Basiskennis van koper
Koper is het vroegste metaal dat door mensen wordt gebruikt. Al in de prehistorie begonnen mensen open kopermijnen te delven en gebruikten ze het verkregen koper om wapens, gereedschappen en andere gebruiksvoorwerpen te maken. Het gebruik van koper heeft een diepgaande invloed op de vooruitgang van de vroege menselijke beschaving. Koper is een metaal dat voorkomt in de aardkorst en de oceaan. Het kopergehalte in de aardkorst bedraagt ongeveer 0,01%, en in sommige koperafzettingen kan het kopergehalte oplopen tot 3-5%. Het grootste deel van het koper in de natuur bestaat als verbindingen, namelijk kopermineralen. Kopermineralen aggregeren met andere mineralen om kopererts te vormen. Het gewonnen kopererts wordt na verrijking een koperconcentraat met een hoog kopergehalte.
1. Eigenschappen
Koper heeft goede fysische en chemische eigenschappen, zoals elektrische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid, corrosieweerstand en ductiliteit. De elektrische geleidbaarheid en thermische geleidbaarheid komen op de tweede plaats na zilver. Zuiver koper kan tot zeer fijne koperdraden worden getrokken en tot zeer dunne koperfolie worden verwerkt. De verse dwarsdoorsnede van puur koper is rozerood, maar nadat de koperoxidefilm op het oppervlak is gevormd, is het uiterlijk paarsrood, daarom wordt het vaak rood koper genoemd.
Naast puur koper kan koper worden gecombineerd met tin, zink, nikkel en andere metalen om legeringen te vormen met verschillende eigenschappen, namelijk brons, messing en wit koper.
Het toevoegen van zink aan puur koper (99,99%) wordt messing genoemd. Gewone koperen buizen met 80% koper en 20% zink worden bijvoorbeeld gebruikt in condensors van energiecentrales en autoradiatoren; het toevoegen van nikkel wordt wit koper genoemd en de rest wordt brons genoemd. Met uitzondering van zink en nikkel worden alle koperlegeringen met andere metalen elementen brons genoemd. Ze worden genoemd welke elementen worden toegevoegd. De belangrijkste bronssoorten zijn tinfosforbrons en berylliumbrons. Tinbrons heeft bijvoorbeeld in mijn land een zeer lange toepassingsgeschiedenis en wordt gebruikt voor het gieten van klokken, statieven, muziekinstrumenten en offergerei. Tinbrons kan ook worden gebruikt als lagers, bussen en slijtvaste onderdelen.
Anders dan de geleidbaarheid van puur koper, kan met behulp van legering de sterkte en corrosieweerstand van koper aanzienlijk worden verbeterd. Sommige van deze legeringen zijn slijtvast en hebben goede gieteigenschappen, terwijl andere goede mechanische eigenschappen en corrosiebestendigheid hebben.
2. Gebruik
Vanwege de bovengenoemde uitstekende eigenschappen heeft koper een breed scala aan toepassingen in de industrie. Inclusief de elektrische industrie, machinebouw, transport, bouw en andere aspecten. Momenteel wordt koper voornamelijk gebruikt in de elektrische en elektronische industrie voor de productie van draden, communicatiekabels en andere eindproducten zoals motoren, generatorrotoren en elektronische instrumenten en meters, enz. Dit deel van het verbruik is goed voor ongeveer de helft van de totale consumptie. totale industriële vraag. Koper en koperlegeringen nemen een belangrijke plaats in in computerchips, geïntegreerde schakelingen, transistors, printplaten en andere apparatuur en apparaten. Transistorleidingen gebruiken bijvoorbeeld zeer geleidende en zeer thermisch geleidende chroom-zirkonium-koperlegeringen. Onlangs heeft IBM, een internationaal gerenommeerd computerbedrijf, koper gebruikt ter vervanging van aluminium in siliciumchips, wat de nieuwste doorbraak markeert in de toepassing van het oudste metaal van de mensheid in halfgeleidertechnologie.
Halverwege-1980 was de elektriciteitsindustrie verantwoordelijk voor het grootste deel van de consumptie van geraffineerd koper in de Verenigde Staten, Japan en West-Europese landen, en China was daarop geen uitzondering.
