historia del cobre

El cobre es llamado uno de los primeros metales que el hombre dominó en la antigüedad y lo usa hasta el día de hoy. La extracción de cobre era asequible porque el mineral debía fundirse a una temperatura relativamente baja. El primer mineral del que se extrajo cobre fue el mineral de malaquita (calorizador). La Edad de Piedra en la historia de la humanidad ha cambiado precisamente cobre, cuando los artículos para el hogar, las herramientas y las armas hechas de cobre eran más utilizadas.

El cobre es un elemento del grupo XI del período IV del sistema periódico de elementos químicos de D.I. Mendeleev, tiene un número atómico de 29 y una masa atómica de 63.546. La designación aceptada es cobre(Del latín Cuprum).

estar en la naturaleza

El cobre está ampliamente representado en la corteza terrestre, en las rocas sedimentarias, en las aguas de los cuerpos de agua dulce y marina, y en los esquistos. Se distribuye tanto en forma de compuestos como en una versión independiente.

Propiedades físicas y químicas

El cobre es un metal de transición dúctil, llamado, tiene un color rosa dorado. Al entrar en contacto con el aire, se forma una película de óxido en la superficie de cobre, lo que le da al metal un tinte rojo amarillento. Se conocen las principales aleaciones de cobre: ​​con zinc (latón), con estaño (bronce), con níquel (cuproníquel).

Necesidad diaria de cobre

La necesidad de cobre en un adulto es de 2 mg por día (alrededor de 0,035 mg/1 kg de peso corporal).

El cobre es uno de los oligoelementos más importantes para el cuerpo, por lo que los alimentos ricos en cobre deben estar en la dieta de todos. Esta:

• frutos secos, cereales,
• un pez,
• cereales (especialmente y),
• productos lácteos
• , bayas y

Signos de deficiencia de cobre

Los signos de una cantidad insuficiente de cobre en el cuerpo son: anemia y empeoramiento de la respiración, pérdida de apetito, indigestión, nerviosismo, estados depresivos, fatiga, trastornos de la pigmentación de la piel y el cabello, fragilidad y caída del cabello, erupciones cutáneas, infecciones frecuentes. Posible sangrado interno.

Signos de exceso de cobre

Un exceso de cobre se caracteriza por insomnio, alteración de la actividad cerebral, epilepsia, problemas con el ciclo menstrual.

Interacciones con otros

Se supone que el cobre y el cobre compiten entre sí en el proceso de asimilación en el tubo digestivo, por lo que un exceso de uno de estos elementos en los alimentos puede provocar una deficiencia de otro elemento.

El cobre es de gran importancia en la economía nacional, su principal aplicación es la ingeniería eléctrica, pero el metal es muy utilizado para la acuñación de monedas, muchas veces en obras de arte. El cobre también se utiliza en medicina, arquitectura y construcción.

Propiedades útiles del cobre y su efecto en el cuerpo.

Requerido para convertir el cuerpo en hemoglobina. Posibilita el uso del aminoácido tirosina, lo que le permite actuar como factor de pigmentación del cabello y la piel. Después de la absorción de cobre por los intestinos, se transporta al hígado con la ayuda de la albúmina. El cobre también está involucrado en los procesos de crecimiento y reproducción. Participa en la formación de colágeno y elastina y en la síntesis de endorfinas - hormonas de la "felicidad".

En el sistema periódico de elementos de D.I. Mendeleev, el cobre se ubica en el grupo I del 4to período, su número de serie es 29. La masa atómica es 63.54. Como elemento del primer grupo, el cobre es monovalente. En este estado, está ampliamente representado en minerales, matas, escorias y otros productos de la pirometalurgia. En los productos de su oxidación en la naturaleza y en los procesos tecnológicos, el estado divalente es más estable.

El punto de fusión del cobre es 1083 0 C. El punto de ebullición es 2325 0 C.

El cobre es un metal rojo suave, dúctil y maleable que se puede mecanizar fácilmente. Se enrolla fácilmente en láminas delgadas y se dibuja en alambre.

La propiedad más importante es la conductividad eléctrica (solo superada por la plata). Las impurezas reducen la conductividad eléctrica, por lo que se utiliza cobre de alta pureza en la ingeniería eléctrica.

El cobre también tiene una alta conductividad térmica.

En términos químicos, el cobre es inactivo, aunque puede combinarse directamente con oxígeno, azufre, halógenos y algunos otros elementos.

A temperaturas ordinarias y aire seco, el cobre permanece inerte, pero en aire húmedo que contiene CO 2, el cobre se oxida y se cubre con una película protectora de carbonato básico СuCO 3 ·Cu (OH) 2, que es una sustancia tóxica.

