Основно познавање бакра
Бакар је најранији метал који су људи користили. Још у праисторијским временима људи су почели да копају отворене руднике бакра и користе бакар који су добијали за израду оружја, алата и другог прибора. Употреба бакра има дубок утицај на напредак ране људске цивилизације. Бакар је метал који постоји у земљиној кори и океану. Садржај бакра у земљиној кори износи око 0.01%, а у неким налазиштима бакра садржај бакра може достићи и 3-5%. Већина бакра у природи постоји као једињења, односно минерали бакра. Минерали бакра се агрегирају са другим минералима и формирају руду бакра. Ископана руда бакра након обогаћивања постаје концентрат бакра са високим степеном бакра.
1. Својства
Бакар има добра физичка и хемијска својства као што су електрична проводљивост, топлотна проводљивост, отпорност на корозију и дуктилност. Електрична проводљивост и топлотна проводљивост су на другом месту после сребра. Чисти бакар се може увући у веома фине бакарне жице и направити веома танку бакарну фолију. Свежи попречни пресек чистог бакра је ружичасто црвен, али након што се на површини формира филм бакар-оксида, изглед је љубичасто-црвен, па се често назива црвеним бакром.
Поред чистог бакра, бакар се може комбиновати са калајем, цинком, никлом и другим металима да би се формирале легуре различитих карактеристика, наиме бронза, месинг и бели бакар.
Додавање цинка чистом бакру (99,99%) назива се месинг. На пример, обичне месингане цеви са 80% бакра и 20% цинка користе се у кондензаторима електрана и аутомобилских радијатора; додавање никла назива се бели бакар, а остало бронза. Осим цинка и никла, све легуре бакра са другим металним елементима називају се бронза. Они се зову оно што се додају елементи. Најважније бронзе су калајна фосфорна бронза и берилијум бронза. На пример, лимена бронза има веома дугу историју примене у мојој земљи и користи се за ливење звона, троношца, музичких инструмената и прибора за жртве. Лимена бронза се такође може користити као лежајеви, чауре и делови отпорни на хабање.
За разлику од проводљивости чистог бакра, уз помоћ легирања, чврстоћа и отпорност на корозију бакра могу се знатно побољшати. Неке од ових легура су отпорне на хабање и имају добра својства ливења, док друге имају добра механичка својства и отпорност на корозију.
2. Користи
Због горе наведених одличних својстава, бакар има широку примену у индустрији. Укључујући електро индустрију, производњу машина, транспорт, грађевинарство и друге аспекте. Тренутно се бакар углавном користи у области електричне и електронске индустрије за производњу жица, комуникационих каблова и других готових производа као што су мотори, ротори генератора и електронски инструменти и бројила, итд. Овај део потрошње чини око половине укупне потрошње. укупна индустријска потражња. Бакар и легуре бакра заузимају значајно место у компјутерским чиповима, интегрисаним колима, транзисторима, штампаним плочама и другој опреми и уређајима. На пример, проводници транзистора користе високо проводљиве и високо топлотно проводљиве легуре хром-цирконијум бакра. Недавно је ИБМ, међународно позната компјутерска компанија, усвојила бакар да замени алуминијум у силицијумским чиповима, што означава најновији пробој у примени најстаријег метала човечанства у технологији полупроводника.
Средином{0}}, електроиндустрија је чинила највећи удео у потрошњи рафинисаног бакра у Сједињеним Државама, Јапану и западноевропским земљама, а Кина није била изузетак.
