География медной промышленности стран мира

Курсовая работа

Медь — мягкий, тяжелый, ковкий, тягучий, вязкий и достаточно прочный металл красновато-желтого цвета в отраженном свете и зеленый в проходящем (в очень тонком слое).

(Рис.1) Чистая медь очень хорошо проводит тепло и электрический ток, уступая в этом только серебру, но ее электрическая проводимость резко падает в присутствии примесей мышьяка, сурьмы, кремния и др. Расплавленная медь поглощает воздух и после затвердевания в отливке остаются пузырьки воздуха, затрудняющие обработку.

Рисунок 1. Медь. (www.yandex.ru)

Медь была одним из первых металлов, которыми научился пользоваться человек, и наиболее широко применявшимся металлом от начала письменной истории до периода Средних веков, когда были разработаны промышленные способы получения железа, а потом и стали. В наши дни, несмотря на наличие множества металлов, сплавов и других материалов, медь сохраняет свое значение.

Медная промышленность — подотрасль цветной металлургии, объединяющая предприятия по добыче и обогащению медных руд и производству меди. Медь — второй среди цветных металлов (после алюминия) по объемам потребления мировой экономикой. Медь имеет самую высокую после серебра электрическую проводимость. Из меди делают обмотки трансформаторов и генераторов, провода линий электропередачи, внутреннюю электропроводку. Широко используются в технике и сплавы меди — латунь (с цинком), бронза (с оловом или алюминием) и др. Медные руды обычно содержат, помимо меди, железо, цинк, свинец, никель, кобальт, молибден и другие элементы. Поэтому при производстве меди получают свыше 40 видов товарной продукции: медный, цинковый, молибденовый и свинцовый концентраты, медь черновую и рафинированную, золото, серебро, платину, редкие металлы и др.

1. Характеристика ресурсной базы для медной промышленности мира. Территориальное распределение запасов меди.

Медная промышленность в своем размещении в основном ориентируется на ресурсы меди (природное и вторичное сырье).

Невысокое содержание металла в медных концентратах (от 8 до 35%), относительно небольшая энергоемкость их переработки (в сравнении с выплавкой алюминия) делают выгодным размещение производства (выплавки) меди в местах добычи и обогащения, медных руд. Поэтому места добычи и выплавки меди оказываются часто территориально совмещенными. Главные районы добычи меди находятся в Северной и Латинской Америке (Чили, США, Канада, Перу, Мексика), Африке (Замбия, Заир), СНГ (Россия, Казахстан), Азии (Япония, Индонезия, Филиппины), Австралии и Океании (Австралия, Папуа — Новая Гвинея).

8 стр., 3606 слов

Конструкционные металлы в автомобильной промышленности: чугун, ...

... свойств. Сплавы же этих металлов широко используют для изготовления и ремонта автомобиля. Медные сплавы применяют ... 5.1. Тяжелые цветные металлы К ним относятся: медь, олово, свинец, никель, хром, вольфрам и др. В чистом виде эти цветные металлы в автомобилестроении обычно не применяют из-за несовершенства их ...

Главные медедобывающие страны выделяются и по выплавке меди, ведущее место принадлежит США, Чили, Японии, КНР, Канаде, России. Часть добываемой руды в виде концентратов и черновой меди вывозится в другие страны (из Папуа и Филиппин в Японию, из стран Латинской Америки в США, из стран Африки в Европу, из России и Казахстана в Европу и Китай).

Почти 1/5 мировой выплавки меди базируется на ресурсах металлолома. Медеплавильная промышленность Великобритании, Франции, ФРГ, Бельгии и других стран выпускает только вторичный металл.

Общие запасы меди в мире по данным USGS на 01 Января 2011 года составили 635 млн.тонн. Структура запасов меди по странам распределилась следующим образом. На первом месте Чили с долей около 24% в мировых запасах, на втором месте Перу с долей 14%, на третьем месте Австралия с долей 13%. Россия занимает 8 место с долей в мировых запасах до 5%.

Крупнейшей страной по добыче меди является Чили, которая добывает более 5 млн. тонн меди ежегодно. Второе место занимает Перу с 1,3 млн. тонн в год, примерно столько же добывают Китай и США. Самые высокие темпы роста добычи меди за последние три года были зафиксированы в Китае и Замбии.

