Медь известна человеку с древнейших времен, ее научились добывать и использовать для создания орудий, посуды украшений. Популярность этого металла сегодня обусловлена высокой электропроводимостью. Поэтому его используют в изготовлении кабелей, электропроводов, в промышленности, электротехнике.
Славянские украшения из меди
В России добыча меди осуществляется постоянно, не прекращаясь, открываются новые рудники, совершенствуются технологии обработки руды.
Геологические особенности добычи
Медь не содержится в земной коре в чистом виде, она является одной из составляющих руды. Выделяют несколько видов медьсодержащих минералов:
Халькозин
- халькозин, его еще называют медным блеском, это минерал, в состав которого, кроме меди, входит сера, иногда серебро. Такая руда считается богатой, поскольку в ней содержится до 79% чистого металла.;
- халькопирит – минерал, содержащий медь, железо и серу, это наиболее распространенная в природе руда, в основном все производство ведется на основе разработки халькопиритовых (колчеданных) месторождений;
- куприт – это минеральная руда с самым высоким содержанием металла, но в природе встречается редко, а обнаружить месторождение считается большой удачей.
Поскольку добыча меди осуществлялась с древнейших времен месторождения заметно истощились. Если ранее считалось нормой содержание медной руды в почве свыше 5%, то сегодня активно разрабатываются рудники с содержанием от 0,5%.
Халькопирит
Это говорит не только об истощении породы, но и о высоких технологиях обработки руды и разнообразии способов обогащения, в результате чего из руды можно извлечь максимум металла.
География медных месторождений довольно обширна, они присутствуют на всех континентах. По подсчетам специалистов во всех разведанных на сегодняшний день местах можно добыть 5 миллиардов тонн. Это невысокий показатель, но он совсем не говорит об исчезновении металла.
Большую роль играет вторичная обработка меди. Этот металл легко поддаётся плавлению, его просто выделить из различных сплавов, поэтому широко развита отрасль переработки медных изделий.
Повторная плавка осуществляется с незначительными потерями, при этом затрачивается в несколько раз меньше ресурсов (трудовых, энергетических, материальных), чем при добыче.
Итак, медь. Что по ценам?
Ещё весной прошлого года Всемирный банк представил публике доклад, согласно которому к середине XXI века добыча определённой категории металлов (и в том числе меди) может увеличиться в 5 раз, чтобы удовлетворить спрос на чистые энергетические технологии.
По мнению Международного энергетического агентства, уже к 2040 году медь, никель и графит окажутся в числе доминирующих металлов и минералов, и по сравнению с нынешними временами спрос на то самое «новое золото» вырастет более чем в 2,5 раза, а значит, вырастет и его стоимость.
Цена меди на бирже металлов
В 2022 году, согласно докладу коммерческого директора Владимира Логинова, некоторые аналитики предрекали меди плавное снижение стоимости до $7 тыс. за тонну в ближайшую пятилетку. Причиной тому значился профицит, ожидаемый на рынке с 2022 года, ужесточение денежно-финансовой политики США и медленное развитие экономики Китая.
По состоянию на 27 января 2022 года 1 тонна меди стоит около $9 850, притом, что год назад этот показатель равнялся $7 868, а максимальное за 2022 год значение превысило $10 786 — и это рекордная сумма для этого вида металла.
Один из ведущих в России , объясняет этот рост целым комплексом социально-экономических факторов, среди которых глобальное восстановление экономики после пандемийного спада и всемирная вакцинация населения.
При этом эксперты не исключают, что в наступившем 2022 году из-за роста производства в основных «медных» странах рынок может вернуться к профициту, однако вряд ли он окажется затяжным. В долгосрочной перспективе, учитывая грядущий энергопереход и масштабные инвестиции в электрификацию транспорта, спрос на медь будет набирать обороты.
Медь в 2022 году на мировом рынке
По данным журнала «Вестник Золотопромышленника», мировая добыча меди показала высочайшие темпы роста, за 30 лет шагнув от 9,14 млн т в 1991 году до 20,6 млн т в 2020-м.
Самыми крупными запасами меди на планете обладает Латинская Америка, и именно поэтому страны этого континента занимают главные позиции в сфере добычи «нового золота».
На Чили и Перу приходится около 40% всей добытой мировым сообществом меди, они же являются главными экспортёрами этого металла: по данным статистического портала World’s Top Exports, на указанные страны приходится 30 и 15,8% мирового экспорта соответственно. Кроме них, в первую пятёрку экспортёров входят Австралия, Канада и Мексика. Всего на долю топ-5 приходится около 70% экспортируемой меди.
Фото: @radragon, unsplash.com
Кто же является главным потребителем «металла будущего»? Вне всяких сомнений, Китай. На долю Поднебесной приходится порядка 40% всего мирового спроса, хотя за последний год китайское потребление меди немного стагнировало.
