Paano mina ang tanso: mga pamamaraan, kasaysayan at mga deposito

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2024-01-07 21:02

Ang Copper ngayon ay isang hindi karaniwang hinihiling na metal at malawakang ginagamit kapwa sa pang-araw-araw na buhay at sa industriya. Sa kalikasan, ang Cu ay matatagpuan kapwa sa isang purong estado at sa anyo ng isang mineral. Mayroong ilang mga paraan upang kunin at makakuha ng tanso mula sa orihinal na mga bato. Gayunpaman, ang mga ito ay malawakang ginagamit sa industriya. Kung paano mina ang tanso ay tatalakayin sa artikulo.

Kaunting kasaysayan

Sa anong lugar ang tanso noong sinaunang panahon ay nagsimulang minahan at ginamit ng tao sa unang pagkakataon, sa kasamaang palad, hindi malaman ng mga arkeologo. Gayunpaman, tiyak na alam na ang metal na ito ang unang nagsimulang iproseso at gamitin ng mga tao sa pang-araw-araw na buhay.

Ang tanso ay kilala na ng tao mula pa noong Panahon ng Bato. Ang ilang mga nuggets ng metal na ito na natagpuan ng mga arkeologo ay may mga bakas ng pagproseso gamit ang mga palakol na bato. Sa una, ang mga tao ay gumagamit ng tanso pangunahin bilang mga dekorasyon. Kasabay nito, ang mga tao noong sinaunang panahon ay gumagamit lamang ng mga nuggets ng metal na ito na natagpuan nila para sa paggawa ng mga naturang produkto. Nang maglaon, natutunan ng mga tao na magproseso atmineral na may tanso.

Ang ideya kung paano mina at pinoproseso ang Cu ay kilala sa maraming tao noong unang panahon. Maraming ebidensya ang natagpuan ng mga arkeologo. Matapos matuto ang tao na gumawa ng mga haluang metal na tanso at sink, nagsimula ang Panahon ng Tanso. Sa totoo lang, ang pangalang "tanso" ay minsang ginawa ng mga sinaunang Romano. Ang nasabing metal ay dinala sa bansang ito pangunahin mula sa isla ng Cyprus. Kaya naman tinawag itong aes cyprium ng mga Romano.

Paano mina ang tanso noong sinaunang panahon

Dahil ang metal na ito ay minsang ginamit nang napakalawak sa buhay ng tao, ang mga teknolohiya para sa pagkuha nito, siyempre, ay binuo ng lubos na perpekto. Ang aming mga ninuno ay nakakuha ng tanso pangunahin mula sa malachite ores. Ang isang halo ng naturang materyal at karbon ay inilagay sa isang sisidlan ng lupa at inilagay sa isang hukay. Susunod, ang masa sa palayok ay sinunog. Ang nagresultang carbon monoxide ay ginawang tanso ang malachite.

Mga stock sa kalikasan

Saan matatagpuan ang tanso sa ligaw ngayon? Sa ngayon, ang mga deposito ng sikat na metal na ito ay natuklasan sa lahat ng mga kontinente ng Earth. Kasabay nito, ang mga reserbang Cu ay itinuturing na halos walang limitasyon. Ang mga geologist sa ating panahon ay nakakahanap ng mga bagong deposito ng purong tanso, pati na rin ang mga ores na naglalaman nito. Halimbawa, noong 1950 ang reserbang mundo ng metal na ito ay umabot sa 90 milyong tonelada. Noong 1970, ang bilang na ito ay tumaas na sa 250 milyong tonelada, at noong 1998 - hanggang 340 milyong tonelada. Sa ngayon, pinaniniwalaan na ang mga reserbang tanso sa planeta ay higit sa 2.3 bilyong tonelada.

Mga deposito at paraan ng pagkuha ng purong tanso

Tulad ng nabanggit na, sa simula, ang mga tao ay gumagamit ng katutubong Cu sa pang-araw-araw na buhay. Siyempre, ito ay nakuhaganyan purong tanso ngayon. Ang mga nuggets ng metal na ito ay nabuo sa crust ng lupa bilang resulta ng mga exogenous at endogenous na proseso. Ang pinakamalaking kilalang deposito ng katutubong tanso sa planeta ay kasalukuyang matatagpuan sa Estados Unidos, sa rehiyon ng Lake Superior. Sa Russia, ang katutubong tanso ay nangyayari sa deposito ng Udokan, gayundin sa ilang iba pang mga lugar sa Transbaikalia. Bilang karagdagan, ang sagot sa tanong kung saan maaaring minahan ang tanso sa Russia sa anyo ng mga nuggets ay ang rehiyon ng Ural.

Sa kalikasan, ang purong metal ng iba't-ibang ito ay nabuo sa zone ng oksihenasyon ng mga deposito ng tansong sulpate. Karaniwan, ang mga nuggets ng tanso mismo ay naglalaman ng mga 90-99%. Ang natitira ay isinasaalang-alang ng iba pang mga metal. Sa anumang kaso, dalawang pangunahing teknolohiya ang nagsisilbing sagot sa tanong kung paano mina ang katutubong tanso. Ang ganitong mga deposito, pati na rin ang mga ore, ay binuo ng isang closed mine o open pit method. Sa unang kaso, ginagamit ang mga teknolohikal na proseso gaya ng pagbabarena at pagsira.