Од 1990-их, употреба бакра за цеви у грађевинској индустрији је драматично порасла, постајући највећи потрошач бакра у иностранству. Према извештају објављеном од стране Удружења за развој бакра (ЦДА) у Њујорку: 1997. године грађевинска индустрија је и даље била највеће тржиште за производе од бакра у Сједињеним Државама. Грађевинска индустрија често користи отпорност на корозију бакра за производњу водоводних цеви, кровова и других објеката за водоснабдевање и одводњавање. Поред тога, користи се иу декорацији зграда због свог лепог изгледа. Употреба бакра у грађевинској индустрији заузима прво место у укупној потрошњи бакарних производа у Сједињеним Државама. Према интерним статистичким подацима Цхина Нонферроус Металс Гроуп, 1997. године, електроиндустрија (укључујући жице и каблове) чинила је 77,7% потрошње бакра у мојој земљи, поставши највеће тржиште за бакар. Са брзим развојем науке и технологије, обим примене бакра се шири, а бакар је почео да игра улогу у медицини, биологији, суперпроводљивости и животној средини. На пример, када полиуретанска пластична пена садржи бакар или оксид бакра, она може у великој мери смањити смртоносни отровни гас који се ослобађа када ова пластика сагорева - цијановодоник (ХЦН). Велики број истраживачких података доказује да бактерицидни ефекат бакра може ефикасно смањити ширење бактерија упале плућа, инхибирати раст бактерија и одржавати воду за пиће чистом и хигијенском. Стога ће будући развојни изгледи бакарних цеви у домаћој грађевинској индустрији бити веома широки.
3. Резерве бакра:
Светски ресурси бакра су релативно богати. Према статистици америчког Бироа за рударство из 1995. године, светске резерве метала бакра износе 310 милиона тона, а база резерви је 590 милиона тона. Земље са највећим резервама бакра су Чиле и Сједињене Државе, које чине 23,7% и 15,3% светске базе резерви, респективно, затим Пољска 15%, Замбија 6%, Русија 5%, Заир 5%, Перу 4% , Канада 4% и Аустралија 4%.
Индустријски типови рудника бакра у свету су подељени у девет категорија: тип порфира, тип пешчара, тип бакар-никл сулфида, тип пирита, тип бакра-уранијум-злата, тип природног бакра, тип вена, тип карбоната и скарн тип. Прве четири категорије су најважније, које чине 96% укупних светских резерви бакра, од којих рудници порфира и пешчара чине 55% и 29% респективно. У свету постоји око 60 џиновских рудника бакра са резервама бакра већим од 5 милиона тона, од којих рудници порфира чине 38, а рудници шкриљаца пешчара 15, што чини 88% гигантских рудника бакра укупно. Постоји врло мало ресурса концентрата бакра који су доступни за рударство у Кини. Тренутно, главни рудници бакра су рудник бакра Декинг у Ђијансију, рудник бакра Иулонг у Тибету, рудник бакра Иулонг и недавно откривени рудник бакра Асхеле у Синђангу. 4. Процес топљења бакра Руда бакра ископана из рудника бакра постаје концентрат бакра или песак руде бакра са вишим степеном бакра након обогаћивања. Концентрат бакра треба да се истопи и екстрахује пре него што постане рафинисани бакар и производи од бакра. Тренутно постоје два главна начина топљења бакра у свету: пирометалургија и хидрометалургија (СКС-ЕКС) 1. Метода ватре:
Катодни бакар, такође познат као електролитички бакар, производи се топљењем и електролитичком рафинацијом, што је генерално погодно за руде бакра сулфида високог квалитета.
Поред концентрата бакра, отпадни бакар је једна од главних сировина за рафинисани бакар, укључујући стари отпадни бакар и нови отпадни бакар. Стари отпад од бакра потиче од старе опреме и
старе машине, напуштене зграде и подземне цеви; нови отпадни бакар долази од отпада бакра који се одбацује у прерађивачким постројењима (производни однос бакарних материјала је око 50%). Генерално, снабдевање отпадним бакром је релативно стабилно. Отпад бакра се може поделити на: голи отпад бакра: степен изнад 90%; жути отпадни бакар (жица): материјали који садрже бакар (стари мотори, плоче);
Бакар произведен од отпадног бакра и других сличних материјала назива се и рециклирани бакар.
2. Мокри метод:
Брод је погодан за бакарни оксид ниског квалитета, а рафинисани бакар који се производи назива се електролитички бакар.
Процес мокрог топљења је:
3. Карактеристике два процеса пирометалургије и хидрометалургије
Упоређујући два процеса производње бакра у пирометалургији и хидрометалургији, постоје следеће карактеристике:
(1) Опрема за топљење овог другог је једноставнија, али је садржај нечистоћа већи, што је користан додатак првом.