Таблица 1. Добыча и разведанные запасы меди в 2008-2010гг. (http://sovetnn.ru)

Добыча в 2008 г. (тыс.т)

Добыча в 2009 г. (тыс.т)

Добыча в 2010 г. (тыс.т)

Запасы

США

1310

1180

1120

35000

Австралия

886

854

900

80000

Канада

607

491

480

8000

Чили

5330

5390

5520

150000

Китай

950

995

1150

30000

Индонезия

651

996

840

30000

Казахстан

420

390

400

18000

Перу

1270

1275

1285

90000

Польша

430

439

430

26000

Россия

750

725

750

30000

Замбия

546

697

770

20000

Другие страны

2030

2190

2300

80000

Мир

15400

15900

16200

630000

За последние 20 лет география отрасли сильно изменилась: в африканских странах (Замбии, Демократической республике Конго) и Папуа-Новой Гвинее значительно истощились запасы, вследствие чего произошло снижение темпов добычи меди. В то же время были открыты новые месторождения в Южной Америке и Австралии.

В российских недрах заключены крупные запасы меди – 85,8 млн т; кроме того, в техногенных объектах содержится 132 тыс.т меди. Балансовые запасы сосредоточены преимущественно в Норильском рудном районе (Красноярский край), в Читинской области, а также на Среднем и Южном Урале. Около 43% российских запасов меди сконцентрировано в сульфидных медно-никелевых месторождениях Красноярского края и Мурманской области. В месторождениях медноколчеданного типа (Южный и Средний Урал) локализовано более 22% запасов. В единственном в стране стратиформном (медистые песчаники) Удоканском месторождении, расположенном в Читинской области, заключено более 23% балансовых запасов. По содержанию меди в рудах российские месторождения сравнимы с зарубежными аналогами и зачастую, кроме меди, содержат такие ценные компоненты, как никель, кобальт, платиноиды, золото, серебро, цинк и др.

Государственным балансом запасов России учтено 144 медных и медьсодержащих месторождения, из них два техногенных. Тринадцать из учитываемых объектов заключают только забалансовые запасы.

Рисунок 2. Распределение балансовых запасов меди по субъектам РФ, тыс.т. (http://www.mineral.ru)

Месторождения меди с запасами более 10 млн т относятся к уникальным. Крупные месторождения имеют запасы от 3 до 5, средние — от 0,5 до 3, мелкие — менее 0,5 млн т. Богатые руды содержат более 2% меди, рядовые— 1—2%, бедные— менее 1 %. Среднее содержание меди в добываемых рудах в настоящее время составляет 1 — 0,8 %. Руды медных месторождений в большей части комплексные, при этом до 80 % меди извлекается из сульфидных руд. Остальное приходится на карбонаты, оксиды, силикаты и самородную медь. Всего из руд различных типов извлекается более 13 компонентов, доля попутной продукции в суммарной стоимости сырья составляет 40 — 50%.

Основу минерально-сырьевой базы составляют следующие главные геолого-промышленные типы месторождений: молибден-меднопорфировый, медноколчеданный, медно-цинковоколчеданный, медистых песчаников и сланцев и сульфидный медноникелевый. На их долю приходится более 90 % всех запасов меди. В минерально-сырьевой базе России главное значение имеют месторождения следующих типов: сульфидные медно-никелевые, молибден-меднопорфировые, медно-цинковоколчеданные и медистых песчаников и сланцев.

Общие запасы меди в 58 зарубежных странах превышают 890 млн т, в том числе подтвержденные — более 650 млн т.

Применение меди.

  1. В электротехнике

Из-за низкого удельного сопротивления (уступает лишь серебру, удельное сопротивление при 20 °C 0,01724-0,0180 мкОм•м), медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках энергосберегающих электроприводов (быт: электродвигателях) и силовых трансформаторов. Для этих целей металл должен быть очень чистый: примеси резко снижают электрическую проводимость. Например, присутствие в меди 0,02 % алюминия снижает её электрическую проводимость почти на 10 %.

  1. Теплообмен

Система охлаждения из меди на тепловых трубках в ноутбуке. Другое полезное качество меди — высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах, теплообменниках, к числу которых относятся и широко известные радиаторы охлаждения, кондиционирования и отопления, компьютерных кулерах, тепловых трубках.

  1. Для производства труб

В связи с высокой механической прочностью, но одновременно пригодностью для механической обработки, медные бесшовные трубы круглого сечения получили широкое применение для транспортировки жидкостей и газов: во внутренних системах водоснабжения, отопления, газоснабжения, системах кондиционирования и холодильных агрегатах. В ряде стран трубы из меди являются основным материалом, применяемым для этих целей: во Франции, Великобритании и Австралии для газоснабжения зданий, в Великобритании, США, Швеции и Гонконге для водоснабжения, в Великобритании и Швеции для отопления. В России производство водогазопроводных труб из меди нормируется национальным стандартом ГОСТ Р 52318-2005, а применение в этом качестве федеральным Сводом Правил СП 40-108-2004. Кроме того, трубопроводы из меди и сплавов меди широко используются в судостроении и энергетике для транспортировки жидкостей и пара.

