Sadržaj
- Bakar - metal koji se koristio kroz stoljeća
- Kako danas koristimo bakar?
- Drevna upotreba bakra
- Koja svojstva bakra čine korisnim?
- Vrste ležišta bakra
- Nabava, potražnja i recikliranje bakra
- Kako osigurati adekvatne zalihe bakra za budućnost?
- Globalna procjena bakrenih resursa
Kip slobode: 1886. Kip slobode predstavljao je najveću upotrebu bakra u jednoj strukturi. Za izgradnju kipa rezano je i okovano oko 80 tona bakrenog lima debljine oko 2,3 milimetra (3/32 inča), odnosno otprilike dva američka penija postavljena zajedno. Harris.
Bakar - metal koji se koristio kroz stoljeća
Bakar je bio jedan od prvih metala koje je čovjek ikad izvadio i koristio, a dao je vitalni doprinos održavanju i poboljšanju društva od zore civilizacije. Bakar je najprije korišten u kovanicama i ukrasima koji počinju oko 8000. god. Prije Krista, a oko 5500. st. Bakarno je oruđe pomoglo civilizaciji da izađe iz kamenog doba. Otkriće da bakar legiran kositrom proizvodi broncu, označio je početak brončanog doba oko 3000. god.
U Sjedinjenim Državama komad bakrene narukvice pronađen je u indijanskim pokopima na obalnoj ravnici Georgije 2017. Pokop je bio kremacija stara otprilike prije 3500 godina. Bakar je sadržavao elemente u tragovima koji su ga povezivali s geološkim naslagama na području Velikog jezera. Ova otkrića sugeriraju trgovinsku povezanost između Gruzije i regije Velikih jezera na veće daljine, veću udaljenost nego ikad prije.
Bakar se lako rasteže, oblikuje i oblikuje; otporan je na koroziju; i provodi toplinu i električnu energiju učinkovito. Kao rezultat toga, bakar je bio važan ranim ljudima i danas ostaje materijal izbora za niz domaćih, industrijskih i visokotehnoloških primjena.
Upotreba bakra: Ovaj grafikon prikazuje kako se bakar koristio u Sjedinjenim Državama tijekom 2017. godine u industrijskom sektoru. Kao primjer: bakar koji se koristi u izgradnji građevina mogao se koristiti za ožičenje, vodovod, vodootpornost i mnoge druge pojedinačne vrste upotrebe. Podaci za ovaj grafikon su iz sažetka sažetka roba mineralnih roba Sjedinjenih Država za 2018. godinu.
Kako danas koristimo bakar?
Trenutno se bakar koristi u izgradnji zgrada, proizvodnji i prijenosu električne energije, proizvodnji elektroničkih proizvoda i proizvodnji industrijskih strojeva i transportnih vozila. Bakreno ožičenje i vodovod sastavni su dio uređaja, sustava grijanja i hlađenja i telekomunikacijske veze koji se svakodnevno koriste u kućama i poslovnim subjektima. Bakar je bitna komponenta motora, ožičenja, radijatora, konektora, kočnica i ležajeva koji se koriste u automobilima i kamionima. Prosječni automobil sadrži 1,5 kilometara bakrene žice od 1,5 kilometara, a ukupna količina bakra kreće se od 20 kilograma (44 kilograma) u malim automobilima do 45 kilograma (99 funti) u luksuznim i hibridnim vozilima.
Rimski novčić: Bakar je bio jedan od prvih metala koji se koristio za izradu kovanica, a ta praksa započela je oko 8000. godine prije Krista. Gore prikazani novčić je rimska folija s likom Konstancija I.
Drevna upotreba bakra
Kao i u stara vremena, bakar ostaje sastavni dio kovanice koji se koristi u mnogim zemljama, ali su identificirane mnoge nove namjene. Jedna od najnovijih primjena bakra uključuje njegovu uporabu na često dodirljivim površinama (poput mesinganih kvaka), gdje antimikrobna svojstva bakra smanjuju prijenos klica i bolesti. Proizvođači poluvodiča također su počeli koristiti bakar za strujni krug u silikonskim čipovima, što mikroprocesorima omogućuje brži rad i manje energije. Nedavno je pronađeno da bakreni rotori povećavaju učinkovitost elektromotora, koji su glavni potrošač električne energije.
Bakar u automobilima: Bakar je bitna komponenta motora, ožičenja, radijatora, konektora, kočnica i ležajeva koji se koriste u automobilima i kamionima. Prosječni automobil sadrži 1,5 kilometara bakrene žice od 1,5 kilometara, a ukupna količina bakra kreće se od 20 kilograma (44 kilograma) u malim automobilima do 45 kilograma (99 funti) u luksuznim i hibridnim vozilima.
