Si nxirret bakri: metoda, histori dhe depozitime

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-07 21:01

Bakri sot është një metal jashtëzakonisht i kërkuar dhe përdoret gjerësisht si në jetën e përditshme ashtu edhe në industri. Në natyrë, Cu mund të gjendet si në gjendje të pastër ashtu edhe në formën e një xehe. Ka disa mënyra për të nxjerrë dhe për të marrë bakër nga shkëmbinjtë origjinalë. Sidoqoftë, ato përdoren gjerësisht në industri. Se si është nxjerrë bakri do të diskutohet në artikull.

Pak histori

Në cilën zonë bakri në kohët e lashta filloi të nxirrej dhe të përdorej nga njeriu për herë të parë, arkeologët, për fat të keq, nuk mund ta zbulonin. Megjithatë, dihet me siguri se ishte ky metal që njerëzit filluan të përpunojnë dhe përdorin në jetën e përditshme.

Bakri ka qenë i njohur për njeriun që nga epoka e gurit. Disa copa të këtij metali të gjetura nga arkeologët mbajnë gjurmë të përpunimit me sëpata guri. Fillimisht, njerëzit përdorën bakër kryesisht si dekorime. Në të njëjtën kohë, njerëzit në kohët e lashta përdornin ekskluzivisht copëzat e këtij metali të gjetur prej tyre për prodhimin e produkteve të tilla. Më vonë, njerëzit mësuan të përpunojnë dhexeheror bakri.

Ideja se si minohet dhe përpunohet Cu ishte e njohur për shumë popuj të lashtësisë. Shumë prova janë gjetur nga arkeologët. Pasi njeriu mësoi të bënte lidhje bakri dhe zinku, filloi epoka e bronzit. Në fakt, emri "bakër" dikur u krijua nga romakët e lashtë. Një metal i tillë u soll në këtë vend kryesisht nga ishulli i Qipros. Kjo është arsyeja pse romakët e quajtën atë aes cyprium.

Si nxirrej bakri në kohët e lashta

Meqenëse ky metal dikur përdorej shumë gjerësisht në jetën e njeriut, teknologjitë për nxjerrjen e tij, natyrisht, u zhvilluan mjaft perfekte. Paraardhësit tanë e merrnin bakër kryesisht nga mineralet e malakitit. Një përzierje e këtij materiali dhe qymyrit vendosej në një enë b alte dhe vendosej në një gropë. Më pas, masës në tenxhere i vihej zjarri. Monoksidi i karbonit që rezulton redukton malakitin në bakër.

Aksione në natyrë

Ku mund të gjendet bakri sot në natyrë? Për momentin, depozitat e këtij metali popullor janë zbuluar në të gjitha kontinentet e Tokës. Në të njëjtën kohë, rezervat e Cu konsiderohen praktikisht të pakufizuara. Gjeologët në kohën tonë po gjejnë depozita të reja të bakrit të pastër, si dhe xehe që e përmbajnë atë. Për shembull, në vitin 1950 rezervat botërore të këtij metali arritën në 90 milion ton. Deri në vitin 1970, kjo shifër ishte rritur tashmë në 250 milion ton, dhe deri në vitin 1998 - deri në 340 milion ton. Për momentin, besohet se rezervat e bakrit në planet janë më shumë se 2.3 miliardë tonë.

Depozitat dhe metodat e nxjerrjes së bakrit të pastër

Siç është përmendur tashmë, fillimisht njerëzit përdorën Cu amtare në jetën e përditshme. Sigurisht, është marrëbakër kaq të pastër sot. Copat e këtij metali formohen në koren e tokës si rezultat i proceseve ekzogjene dhe endogjene. Depozita më e madhe e njohur e bakrit vendas në planet ndodhet aktualisht në Shtetet e Bashkuara, në rajonin e Liqenit Superior. Në Rusi, bakri vendas gjendet në depozitën Udokan, si dhe në disa vende të tjera në Transbaikalia. Për më tepër, përgjigja e pyetjes se ku mund të nxirret bakri në Rusi në formën e copëzave është rajoni i Uralit.

Në natyrë, metali i pastër i kësaj varieteje formohet në zonën e oksidimit të depozitave të sulfatit të bakrit. Zakonisht, vetë copëzat e bakrit përmbajnë rreth 90-99%. Pjesa tjetër llogaritet nga metale të tjera. Në çdo rast, dy teknologji kryesore shërbejnë si përgjigje për pyetjen se si minohet bakri vendas. Depozita të tilla, si dhe ato xeherore, zhvillohen me metodën e një miniere të mbyllur ose me gropë të hapur. Në rastin e parë përdoren procese të tilla teknologjike si shpimi dhe thyerja.