En soluciones de ácido clorhídrico y sulfúrico en ausencia de un agente oxidante, el cobre no se disuelve. En ácidos que son simultáneamente agentes oxidantes (nítrico o sulfúrico concentrado en caliente), el cobre se disuelve fácilmente.

A altas temperaturas en procesos pirometalúrgicos, los compuestos de cobre estables son Cu 2 O y Cu 2 S.

El cobre y su sulfuro Cu 2 S son buenos colectores (disolventes) de oro y plata, lo que posibilita su alta recuperación en la producción de cobre.

Una propiedad importante del cobre es formar aleaciones con otros metales. Se trata de aleaciones de bronce (Cu + Sn), latón (Cu + Zn) y cobre-níquel.

En los bronces modernos, se utilizan como aditivos aluminio, silicio, berilio y plomo. Estos bronces se utilizan para la fabricación de piezas críticas y productos de fundición.

Por ejemplo, los bronces de berilio (2% Be) son superiores en propiedades mecánicas a muchos grados de acero y tienen una buena conductividad eléctrica. Los bronces de aluminio (5-10% Al) son muy duraderos y se utilizan en la fabricación de motores de aeronaves.

En latón especial, además de zinc, se añaden aluminio, hierro, silicio, níquel. El latón se utiliza para la fabricación de radiadores, tuberías, mangueras flexibles, cartuchos, productos de arte.

De las aleaciones de cobre-níquel, las más famosas son el cuproníquel (utilizado en la construcción naval, ya que es resistente al agua de mar) y la alpaca - resistente a las soluciones de sales y ácidos orgánicos (se fabrican instrumentos médicos).

Alrededor del 50% de todo el cobre es utilizado por la industria eléctrica. Además, el cobre se utiliza en ingeniería mecánica, tecnología de cohetes, en la producción de materiales de construcción, en el transporte, la industria química y la agricultura.

1.3 Materias primas para la producción de cobre

Cobre clarke, es decir su contenido en la corteza terrestre es del 0,01%. Sin embargo, forma numerosos depósitos. La característica del cobre es la presencia en la naturaleza de los 4 tipos de minerales. Sin embargo, las principales materias primas de cobre son minerales sulfurados. El 85-90% de todo el cobre primario se funde actualmente a partir de minerales de sulfuro.

En Rusia, los minerales de cobre se extraen en los Urales: Kirovgrad, Krasnouralsk, Mednogorsk, Guy, etc., en el Ártico, en la península de Kola y Taimyr.

Las fuentes de obtención del cobre son los minerales, los productos de su enriquecimiento - concentrados - y las materias primas secundarias. La participación de las materias primas secundarias representa actualmente alrededor del 40% de la producción total de cobre.

Los minerales de cobre se clasifican casi por completo como polimetálicos. No hay minerales monometálicos de cobre en la naturaleza. Cerca de 30 elementos son compañeros valiosos del cobre en las materias primas minerales. Los más importantes de ellos: zinc, plomo, níquel, cobalto, oro, plata, metales del grupo del platino, azufre, selenio, telurio, cadmio, germanio, renio, indio, talio, molibdeno, hierro.

Se conocen más de 250 minerales de cobre. La mayoría de ellos son raros. La mayor importancia industrial es un pequeño grupo de minerales, cuya composición se da en la Tabla 2.

Tabla 2 - Minerales industriales de cobre

La mayoría de los minerales de cobre se extraen actualmente en un tajo abierto. En Rusia, la minería subterránea representa alrededor del 30%.

En la práctica moderna, los minerales suelen desarrollarse con un contenido de 0,8-1,5% de cobre, a veces superior. Pero para grandes depósitos de minerales diseminados, el contenido mínimo de cobre adecuado para el desarrollo es 0,4-0,5%. Si la roca contiene menos de la cantidad de cobre especificada, su procesamiento no es rentable.

El valor de los minerales de cobre aumenta significativamente debido a la presencia de metales nobles y una serie de metales raros: selenio, telurio, renio, bismuto, etc.

Debido al bajo contenido de cobre en el mineral y la naturaleza compleja de los minerales, la materia prima se somete preliminarmente a un enriquecimiento por flotación. Cuando se enriquecen los minerales de cobre, el producto principal son los concentrados de cobre que contienen hasta un 55 % de Cu (normalmente entre un 10 y un 30 %). También se obtienen concentrados de pirita y concentrados de otros metales no ferrosos, como el zinc. Los concentrados de flotación son polvos finos con un tamaño de partícula de 74 micrones y un contenido de humedad de 8-10%.

Los minerales y concentrados de cobre tienen la misma composición mineralógica y difieren solo en las proporciones cuantitativas entre varios minerales. Las bases físicas y químicas de su procesamiento metalúrgico son exactamente las mismas.

