Obsah
- Meď - kov používaný po celé veky
- Ako používame meď dnes?
- Staroveké použitie medi
- Aké vlastnosti robia meď užitočnou?
- Druhy medených vkladov
- Dodávanie medi, dopyt a recyklácia medi
- Ako zabezpečíme primerané dodávky medi pre budúcnosť?
- Globálne hodnotenie zdrojov medi
Socha slobody: V roku 1886 predstavovala Socha slobody najväčšie využitie medi v jedinej štruktúre. Na zostavenie sochy bolo vyrezaných asi 80 ton medeného plechu a zatĺkané do hrúbky asi 2,3 milimetra (3/32 palca) alebo asi do dvoch halierov umiestnených spolu v USA. Harris.
Meď - kov používaný po celé veky
Meď bola jedným z prvých kovov, ktoré kedy ľudia ťažili a používali, a od začiatku civilizácie zásadne prispieva k udržaniu a zlepšeniu spoločnosti. Meď sa prvýkrát používala na mince a ozdoby počnúc okolo 8 000 ° C a pri asi 5500 ° C, medené nástroje pomohli civilizácii vystúpiť z doby kamennej. Objav, že meď zliatina cínu produkuje bronz, sa vyznačuje začiatkom doby bronzovej pri asi 3000 ° C.
V Spojených štátoch bol v roku 2017 v domorodej Amerike na pobrežnej planine Gruzínska nájdený kus medeného náramku. Pohreb bol kremáciou datovanou približne pred 3500 rokmi. Meď obsahovala stopové prvky, ktoré ju spájali s geologickými ložiskami v oblasti Veľkých jazier. Tieto objavy naznačujú diaľkové obchodné spojenie medzi Gruzínskom a Veľkými jazerami, väčšie vzdialenosti, ako tomu bolo doteraz.
Meď sa ľahko rozťahuje, formuje a tvaruje; je odolný proti korózii; a efektívne riadi teplo a elektrinu. Výsledkom bolo, že meď bola dôležitá pre raných ľudí a je naďalej materiálom pre rôzne domáce, priemyselné a špičkové technológie.
Použitie medi: Tento graf ukazuje, ako sa meď používala v Spojených štátoch počas roku 2017 podľa priemyselného odvetvia. Ako príklad možno uviesť, že meď použitá v stavebníctve sa mohla použiť na elektroinštalácie, inštalatérske práce, izoláciu proti poveternostným vplyvom a mnoho ďalších jednotlivých druhov použitia. Údaje pre tento graf pochádzajú zo súhrnu minerálnych komodít USA pre geologický prieskum za rok 2018.
Ako používame meď dnes?
V súčasnosti sa meď používa v stavebníctve, výrobe a prenose energie, pri výrobe elektronických výrobkov a pri výrobe priemyselných strojov a dopravných prostriedkov. Medené káble a inštalatérske práce sú neoddeliteľnou súčasťou zariadení, kúrenia a chladenia a telekomunikačných spojení používaných každý deň v domácnostiach a podnikoch. Meď je podstatnou súčasťou motorov, elektroinštalácie, radiátorov, konektorov, bŕzd a ložísk používaných v osobných a nákladných automobiloch. Priemerné auto obsahuje 1,5 km (0,9 míle) medeného drôtu a celkové množstvo medi sa pohybuje od 20 kilogramov (44 libier) v malých automobiloch po 45 kilogramov (99 libier) v luxusných a hybridných vozidlách.
Rímska minca: Meď bola jedným z prvých kovov používaných na výrobu mincí a táto prax sa začala asi v roku 8 000 pnl. Minca uvedená vyššie je rímsky folikul s vyobrazením Konštantia I.
Staroveké použitie medi
Rovnako ako v staroveku, meď zostáva súčasťou mincí používaných v mnohých krajinách, zistilo sa však veľa nových spôsobov použitia. Jednou z novších aplikácií z medi je jej použitie na často dotknutých povrchoch (ako sú mosadzné kliky), kde antimikrobiálne vlastnosti medi znižujú prenos baktérií a chorôb. Výrobcovia polovodičov tiež začali používať meď pre obvody v kremíkových čipoch, čo umožňuje mikroprocesorom pracovať rýchlejšie a spotrebovať menej energie. Nedávno sa tiež zistilo, že medené rotory zvyšujú účinnosť elektrických motorov, ktoré sú hlavným spotrebiteľom elektrickej energie.
Meď v automobiloch: Meď je podstatnou súčasťou motorov, elektroinštalácie, radiátorov, konektorov, bŕzd a ložísk používaných v osobných a nákladných automobiloch. Priemerné auto obsahuje 1,5 km (0,9 míle) medeného drôtu a celkové množstvo medi sa pohybuje od 20 kilogramov (44 libier) v malých automobiloch po 45 kilogramov (99 libier) v luxusných a hybridných vozidlách.