Copat e bakrit mund të peshojnë shumë. Më të mëdhenjtë prej tyre dikur u gjetën në Liqenin Superior në SHBA. Pesha e këtyre copëzave ishte rreth 500 tonë.

Ku nxirret bakri në Rusi, zbuluam. Kjo është kryesisht Transbaikalia dhe Uralet. Në vendin tonë, natyrisht, në periudha të ndryshme janë gjetur edhe copa shumë të mëdha të këtij metali. Për shembull, copa bakri që peshonin deri në disa tonë u gjetën shpesh në Uralet e Mesme. Një nga këto copa me peshë 860 kg tani ruhet në Shën Petersburg, në Muzeun e Institutit të Minierave.

Xhoret e bakrit dhe depozitat e tyre

Aktualisht, marrja e Cu konsiderohet si kosto-efektive dhe e leverdishme edhe nëse përmbahet në shkëmb të paktën 0.3%.

Më shpesh, shkëmbinjtë e mëposhtëm minohen në natyrë për të izoluar bakrin në mënyrë industriale në natyrë sot:

• bornite Cu₅FeS_{4 - minerale sulfide, të quajtura ndryshe pirite të purpurta të bakrit ose të larmishme dhe që përmbajnë rreth 63,3% Cu;}

• kalkopirit CuFeS_{2 - minerale me origjinë hidrotermale;}

• kalkosina Cu_{2S që përmbajnë më shumë se 75% bakër;}

• cuprites Cu_{2O, gjithashtu gjenden shpesh në depozitat vendase të bakrit;}

• malakite, të cilat janë zarzavate bakri karbonik.

Depozita më e madhe e xeheve të bakrit në Rusi ndodhet në Norilsk. Gjithashtu, shkëmbinj të tillë janë minuar në sasi të mëdha në disa vende në Urale, në Transbaikalia, në Chukotka, në Tuva dhe në Gadishullin Kola.

Si zhvillohen depozitat e mineralit të bakrit

Lloje të ndryshme shkëmbinjsh që përmbajnë Cu, si dhe copëza, mund të minohen në planet duke përdorur dy teknologji kryesore:

• mbyllur;
• e hapur.

Në rastin e parë, në vendburim ndërtohen miniera, gjatësia e të cilave mund të arrijë disa kilometra. Për të lëvizur punëtorët dhe pajisjet, tunele të tilla nëntokësore janë të pajisura me ashensorë dhe shina hekurudhore. Thërrmimi i shkëmbinjve në miniera kryhet duke përdorurpajisje speciale shpimi me thumba. Grumbullimi i mineralit të bakrit dhe ngarkimi i tij për dërgesë deri në majë kryhet duke përdorur kova.

Nëse depozitat ndodhen jo më larg se 400-500 m nga sipërfaqja e tokës, ato minohen duke përdorur një metodë të hapur. Në këtë rast, shtresa e sipërme e shkëmbit hiqet fillimisht nga fusha duke përdorur mjete shpërthyese. Më tej, vetë minerali i bakrit hiqet gradualisht.

Metodat për marrjen e metalit nga shkëmbinjtë

Si nxirret bakri, ose më mirë, xehet që e përmbajnë atë, ne e zbuluam kështu. Por si e marrin ndërmarrjet më pas vetë Cu?

Ka tre mënyra kryesore për nxjerrjen e bakrit nga shkëmbinjtë:

• elektrolitik;
• pirometalurgjik;
• hidrometalurgjike.

Metoda e flotacionit pirometalurgjik

Kjo teknologji përdoret zakonisht për të izoluar bakrin nga shkëmbinjtë që përmbajnë 1,5-2% Cu. Materiali i tillë pasurohet me metodën e flotacionit. Në të njëjtën kohë:

• xhel është bluar me kujdes deri në pluhurin më të mirë;
• përzieni materialin që rezulton me ujë;
• shtoni në masë reagentë të veçantë flotacioni, të cilët janë substanca organike komplekse.

Reagentët e flotacionit mbulojnë kokrra të vogla të përbërjeve të ndryshme të bakrit dhe u japin atyre jo lagshmëri.

Hapi tjetër:

• substancat që krijojnë shkumë shtohen në ujë;
• kaloni një rrymë të fortë ajri përmes pezullimit.