El cobre es un metal dúctil de color rosa dorado, que en su forma pura se encuentra en la naturaleza con más frecuencia que las pepitas de oro o plata. Pero la mayor parte del cobre se extrae de minerales de cobre, formaciones minerales naturales. La mayor parte del cobre se encuentra en minerales de sulfuro. En las zonas de oxidación, el cobre se encuentra en la mayoría de los silicatos, carbonatos y óxidos. El cobre también se encuentra en rocas sedimentarias: lutitas y areniscas cuprosas.

La ciencia moderna conoce más de 200 minerales que contienen cobre. En la industria, el metal extraído de los sulfatos se usa con mayor frecuencia, que incluye:

• calcosina (79% cobre);
• Bornita (hasta 65%);
• Calcopirita o pirita de cobre (alrededor del 35%).

El cobre también se encuentra en compuestos de cobre y níquel. El más famoso de ellos es la cubanita (hasta un 45 % de cobre). De los minerales oxidados, cabe destacar cuprita (88%), malaquita (hasta 58%), azurita (hasta 56%). A veces hay yacimientos de cobre nativo.

Características y tipos de cobre

El cobre es uno de los primeros metales en ser utilizado por el hombre. El símbolo químico es Cu (cuprum). Este metal tiene alta conductividad térmica, resistencia a la corrosión y conductividad eléctrica. El cobre se funde a bajas temperaturas, se presta perfectamente a la soldadura, el metal es fácil de cortar y procesar.

Algunos compuestos de cobre pueden ser tóxicos para los humanos. Los niveles elevados de cobre en el agua y los alimentos pueden causar enfermedades del hígado y la vesícula biliar. Las canteras que quedan después de la minería del cobre se convierten en fuentes de toxinas. Por ejemplo, el lago Berkeley Pit, formado en el cráter de una antigua mina de cobre, es considerado el lago más tóxico del mundo. Pero, las propiedades bactericidas del cobre son desproporcionadamente más altas. Se ha comprobado que el cobre ayuda a combatir los virus de la influenza, destruye los estafilococos.

El cobre puro rara vez se usa en la industria. Las aleaciones encontraron más uso:

• Latón (una aleación de cobre y zinc);
• Bronce (con estaño);
• Babits (con plomo);
• Melchor (con níquel);
• Dural (con aluminio);
• Aleación de joyería (con oro).

Yacimientos y minería de cobre

El depósito de cobre más grande del mundo se encuentra en Chile: esta es la cantera Esconida. Aquí se han descubierto enormes depósitos de cobre nativo.

Otros depósitos importantes:

• Minas en la península de Kivino (EE. UU., Michigan);
• Mina "Chukikamata" en Chile (hasta 600 mil toneladas por año);
• Mina "Korokoro" Bolivia;
• mina Gumishevsky (Ural Medio, Rusia) - ahora agotada;
• Valle del río Levikha (Urales Medios, Rusia);
• Gabro masivo (Italia).

Según el Servicio Geológico de los Estados Unidos, los mayores yacimientos de cobre pertenecen a Chile. Le siguen Estados Unidos, Rusia, Perú y México.

Métodos de extracción de cobre:

• Abierto;
• Hidrometalúrgico: cuando el cobre se lixivia de la roca con una solución débil de ácido sulfúrico;
• Pirometalúrgico: consta de varias etapas (enriquecimiento, tostado, fusión a mate, soplado y refinado).

Actitud cuidadosa con los minerales de cobre.

Los minerales de cobre son recursos no renovables y, por lo tanto, su desarrollo requiere un tratamiento cuidadoso, tanto en los métodos de extracción como en el procesamiento industrial.

Cada vez más la industria demanda volúmenes constantes de recursos recibidos, lo que conduce a su paulatino agotamiento. Para ello, es necesario controlar cuidadosamente la extracción de los minerales de cobre, junto con otros recursos no renovables, como el petróleo, el gas natural, más cuidadosa y racionalmente utilizados, tanto en el consumo industrial como doméstico.

El uso del cobre

El cobre es uno de los metales no ferrosos más importantes, que ha encontrado aplicación en casi todas las esferas de la vida humana.

• Industria eléctrica (alambres, alambre);
• Ingeniería mecánica (motor de arranque, elevalunas eléctricos, radiadores, enfriadores, cojinetes);
• Construcción naval (revestimiento de casco);
• Construcción (tuberías, canalizaciones, materiales para techos y revestimientos, bañeras, grifos, fregaderos);
• En arte (joyas, estatuas, acuñación);
• En la vida cotidiana (aires acondicionados, hornos microondas, monedas, aditivos alimentarios, instrumentos musicales).

Curiosamente, la Estatua de la Libertad está hecha de cobre. Se necesitaron alrededor de 80 toneladas de metal para su construcción. Y en Nepal, el cobre se considera un metal sagrado.

Cobre, propiedades, compuestos, aleaciones, producción, aplicación.

