Įvadas

Kiekvieną kartą, kai įjungiate šviesą, naudojate prietaisą namuose ar atsukate čiaupą, elektrą ar vandenį jums tiekia varis. Todėl varis yra labai svarbus metalas žmonėms ir turi daugiau naudingų savybių nei tikriausiai bet kuris kitas metalas.

Vidutiniame šeimos name yra daugiau nei 90 kilogramų vario: 40 kg elektros laidų, 30 kg santechnikos, 15 kg statybinės įrangos, 9 kg viduje elektros prietaisų ir 5 kg žalvario gaminių. Boeing 747-200 reaktyviniame lėktuve yra apie 1,8 tonos vario. Laisvės statuloje Niujorke yra daugiau nei 27 tonos vario.

3 / 7

Varinės vielos ritė.

Savybės

Varis yra vienintelis gamtoje esantis metalas, išskyrus auksą, turintis savitą spalvą. Kaip ir auksas ir sidabras, varis yra puikus šilumos ir elektros laidininkas. Jis taip pat yra labai lankstus ir lankstus. Varis taip pat atsparus korozijai (nelabai lengvai rūdija). Varis yra minkštas, bet kietas. Jis lengvai maišomas su kitais metalais, kad susidarytų lydiniai, tokie kaip bronza ir žalvaris. Bronza yra alavo ir vario lydinys, o žalvaris yra cinko ir vario lydinys. Varis ir žalvaris yra lengvai perdirbami, galbūt 70 % dabar naudojamo vario buvo perdirbta bent kartą.

Vario savybės

Naudoja

Šiandien varis, kadangi jis yra geras elektros laidininkas, naudojamas elektros generatoriuose ir elektros instaliacijos varikliuose bei elektroninėse prekėse, pavyzdžiui, radijo imtuvuose ir televizoriuose. Varis taip pat gerai praleidžia šilumą, todėl naudojamas automobilių radiatoriuose, oro kondicionieriuose ir namų šildymo sistemose.

Kadangi varis lengvai nerūdija, jis taip pat naudojamas vandens vamzdžiams. Jo lankstumas reiškia, kad varinius vamzdžius galima sulenkti taip, kad jie lengvai aplenktų kampus ir nesulūžtų.

Vario sulfatas naudojamas kaip fungicidas, kad augalų šaknys neužkimštų kanalizacijos ir kanalizacijos sistemų. Apdorotos medienos melsvai žalia spalva atsiranda dėl vario naftanato ir vario-chromo arsenato, kurie buvo įvesti veikiant slėgiui, siekiant apsaugoti medieną nuo gręžinių.

Varis taip pat naudojamas monetoms ir moksliniams instrumentams gaminti, taip pat dekoratyviniams tikslams.

Mobiliajame telefone yra apie 15 gramų vario, o pastaruoju metu varis pakeičia aliuminį kompiuterių lustuose.

Istorija

Varis buvo pirmasis metalas, kurį naudojo žmonės. Jį neolito žmogus atrado maždaug prieš 9000 metų ir naudojo vietoj akmens, nes jį buvo daug lengviau formuoti. Ankstyvieji vario kalviai Irane nustatė, kad kaitinant varį jis suminkštėjo, o kalant varį – dar labiau. Tokiu būdu jie galėtų paversti varį į įvairius naudingus daiktus, tokius kaip konteineriai ir indai – didelis šuolis į priekį žmonijai. Dėl gražios spalvos varis taip pat buvo patrauklus papuošalams ir papuošalams.

Yra įrodymų, kad varis buvo naudojamas nuo seniausių laikų, varinio vamzdžio gabalą, naudotą prieš 5000 metų, archeologai atkasė iš Cheopso piramidės Egipte. Maždaug 4000 m. pr. Kr. bronza (dar kietesnis lydinys) buvo atrasta sumaišius varį su nedideliu kiekiu alavo. Iš jo buvo gaminami ginklai, šarvai, įrankiai ir dekoracijos įrankiai, taigi prasidėjo vario-bronzos amžius. Nors maždaug 1000 m. pr. Kr. prasidėjus geležies amžiui, bronzinių įrankių gamyba iš esmės nutrūko, varis ir toliau buvo naudojamas kitoms jo savybėms užtikrinti. Kadangi jis yra vienas iš dviejų spalvotų metalų, dėl savo grožio jis labai pageidautinas gaminant ornamentus, o dėl atsparumo korozijai tinkamas naudoti jūroje arba šalia jos.

Galimybė sumušti varį į lakštus ir atsparumas rūdijimui padarė jį populiaria svarbių pastatų stogo medžiaga.