Grimcat e thata të lehta të përbërjeve të bakrit si rezultat ngjiten në flluskat e ajrit dhe notojnë në majë. Shkuma që përmban ato mblidhet, shtrydhet nga uji dhe thahet mirë. Si rezultat, përftohet një koncentrat, nga i cili më pas izolohet Cu i papërpunuar.

Si nxirret bakri nga xeherori: përftimi me pjekje

Metoda e flotacionit përdoret mjaft shpesh në industri. Por ndonjëherë teknologjia e pjekjes përdoret gjithashtu për të pasuruar mineralin e bakrit. Kjo teknikë përdoret më shpesh për xehet që përmbajnë një sasi të madhe squfuri. Në këtë rast, materiali nxehet paraprakisht në një temperaturë prej 700-8000 °C. Si rezultat, sulfidet oksidohen me një ulje të përmbajtjes së squfurit në shkëmb.

Në fazën tjetër, minerali i përgatitur në këtë mënyrë shkrihet në furra boshtore në temperaturën 14500 °C. Në fund të fundit, kur përdorni këtë teknologji, përftohet një mat - një aliazh bakri dhe hekuri. Më tej, kjo lidhje përmirësohet duke fryrë në konvertues. Si rezultat, oksidi i hekurit shkon në skorje dhe squfuri shkon në SO4.

Prodhimi i bakrit të pastër: elektroliza

Kur përdoren metodat e flotacionit dhe pjekjes, përftohet bakër blister. Në fakt, një material i tillë përmban rreth 91% Cu. Për të marrë bakër më të pastër, bakri i ashpër rafinohet më tej.

Në këtë rast, pllakat e trasha të anodës së pari derdhen nga bakri primar. Tjetra:

• merr një zgjidhje të sulfatit të bakrit në banjë;
• varur në banjëpllaka anode;
• fletë të holla bakri të pastër përdoren si katodë.

Gjatë reaksionit të elektrolizës, bakri shpërndahet në anoda dhe precipitohet në katodë. Jonet e bakrit lëvizin drejt katodës, marrin elektrone prej saj dhe kalojnë në atomet Cu+2+2e?>Cu.

Papastërtitë që përmbahen në bakri me blister mund të sillen ndryshe kur rafinohet. Zinku, kadmiumi, hekuri shpërndahen në anodë, por nuk vendosen në katodë. Fakti është se në serinë e tensionit elektrokimik ato janë në të majtë të bakrit, domethënë kanë më shumë potenciale negative.

Sulfati i bakrit përftohet nga oksidimi i ngad altë i xehes sulfide me oksigjen në sulfat bakri CuS + 2O₂ > CuSO_{4. Kripa më pas shpëlahet me ujë.}

Metodë hidrometalurgjike

Në këtë rast, acidi sulfurik përdoret për kullimin dhe pasurimin e bakrit. Si rezultat i reaksionit duke përdorur këtë teknologji, merret një zgjidhje e ngopur me Cu dhe metale të tjera. Bakri më pas izolohet prej tij. Duke përdorur këtë teknikë, përveç bakrit të flluskës, mund të përftohen edhe metale të tjera, përfshirë ato të çmuara. Në çdo rast, kjo teknologji përdoret më shpesh për nxjerrjen e Cu nga shkëmbinjtë që nuk janë shumë të pasur me të (më pak se 0,5%).

Bakri në shtëpi

Ndarja e këtij metali nga mineralet e ngopura me të është, pra, teknologjikisht relativisht e thjeshtë. Prandaj, disa janë të interesuar se si të nxjerrin bakër në shtëpi. Merreni këtë metal nga minerali, b alta etj me duart tuaja, padisponueshmëria e pajisjeve speciale, megjithatë, do të jetë shumë e vështirë.

Disa, për shembull, janë të interesuar se si të nxjerrin bakër nga b alta me duart e tyre. Në të vërtetë, në natyrë ka depozita të këtij materiali, i cili është gjithashtu i pasur me Cu. Megjithatë, për fat të keq, nuk ka teknologji të njohura të provuara për marrjen e bakrit nga b alta në shtëpi.

Me duart tuaja, këtë metal në shtëpi mund ta provoni ta izoloni, ndoshta, vetëm nga sulfati i bakrit. Për ta bërë këtë, kjo e fundit duhet së pari të tretet në ujë. Më pas, ju vetëm duhet të vendosni një objekt hekuri në përzierjen që rezulton. Pas ca kohësh, ky i fundit - si rezultat i reaksionit të zëvendësimit - do të mbulohet me një shtresë bakri, e cila më pas thjesht mund të pastrohet.