Cobre

Cobre(lat. Cuprum) es un elemento químico del grupo I del sistema periódico de Mendeleev (número atómico 29, masa atómica 63.546). En los compuestos, el cobre suele presentar estados de oxidación +1 y +2, y también se conocen algunos compuestos de cobre trivalente. Los compuestos de cobre más importantes: óxidos Cu 2 O, CuO, Cu 2 O 3; hidróxido Cu (OH) 2, nitrato Cu (NO 3) 2. 3H 2 O, sulfuro CuS, sulfato (sulfato de cobre) CuSO 4. 5H 2 O, CuCO 3 Cu(OH) 2 carbonato, CuCl 2 cloruro. 2H2O.

Cobre- uno de los siete metales conocidos desde la antigüedad. El período de transición de la Edad de Piedra a la Edad del Bronce (IV - 3er milenio antes de Cristo) se denominó edad del cobre o calcolítico(del griego chalkos - cobre y lithos - piedra) o Calcolítico(del latín aeneus - cobre y griego lithos - piedra). Durante este período aparecen las herramientas de cobre. Se sabe que en la construcción de la pirámide de Keops se utilizaron herramientas de cobre.

El cobre puro es un metal maleable y blando de color rojizo, rosado en la fractura, a veces con tinte marrón y abigarrado, pesado (densidad 8,93 g/cm 3), excelente conductor del calor y la electricidad, superado solo por la plata en este aspecto (punto de fusión 1083°C). El cobre se estira fácilmente en un alambre y se enrolla en láminas delgadas, pero es relativamente poco activo. En aire seco y oxígeno en condiciones normales, el cobre no se oxida. Pero reacciona con bastante facilidad: ya a temperatura ambiente con halógenos, por ejemplo, con cloro húmedo, forma cloruro de CuCl 2, cuando se calienta con azufre, forma sulfuro de Cu 2 S, con selenio. Pero el cobre no interactúa con el hidrógeno, el carbono y el nitrógeno incluso a altas temperaturas. Los ácidos que no tienen propiedades oxidantes no actúan sobre el cobre, por ejemplo, los ácidos clorhídrico y sulfúrico diluido. Pero en presencia de oxígeno atmosférico, el cobre se disuelve en estos ácidos con la formación de las sales correspondientes: 2Cu + 4HCl + O 2 = 2CuCl 2 + 2H 2 O.

En una atmósfera que contiene vapores de CO 2, H 2 O, etc., se cubre con una pátina, una película verdosa de carbonato básico (Cu 2 (OH) 2 CO 3)), una sustancia tóxica.

El cobre está incluido en más de 170 minerales, de los cuales solo 17 son importantes para la industria, entre ellos: bornita (mineral de cobre abigarrado - Cu 5 FeS 4), calcopirita (piritas de cobre - CuFeS 2), calcocita (brillo de cobre - Cu 2 S) , covelina (CuS), malaquita (Cu 2 (OH) 2 CO 3). También hay cobre nativo.

Densidad del cobre, gravedad específica del cobre y otras características del cobre

Densidad - 8,93 * 10 3 kg / m 3;
Gravedad específica - 8,93 g/cm3;
Capacidad calorífica específica a 20 °C — 0,094 cal/grado;
Temperatura de fusión - 1083°C;
Calor específico de fusión - 42 cal/g;
temperatura de ebullición - 2600°C;
Coeficiente de expansión lineal(a una temperatura de aproximadamente 20 ° C) - 16.7 * 10 6 (1 / grado);
Coeficiente de conductividad térmica - 335 kcal / m * hora * granizo;
Resistividad a 20 °C — 0,0167 ohmios * mm2/m;

Módulo elástico del cobre y relación de Poisson

COMPUESTOS DE COBRE

Óxido de cobre (I) Cu 2 O 3 y óxido cuproso (I) Cu2O, como otros compuestos de cobre (I), son menos estables que los compuestos de cobre (II). El óxido de cobre (I), u óxido de cobre Cu 2 O, se presenta naturalmente en la forma del mineral cuprita. Además, se puede obtener como un precipitado de óxido de cobre (I) rojo calentando una solución de sal de cobre (II) y álcali en presencia de un agente reductor fuerte.

Óxido de cobre (II), o óxido de cobre, CuO- una sustancia negra que se encuentra en la naturaleza (por ejemplo, en forma del mineral tenerita). Se obtiene calcinando hidroxocarbonato de cobre (II) (CuOH) 2 CO 3 o nitrato de cobre (II) Cu(NO 2) 2 .
El óxido de cobre (II) es un buen agente oxidante. Hidróxido de cobre (II) Cu (OH) 2 precipitado de soluciones de sales de cobre (II) bajo la acción de álcalis en forma de una masa gelatinosa azul. Ya a baja temperatura, incluso bajo el agua, se descompone, convirtiéndose en óxido de cobre negro (II).
El hidróxido de cobre (II) es una base muy débil. Por lo tanto, las soluciones de sales de cobre (II) en la mayoría de los casos son ácidas, y con ácidos débiles, el cobre forma sales básicas.