Vario pramonės augimas buvo glaudžiai susijęs su didėjančiu elektros energijos vartojimu. Elektros reikmenys ir toliau yra pagrindinis metalo panaudojimas, kurį galima priskirti dviem fizinėms savybėms. Jis yra puikus elektros (ir šilumos) laidininkas ir yra pakankamai lankstus, kad būtų įtrauktas į vielą ir sumuštas į lakštus, nesulaužant. Varis plačiai naudojamas vandentiekio komponentuose ir yra pagrindinė lydinių sudedamoji dalis, daugelis kurių yra kietesni, stipresni ir kietesni nei atskiri jų sudedamieji elementai. 1837 m. Charlesas Wheatstone'as ir Williamas Cooke'as užpatentavo pirmąjį elektrinį telegrafą, naudojantį varinę vielą. 1876 ​​m. Aleksandras Grahamas Bellas pirmasis panaudojo varinį telefono laidą. 1878 m. Tomas Edisonas išrado pirmąją elektros lemputę, kuriai srovę pernešė varis. Per kelerius metus dėl masinio šių dviejų išradimų naudojimo neįtikėtinai išaugo vario kasyba ir gamyba.

Formavimas

Kadangi varis lengvai reaguoja su kitomis medžiagomis, jis gali susidaryti įvairiais būdais Žemės plutoje. Jis dažnai randamas nuosėdose su kitais metalais, tokiais kaip švinas, cinkas, auksas ir sidabras.

Iki šiol didžiausias vario kiekis randamas plutoje kūnuose, vadinamuose porfyro vario nuosėdomis. Šios nuosėdos kadaise buvo didelės išlydytų uolienų masės, kurios atvėso ir sukietėjo Žemės plutoje. Jiems vėsstant išaugo kai kurie dideli kristalai, kurie vėliau buvo apsupti mažesnių kristalų, nes vėsta vis sparčiau – geologai šias uolienas vadina porfyrais. Iš pradžių varis mažomis koncentracijomis pasklido po didelę išlydytų uolienų masę. Magmai atvėsus ir pradėjus formuotis kristalams, lydalo kiekis sumažėjo. Varis liko lydaloje, vis labiau susikaupęs. Kai uola buvo beveik visiškai kieta, ji susitraukė ir įtrūko, o likęs vario turtingas skystis buvo išspaustas į plyšius, kur jis taip pat galutinai sukietėjo. Per daugelį milijonų metų šias nuosėdas dengiančios uolos išnyko ir galiausiai nuosėdos atsirado paviršiuje. Porfyro telkinių pavyzdžiai yra Cadia Hill (NSW) ir Cerro Colorado (Panama).

Vario, geležies ir sieros mišinys vadinamas chalkopiritu (CuFeS₂) arba „kvailio auksas“ ir apgavo daugelį senų laikų žvalgytojų! Australijoje chalkopiritas randamas uolienose, kurių amžius viršija 250 milijonų metų. Bornitas (Cu₅FeS₄), kovelitas (CuS) ir chalkocitas (Cu₂S) yra svarbūs vario šaltiniai pasaulyje, o daugelyje rūdos kūnų taip pat yra šiek tiek malachito (CuCO₃.Cu(OH)₂), azuritas (Cu₃(CO₃)2.Cu(OH)₂), kupritas (Cu₂O), tenoritas (CuO) ir vietinis varis. Sulfidai, iš kurių gaunama didžioji dalis visame pasaulyje pagaminamo vario, paprastai užima gilesnes dugnų dalis, kurios nebuvo veikiamos oro sąlygų. Netoli paviršiaus juos keičia oksidacija ir kiti cheminiai veiksmai, todėl susidaro oksidai ir karbonatai. Šie antriniai vario mineralai gali sudaryti turtingą rūdą daugelio telkinių viršutinėse dalyse, o dėl jiems būdingos žalios arba mėlynos spalvos net nedideli kiekiai lengvai pastebimi uolienose, kuriose jie yra. Vario turintys mineralai dažniausiai randami kartu su mineralais, kuriuose gali būti aukso, švino, cinko ir sidabro.

Ištekliai

Australijoje vario buvo pradėta ieškoti netrukus po europiečių įsikūrimo. Pirmasis didelis vario atradimas Australijoje buvo Kapundoje Pietų Australijoje 1842 m., kai Francisas Duttonas, ieškodamas dingusių avių, rado vario rūdą. Iki 1860-ųjų Pietų Australija buvo žinoma kaip „vario karalyste“, nes joje buvo vienos didžiausių vario kasyklų pasaulyje.