Sinds de jaren negentig is het gebruik van koper voor leidingen in de bouwsector dramatisch toegenomen en is het de grootste koperconsument in het buitenland geworden. Volgens een rapport gepubliceerd door de Copper Development Association (CDA) in New York: In 1997 was de bouwsector nog steeds de grootste eindgebruiksmarkt voor koperproducten in de Verenigde Staten. De bouwsector maakt vaak gebruik van de corrosieweerstand van koper om waterleidingen, daken en andere wateraan- en afvoervoorzieningen te vervaardigen. Daarnaast wordt het vanwege zijn mooie uitstraling ook gebruikt in de bouwdecoratie. Het gebruik van koper in de bouwsector neemt de eerste plaats in in het totale verbruik van koperproducten in de Verenigde Staten. Volgens interne statistieken van de China Nonferrous Metals Group was de elektriciteitsindustrie (inclusief draden en kabels) in 1997 goed voor 77,7% van de koperconsumptie in mijn land en werd daarmee de grootste markt voor koper. Met de snelle ontwikkeling van wetenschap en technologie breidt het toepassingsbereik van koper zich uit en begint koper een rol te spelen in de geneeskunde, biologie, supergeleiding en het milieu. Als polyurethaan-kunststofschuim bijvoorbeeld koper of koperoxide bevat, kan dit het dodelijke giftige gas dat vrijkomt bij de verbranding van dit plastic aanzienlijk verminderen: waterstofcyanide (HCN). Een grote hoeveelheid onderzoeksgegevens bewijst dat de bacteriedodende werking van koper de verspreiding van longontstekingsbacteriën effectief kan verminderen, de bacteriegroei kan remmen en het drinkwater schoon en hygiënisch kan houden. Daarom zullen de toekomstige ontwikkelingsvooruitzichten van koperen leidingen in de binnenlandse bouwsector zeer breed zijn.
3. Koperreserves:
De kopervoorraden in de wereld zijn relatief rijk. Volgens statistieken van het Amerikaanse Bureau of Mines uit 1995 bedragen de kopermetaalreserves in de wereld 310 miljoen ton en bedraagt de reservebasis 590 miljoen ton. De landen met de grootste kopervoorraden zijn Chili en de Verenigde Staten, goed voor respectievelijk 23,7% en 15,3% van de mondiale reservebasis, gevolgd door Polen 15%, Zambia 6%, Rusland 5%, Zaïre 5% en Peru 4%. , Canada 4% en Australië 4%.
De industriële typen kopermijnen ter wereld zijn onderverdeeld in negen categorieën: porfiertype, zandsteenschalietype, koper-nikkelsulfidetype, pyriettype, koper-uranium-goudtype, natuurlijk kopertype, adertype, carbonaattype en skarn. type. De eerste vier categorieën zijn de belangrijkste en vertegenwoordigen 96% van de totale koperreserves in de wereld, waarvan porfier- en zandsteenschaliemijnen respectievelijk 55% en 29% voor hun rekening nemen. Er zijn ongeveer 60 gigantische kopermijnen met koperreserves van meer dan 5 miljoen ton in de wereld, waarvan porfiermijnen goed zijn voor 38 en zandsteenschaliemijnen voor 15, goed voor 88% van de gigantische kopermijnen in totaal. Er zijn zeer weinig bronnen van koperconcentraat beschikbaar voor mijnbouw in China. Momenteel zijn de belangrijkste kopermijnen de Dexing-kopermijn in Jiangxi, de Yulong-kopermijn in Tibet, de Yulong-kopermijn en de onlangs ontdekte Ashele-kopermijn in Xinjiang. 4. Kopersmeltproces Het kopererts dat uit de kopermijn wordt gewonnen, wordt na verrijking koperconcentraat of koperertszand met een hogere koperkwaliteit. Het koperconcentraat moet worden gesmolten en gewonnen voordat het geraffineerd koper en koperproducten kan worden. Momenteel zijn er twee belangrijke manieren om koper in de wereld te smelten: pyrometallurgie en hydrometallurgie (SX-EX) 1. Brandmethode:
Kathodekoper, ook wel elektrolytisch koper genoemd, wordt geproduceerd door smelten en elektrolytische raffinage, wat over het algemeen geschikt is voor hoogwaardige kopersulfide-ertsen.
Naast koperconcentraat is koperschroot een van de belangrijkste grondstoffen voor geraffineerd koper, waaronder oud koperschroot en nieuw koperschroot. Oud koperafval is afkomstig van oude apparatuur en
oude machines, verlaten gebouwen en ondergrondse leidingen; nieuw koperschroot is afkomstig van koperschroot dat wordt weggegooid door verwerkingsfabrieken (de productieratio van kopermaterialen bedraagt ongeveer 50%). Over het algemeen is het aanbod van koperschroot relatief stabiel. Koperschroot kan worden onderverdeeld in: kaal koperschroot: kwaliteit boven 90%; geel koperschroot (draad): koperhoudende materialen (oude motoren, printplaten);
Koper geproduceerd uit koperschroot en andere soortgelijke materialen wordt ook wel gerecycled koper genoemd.
2. Natte methode:
Een schip is geschikt voor laagwaardig koperoxide en het geproduceerde geraffineerde koper heet elektrolytisch koper.
Het natte smeltproces is:
3. Kenmerken van de twee processen van pyrometallurgie en hydrometallurgie
Als we de twee koperproductieprocessen, pyrometallurgie en hydrometallurgie, vergelijken, zijn er de volgende kenmerken:
(1) De smeltapparatuur van laatstgenoemde is eenvoudiger, maar het gehalte aan onzuiverheden is hoger, wat een gunstige aanvulling is op de eerste.