Sulfato de cobre (II) CuSO 4 en estado anhidro, es un polvo blanco, que se vuelve azul cuando se absorbe el agua. Por lo tanto, se utiliza para detectar rastros de humedad en líquidos orgánicos. Una solución acuosa de sulfato de cobre tiene un color azul-azul característico. Este color es característico de los iones 2+ hidratados, por lo que todas las soluciones diluidas de sales de cobre (II) tienen el mismo color, a menos que contengan aniones coloreados. A partir de soluciones acuosas, el sulfato de cobre cristaliza con cinco moléculas de agua, formando cristales azules transparentes de sulfato de cobre. El sulfato de cobre se utiliza para el recubrimiento electrolítico de metales con cobre, para la preparación de pinturas minerales y también como materia prima en la preparación de otros compuestos de cobre. En agricultura, una solución diluida de sulfato de cobre se usa para rociar plantas y preparar granos antes de sembrar para matar las esporas de hongos dañinos.

Cloruro de cobre (II) CuCl 2 . 2H2O. Forma cristales de color verde oscuro, fácilmente solubles en agua. Las soluciones muy concentradas de cloruro de cobre (II) son verdes, diluidas - azul-azul.

Nitrato de cobre (II) Cu (NO 3) 2. 3H2O. Se obtiene disolviendo cobre en ácido nítrico. Cuando se calientan, los cristales azules de nitrato de cobre primero pierden agua y luego se descomponen fácilmente con la liberación de oxígeno y dióxido de nitrógeno marrón, convirtiéndose en óxido de cobre (II).

Hidroxocarbonato de cobre (II) (CuOH) 2 CO 3. Ocurre naturalmente en la forma del mineral malaquita, que tiene un hermoso color verde esmeralda. Se prepara artificialmente por la acción de Na 2 CO 3 sobre soluciones de sales de cobre (II).
2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d (CuOH) 2 CO 3 ↓ + 2Na 2 SO 4 + CO 2
Se utiliza para obtener cloruro de cobre (II), para la preparación de pinturas minerales azules y verdes, así como en pirotecnia.

Cobre (II) acetato Cu (CH 3 COO) 2. H2O. Obtenido por tratamiento de cobre metálico u óxido de cobre (II) con ácido acético. Por lo general, es una mezcla de sales básicas de diversa composición y color (verde y azul-verde). Bajo el nombre cardenillo, se utiliza para la preparación de pintura al óleo.

compuestos complejos de cobre se forman como resultado de la combinación de iones de cobre doblemente cargados con moléculas de amoníaco.
Varias pinturas minerales se obtienen a partir de sales de cobre.
Todas las sales de cobre son venenosas. Por lo tanto, para evitar la formación de sales de cobre, los platos de cobre se recubren desde el interior con una capa de estaño (estañado).

PRODUCCIÓN DE COBRE

El cobre se extrae de minerales de óxido y sulfuro. El 80% de todo el cobre extraído se funde a partir de minerales sulfurados. Como regla general, los minerales de cobre contienen una gran cantidad de roca estéril. Por lo tanto, se utiliza un proceso de enriquecimiento para obtener cobre. El cobre se obtiene fundiéndolo a partir de minerales sulfurados. El proceso consta de una serie de operaciones: tostado, fusión, conversión, fuego y refinado electrolítico. Durante el proceso de tostado, la mayoría de los sulfuros de impurezas se convierten en óxidos. Entonces, la principal impureza de la mayoría de los minerales de cobre, la pirita FeS 2, se convierte en Fe 2 O 3. Los gases generados durante el tostado contienen CO 2 , que se utiliza para producir ácido sulfúrico. Los óxidos de hierro, zinc y otras impurezas obtenidas durante el proceso de tostado se separan en forma de escoria durante la fundición. La mata de cobre líquida (Cu 2 S con una mezcla de FeS) ingresa al convertidor, donde se sopla aire a través de él. Durante la conversión, se libera dióxido de azufre y se obtiene ampolla o cobre crudo. Para extraer valiosos (Au, Ag, Te, etc.) y eliminar las impurezas dañinas, el cobre blister se somete primero al fuego y luego se refina electrolíticamente. Durante el refinado al fuego, el cobre líquido se satura con oxígeno. En este caso, las impurezas de hierro, zinc y cobalto se oxidan, pasan a la escoria y se eliminan. Y el cobre se vierte en moldes. Las piezas fundidas resultantes sirven como ánodos para el refinado electrolítico.
El componente principal de la solución durante el refinado electrolítico es el sulfato de cobre, la sal de cobre más común y barata. Para aumentar la baja conductividad eléctrica del sulfato de cobre, se agrega ácido sulfúrico al electrolito. Y para obtener un precipitado compacto de cobre, se introduce una pequeña cantidad de aditivos en la solución. Las impurezas metálicas contenidas en el cobre crudo ("blister") se pueden dividir en dos grupos.

