухту, викинутого переробними підприємствами (вихід мідних матеріалів становить близько 50%). Загалом пропозиція мідного брухту є відносно стабільною. Мідний брухт можна розділити на: голий мідний брухт: вміст вище 90%; жовтий брухт міді (дріт): мідьвмісні матеріали (старі двигуни, монтажні плати);
Мідь, вироблена з брухту міді та інших подібних матеріалів, також називається переробленою міддю.
2. Мокрий спосіб:
Корабель підходить для низькосортного оксиду міді, а отримана очищена мідь називається електролітичною.
Процес мокрої плавки - це:
3. Характеристика двох процесів пірометалургії та гідрометалургії
Порівнюючи два процеси виробництва міді пірометалургії та гідрометалургії, є такі характеристики:
(1) Плавильне обладнання останнього простіше, але вміст домішок вищий, що є вигідним доповненням до першого.
(2) Останній має обмеження та залежить від класу та типу руди.
(3) Вартість першого становить близько 70-80 центів/фунт (близько 1540-1760 доларів США/тонна), тоді як вартість останнього становить лише 30-40 центів/фунт (близько { {4}} доларів США/тонна).
Як видно, гідрометалургійна технологія має значні переваги, але сфера її застосування обмежена. Не всі мідні шахти можна виплавити за допомогою цього процесу. Однак завдяки технологічним удосконаленням останніми роками все більше країн, включаючи Сполучені Штати, Чилі, Канаду, Австралію, Мексику та Перу, застосовують цей процес на більшій кількості мідних шахт. Удосконалення технології гідрометалургії та сприяння її застосуванню знизили собівартість виробництва міді, збільшили виробничу потужність мідних шахт, збільшили пропозицію соціальних ресурсів у короткостроковій перспективі, спричинили відносний надлишок загальної суспільної пропозиції та мали тягне вплив на ціни. У 1997 році ф'ючерсна ціна на мідь впала з найвищого рівня в 2600 доларів США за тонну в 1996 році до приблизно 1600 доларів США за тонну в листопаді 1998 року. Це безпосередньо пов'язано з тим, що частка гідрометалургійного процесу значно зросла, в результаті чого велика кількість недорогої міді, що надходить на ринок. Зараз, оскільки середня вартість виробництва міді становить від 1400 до 1600 доларів США за тонну (64-73 центів за фунт), зниження ф’ючерсних цін є розумним поверненням цін до вартості. Оскільки її частка в процесі плавки продовжує збільшуватися, тенденція цін на мідь зазнає все більшого впливу. Згідно з повідомленнями, поточна мінімальна вартість гідрометалургійної виплавки міді становить лише 20 центів за фунт (еквівалент 450 доларів США за тонну), найвища – 77 центів за фунт (еквівалент 1697,5 доларів США за тонну), а середня вартість становить близько менше 50 центів за фунт (еквівалент 1100 доларів США за тонну). Слід зазначити, що в 1995 році середня собівартість виробництва мокрої плавки міді становила лише 39 центів за фунт. Останнім часом середня вартість виробництва мокрої плавки міді зросла, головним чином тому, що процес мокрої плавки міді було поширено на обробку мінералів сульфіду міді. Процес мокрої плавки міді більше підходить для обробки мінералів оксиду міді та бідних руд, тоді як при обробці сульфідних мінералів і багатших руд або коли шахта розташована в холодній зоні, виробничі витрати технології мокрої плавки міді також вищі, переважно вище 50 центів за фунт. Китай почав вивчати технологію вилучення міді з мідних руд з низьким вмістом у 1970-х роках. У 1983 році був створений перший цех мокрої плавки міді річною продуктивністю 120 тонн. Останнім часом завдяки появі чудових іноземних мідних екстракторів і розвитку місцевої мідної промисловості було побудовано десятки невеликих мокрих плавильних заводів потужністю від кількох сотень до 2000 тонн, але річний випуск міді становить лише 15000 тонн, що далеко недостатньо порівняно з річним виробництвом 1 мільйона тонн рафінованої міді в моїй країні. Зараз собівартість виробництва міді в моїй країні становить близько 18 500 юанів, що набагато вище середньосвітового показника в 1477 доларів США (67 центів). Протягом періоду «95» Державна планова комісія та Китайська корпорація промисловості кольорових металів включили гідрометалургійний проект до ключових дослідницьких проектів і побудували кілька демонстраційних заводів у мідних шахтах Дексін, мідних шахтах Юлонг, мідних шахтах Дайе Тонглушань та інших місцях. За оцінками, після кількох років напруженої роботи гідрометалургійна технологія моєї країни матиме значний розвиток до кінця цього століття, а річна виробнича потужність сягне понад 50000 тонн. Згідно зі статистичними даними, виробництво рафінованої міді з гідрометалургійної мідеплавки становило 2,5% світового виробництва рафінованої міді в 1980 році, і частка зросла до 10% в 1994 році і 18% в 1997 році. Очікується, що частка гідрометалургійної міді виробництво з часом зросте до 25-35%.