(2) Dit laatste heeft beperkingen en is afhankelijk van de kwaliteit en het type erts.
(3) De kosten van de eerste bedragen ongeveer 70-80 cent/pond (ongeveer 1540-1760 US dollars/ton), terwijl de kosten van de laatste slechts 30-40 cent/pond bedragen (ongeveer { {4}} Amerikaanse dollars/ton).
Het is duidelijk dat hydrometallurgietechnologie aanzienlijke voordelen heeft, maar het toepassingsgebied ervan is beperkt. Niet alle kopermijnen kunnen met dit proces worden gesmolten. Door technologische verbeteringen hebben steeds meer landen, waaronder de Verenigde Staten, Chili, Canada, Australië, Mexico en Peru, dit proces de afgelopen jaren echter op steeds meer kopermijnen toegepast. De verbetering van de hydrometallurgietechnologie en de bevordering van de toepassing ervan hebben de productiekosten van koper verlaagd, de productiecapaciteit van kopermijnen vergroot, het aanbod van sociale hulpbronnen op korte termijn vergroot, een relatief overschot van het totale sociale aanbod veroorzaakt en een trekkende werking op de prijzen. In 1997 daalde de futuresprijs van koper van het hoogtepunt van 2.600 dollar per ton in 1996 tot ongeveer 1.600 dollar per ton in november 1998. Dit houdt rechtstreeks verband met het feit dat het aandeel van hydrometallurgische processen sterk is toegenomen, wat heeft geresulteerd in er wordt een grote hoeveelheid goedkoop koper op de markt gebracht. Omdat de gemiddelde productiekosten van koper momenteel tussen de 1.400 en 1.600 dollar per ton (64-73 cent per pond) liggen, is de daling van de futuresprijzen een redelijk herstel van de prijzen naar waarde. Naarmate het aandeel ervan in het smeltproces blijft toenemen, zal de prijsontwikkeling van koper steeds diepgaander worden beïnvloed. Volgens rapporten bedragen de huidige minimumkosten voor het hydrometallurgisch smelten van koper slechts 20 cent per pond (equivalent aan 450 US dollar per ton), de hoogste 77 cent per pound (equivalent aan 1.697,5 US dollar per ton), en het gemiddelde ligt rond de 1.697,5 US dollar per ton. minder dan 50 cent per pond (equivalent aan 1.100 Amerikaanse dollar per ton). Er moet op worden gewezen dat in 1995 de gemiddelde productiekosten van het nat smelten van koper slechts 39 cent per pond bedroegen. Onlangs zijn de gemiddelde productiekosten van het nat smelten van koper gestegen, voornamelijk omdat het natte kopersmeltproces is uitgebreid naar de behandeling van kopersulfidemineralen. Het natte kopersmeltproces is geschikter voor de behandeling van koperoxidemineralen en arme ertsen, terwijl bij de behandeling van sulfidemineralen en rijkere ertsen, of wanneer de mijn zich in een koud gebied bevindt, de productiekosten van de natte kopersmelttechnologie ook hoger zijn, meestal boven de 50 cent per pond. China begon in de jaren zeventig de technologie voor het winnen van koper uit laagwaardige koperertsen te bestuderen. In 1983 werd de eerste natte kopersmelterij opgericht, met een jaarlijkse productie van 120 ton. Onlangs zijn er, als gevolg van de introductie van uitstekende buitenlandse koperextractors en de ontwikkeling van de lokale koperindustrie, tientallen kleine natte smelters gebouwd, variërend van een paar honderd tot 2,000 ton, maar de jaarlijkse productie van koper bedraagt slechts 15,000 ton, wat verre van genoeg is vergeleken met de jaarlijkse productie van 1 miljoen ton geraffineerd koper in mijn land. Momenteel bedragen de productiekosten van koper in mijn land ongeveer 18.500 yuan, veel hoger dan het wereldgemiddelde van 1.477 dollar (67 cent). Tijdens de "95"-periode noemden de State Planning Commission en China Nonferrous Metals Industry Corporation het hydrometallurgische project als een belangrijk onderzoeksproject en bouwden ze verschillende demonstratiefabrieken in de Dexing Copper Mine, Yulong Copper Mine, Daye Tonglushan Copper Mine en andere plaatsen. Na enkele jaren van hard werken zal de hydrometallurgische technologie van mijn land tegen het einde van deze eeuw naar schatting een aanzienlijke ontwikkeling hebben doorgemaakt, en wordt de jaarlijkse productiecapaciteit geschat op meer dan 50,000 ton. Volgens statistieken vertegenwoordigde de productie van geraffineerd koper uit de hydrometallurgische kopersmelterij in 1980 2,5% van de mondiale productie van geraffineerd koper, en dit aandeel steeg tot 10% in 1994 en 18% in 1997. Verwacht wordt dat het aandeel hydrometallurgisch koper de productie zal uiteindelijk stijgen tot tussen de 25-35%.