1) Fe, Zn, Ni, Co. Estos metales tienen potenciales de electrodos mucho más negativos que el cobre. Por lo tanto, disuelven el ánodo junto con el cobre, pero no precipitan sobre el cátodo, sino que se acumulan en el electrolito en forma de sulfatos. Por lo tanto, el electrolito debe reemplazarse periódicamente.

2) Au, Ag, Pb, Sn. Los metales nobles (Au, Ag) no sufren disolución anódica, pero durante el proceso se asientan en el ánodo, formando, junto con otras impurezas, lodos anódicos, que se eliminan periódicamente. El estaño y el plomo se disuelven junto con el cobre, pero en el electrolito forman compuestos poco solubles que precipitan y también se eliminan.

ALEACIONES DE COBRE

Aleaciones, que aumentan la resistencia y otras propiedades del cobre, se obtienen al introducirle aditivos, como zinc, estaño, silicio, plomo, aluminio, manganeso, níquel. Más del 30% del cobre se destina a aleaciones.

Latón- aleaciones de cobre con zinc (cobre del 60 al 90% y zinc del 40 al 10%) - más fuertes que el cobre y menos susceptibles a la oxidación. Cuando se agregan silicio y plomo al latón, aumentan sus cualidades antifricción, y cuando se agregan estaño, aluminio, manganeso y níquel, aumenta la resistencia a la corrosión. Las láminas y los productos fundidos se utilizan en ingeniería mecánica, especialmente en ingeniería química, en óptica e instrumentación, y en la producción de redes para la industria de la pulpa y el papel.

Bronces. Anteriormente, los bronces se llamaban aleaciones de cobre (80-94%) y estaño (20-6%). Actualmente, se producen bronces sin estaño, llamados así por el componente principal después del cobre.

bronces de aluminio contienen 5-11% de aluminio, tienen altas propiedades mecánicas combinadas con resistencia a la corrosión.

bronces al plomo, que contiene entre un 25 y un 33 % de plomo, se utiliza principalmente para la fabricación de cojinetes que funcionan a altas presiones y altas velocidades de deslizamiento.

bronces al silicio que contienen 4-5% de silicio se utilizan como sustitutos baratos de los bronces al estaño.

bronces de berilio, que contienen 1.8-2.3% de berilio, se distinguen por su dureza después del endurecimiento y su alta elasticidad. Se utilizan para la fabricación de muelles y productos de muelles.

bronces de cadmio- aleaciones de cobre con una pequeña cantidad de cadmio (hasta 1%) - se utilizan para la fabricación de accesorios para tuberías de agua y gas y en ingeniería mecánica.

soldaduras- aleaciones de metales no ferrosos utilizados en soldadura para obtener una costura soldada monolítica. Entre las soldaduras duras, se conoce una aleación de cobre y plata (44,5-45,5% Ag; 29-31% Cu; el resto es zinc).

APLICACIONES DE COBRE

El cobre, sus compuestos y aleaciones son ampliamente utilizados en diversas industrias.

En ingeniería eléctrica, el cobre se utiliza en su forma pura: en la producción de productos de cable, neumáticos de alambre desnudo y de contacto, generadores de energía, equipos telefónicos y telegráficos y equipos de radio. Los intercambiadores de calor, los aparatos de vacío y las tuberías están hechos de cobre. Más del 30% del cobre se destina a aleaciones.

Las aleaciones de cobre con otros metales se utilizan en ingeniería mecánica, en la industria automotriz y de tractores (radiadores, cojinetes) y para la fabricación de equipos químicos.

La alta viscosidad y ductilidad del metal hacen posible el uso del cobre para la fabricación de diversos productos con un patrón muy complejo. El alambre de cobre rojo en el estado recocido se vuelve tan suave y dúctil que se pueden torcer fácilmente todo tipo de cables y se pueden doblar los elementos más complejos del adorno. Además, el alambre de cobre se suelda fácilmente con soldadura de plata escaneada, está bien plateado y dorado. Estas propiedades del cobre lo convierten en un material indispensable en la elaboración de productos de filigrana.

El coeficiente de expansión lineal y volumétrica del cobre durante el calentamiento es aproximadamente el mismo que el de los esmaltes calientes y, por lo tanto, al enfriarse, el esmalte se adhiere bien al producto de cobre, no se agrieta, no rebota. Debido a esto, los maestros para la producción de productos de esmalte prefieren el cobre a todos los demás metales.

