መዳብ እንዴት እንደሚመረት፡ ዘዴዎች፣ ታሪክ እና ተቀማጭ ገንዘብ

2024 ደራሲ ደራሲ: Howard Calhoun | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-02 13:49

መዳብ ዛሬ ከወትሮው በተለየ የሚፈለግ ብረት ሲሆን በዕለት ተዕለት ኑሮም ሆነ በኢንዱስትሪ ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል። በተፈጥሮ ውስጥ Cu በሁለቱም በንፁህ ሁኔታ እና በኦሬን መልክ ሊገኝ ይችላል. ከመጀመሪያዎቹ ድንጋዮች መዳብ ለማውጣት እና ለማግኘት ብዙ መንገዶች አሉ። ይሁን እንጂ በኢንዱስትሪ ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ. መዳብ እንዴት እንደሚመረት በጽሁፉ ውስጥ ይብራራል።

ትንሽ ታሪክ

በየትኛው አካባቢ መዳብ በጥንት ዘመን መቆፈር እና ለመጀመሪያ ጊዜ ጥቅም ላይ መዋል የጀመረው አርኪኦሎጂስቶች በሚያሳዝን ሁኔታ ይህንን ማወቅ አልቻሉም። ይሁን እንጂ ሰዎች በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ለመጀመሪያ ጊዜ ማቀነባበር እና መጠቀም የጀመሩት ይህ ብረት እንደሆነ በእርግጠኝነት ይታወቃል።

መዳብ በሰው ዘንድ ከድንጋይ ዘመን ጀምሮ ይታወቃል። በአርኪኦሎጂስቶች የተገኙት የዚህ ብረት አንዳንድ ቁንጮዎች በድንጋይ መጥረቢያ የተሠሩ ምልክቶችን ይይዛሉ። መጀመሪያ ላይ ሰዎች መዳብን በዋናነት እንደ ማስዋቢያ ይጠቀሙ ነበር። በተመሳሳይ ጊዜ ሰዎች በጥንት ጊዜ እንዲህ ያሉ ምርቶችን ለማምረት በእነሱ የተገኘውን የዚህን ብረት ፍሬዎች ብቻ ይጠቀሙ ነበር. በኋላ, ሰዎች ሂደቱን ተምረዋል እናመዳብ የሚያፈራ ማዕድን።

ኩ እንዴት እንደሚመረት እና እንደሚቀነባበር ሀሳብ ለብዙ የጥንት ሰዎች ይታወቅ ነበር። በአርኪኦሎጂስቶች ብዙ ማስረጃዎች ተገኝተዋል. የሰው ልጅ የመዳብ እና የዚንክ ውህዶችን መስራት ከተማረ በኋላ የነሐስ ዘመን ተጀመረ። እንደ እውነቱ ከሆነ "መዳብ" የሚለው ስም በአንድ ወቅት በጥንቶቹ ሮማውያን ተጠርቷል. እንዲህ ዓይነቱ ብረት በዋናነት ከቆጵሮስ ደሴት ወደዚህ አገር ይመጣ ነበር. ለዚህም ነው ሮማውያን aes ሳይፕሪየም ብለው ይጠሩታል።

በጥንት ጊዜ መዳብ እንዴት ይወጣ ነበር

ይህ ብረት በአንድ ወቅት በሰዎች ህይወት ውስጥ በሰፊው ይሠራበት ስለነበር፣ ለምርት የሚሆኑ ቴክኖሎጂዎች በእርግጥ የተገነቡት ፍጹም ናቸው። ቅድመ አያቶቻችን በዋናነት ከማላቺት ማዕድናት መዳብ አግኝተዋል። የእንደዚህ አይነት ንጥረ ነገር እና የድንጋይ ከሰል ድብልቅ በሸክላ ዕቃ ውስጥ ተጭኖ ጉድጓድ ውስጥ ተቀምጧል. በመቀጠልም በድስት ውስጥ ያለው ብዛት በእሳት ተቃጥሏል. የተፈጠረው ካርቦን ሞኖክሳይድ ማላቻይትን ወደ መዳብ ቀነሰው።