Aké vlastnosti robia meď užitočnou?
Vďaka vynikajúcim legovacím vlastnostiam medi je neoceniteľná, keď sa kombinuje s inými kovmi, ako je zinok (na výrobu mosadze), cín (na vytváranie bronzu) alebo nikel. Tieto zliatiny majú požadované vlastnosti a sú v závislosti od ich zloženia vyvíjané pre vysoko špecializované aplikácie. Napríklad zliatina medi a niklu sa aplikuje na trupy lodí, pretože nekoroduje v morskej vode a znižuje priľnavosť morského života, ako sú barnacles, čím sa znižuje odpor vzduchu a zvyšuje palivová účinnosť. Mosadz je tvárnejšia a má lepšie akustické vlastnosti ako čistá meď alebo zinok; preto sa používa v rôznych hudobných nástrojoch vrátane trúb, trombónov, zvonov a činelov.
Meď v drahokamoch: Meď je dôležitým prvkom v mnohých drahokamoch, ako sú tyrkys, azurit, malachit a chryzokol. Dodáva týmto minerálom ich zelenú alebo modrú farbu a vysokú špecifickú hmotnosť. Vyššie uvedené cabochony sú niektoré z mnohých drahých kameňov ťažených v Arizone.
Druhy medených vkladov
Meď sa vyskytuje v mnohých formách, ale okolnosti, ktoré určujú, ako, kedy a kde sú uložené, sú veľmi variabilné. V dôsledku toho sa meď vyskytuje v mnohých rôznych mineráloch. Chalkopyrit je najhojnejším a ekonomicky najvýznamnejším minerálom medi.
Výskum, ktorého cieľom je lepšie porozumieť geologickým procesom, ktoré produkujú ložiská nerastných surovín vrátane ložísk medi, je dôležitou súčasťou programu pre nerastné zdroje USGS. Medené vklady sa všeobecne klasifikujú na základe toho, ako sa tvoria. Ložiská medi z porfýru, ktoré sú spojené s vyvrhovaním vnútorných vývodov, produkujú asi dve tretiny svetovej medi, a preto sú najdôležitejším druhom medi na svete. Veľké ložiská medi tohto typu sa nachádzajú v hornatých oblastiach západnej Severnej Ameriky a v pohoriach Andy v Južnej Amerike.
Ďalší dôležitý typ ložiska medi - typ nachádzajúci sa v sedimentárnych horninách - predstavuje približne štvrtinu svetových zdrojov medi. Tieto ložiská sa vyskytujú v oblastiach, ako je medený pás strednej Afriky a cechsteinská kotlina východnej Európy.
Jednotlivé ložiská medi môžu obsahovať stovky miliónov ton horniny obsahujúcej meď a bežne sa vyvíjajú pomocou metód ťažby v otvorenej bani. Ťažobné operácie, ktoré zvyčajne nasledujú po objavení rudy po mnoho rokov, často trvajú desaťročia. Aj keď sa od mnohých historických ťažobných činností nevyžaduje, aby vykonávali svoje ťažobné činnosti spôsobom, ktorý by znížil ich vplyv na životné prostredie, súčasné federálne a štátne nariadenia vyžadujú, aby ťažobné operácie používali postupy šetrné k životnému prostrediu s cieľom minimalizovať účinky vývoja nerastov na zdravie ľudí a ekosystémov. ,
Výskum životného prostredia USGS v oblasti minerálov pomáha charakterizovať prírodné a ľudské interakcie medzi ložiskami medi a okolitými vodnými a suchozemskými ekosystémami. Výskum pomáha definovať prirodzené východiskové podmienky pred začiatkom ťažby a po uzavretí baní. Vedci USGS skúmajú klimatické, geologické a hydrologické premenné, aby lepšie porozumeli interakciám medzi zdrojom a prostredím.
Ťažba medi v Arizone: Arizona vyrába viac medi ako ktorýkoľvek iný štát. Táto krátka história ukazuje, ako ťažba medi v Arizonase vybudovala štát a zmenila národ.
Dodávanie medi, dopyt a recyklácia medi
Svetová výroba (ponuka) a spotreba (dopyt) medi sa za posledných 25 rokov dramaticky zvýšila. Po vstupe veľkých rozvojových krajín na svetový trh vzrástol dopyt po minerálnych komoditách vrátane medi. Za posledných 20 rokov sa oblasť Ázie v Južnej Amerike stala najproduktívnejšou oblasťou medi na svete. V roku 2007 sa asi 45 percent svetovej medi vyrábalo z pohoria Andy; USA vyrobili 8 percent. Prakticky všetka meď vyrobená v Spojených štátoch pochádza v klesajúcom poradí výroby z Arizony, Utahu, Nového Mexika, Nevady alebo Montany.