(2) Ово последње има ограничења и зависи од врсте и врсте руде.
(3) Цена првог је око 70-80 центи по фунти (око 1540-1760 америчких долара по тони), док цена другог износи само 30-40 центи по фунти (око { {4}} америчких долара/тона).
Види се да хидрометалуршка технологија има значајне предности, али је њен обим примене ограничен. Овим поступком не могу се истопити сви рудници бакра. Међутим, кроз технолошка побољшања, све више земаља, укључујући Сједињене Државе, Чиле, Канаду, Аустралију, Мексико и Перу, последњих година примењује овај процес на више рудника бакра. Унапређење хидрометалуршке технологије и унапређење њене примене смањили су цену производње бакра, повећали производни капацитет рудника бакра, повећали понуду друштвених ресурса у кратком року, изазвали релативни вишак укупне друштвене понуде и имали повлачећи ефекат на цене. У 1997. фјучерс цена бакра је пала са високих 2.600 америчких долара по тони у 1996. на око 1.600 америчких долара по тони у новембру 1998. Ово је директно повезано са чињеницом да је удео хидрометалуршког процеса у великој мери порастао, што је резултирало велика количина јефтиног бакра која се ставља на тржиште. Тренутно, пошто је просечна цена производње бакра између 1.400 и 1.600 америчких долара по тони (64-73 центи по фунти), пад цена фјучерса је разуман повратак цена на вредност. Како његов удео у процесу топљења наставља да расте, тренд цена бакра ће бити све дубље погођен. Према извештајима, тренутни минимални трошак хидрометалуршког топљења бакра износи само 20 центи по фунти (еквивалентно 450 америчких долара по тони), највиши је 77 центи по фунти (еквивалент 1.697,5 америчких долара по тони), а просек је око мање од 50 центи по фунти (еквивалентно 1.100 америчких долара по тони). Треба истаћи да је 1995. године просечна цена производње мокрог топљења бакра износила само 39 центи по фунти. Недавно су се повећали просечни производни трошкови влажног топљења бакра, углавном због тога што је процес влажног топљења бакра проширен на третман минерала бакар сулфида. Процес влажног топљења бакра је погоднији за третирање минерала оксида бакра и сиромашних руда, док је код третмана сулфидних минерала и богатијих руда, или када се рудник налази у хладном подручју, трошкови производње технологије влажног топљења бакра такође већи, углавном изнад 50 центи по фунти. Кина је почела да проучава технологију вађења бакра из руда ниског квалитета 1970-их година. Године 1983. основана је прва мокра топионица бакра, са годишњом производњом од 120 тона. У последње време, услед увођења одличних страних екстрактора бакра и развоја домаће индустрије бакра, изграђено је на десетине малих влажних топионица, у распону од неколико стотина до 2,000 тоне, али годишња производња бакра износи само 15,000 тона, што је далеко од довољног у поређењу са годишњом производњом од 1 милион тона рафинисаног бакра у мојој земљи. Тренутно је цена производње бакра у мојој земљи око 18.500 јуана, што је далеко више од светског просека од 1.477 америчких долара (67 центи). Током периода "95", Државна комисија за планирање и Цхина Нонферроус Металс Индустри Цорпоратион навели су хидрометалуршки пројекат као кључни истраживачки пројекат и изградили неколико демонстрационих фабрика у руднику бакра Декинг, руднику бакра Иулонг, руднику бакра Даје Тонглушан и другим местима. После неколико година напорног рада, процењује се да ће хидрометалуршка технологија моје земље имати значајан развој до краја овог века, а процењује се да ће годишњи производни капацитет достићи више од 50,000 тона. Према статистичким подацима, производња рафинисаног бакра из хидрометалуршког топљења бакра чинила је 2,5% светске производње рафинисаног бакра 1980. године, а тај удео је повећан на 10% у 1994. и 18% у 1997. Очекује се да ће удео хидрометалуршког бакра производња ће се на крају повећати на између 25-35%.