Koja svojstva bakra čine korisnim?
Izvrsna svojstva legiranja bakra učinila su ga neprocjenjivim u kombinaciji s drugim metalima, poput cinka (u obliku mjedi), kositra (u obliku bronce) ili nikla. Te legure imaju poželjne karakteristike i, ovisno o sastavu, razvijene su za visoko specijalizirane primjene. Na primjer, legura bakra i nikla primjenjuje se na trupovima brodova jer se ne korodira u morskoj vodi i smanjuje se prianjanje na morski život, poput barnica, čime se smanjuje povlačenje i povećava ekonomičnost goriva. Mjed je kopeniji i ima bolja zvučna svojstva od čistog bakra ili cinka; posljedično, koristi se u raznim glazbenim instrumentima, uključujući trube, trombone, zvona i činele.
Bakar u draguljima: Bakar je važan element u velikom broju dragulja poput tirkizne boje, azurita, malahita i krizokole. Daje ovim mineralima svoju zelenu ili plavu boju i visoku specifičnu težinu. Kabohoni prikazani gore neki su od mnogih dragulja miniranih u Arizoni.
Vrste ležišta bakra
Bakar se pojavljuje u više oblika, ali okolnosti koje kontroliraju kako, kada i gdje se taloži, vrlo su varijabilne. Kao rezultat toga, bakar se pojavljuje u mnogim različitim mineralima. Kalkopirit je najobilniji i ekonomski najznačajniji od minerala bakra.
Istraživanje namijenjeno boljem razumijevanju geoloških procesa koji stvaraju nalazišta minerala, uključujući ležišta bakra, važan je dio američkog programa mineralnih resursa. Depoziti bakra široko su klasificirani na temelju načina nastanka ležišta. Depoziti bakra od porfira, koji su povezani s magnetskim upadima, daju otprilike dvije trećine svjetskog bakra i stoga su najvažnija vrsta ležišta bakra u svijetu. Ova velika ležišta bakra nalaze se u planinskim predjelima zapadne Sjeverne Amerike i u Andama, Južnoj Americi.
Druga važna vrsta ležišta bakra - vrsta sadržana u sedimentnim stijenama - predstavlja otprilike jednu četvrtinu svjetskih resursa bakra. Ta se ležišta pojavljuju na područjima kao što je bakreni pojas središnje Afrike i bazenu Istočne Europe Zechstein.
Pojedinačna nalazišta bakra mogu sadržavati stotine milijuna tona bakrenih stijena i obično se razvijaju metodama kopanja na otvorenom. Rudarske operacije, koje obično prate otkrivanje rude dugi niz godina, često traju desetljećima. Iako se mnogim povijesnim rudarskim operacijama nije potrebno baviti rudarskim aktivnostima na način koji bi umanjio njihov utjecaj na okoliš, trenutni savezni i državni propisi zahtijevaju da rudarske operacije koriste ekološki prihvatljive prakse kako bi umanjili učinke razvoja minerala na zdravlje ljudi i ekosustava ,
USGS istraživanje mineralnog okoliša pomaže u karakterizaciji prirodnih i ljudskih interakcija između ležišta bakra i okolnih vodenih i kopnenih ekosustava. Istraživanje pomaže u definiranju prirodnih osnovnih uvjeta prije početka rudarstva i nakon zatvaranja rudnika. USGS znanstvenici istražuju klimatske, geološke i hidrološke varijable kako bi bolje razumjeli interakcije resursa i okoliša.
Iskopavanje bakra u Arizoni: Arizona proizvodi više bakra nego bilo koja druga država. Ova kratka povijest pokazuje kako je Arizonas rudarstvom bakra izgradio državu i promijenio naciju.
Nabava, potražnja i recikliranje bakra
Svjetska proizvodnja (ponuda) i potrošnja (potražnja) bakra dramatično su porasle u posljednjih 25 godina. Kako su velike zemlje u razvoju ušle na globalno tržište, povećala se potražnja za mineralnim proizvodima, uključujući bakar. U proteklih 20 godina, andska regija Južna Amerika postala je najproduktivnija bakrena regija na svijetu. 2007. godine oko 45 posto svjetskog bakra proizvedeno je iz planina Anda; Sjedinjene Države proizvele su 8 posto. Gotovo sav bakar proizveden u Sjedinjenim Američkim Državama dolazi, u reducirajućem redoslijedu proizvodnje, iz Arizone, Utaha, New Mexico-a, Nevade ili Montane.
Rizik od poremećaja globalne opskrbe bakra smatra se malim jer je proizvodnja bakra globalno disperzirana i nije ograničena na jednu zemlju ili regiju. No, zbog njegove važnosti u konstrukciji i prijenosu električne energije, utjecaj bilo kakvih poremećaja u opskrbi bakrom bio bi velik.