Riziko prerušenia globálnej dodávky medi sa považuje za nízke, pretože výroba medi je globálne rozptýlená a neobmedzuje sa iba na jednu krajinu alebo región. Vzhľadom na jeho dôležitosť v konštrukcii a prenose energie by však bol dopad prerušenia dodávky medi vysoký.
Meď je jedným z najviac recyklovaných všetkých kovov; približne jedna tretina celosvetovej spotreby medi sa recykluje. Recyklovaná meď a jej zliatiny môžu byť pretavené a použité priamo alebo ďalej na rafinovanú meď bez toho, aby došlo k strate chemických alebo fyzikálnych vlastností kovov.
Ťažba medi v Arizone: Arizona vyrába viac medi ako ktorýkoľvek iný štát. Táto krátka história ukazuje, ako ťažba medi v Arizonase vybudovala štát a zmenila národ.
Medená baňa v Utahu: Medená baňa Bingham Canyon v Utahu, ktorá je viditeľná z vesmíru, vyprodukovala viac ako 12 miliónov ton porfyrickej medi. Baňa je viac ako 4 kilometre (2,5 míľ) na vrchole a 800 metrov (0,5 míle) hlboká a je jedným z inžinierskych divov sveta. Fotografia C.G. Cunningham, USGS.
Ako zabezpečíme primerané dodávky medi pre budúcnosť?
Vedci USGS študujú, ako a kde sú známe zdroje medi sústredené v zemskej kôre, aby pomohli predpovedať, kde sa budú môcť budúce zdroje medi nachádzať, a pomocou týchto poznatkov zhodnotia potenciál pre neobjavené zdroje medi. Techniky posudzovania potenciálu nerastných zdrojov boli vyvinuté a zdokonalené v USGS na podporu správcovstva spolkových krajín a na lepšie vyhodnotenie dostupnosti nerastných zdrojov v globálnom kontexte.
V deväťdesiatych rokoch USGS vykonala hodnotenie zdrojov medi v USA a dospela k záveru, že takmer toľko medi zostáva, ako sa už zistilo. Konkrétne USGS zistilo, že bolo objavených asi 350 miliónov ton medi a odhaduje sa, že asi 290 miliónov ton medi zostalo v Spojených štátoch neobjavených.
Spotreba medi: Vlastnosti medi, vďaka ktorým sa stal materiálom voľby pre rôzne domáce, priemyselné a špičkové technologické aplikácie, viedli k trvalému nárastu celosvetovej spotreby medi. Štúdie USGS o spotrebe medi ukazujú niektoré zaujímavé trendy na obdobie rokov 1990 až 2012. Spotreba medi v rozvíjajúcich sa ekonomikách, ako je Čína a India, sa výrazne zvýšila, zatiaľ čo miera spotreby v Spojených štátoch mierne poklesla. Až do roku 2002 boli Spojené štáty popredným spotrebiteľom medi a ročne spotrebovali asi 16 percent celkovej svetovej rafinovanej medi (asi 2,4 milióna ton). V roku 2002 USA predbehli USA ako popredný svetový užívateľ rafinovanej medi. Rozvíjajúca sa ekonomika v Číne prispela k štvornásobnému zvýšeniu jej ročnej spotreby medi počas 12 rokov od roku 2000 do roku 2012. Graf podľa USGS.
Globálne hodnotenie zdrojov medi
USGS hodnotila neobjavenú meď v dvoch druhoch ložísk, ktoré tvoria asi 80 percent svetovej ponuky medi. Vklady medi z porfýru tvoria asi 60 percent svetovej medi. V ložiskách medi z porfýru sa minerály medenej rudy šíria do vyhnívaných intrúzií. Sedimentom usporiadané ložiská strataboundov medi, v ktorých je meď koncentrovaná vo vrstvách v sedimentárnych horninách, tvoria asi 20 percent svetových zdrojov medi. Celosvetovo ťažia v týchto dvoch ložiskových druhoch ročne okolo 12 miliónov ton medi.
V tejto štúdii sa zvažoval potenciál odhalených a skrytých usadenín do 1 km od povrchu pre ložiská porfýru a do 2,5 km od povrchu pre usadeniny usazené v strataboundoch. Pre ložiská porfýru bolo vymedzených 175 traktov; 114 tratí obsahuje 1 alebo viac identifikovaných ložísk. Päťdesiat traktov bolo vymedzených na sedimentom hostené strataboundové ložiská medi; 27 obsahujú 1 alebo viac identifikovaných vkladov.
Výsledky hodnotenia sa poskytujú podľa druhu vkladu pre 11 regiónov (tabuľka 1). Priemerný celkový neobjavený zdroj na vklady v porfýri je 3 100 miliónov ton a priemerný celkový neobjavený zdroj na vklady usazené v sedimentoch je 400 miliónov ton, v celosvetovom meradle 3 500 miliónov ton medi. Rozsahy odhadov zdrojov (medzi 90. a 10. percentilom) odrážajú geologickú neistotu v procese posudzovania. Približne 50 percent celosvetového súčtu sa vyskytuje v Južnej Amerike, Južnej Strednej Ázii a Indočíne a Severnej Amerike.