Ang mga copper nuggets ay maaaring tumimbang nang husto. Ang pinakamalaki sa kanila ay minsang natagpuan sa Lake Superior sa USA. Ang bigat ng mga nuggets na ito ay humigit-kumulang 500 tonelada.

Kung saan mina ang tanso sa Russia, nalaman namin. Ito ay pangunahing Transbaikalia at ang mga Urals. Sa ating bansa, siyempre, ang napakalaking nuggets ng metal na ito ay natagpuan din sa iba't ibang panahon. Halimbawa, ang mga piraso ng tanso na tumitimbang ng hanggang ilang tonelada ay madalas na matatagpuan sa Middle Urals. Ang isa sa mga nuggets na ito na tumitimbang ng 860 kg ay nakatago na ngayon sa St. Petersburg, sa Museum of the Mining Institute.

Copper ores at ang kanilang mga deposito

Sa kasalukuyan, ang pagkuha ng Cu ay itinuturing na cost-effective at kapaki-pakinabang kahit na ito ay nasa bato ng hindi bababa sa 0.3%.

Kadalasan, ang mga sumusunod na bato ay minahan sa kalikasan upang ihiwalay ang tanso sa industriya ng kalikasan ngayon:

• bornites Cu₅FeS_{4 - sulfide ores, kung hindi man ay tinatawag na copper purple o variegated pyrites at naglalaman ng humigit-kumulang 63.3% Cu;}

• chalcopyrite CuFeS_{2 - mga mineral na hydrothermal na pinagmulan;}

• chalcosines Cu_{2S na naglalaman ng higit sa 75% tanso;}

• cuprites Cu_{2O, madalas ding matatagpuan sa mga katutubong deposito ng tanso;}

• malachites, na mga carbonic copper greens.

Ang pinakamalaking deposito ng mga copper ores sa Russia ay matatagpuan sa Norilsk. Gayundin, ang mga naturang bato ay mina sa maraming dami sa ilang mga lugar sa Urals, sa Transbaikalia, sa Chukotka, sa Tuva at sa Kola Peninsula.

Paano nabuo ang mga deposito ng tansong ore

Iba't ibang uri ng mga bato na naglalaman ng Cu, gayundin ang mga nuggets, ay maaaring minahan sa planeta gamit ang dalawang pangunahing teknolohiya:

• sarado;
• bukas.

Sa unang kaso, ang mga mina ay itinayo sa deposito, ang haba nito ay maaaring umabot ng ilang kilometro. Upang ilipat ang mga manggagawa at kagamitan, ang mga naturang underground tunnel ay nilagyan ng mga elevator at riles ng tren. Ang pagdurog ng bato sa mga minahan ay isinasagawa gamit angespesyal na kagamitan sa pagbabarena na may mga spike. Ang koleksyon ng copper ore at ang pagkarga nito para sa kargamento sa itaas ay isinasagawa gamit ang mga balde.

Kung ang mga deposito ay matatagpuan hindi lalampas sa 400-500 m mula sa ibabaw ng lupa, ang mga ito ay minahan gamit ang isang bukas na pamamaraan. Sa kasong ito, ang itaas na layer ng bato ay unang inalis mula sa field gamit ang mga explosive device. Dagdag pa, ang copper ore mismo ay unti-unting inalis.

Mga paraan para sa pagkuha ng metal mula sa mga bato

Kung paano mina ang tanso, o sa halip, mga ores na naglalaman nito, sa gayon ay nalaman namin. Ngunit paano natatanggap ng mga negosyo ang Cu mismo?

May tatlong pangunahing paraan ng pagkuha ng tanso mula sa mga bato:

• electrolytic;
• pyrometallurgical;
• hydrometallurgical.

Pyrometallurgical flotation method

Ang teknolohiyang ito ay karaniwang ginagamit upang ihiwalay ang tanso sa mga batong naglalaman ng 1.5-2% Cu. Ang nasabing materyal ay pinayaman ng paraan ng flotation. Kasabay nito:

• Ang ore ay maingat na giniling hanggang sa pinakamasasarap na pulbos;
• ihalo ang nagresultang materyal sa tubig;
• magdagdag ng mga espesyal na flotation reagents, na mga kumplikadong organic substance, sa masa.

Ang mga flotation reagents ay nagbabalot ng maliliit na butil ng iba't ibang mga compound ng tanso at nagbibigay ng hindi pagkabasa sa mga ito.

Susunod na hakbang:

• mga sangkap na gumagawa ng foam ay idinaragdag sa tubig;
• ipasa ang malakas na daloy ng hangin sa pamamagitan ng suspension.

Banayad na tuyong particle ng mga copper compound bilang resulta ay dumidikit sa mga bula ng hangin at lumutang sa itaas. Ang foam na naglalaman ng mga ito ay kinokolekta, pinipiga sa tubig at lubusan na tuyo. Bilang resulta, nakakakuha ng concentrate, kung saan ihihiwalay ang krudo na Cu.