Como algunos otros metales, el cobre es uno de los elementos vitales oligoelementos. Ella está involucrada en el proceso. fotosíntesis y la asimilación de nitrógeno por las plantas, promueve la síntesis de azúcar, proteínas, almidón, vitaminas. Muy a menudo, el cobre se introduce en el suelo en forma de sulfato pentahidratado: sulfato de cobre CuSO 4. 5H 2 O. En grandes cantidades, es venenoso, como muchos otros compuestos de cobre, especialmente para los organismos inferiores. En pequeñas dosis, el cobre es necesario para todos los seres vivos.

Calificación del artículo:

Mina de cobre es un compuesto de minerales en los que el cobre está presente en concentración suficiente para su posterior procesamiento y uso con fines industriales. En la producción, es recomendable utilizar mineral enriquecido con un contenido de metal de al menos 0,5-1%.

Cobre- un elemento plástico de un tono rosa dorado. Al aire libre, el metal se cubre inmediatamente con una película de oxígeno, lo que le da un color rojo-amarillo específico.

Propiedades características: resistencia a la corrosión, alta conductividad térmica y eléctrica.

Al mismo tiempo, el elemento se caracteriza por una alta propiedades antibacterianas, destruye los virus de la gripe y los estafilococos.

En el complejo industrial, el cobre se usa con mayor frecuencia en aleaciones con otros componentes: níquel, zinc, estaño, oro, etc.

Debido a su baja resistividad, el cobre se usa activamente en el campo eléctrico para la fabricación de cables y alambres de potencia. La buena conductividad térmica permite el uso de este metal en la refrigeración de radiadores y aires acondicionados.

Las siguientes industrias no pueden prescindir del cobre:

• ingeniería mecánica (reguladores de ventanas, rodamientos);
• construcción naval (revestimiento de cascos y estructuras);
• construcción (tuberías, materiales para techos y revestimientos, equipo de plomería, etc.).

Para la industria de la joyería son relevantes las aleaciones con oro, que aumentan la resistencia mecánica y la resistencia a la abrasión.

Los expertos predicen el uso a gran escala del metal como superficies antibacterianas en instituciones médicas (barandales, puertas, manijas, pasamanos, etc.).

¡Interesante! La famosa Estatua de la Libertad está hecha de cobre. Se necesitaron alrededor de 80 toneladas de material para su construcción. Y en Nepal, este metal se considera sagrado.

Estatua de la Libertad

Grupos de minerales de cobre

Todos los minerales de cobre se suelen dividir en nueve tipos industriales-geológicos, que a su vez se dividen en seis grupos según su origen:

grupo estratiforme

Este grupo incluye lutitas y areniscas cupríferas. Estos materiales están representados por grandes depósitos. Sus rasgos característicos son: una forma de yacimiento simple, una distribución uniforme de los componentes útiles, una ocurrencia de superficie plana, lo que permite el uso de métodos de minería a cielo abierto.

grupo de pirita

Esto incluye compuestos nativos de cobre, vetas y cobre-pirita. El metal nativo se encuentra más comúnmente en las zonas de oxidación de las minas de sulfuro de cobre junto con otros minerales oxidados.

Los metales de cobre-pirita difieren en formas y tamaños. El mineral principal en el mineral es pirita, calcopirita y esfalerita también están presentes.

Los minerales veteados se caracterizan por una estructura de vetas con inclusiones. Dichos minerales, por regla general, se encuentran en contacto con pórfidos.

Pórfido de cobre (hidrotermal)

Estos yacimientos, junto con el cobre y el molibdeno, contienen oro, plata, selenio y otros elementos útiles, cuya presencia es muy superior a la norma.

Níquel de cobre

Los depósitos se presentan en forma de reservorio, lenticular, irregular y de vena. El metal tiene una textura masiva intercalada con cobalto, platinoides, oro, etc.

Mineral de skarn

Los minerales Skarn son depósitos locales en calizas y rocas calcoterrígenas. Se caracterizan por su pequeño tamaño y morfología compleja. La concentración de cobre es alta, pero desigual, hasta un 3%.

Carbonato

Este grupo incluye mineral de hierro-cobre y carbonatita. Este tipo de cobre ha sido descubierto hasta ahora como el único yacimiento en Sudáfrica. Esta mina compleja pertenece al macizo de rocas alcalinas.

¿De qué mineral se obtiene el cobre?

¡Interesante! El cobre se encuentra muy raramente en la naturaleza en forma de pepitas. Hasta la fecha, se considera que el mayor hallazgo de este tipo es una pepita encontrada en América del Norte en los Estados Unidos que pesa 420 toneladas.