አክሲዮኖች በተፈጥሮ

ዛሬ መዳብ በዱር ውስጥ የት ይገኛል? በአሁኑ ጊዜ የዚህ ተወዳጅ ብረት ክምችቶች በሁሉም የምድር አህጉራት ላይ ይገኛሉ. በተመሳሳይ ጊዜ የኩ ክምችት በተግባር ያልተገደበ ይቆጠራሉ። በዘመናችን የጂኦሎጂስቶች አዲስ የተጣራ መዳብ, እንዲሁም በውስጡ የያዘው ማዕድናት እያገኙ ነው. ለምሳሌ, በ 1950 የዚህ ብረት የዓለም ክምችት 90 ሚሊዮን ቶን ይደርሳል. እ.ኤ.አ. በ 1970 ይህ አሃዝ ቀድሞውኑ ወደ 250 ሚሊዮን ቶን እና በ 1998 - እስከ 340 ሚሊዮን ቶን አድጓል ። በአሁኑ ጊዜ በፕላኔታችን ላይ ያለው የመዳብ ክምችት ከ 2.3 ቢሊዮን ቶን በላይ እንደሚሆን ይታመናል።

የተቀማጭ ገንዘብ እና የተጣራ መዳብ የማስወጫ ዘዴዎች

ቀደም ሲል እንደተገለፀው መጀመሪያ ላይ ሰዎች በዕለት ተዕለት ሕይወታቸው የCu ተወላጆችን ይጠቀሙ ነበር። እርግጥ ነው, የተገኘ ነውዛሬ እንደዚህ ያለ ንጹህ መዳብ. የዚህ ብረት እንክብሎች የሚፈጠሩት በውጫዊ እና ውስጣዊ ሂደቶች ምክንያት በመሬት ቅርፊት ውስጥ ነው። በፕላኔታችን ላይ ትልቁ የሚታወቀው የመዳብ ክምችት በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ በሐይቅ የላቀ ክልል ውስጥ ይገኛል። በሩሲያ ውስጥ, ቤተኛ መዳብ በኡዶካን ክምችት ውስጥ, እንዲሁም በ Transbaikalia ውስጥ በአንዳንድ ሌሎች ቦታዎች ይከሰታል. በተጨማሪም በራሺያ ውስጥ መዳብ በኑግ መልክ የት እንደሚገኝ ለሚለው ጥያቄ መልሱ የኡራል ክልል ነው።

በተፈጥሮ ውስጥ የዚህ አይነት ንፁህ ብረት የተፈጠረው በመዳብ ሰልፌት ክምችት ኦክሳይድ ዞን ውስጥ ነው። ብዙውን ጊዜ የመዳብ ንጣፎች ራሱ ከ90-99% ይይዛሉ። ቀሪው በሌሎች ብረቶች ተቆጥሯል. ያም ሆነ ይህ, ሁለት ዋና ቴክኖሎጂዎች የአገሬው ተወላጅ መዳብ እንዴት እንደሚወጣ ለሚሰጠው ጥያቄ መልስ ሆነው ያገለግላሉ. እንደነዚህ ያሉ ክምችቶች, እንዲሁም ማዕድናት, በተዘጋ ፈንጂ ወይም ክፍት ጉድጓድ ዘዴ የተገነቡ ናቸው. በመጀመሪያው ሁኔታ እንደ ቁፋሮ እና መስበር ያሉ የቴክኖሎጂ ሂደቶች ጥቅም ላይ ይውላሉ።

የመዳብ ኑግ ብዙ ሊመዝን ይችላል። ከመካከላቸው ትልቁ በአንድ ወቅት በዩኤስኤ ውስጥ በከፍተኛ ሃይቅ ላይ ተገኝተዋል። የእነዚህ ኑግ ክብደት 500 ቶን ነበር።

በራሺያ ውስጥ መዳብ የሚወጣበት ቦታ፣ ለማወቅ ችለናል። ይህ በዋናነት ትራንስባይካሊያ እና ኡራልስ ነው። በአገራችን ውስጥ, በእርግጥ, የዚህ ብረት በጣም ትልቅ እንክብሎች በተለያዩ ጊዜያት ተገኝተዋል. ለምሳሌ በመካከለኛው ኡራል ውስጥ እስከ ብዙ ቶን የሚመዝኑ የመዳብ ቁርጥራጮች በብዛት ይገኙ ነበር። ከነዚህ 860 ኪሎ ግራም የሚመዝኑ እንቁላሎች አንዱ በሴንት ፒተርስበርግ ማዕድን ተቋም ሙዚየም ውስጥ ተቀምጧል።