Paano mina ang tanso mula sa ore: beneficiation sa pamamagitan ng pag-ihaw

Ang flotation method ay madalas na ginagamit sa industriya. Ngunit kung minsan ang teknolohiya ng pag-ihaw ay ginagamit din upang pagyamanin ang tansong ore. Ang pamamaraan na ito ay kadalasang ginagamit para sa mga ores na naglalaman ng malaking halaga ng asupre. Sa kasong ito, ang materyal ay preheated sa isang temperatura ng 700-8000 °C. Bilang resulta, ang mga sulfide ay na-oxidized na may pagbaba sa nilalaman ng sulfur sa bato.

Sa susunod na yugto, ang ore na inihanda sa ganitong paraan ay natutunaw sa mga shaft furnaces sa temperatura na 14,500 °C. Sa huli, kapag ginagamit ang teknolohiyang ito, ang isang matte ay nakuha - isang haluang metal na tanso at bakal. Dagdag pa, ang koneksyon na ito ay pinabuting sa pamamagitan ng pamumulaklak sa mga converter. Bilang resulta, ang iron oxide ay napupunta sa slag, at ang sulfur ay napupunta sa SO4.

Paggawa ng purong tanso: electrolysis

Kapag gumagamit ng mga paraan ng flotation at litson, ang p altos na tanso ay nakukuha. Sa totoo lang, ang naturang materyal ay naglalaman ng mga 91% Cu. Upang makakuha ng mas dalisay na tanso, ang magaspang na tanso ay lalong dinadalisay.

Sa kasong ito, ang mga makapal na anode plate ay unang na-cast mula sa pangunahing tanso. Susunod:

• kumuha ng solusyon ng copper sulfate sa paliguan;
• nakabitin sa banyoanode plates;
• mga manipis na piraso ng purong tanso ang ginagamit bilang mga cathode.

Sa panahon ng electrolysis reaction, ang tanso ay natutunaw sa mga anod at namuo sa mga cathode. Ang mga copper ions ay gumagalaw patungo sa cathode, kumuha ng mga electron mula dito at pumasa sa Cu+2+2e atoms?>Cu.

Ang mga dumi na nakapaloob sa p altos na tanso ay maaaring kumilos nang iba kapag pino. Ang zinc, cadmium, iron ay natutunaw sa anode, ngunit hindi tumira sa katod. Ang katotohanan ay na sa serye ng electrochemical boltahe sila ay nasa kaliwa ng tanso, ibig sabihin, mayroon silang mas maraming negatibong potensyal.

Ang Copper sulfate ay nakukuha sa pamamagitan ng mabagal na oksihenasyon ng sulfide ore na may oxygen sa copper sulfate CuS + 2O₂ > CuSO_{4. Ang asin ay kasunod na binuhusan ng tubig.}

Hydrometallurgical na paraan

Sa kasong ito, ang sulfuric acid ay ginagamit upang mag-leach at magpayaman sa tanso. Bilang resulta ng reaksyon gamit ang teknolohiyang ito, nakuha ang isang solusyon na puspos ng Cu at iba pang mga metal. Ang tanso ay pagkatapos ay ihiwalay mula dito. Gamit ang diskarteng ito, bilang karagdagan sa p altos na tanso, ang iba pang mga metal, kabilang ang mga mahal, ay maaaring makuha. Sa anumang kaso, ang teknolohiyang ito ay kadalasang ginagamit upang kunin ang Cu mula sa mga bato na hindi masyadong mayaman dito (mas mababa sa 0.5%).

Copper sa bahay

Ang paghihiwalay ng metal na ito mula sa mga ores na puspos nito ay, samakatuwid, medyo simple sa teknolohiya. Ang ilan samakatuwid ay interesado sa kung paano magmina ng tanso sa bahay. Kunin ang metal na ito mula sa ore, clay, atbp gamit ang iyong sariling mga kamay, nang walaang pagkakaroon ng mga espesyal na kagamitan, gayunpaman, ay magiging napakahirap.

Ang ilan, halimbawa, ay interesado sa kung paano kumuha ng tanso mula sa luad gamit ang kanilang sariling mga kamay. Sa katunayan, sa kalikasan mayroong mga deposito ng materyal na ito, na mayaman din sa Cu. Gayunpaman, sa kasamaang-palad, walang kilalang napatunayang teknolohiya para sa pagkuha ng tanso mula sa luad sa bahay.

Gamit ang iyong sariling mga kamay, ang metal na ito sa bahay ay maaaring subukang ihiwalay, marahil, mula lamang sa copper sulphate. Upang gawin ito, ang huli ay dapat munang matunaw sa tubig. Susunod, kailangan mo lamang maglagay ng ilang bagay na bakal sa nagresultang timpla. Pagkaraan ng ilang oras, ang huli - bilang resulta ng reaksyon ng pagpapalit - ay tatakpan ng tansong coating, na pagkatapos ay malinisan na lang.