Jungtinių Valstijų geologijos tarnybos (USGS) duomenimis, Australija turi didelę pasaulio vario dalį ir 2016 m. užėmė 2 vietą už Čilės. Turime keletą pasaulinės reikšmės vario kasyklų, įskaitant Mt Isa vario-švino-cinko telkinį Kvinslande ir Olimpinės užtvankos vario-urano-aukso telkinį Pietų Australijoje, kuriame išgaunamos vienos didžiausių vario telkinių pasaulyje. pasaulis. Kiti svarbių vario išteklių pavyzdžiai yra Prominent Hill ir Carrapateena vario-aukso telkiniai Pietų Australijoje, Northparkes vario-aukso, CSA vario-švino-cinko ir Girilambone vario telkiniai Naujajame Pietų Velse, Ernest Henry, Osborne ir Mammoth vario telkiniai. ir vario-aukso telkiniai Selwyn Kvinslande ir vario-cinko telkiniai Golden Grove ir Nifty vario telkiniai Vakarų Australijoje.

Australijos vario telkiniai ir veikiančios kasyklos, 2022 m.
Indėlio dydis pagrįstas bendrais ištekliais (EDR + Subekonominiai demonstruojami ištekliai + Numanomi ištekliai).
Aiškumo dėlei pažymėti tik pagrindiniai arba reikšmingi telkiniai.

Kasyba

Nors dideli vario telkiniai yra kasami atviro pjovimo metodais daugelyje pagrindinių gamintojų šalių, didžioji dalis Australijoje pagaminamos vario rūdos gaunama iš požeminių kasyklų. Tradicinis metodas, naudojamas daugumoje kasyklų, apima rūdos skaldymą ir iškėlimą į paviršių smulkinti. Tada rūda smulkiai sumalama, o vario turintys sulfidiniai mineralai sukoncentruojami flotacijos būdu, kuris atskiria rūdos mineralų grūdelius nuo atliekų. Priklausomai nuo vario turinčių mineralų rūšies rūdoje ir naudojamų apdorojimo procesų, koncentrate paprastai yra nuo 25 iki 30 % vario, tačiau jo gali būti iki 60 %. Tada koncentratas apdorojamas lydykloje.

Apdorojimas

Kai kuriose Australijos kasyklose varis išplaunamas iš rūdos, kad gautų daug vario turintį tirpalą, kuris vėliau apdorojamas, kad būtų atgaunamas vario metalas. Pirmiausia rūda suskaidoma ir išdėstoma ant išplovimo padėklų, kur ji ištirpinama sieros rūgšties tirpalu, kad išplautų varį. Tada vario turtingas tirpalas pumpuojamas į tirpiklio ekstrahavimo įrenginį, kad būtų atskirtas varis kaip vario kompleksas. Jis sukoncentruojamas, o tirpalas nukreipiamas į elektrinį plovimo įrenginį, kad būtų atgautas varis. Vario katoduose, pagamintuose naudojant elektrą, yra 99,99% vario, kuris yra tinkamas naudoti elektra. Visas šis procesas yra žinomas kaip tirpiklio ekstrahavimo elektromagnetas (SX-EW).

Koncentratams paversti vario metalu naudojami įvairūs lydymo būdai. Vienas iš būdų yra išlydyti juos su srautais lydymo krosnyje, kad būtų gautas vario sluoksnis, kuris yra daugiausia geležies ir vario sulfidų mišinys, kuriame paprastai yra 50–70 % vario. Išlydytas matinis sluoksnis supilamas į konverterį, kuriame yra daugiau srautų, ir paverčiamas pūsliniu variu, kurio grynumas yra apie 98–99%. Lizdinis varis sriegiamas, toliau rafinuojamas anodo krosnyje ir galiausiai elektrolitiniu būdu rafinuojamas iki gryno katodo vario.

„Olympic Dam“ koncentratas lydomas tiesiai į varį. Šiame procese vario koncentratas į lydyklą tiekiamas deguonimi praturtintu oru. Smulkus koncentratas akimirksniu sureaguoja arba „mirksi“, kai vario sulfidų sieros frakcija sudegina ir tampa sieros dioksido dujomis. Išlydytas varis ir šlakas patenka į lydyklos židinį. Šlakas sudaro sluoksnį ant išlydytos pūslės vario paviršiaus. Lizdinis varis periodiškai pašalinamas tolesniam valymui anodo krosnyje ir elektrolitiniu būdu.

Tolimesnė informacija

Daugiau informacijos apie išteklius ir gamybą