የመዳብ ማዕድናት እና ተቀማጭ ገንዘባቸው

በአሁኑ ጊዜ Cuን ማግኘት ወጪ ቆጣቢ እና ጠቃሚ እንደሆነ ተደርጎ ይቆጠራል ምንም እንኳን በዐለት ውስጥ ቢያንስ 0.3% ቢይዝም

በብዙ ጊዜ፣ ዛሬ በተፈጥሮ ውስጥ መዳብን በኢንዱስትሪ ለመለየት የሚከተሉት ዓለቶች በተፈጥሮ ውስጥ ይገኛሉ፡

• የተወለዱ ልጆች Cu₅FeS_{4 - ሰልፋይድ ማዕድናት፣ በሌላ መልኩ መዳብ ወይንጠጅ ወይም ቫሪሪያን ፒራይትስ ይባላሉ እና ወደ 63.3% ኪዩ ይይዛሉ።}

• chalcopyrite CuFeS_{2 - የሃይድሮተርማል ምንጭ የሆኑ ማዕድናት፤}

• ቻልኮሲን ኩ_{2S ከ75% በላይ መዳብ ይይዛል፤}

• cuprites Cu_{2O፣ እንዲሁም ብዙ ጊዜ በአገር በቀል የመዳብ ክምችቶች ውስጥ ይገኛሉ፤}

• ማላቺትስ፣ ካርቦን መዳብ አረንጓዴ ናቸው።

በሩሲያ ውስጥ ትልቁ የመዳብ ማዕድን ክምችት የሚገኘው በኖርልስክ ውስጥ ነው። እንዲሁም እንደነዚህ ያሉት ዓለቶች በብዛት በኡራል፣ በትራንስባይካሊያ፣ በቹኮትካ፣ በቱቫ እና በቆላ ባሕረ ገብ መሬት ላይ በአንዳንድ ቦታዎች በብዛት ይመረታሉ።

የመዳብ ማዕድን ክምችት እንዴት እንደሚዳብር

C የያዙ የተለያዩ አይነት አለቶች እንዲሁም ኑግ በፕላኔታችን ላይ ሁለት ዋና ዋና ቴክኖሎጂዎችን በመጠቀም ሊመረቱ ይችላሉ፡

• ተዘግቷል፤
• ክፍት።

በመጀመሪያው ሁኔታ ፈንጂዎች በተቀማጭ ቦታ ላይ የተገነቡ ናቸው, ርዝመታቸው ብዙ ኪሎ ሜትሮች ሊደርስ ይችላል. ሰራተኞችን እና መሳሪያዎችን ለማንቀሳቀስ እንደዚህ አይነት የመሬት ውስጥ ዋሻዎች ሊፍት እና የባቡር ሀዲዶች የተገጠሙ ናቸው. በማዕድን ማውጫ ውስጥ የድንጋይ መፍጨት የሚከናወነው በመጠቀም ነው።ልዩ የመቆፈሪያ መሳሪያዎች ከሾላዎች ጋር. የመዳብ ማዕድን ክምችት እና ጭነቱ ወደ ላይ ለመላክ የሚካሄደው ባልዲዎችን በመጠቀም ነው።

የተቀማጭ ማከማቻዎቹ ከምድር ገጽ ከ400-500 ሜትር ርቀት ላይ የሚገኙ ከሆነ ክፍት ዘዴ በመጠቀም ነው የሚመረተው። በዚህ ሁኔታ, የላይኛው የድንጋይ ንጣፍ በመጀመሪያ ፈንጂዎችን በመጠቀም ከእርሻው ይወገዳል. በተጨማሪም የመዳብ ማዕድን ራሱ ቀስ በቀስ ይወገዳል።

ብረትን ከድንጋይ ለማግኘት የሚረዱ ዘዴዎች

መዳብ እንዴት እንደሚመረት ወይም ይልቁንስ በውስጡ የያዘው ማዕድኖች፣ በዚህም አወቅን። ነገር ግን ኢንተርፕራይዞች በመቀጠል Cu እራሱን እንዴት ይቀበላሉ?