Так, буквально на днях Национальное бюро статистики КНР опубликовало подсчёты, согласно которым производство готовой медной продукции в этой стране по сравнению с прошлым годом снизилось почти на 1% и в итоге составило 21,24 млн т.
Основные медные месторождения в России
Как это делается: добыча меди
По доказанным запасам металла в недрах России, она занимает 7 место, при этом имеет лишь 3% (20 миллионов тонн) от общего объема медных залежей. По объемам добычи Россия также на седьмом месте, но дает 4% от общемирового объема.
Экспорт меди из стран лидеров по добычи меди
Самые крупные месторождения сосредоточены в Таймырском административном округе, среди них активно разрабатываются:
- Норильск-1;
- Октябрьское;
- Талнахское.
В приволжском и Уральском федеральных округах также имеются активные месторождения:
- Учалинское;
- Сибайское;
- Гайское;
- Юбилейное –недавно обнаруженное и на сегодняшний день его только готовят к разработке;
- Подольское – имеет большие залежи медной руды – законсервировано и находится в государственном резерве.
Богата медью и Читинская область, здесь расположено одно из крупнейших месторождений не только в России, но и в мире – Удоканское месторождение. Здесь ежегодно добывают порядка 15 миллион тонн, но оно в данный момент разрабатывается не на полную мощность, причиной тому является отсутствие инфраструктуры.
Запасы меди
Нет хорошего транспортного сообщения, значительная удаленность от перерабатывающих и обогатительных заводов. В ближайшее время «Металлоинвест» – компания, владеющая правом разрабатывать Удоканское месторождение, планирует увеличить объемы добычи вдвое.
Экономический смысл в мероприятиях по созданию развернутой инфраструктуры есть – Удоканское месторождение представляет в большей части медные песчаники, которые имеют практически монометаллический состав с незначительными примесями серебра, что значительно упрощает процесс обогащения.
Глубина различных рудников страны
Талнахский рудник расположен в северо-западной части Сибирской платформы. Он также относится к крупнейшим месторождениям России по объемам медной руды, особенностью которой является постоянство состава с преобладанием халькопирита.
Медь извлекают из руды, сульфидов железа и меди
Добыча здесь осуществляется подземным способом, общая протяженность шахт составляет 12 км, а наибольшая ширина зафиксирована в 3,5 км. Параллельно с медью на этом месторождении добывают никель.
Одно из старейших месторождений в России, которое начали разрабатывать промышленным способом – Дегтярское. Оно расположено на Уральском хребте, в промышленной разработке с 1914 года, хотя разведано было еще в 1888 году.
В настоящее время разработка его приостановлена из-за невысокого содержания металла в руде, однако, по оценкам, медоносная руда здесь еще не выработана. Но поскольку разработка этого рудника ведется подземным способом, а он довольно дорогой, то в настоящий момент шахты не рентабельны.
Проблемы развития медной промышленности и пути решения
Ключевая проблема одна, и она в равной мере касается любой из стран десятки и любой страны, где ведется добыча полезных ископаемых: истощение сырьевой базы.
Рудные запасы снижаются, потребление растет – для предприятий медной отрасли это создает не просто проблемы, а прямую угрозу существования. Не говоря уже о росте импортозависимости местной промышленности от иностранных поставок по более высоким, чем у отечественных производителей, ценам.
Решить проблему смогут лишь разработка и освоение новых месторождений, строительство обогатительных высокотехнологичных предприятий.
Что предпринимают российские медные короли? «Российская газета» в конце 2017-го в одном из номеров информирует читателя:
«В России готовятся к разработке четыре крупных медных месторождения. У них много общего: они сложны геологически и технологически, рассчитаны на тридцать и более лет работы, за каждым внимательно смотрят как региональные, так и федеральные власти».
Проекты по разработке месторождений
- Быстринский ГОК (Норникель).
Проект в Забайкальском крае с годовой производительностью в 10 млн тонн руды в год ближе других находится к запуску. Рассчитан он на 34 года.
Рис. 7. Карьер «Верхне-Ильдиканский» на территории Быстринского ГОКА Источник: сайт visualrian.ru - Томинский ГОК.
В планах РМК увеличение производительности комбинатовского рудника с 14 до 28 млн тонн. Планируется рост запасов на двух месторождениях, Томинское и Калиновское, с 434 до 600 млн тонн. Вся руда будет проходить обработку на обогатительной фабрике.Компания планирует начать добычу уже в 2018-м, а к 2022-му предприятие должно выйти на полную мощность.
- Удоканский проект.
РМК планирует поучаствовать в нем, о чем продолжаются переговоры с «Металоинвестом». Ресурсы месторождения оцениваются в 26,7 млн тонн меди. Более того, в удоканской руде содержится почти миллиард унций попутного серебра.По оценкам, объем производства за 40 лет должен составить 14,9 млн тонн 45процентного концентрата.