Bakar je jedan od najčešće recikliranih metala; otprilike jedna trećina ukupnog bakra koji se u svijetu konzumira reciklira. Reciklirani bakar i njegove legure mogu se pretapati i koristiti izravno ili dodatno prerađivati u rafinirani bakar bez gubitka kemijskih ili fizikalnih svojstava metala.
Iskopavanje bakra u Arizoni: Arizona proizvodi više bakra nego bilo koja druga država. Ova kratka povijest pokazuje kako je Arizonas rudarstvom bakra izgradio državu i promijenio naciju.
Rudnik bakra u Juti: Vidljiv iz svemira, rudnik bakra Banyham Canyon u Utahu proizveo je više od 12 milijuna tona porfirnog bakra. Rudnik je na vrhu udaljen više od 4 kilometra i dubok je 800 metara (0,5 milju) i jedno je od inženjerskih čuda svijeta. Fotografija C.G. Cunningham, USGS.
Kako osigurati adekvatne zalihe bakra za budućnost?
Da bi pomogli predvidjeti gdje bi se mogli nalaziti budući resursi bakra, znanstvenici iz USGS-a proučavaju kako i gdje su poznati resursi bakra koncentrirani u Zemljinoj kori i koriste to znanje za procjenu potencijala za neotkrivene resurse bakra. USGS su razvili i usavršili tehnike za procjenu potencijala mineralnih sirovina kako bi podržali upravljanje saveznim zemljama i bolje procijenili dostupnost mineralnih resursa u globalnom kontekstu.
Devedesetih godina prošlog vijeka američka američka vojska provela je procjenu američkih resursa bakra i zaključila da je potrebno pronaći gotovo isto toliko bakra koliko je već otkriveno. Naime, USGS je utvrdio da je otkriveno oko 350 milijuna tona bakra i procijenjeno je da je u Sjedinjenim Državama ostalo neotkriveno oko 290 milijuna tona bakra.
Potrošnja bakra: Kvaliteti bakra koji su ga učinili izborom za razne domaće, industrijske i visokotehnološke primjene rezultirali su stalnim porastom globalne potrošnje bakra. USGS studije potrošnje bakra pokazuju zanimljive trendove za vremensko razdoblje od 1990. do 2012. godine. Potrošnja bakra u ekonomijama u nastajanju, poput Kine i Indije, znatno je porasla, dok je stopa potrošnje u Sjedinjenim Državama neznatno pala. Do 2002. godine, Sjedinjene Države su bile vodeći potrošač bakra i godišnje su koristile oko 16 posto ukupnog svjetskog rafiniranog bakra (oko 2,4 milijuna tona). Kinu je 2002. godine Sjedinjene Države prestigla Kina kao vodeći svjetski korisnik rafiniranog bakra. Cvjetajuća ekonomija u Kini doprinijela je udvostručenju godišnje potrošnje rafiniranog bakra tijekom 12 godina od 2000. do 2012. Grafikon USGS-a.
Globalna procjena bakrenih resursa
USGS je procijenio neotkriveni bakar u dvije vrste ležišta koja čine oko 80 posto svjetske opskrbe bakrom. Naslage porfirnog bakra čine oko 60 posto bakra u svijetu. U porfirnim ležištima bakra minerali bakrene rude šire se magnetskim upadima. Depoziti bakra smještenih u sedimentu u kojima se bakar koncentrira u slojevima u sedimentnim stijenama čine oko 20 posto svjetskih resursa bakra. Rudnici u ove dvije vrste ležišta proizvode u svijetu oko 12 milijuna tona bakra godišnje.
U ovom istraživanju razmatrani su potencijali za otkrivena i skrivena ležišta unutar jednog kilometra površine za porfirne naslage i do 2,5 kilometra površine za stratične naslage u kojima se nalazi sediment. Za porfirne naslage razgraničeno je 175 traktata; 114 traktata sadrži 1 ili više identificiranih ležišta. Pedeset traktata bilo je omeđeno za ležišta bakra smještena u sedimentu; 27 sadrži 1 ili više identificiranih ležišta.
Rezultati procjene prikazani su prema vrsti depozita za 11 regija (tablica 1). Srednji ukupni neotkriveni resurs za porfirne naslage je 3.100 milijuna tona, a srednji ukupni neotkriveni resurs za naslage u kojima leži sediment je 400 milijuna tona, za ukupni ukupni iznos od 3.500 milijuna tona bakra. Rasponi procjena resursa (između 90. i 10. postotka) odražavaju geološku nesigurnost u procesu procjene. Otprilike 50 posto globalnog ukupnog broja nalazi se u Južnoj Americi, Južnoj Srednjoj Aziji i Indokini, zajedno u Sjevernoj Americi.