ከአለቶች መዳብ ለማውጣት ሶስት ዋና መንገዶች አሉ፡

• ኤሌክትሮይቲክ፤
• pyrometallurgical፤
• ሃይድሮሜትታልላርጂካል።

Pyrometallurgical flotation ዘዴ

ይህ ቴክኖሎጂ በተለምዶ መዳብን ከ1.5-2%C ከያዙ ዓለቶች ለመለየት ይጠቅማል። እንዲህ ዓይነቱ ቁሳቁስ በተንሳፋፊነት ዘዴ የበለፀገ ነው. በተመሳሳይ ጊዜ፡

• ኦሬው ለምርጥ ዱቄት በጥንቃቄ የተፈጨ ነው፤
• የተገኘውን ቁሳቁስ ከውሃ ጋር ቀላቅሉባት፤
• የተወሳሰቡ ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች የሆኑ ልዩ ተንሳፋፊ ሪጀንቶችን ይጨምሩ።

Flotation reagents የተለያዩ የመዳብ ውህዶች ትናንሽ ጥራጥሬዎችን ይለብሳሉ እና እርጥብ አለመሆንን ይሰጣቸዋል።

ቀጣይ ደረጃ፡

• አረፋ የሚፈጥሩ ንጥረ ነገሮች ወደ ውሃው ይጨመራሉ፤
• በእገዳው በኩል ጠንካራ የአየር ዥረት ማለፍ።

ቀላል የደረቁ የመዳብ ውህዶች ቅንጣቶች ከአየር አረፋዎች ጋር ተጣብቀው ወደ ላይ ይንሳፈፋሉ። በውስጣቸው ያለው አረፋ ተሰብስቦ ከውኃ ውስጥ ተጨምቆ በደንብ ይደርቃል. በውጤቱም ፣ አንድ ማጎሪያ ተገኝቷል ፣ ከዚያ ክሩድ ኩ ይገለላል።

መዳብ ከማዕድን እንዴት እንደሚወጣ፡ በመጠበስ ተጠቃሚ

የፍሎቴሽን ዘዴ በኢንዱስትሪ ውስጥ ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል። ነገር ግን አንዳንድ ጊዜ የማብሰያ ቴክኖሎጂም የመዳብ ማዕድን ለማበልጸግ ይጠቅማል። ይህ ዘዴ ብዙውን ጊዜ ከፍተኛ መጠን ያለው ሰልፈር ለያዙ ማዕድናት ያገለግላል። በዚህ ሁኔታ ቁሱ ከ 700-8000 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ባለው የሙቀት መጠን ይሞቃል. በውጤቱም፣ ሰልፋይዶች በዐለቱ ውስጥ ያለው የሰልፈር ይዘት በመቀነሱ ኦክሳይድ ይደረግባቸዋል።

በሚቀጥለው ደረጃ በዚህ መንገድ የሚዘጋጀው ማዕድን በ14,500 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ በሚሆን የሙቀት መጠን በሻፍት እቶን ይቀልጣል። በመጨረሻም, ይህንን ቴክኖሎጂ ሲጠቀሙ, አንድ ንጣፍ ተገኝቷል - የመዳብ እና የብረት ቅይጥ. በተጨማሪም, ይህ ግንኙነት በመቀየሪያዎች ውስጥ በመንፋት ይሻሻላል. በውጤቱም, ብረት ኦክሳይድ ወደ ጥቀርሻ ውስጥ ይገባል, እና ሰልፈር ወደ SO4 ይገባል.

ንፁህ መዳብ በማምረት ላይ፡ ኤሌክትሮላይዝስ

የተንሳፋፊ እና የማብሰያ ዘዴዎችን በሚጠቀሙበት ጊዜ የፈሳሽ መዳብ ይገኛል። እንደ እውነቱ ከሆነ, እንዲህ ዓይነቱ ቁሳቁስ 91% ኩብ ይይዛል. የበለጠ ንጹህ መዳብ ለማግኘት፣ ሻካራ መዳብ የበለጠ ይጣራል።

በዚህ አጋጣሚ ወፍራም የአኖድ ሰሌዳዎች በመጀመሪያ የሚጣሉት ከዋናው መዳብ ነው። ቀጣይ፡

• የመዳብ ሰልፌት መፍትሄን በመታጠቢያው ውስጥ አንሱ፤
• በመታጠቢያ ቤት ውስጥ ተንጠልጥሏል።anode plates፤
• ቀጫጭን የንፁህ መዳብ አንሶላ እንደ ካቶዴስ ጥቅም ላይ ይውላል።