Mapa medeného ložiska: Distribúcia známych ložísk medi v roku 2008. Červená indikuje meď spojenú s vyvrhnutými prienikmi (porfyrické ložiská medi) a modrá označuje meď obsiahnutú v sedimentárnych horninách (usadeniny medi usadené v sedimentoch). Mapa podľa USGS. Zväčšiť mapu.
Južná Amerika má najväčšie zistené a neobjavené zdroje medi (asi 20 percent z celkového neobjaveného množstva). V tejto oblasti sa ťažia najväčšie ložiská porfýru na svete. Čile a Peru patria medzi najlepšie svetové krajiny produkujúce meď.
Stredná Amerika a Karibik hostiť dva nevyvinuté obrie ložiská medi s hmotnosťou> 2 milióny ton) v Paname. Väčšina neobjavených zdrojov sa nachádza v páse, ktorý siaha od Panamy po juhozápadné Mexiko.
Severná Amerika je hostiteľom vysoko mineralizovaných porfyrických medených traktov, ktoré zahŕňajú nadbytočné (> 25 miliónov ton medi) porfyrické vklady v severnom Mexiku, západných Spojených štátoch a na Aljaške, ako aj obrovské ložiská v západnej Kanade. Odhadované neobjavené zdroje medi z porfýru sa približne rovnajú identifikovaným zdrojom.
Hlavnými štátmi vyrábajúcimi meď v USA sú Arizona, Utah, Nové Mexiko, Nevada a Montana. Odhaduje sa, že v Spojených štátoch amerických neobjavené ložiská strataboundu medi hostené v sedimente v Michigane, Montane a Texase obsahujú asi trikrát toľko medi, ako sa zistilo. Známe sú dva obrovské ložiská v Michigane a Montane.
Severovýchodná Ázia je relatívne nedostatočne preskúmaný, so skromnými identifikovanými zdrojmi medi z porfýru a iba s jedným identifikovaným obrovským ložiskom medi z porfýru. Odhaduje sa však, že priemerné neobjavené zdroje sú dosť veľké. Tento región má najväčší pomer neobjavených k identifikovaným zdrojom v štúdii.
Severná stredná Ázia má 35 depozitov medi z porfýru, vrátane nadložného ložiska v Mongolsku a obrovského ložiska v Kazachstane. Odhaduje sa, že plocha traktu obsahuje približne trojnásobok množstva zisteného zdroja medi z porfýru. V tejto oblasti sa nachádzajú aj tri obrovské ložiská medi strataboundované v sedimente v Kazachstane a Rusku. USGS odhaduje, že môže byť prítomných toľko strataboundovanej medi, ako už bolo objavené.
Južná stredná Ázia a Indočína sú menej dôkladne preskúmané ako mnoho iných častí sveta; na tibetskej náhornej plošine sa však doteraz zistili štyri obrovské ložiská medi z porfýru. Neobjavené ložiská medi z porfýru môžu obsahovať osemnásobok zisteného množstva medi.
Juhovýchodná Ázia Archipelagos hostiť svetové ložiská porfýru medi bohaté na zlato, ako napríklad supergiant v Indonézii a približne 16 obrovských ložísk v Indonézii, Papue-Novej Guinei a na Filipínach. Hoci sú časti regiónu dobre preskúmané, neobjavené zdroje porfýru pravdepodobne prekročia identifikované zdroje.
Východná Austrália má jeden obrovský ložisko z porfýru medi a niekoľko malých ložísk z porfýru. V rámci krytia sa očakávajú skromné neobjavené zdroje. Austrália je po desaťročia popredným výrobcom medi.
Východná Európa a juhozápadná Ázia boli ťažené z medi od pradávna a nedávno boli identifikované obrovské ložiská medi z porfýru. Odhaduje sa, že neobjavená meď bude približne dvojnásobkom určených zdrojov, a to tak pre vklady porfýru pozdĺž pásu z Rumunska cez Turecko a Irán, ako aj pre strataboundované vklady v Afganistane.
západná Európa má najväčšie sedimentárne ložisko stratabound medi na svete v Poľsku. Odhaduje sa, že neobjavené strataboundované zdroje medi v juhozápadnom Poľsku prekročili identifikované zdroje o približne 30 percent.
Afrika a Blízky východ majú najväčšiu akumuláciu sedimentov uložených strataboundov medi na svete s 19 obrovskými ložiskami v stredoafrickom medenom páse v Konžskej demokratickej republike a Zambii. Zostáva objaviť značné neobjavené zdroje medi.