Karta bakra: Raspodjela poznatih ležišta bakra u 2008. Crvena označava bakar povezan s magnetnim upadima (porfirni naslage bakra), a plavi označava bakar koji se nalazi u sedimentnim stijenama (naslage bakra u kojima se nalazi sediment). Karta prema USGS. Uvećaj kartu.
Južna Amerika ima najveće identificirane i neotkrivene resurse bakra (oko 20 posto ukupne neotkrivene količine). Na ovom se području miniraju najveća svjetska ležišta porfira. Čile i Peru su među vodećim svjetskim zemljama za proizvodnju bakra.
Srednja Amerika i Karibi domaćin je dva nerazvijena gigantska (> 2 milijuna tona bakra) nalazišta porfirnog bakra u Panami. Većina neotkrivenih resursa nalazi se u pojasu koji se proteže od Paname do jugozapadnog Meksika.
Sjeverna Amerika ugošćuje visoko mineralizirane porfirne bakrene traktore koji uključuju nadmoćna nalazišta porfira (> 25 milijuna tona bakra) u sjevernom Meksiku, zapadnim Sjedinjenim Državama i na Aljasci, kao i divovska ležišta u zapadnoj Kanadi. Procijenjeni neotkriveni resursi bakra od porfira približno su jednaki identificiranim izvorima.
Vodeće države za proizvodnju bakra u Sjedinjenim Državama su Arizona, Utah, New Mexico, Nevada i Montana. U Sjedinjenim Državama procjenjuje se da neotkrivena ležišta bakra u Michiganu, Montani i Teksasu koje sadrže domaćin sedimenta sadrže približno tri puta više bakra nego što je identificirano. Poznata su dva gigantska nalazišta u Michiganu i Montani.
Sjeveroistočna Azija relativno je neistražena, sa skromnim identificiranim izvorima bakra od porfira i samo jednim identificiranim gigantskim ležištem bakra od porfira. Međutim, procjenjuje se da su prosječni neotkriveni resursi prilično veliki. Ova regija ima najveći omjer neotkrivenih identificiranih izvora u studiji.
Sjeverna Srednja Azija ima 35 ležišta bakra od porfira, uključujući superga ležište u Mongoliji i divovsko ležište u Kazahstanu. Procjenjuje se da područje traktata sadrži oko tri puta veću količinu utvrđenog resursa bakra od porfira. Ova regija također ugošćuje tri ogromna ležišta bakra smještena u sedimentu, u Kazahstanu i Rusiji. Prema USGS-u, može biti prisutno onoliko koliko je već otkriveno bakra koji se nalazi u sedimentu.
Južna Srednja Azija i Indokina manje su temeljito istražene od mnogih drugih dijelova svijeta; međutim, do danas su na tibetanskoj visoravni identificirana četiri gigantska ležišta bakra od porfira. Neotkrivena ležišta bakra od porfira mogu sadržavati osam puta veću utvrđenu količinu bakra.
Arhipelag jugoistočne Azije domaćin je svjetskih klasa, zlata bogatih porfirnim naslagama bakra, poput nadmoći u Indoneziji i oko 16 divovskih ležišta u Indoneziji, Papui Novoj Gvineji i na Filipinima. Iako su dijelovi regije dobro istraženi, neotkriveni resursi porfira vjerojatno će premašiti utvrđene resurse.
Istočna Australija ima jedno gigantsko ležište porfirnog bakra i nekoliko manjih ležišta porfira. Pod prikrivanjem se očekuju skromni neotkriveni resursi. Australija je desetljećima vodeći proizvođač bakra.
Istočna Europa i jugozapadna Azija minirali su se od bakra od davnina, a nedavno su identificirana gigantska ležišta porfira. Predviđa se da će neotkriveni bakar biti oko dvostruko identificirani resursi, kako za porfirne naslage duž pojasa iz Rumunjske preko Turske i Irana, tako i za stražarske naslage u Afganistanu koje se nalaze u sedimentu.
Zapadna Europa ima najveće ležište bakra smještenog u sedimentu na svijetu, u Poljskoj. Procjenjuje se da neotkriveni resursi bakra koji se nalaze u ležištu na jugozapadu Poljske premašuju identificirane resurse za oko 30 posto.
Afrika i Bliski Istok imaju najveću svjetsku akumulaciju naslaga bakra smještenih u sedimentu, s 19 divovskih ležišta u srednjoafričkom bakrenom pojasu u Demokratskoj republici Kongo i Zambija. Značajni neotkriveni resursi bakra još uvijek nisu otkriveni.