  1. Сплавы

В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми широко распространёнными из которых являются упоминавшиеся выше бронза и латунь. Оба сплава являются общими названиями для целого семейства материалов, в которые помимо олова и цинка могут входить никель, висмут и другие металлы. Например, в состав так называемого пушечного металла, который в XVI—XVIII вв. действительно использовался для изготовления артиллерийских орудий, входят все три основных металла — медь, олово, цинк; рецептура менялась от времени и места изготовления орудия. В наше время находит применение в военном деле в кумулятивных боеприпасах благодаря высокой пластичности, большое количество латуни идёт на изготовление оружейных гильз. Для деталей машин используют сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, кремнием и др. (а не чистую медь) из-за их большей прочности: 30—40 кгс/мм² у сплавов и 25-29 кгс/мм² у технически чистой меди. Медные сплавы (кроме бериллиевой бронзы и некоторых алюминиевых бронз) не принимают термической обработки, и их механические свойства и износостойкость определяются химическим составом и его влиянием на структуру. Модуль упругости медных сплавов (900—12000 кгс/мм² ниже, чем у стали).

Основное преимущество медных сплавов — низкий коэффициент трения (что делает особенно рациональным применением их в парах скольжения), сочетающийся для многих сплавов с высокой пластичностью и хорошей стойкостью против коррозии в ряде агрессивных сред и хорошей электропроводностью. Величина коэффициента трения практически одинакова у всех медных сплавов, тогда как механические свойства и износостойкость, а также поведение в условиях коррозии зависят от состава сплавов, а следовательно, от структуры. Прочность выше у двухфазных сплавов, а пластичность у однофазных. Медноникелевый сплав (мельхиор) используются для чеканки разменной монеты. Медноникелевые сплавы, в том числе и так называемый «адмиралтейский» сплав, широко используются в судостроении и областях применения, связанных с возможностью агрессивного воздействия морской воды из-за образцовой коррозионной устойчивости. Медь является важным компонентом твёрдых припоев — сплавов с температурой плавления 590—880 градусов Цельсия, обладающих хорошей адгезией к большинству металлов, и применяющихся для прочного соединения разнообразных металлических деталей, особенно, из разнородных металлов, от трубопроводной арматуры до жидкостных ракетных двигателей

Дюраль (дюралюминий) определяют, как сплав алюминия и меди (меди в дюрали 4,4 %).

В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото — очень мягкий металл и нестойко к этим механическим воздействиям.

Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди YBa2Cu3O7-δ, который является основой для получения высокотемпературных сверхпроводников. Медь применяется для производства медно-окисных гальванических элементов и батарей.

  1. Другие сферы применения:

Медь — самый широко употребляемый катализатор полимеризации ацетилена. Из-за этого трубопроводы из меди для транспортировки ацетилена можно применять только при содержании меди в сплаве материала труб не более 64 %.

Широко применяется медь в архитектуре. Кровли и фасады из тонкой листовой меди из-за автозатухания процесса коррозии медного листа служат безаварийно по 100—150 лет. В России использование медного листа для кровель и фасадов нормируется федеральным Сводом Правил СП 31-116-2006.

Прогнозируемым новым массовым применением меди обещает стать её применение в качестве бактерицидных поверхностей в лечебных учреждениях для снижения внутрибольничного бактериопереноса: дверей, ручек, водозапорной арматуры, перил, поручней кроватей, столешниц — всех поверхностей, к которым прикасается рука человека.

  1. Добыча медной руды.

Способы добычи.

Этот металл встречается в природе в самородном виде чаще, чем золото, серебро и железо. Сплав меди с оловом получили впервые за 3000 лет до н. э. на Ближнем Востоке. Бронза привлекала людей прочностью и хорошей ковкостью, что делало её пригодной для изготовления орудий труда и охоты, посуды, украшений. Все эти предметы находят в археологических раскопах.

Первоначально медь добывали из малахитовой руды, а не из сульфидной, так как она не требует предварительного обжига. Для этого смесь руды и угля помещали в глиняный сосуд, сосуд ставили в небольшую яму, а смесь поджигали. Выделяющийся угарный газ восстанавливал малахит до свободной меди.

Добычу меди называют прабабушкой металлургии. Её добыча и выплавка были налажены ещё в Древнем Египте, во времена фараона Рамзеса II. Древние египтяне нагнетали воздух в плавильные печи с помощью мехов, а древесный уголь получали из акации и финиковой пальмы. Они выплавили около 100 т чистой меди. На территории России и сопредельных стран медные рудники появились за два тысячелетия до н. э. Остатки их находят на Урале, в Закавказье, на Украине, в Сибири, на Алтае.