Hay casi 250 tipos de cobre, pero solo 20 de ellos se utilizan en la industria. El más común de ellos:

Khalkozin

Compuesto de minerales que contienen azufre (20%) y cobre (80%). Se le llama "brillo de cobre" por su característico brillo metálico. El mineral tiene una estructura densa o granular de color negro o gris.

calcopirita

El metal es de origen hidrotermal, se encuentra en skarns y greisens. La mayoría de las veces se incluye en la composición del mineral polimetálico junto con galena y esfalerita.

bornita

Un mineral natural de la clase de sulfuro, uno de los elementos principales de los minerales de cobre. Tiene un tinte característico de color púrpura azulado. Contiene cobre (63,33 %), hierro (11,12 %), azufre (25,55 %) e impurezas de plata. Se presenta en forma de masas densas de grano fino.

Métodos para extraer mineral de cobre.

Dependiendo de la profundidad de la mina, se utilizan métodos abiertos y cerrados de extracción de metales.

En el desarrollo cerrado (subterráneo), las minas se construyen con una longitud de varios kilómetros. Las minas están equipadas con elevadores para mover trabajadores y equipos, así como para transportar el mineral a la superficie.

Bajo tierra, la roca está sujeta a trituración con equipos de perforación especiales con púas. Luego, con la ayuda de baldes, se toma y se carga el mineral.

El método abierto es relevante cuando los depósitos se encuentran a una profundidad de hasta 400-500 metros. Primero, se elimina la capa superior de roca estéril, después de lo cual se elimina el mineral de cobre. Para facilitar la obtención de rocas duras, primero se destruye con artefactos explosivos.

Minería a cielo abierto de mineral de cobre

Hay dos métodos principales de producción de cobre:

• pirometalúrgico;
• hidrometalúrgico.

El primer método implica el refinado del metal al fuego y le permite procesar cualquier materia prima con la extracción de todos los elementos útiles. Con esta tecnología, es posible obtener cobre incluso a partir de rocas pobres, en las que el contenido de metal es inferior al 0,5%. El segundo método se usa, por regla general, solo para el procesamiento de mineral oxidado o nativo con bajo contenido de cobre.

Minería de minerales de cobre en el mundo.

Las minas de cobre no están concentradas en ciertas áreas geográficas, sino que se encuentran en diferentes países. En Estados Unidos, en los estados de Nevada y Arizona, se están desarrollando depósitos de calcosina. Los depósitos de óxido de cobre, cuprita, son comunes en Cuba. El cloruro de cobre se extrae en Perú.

Casi no quedan fuentes de minerales enriquecidos en el mundo, el cobre se ha extraído durante varios cientos de años, por lo que todas las minas ricas se han desarrollado durante mucho tiempo. En la industria, se deben utilizar minerales de baja ley (hasta 0,5% de cobre).

¡Interesante! En cuanto a la producción mundial, el cobre ocupa el tercer lugar después del hierro y el aluminio.

Países líderes en términos de reservas y producción de mineral de cobre

La lista de países ricos en minerales de cobre incluye: Chile, Estados Unidos, China, Kazajstán, Polonia, Indonesia, Zambia. La participación de la Federación Rusa en la producción mundial de mineral es del 9% (este es el tercer lugar después de Chile y los EE. UU.). En cuanto a reservas minerales, Chile es el líder, en el que se encuentra el 33% del cobre mundial.

Las minas más grandes son:

• Mina Chuquicamata (Chile). Los desarrollos han estado ocurriendo durante más de 100 años, durante este período se han desarrollado 26 millones de toneladas de metal;

• Mina Escondida (Chile). La minería se realiza desde 1990;

• Mina Grasberg (Indonesia).

Recientemente, se han descubierto grandes minas en Perú (Antamina), Brasil (Salobu), Kazajstán (Nurkazgan).

Los expertos dicen que el volumen de cobre económicamente viable es de más de 400 millones de toneladas. Mundial.

Extracción de mineral de cobre en Rusia

La estructura de la base de materia prima de cobre en Rusia es significativamente diferente del mercado mundial. La participación principal recae en las minas de sulfuro de cobre-níquel (40%) y pirita (19%). Mientras que en otros países predominan los yacimientos de pórfido cuprífero y las areniscas cuprosas.

Depósitos de minerales de cobre en Rusia

Al responder a la pregunta de dónde se extraen los minerales de cobre en Rusia, se debe destacar primero el distrito autónomo de Taimyr. Más del 60% de todos los yacimientos de mineral de cobre en Rusia se concentran en los yacimientos de Oktyabrsky, Tapakhninsky y Norilsk. Alrededor de un tercio del mineral se extrae en la región de mineral de cobre de los Urales.

En la región de Chita, se descubrió una gran mina Udokan, que aún no se ha desarrollado debido a una infraestructura de transporte subdesarrollada. Según datos de expertos, los campos explotados en la Federación Rusa no durarán más de 30 años.

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