- Баимская площадь и Песчанка.
«Норникель» уже в конце 2016 года выделил средства, чтобы была проведена разработка ТЭО и проектная документация на инфраструктурные объекты.Ожидается, что объем выпуска медного концентрата — порядка 500 тыс. тонн.
Если проекты будут реализованы вовремя, а цены не будут падать слишком низко, их владельцы смогут заработать на хорошей конъюнктуре («РГ»).
А пока все риски компании вынуждены принимать на себя.
Как осуществляется процесс добычи медной руды
В зависимости от того на какой глубине расположены залежи медной руды, процесс добычи может осуществляться разными способами: подземным и открытым.
Сплавы меди в различных местах добычи
Подземный предусматривает строительство шахт, которые глубоко уходят под землю, а их протяженность иногда достигает нескольких километров. Шахты оборудуются лифтами-клетями, осуществляющими доставку работников и техники под землю, а также служат подъемным механизмом для добытой руды на поверхность.
Под землей порода разрушается специальным буровыми механизмами, которые оснащены большими конусообразными шипами, они врезаются в почву, разрушая ее. Затем с помощью ковшей происходит забор породы и ее погрузка на транспортные средства.
Для обеспечения безопасной эксплуатации под землей создаются промежуточные станции для шахтеров, и наземные сооружения – вышки, которые обеспечивают работу лифтов. После доставки породы на поверхность ее направляют на обогатительные и перерабатывающие комбинаты.
Расположение медных рудников в мире
Открытый способ добычи используется, когда залежи расположены глубоко, до 400 — 500 метров. Вначале снимается верхний слой пустой породы, затем происходит выемка медной руды. Это достаточно твердый слой и для облегчения процесса применяют взрывные устройства.
Буровыми установками взрывчатка закладывается на определенную глубину, после осуществления взрыва, разрушенную породу грузят с помощью экскаваторов на самосвалы и вывозят из карьера. Недалеко от карьера располагается станции переработки руды, которую сюда доставляю самосвалы. Дальнейшая обработка горной породы осуществляется стандартным способом, который используется также и для руды, добытой подземным способом.
Как осуществляется производство меди
После добычи медной руды ее доставляют на обогатительный комбинат, где на первом этапе осуществляют ее дробление, поскольку иногда куски пород достигают одного метра. Происходит это на мощных дробильных аппаратах, которые способны обработать до 4 тысяч тонн породы в час.
Упрощенная схема переработки медной руды
Гирационная установка состоит из двух конусов, один из которых неподвижен, и имеет широкие плиты, выполненные из высокопрочной стали. На выходе из дробилки получается мелкофракционная руда, до 150 мм, которая затем направляется по конвейеру в рудное хранилище или на производство.
Дальнейшее обогащение меди включает еще два этапа измельчения в огромных мельницах, оттуда направляется во флотационные машины, которые имеют рабочий объем чаши до 300 м3. Здесь породу смешивают с водой и специальным реагентом, способствующим образованию пульпы – пены к которой прилипает металл, а пустая порода оседает.
Под воздействием потока воздуха пузырьки с металлическими частицами выдуваются из жидкости и направляются в промежуточный бункер, там они лопаются и металл оседает. Затем состав попадает в сгустители, где накапливается и сгущается до практически твердого вещества (до 65%), после этого направляется на фильтрацию и в прессовую установку.
По окончании цикла обогащения получается очищенная руда, которая своей консистенцией похожа на песок. Далее, производство осуществляется уже на металлургических заводах. Из подготовленной руды, которая все еще содержит большой процент серы (до 50%) и других металлов: золота, серебра, железа, необходимо с наименьшими потерями извлечь медь и драгоценные металлы.
Для этого используют пирометаллургический метод, который предусматривает три этапа:
Структура медной катанки
- плавку на штейн:
- конвертирование штейна;
- электролитическое рафинирование.
Производство начинается с обжига руды в печах, при этом часть серы окисляется, а часть удаляется с газами. Штейн-плавка осуществляется при температуре до 1300о, в результате получается два продукта – сплав железа с медью (штейн) и шлак.
После штейн направляется в конвертные установки, где жидкий сплав продувается сжатым воздухом, под таким воздействием образуется закись железа, которая взаимодействует со флюсом и удаляется из состава. В результате получается черновая медь, состав которой еще включает до 1,5% примесей (в основном остаются драгоценные металлы), их можно удалить электролитическим рафинированием.
Производство осуществляется в специальных ваннах, куда помещают катоды – тонкие листы чистой меди, аноды и сернокислую кислоту, выступающую электролитом. При подаче электрического тока частицы меди собираются на катоде, а золотые и серебряные оседают на дне, их называют шлам. На выходе получается чистейший металл с минимальной долей примесей – до 0,05%.