በኤሌክትሮላይዝስ ምላሽ ጊዜ መዳብ በአኖዶች ላይ ይቀልጣል እና በካቶዶች ላይ ይወርዳል። የመዳብ አየኖች ወደ ካቶድ ይንቀሳቀሳሉ፣ ኤሌክትሮኖችን ከእሱ ይውሰዱ እና ወደ Cu+2+2e አቶሞች?>Cu።

በቆሻሻ መዳብ ውስጥ ያሉ ቆሻሻዎች ሲጣራ የተለየ ባህሪ ሊኖራቸው ይችላል። ዚንክ, ካድሚየም, ብረት በአኖድ ላይ ይቀልጣሉ, ነገር ግን በካቶድ ላይ አይቀመጡም. እውነታው ግን በተከታታይ ኤሌክትሮኬሚካላዊ ቮልቴጅ ውስጥ ከመዳብ በስተግራ ይገኛሉ, ማለትም, የበለጠ አሉታዊ እምቅ ችሎታዎች አላቸው.

የመዳብ ሰልፌት የሚገኘው በሰልፋይድ ማዕድን በኦክስጅን ወደ መዳብ ሰልፌት CuS + 2O₂ > CuSO_{4 ነው። በመቀጠልም ጨው በውሃ ይወጣል።}

የሃይድሮሜትሪካል ዘዴ

በዚህ ሁኔታ ሰልፈሪክ አሲድ መዳብን ለማንሳት እና ለማበልጸግ ይጠቅማል። ይህንን ቴክኖሎጂ በመጠቀም በተሰጠው ምላሽ ምክንያት በ Cu እና ሌሎች ብረቶች የተሞላ መፍትሄ ተገኝቷል. ከዚያም መዳብ ከእሱ ተለይቷል. ይህንን ዘዴ በመጠቀም ከቆሻሻ መዳብ በተጨማሪ ውድ የሆኑትን ጨምሮ ሌሎች ብረቶች ሊገኙ ይችላሉ. ያም ሆነ ይህ ይህ ቴክኖሎጂ ብዙውን ጊዜ CUን በጣም ሀብታም ካልሆኑ (ከ0.5%) ለማውጣት ይጠቅማል።

መዳብ በቤት

ይህን ብረት ከጠገቡ ማዕድናት መለየት፣በመሆኑም በቴክኖሎጂ አንጻር ሲታይ ቀላል ነው። ስለዚህ አንዳንዶች በቤት ውስጥ መዳብ እንዴት እንደሚሠሩ ለማወቅ ይፈልጋሉ። ይህንን ብረት ከብረት ፣ ከሸክላ ፣ ወዘተ በገዛ እጆችዎ ያግኙ ፣ ያለሱየልዩ መሳሪያዎች መገኘት ግን በጣም አስቸጋሪ ይሆናል።

ለምሳሌ አንዳንዶች መዳብን ከሸክላ በገዛ እጃቸው እንዴት ማውጣት እንደሚችሉ ለማወቅ ይፈልጋሉ። በእርግጥም, በተፈጥሮ ውስጥ የዚህ ንጥረ ነገር ክምችቶች አሉ, እሱም ደግሞ በ Cu. ሆኖም ግን፣ በሚያሳዝን ሁኔታ፣ በቤት ውስጥ ከሸክላ መዳብ ለማግኘት ምንም የታወቁ የተረጋገጡ ቴክኖሎጂዎች የሉም።

በገዛ እጆችዎ ይህ ብረት በቤት ውስጥ ሊሞከር ይችላል ምናልባትም ከመዳብ ሰልፌት ብቻ። ይህንን ለማድረግ የኋለኛው ክፍል በመጀመሪያ በውሃ ውስጥ መሟሟት አለበት. በመቀጠሌ በተፈጠረው ድብልቅ ውስጥ የተወሰነ የብረት ነገር ብቻ ማስቀመጥ ያስፇሌጋሌ. ከተወሰነ ጊዜ በኋላ, የኋለኛው - በተተካው ምላሽ ምክንያት - በመዳብ ሽፋን ይሸፈናል, ከዚያም በቀላሉ ሊጸዳ ይችላል.