Miedź

Miedź (Cu) to pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych układu okresowego. Nazwa miedzi po łacinie (a za nią także w wielu innych językach, w tym angielskim) pochodzi od Cypru, gdzie w starożytności wydobywano ten metal. Początkowo nazywano go metalem cypryjskim (łac. cyprum aes), a następnie cuprum.

 

Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach 55 ppm. W naturze występuje w postaci rud oraz w postaci czystej jako minerał – miedź rodzima. Miedź rodzima jest rzadko spotykana. Głównym źródłem tego metalu są minerały oznaczone jako rudne w poniższej tabeli.

 

Ze względu na duże zapotrzebowanie i stosunkowo małe zasoby naturalne miedź stanowi materiał strategiczny. Większość miedzi wydobywa się jako siarczek w kopalniach odkrywkowych ze złóż porfiru miedziowego zawierającego do 1% miedzi. W światowym wydobyciu rud miedzi w przeliczeniu na czysty składnik, wynoszącym w 2010 r. łącznie 16,2 mln ton, przodowały: Chile (5,52 mln ton), Peru (1,28 mln ton), Chiny (1,15 mln ton) USA (1,12 mln ton), Australia (900 tys. ton), Indonezja (840 tys. ton), Zambia (770 tys. ton), Rosja (750 tys. ton), Kanada (480 tys. ton), Polska (430 tys. ton) i Kazachstan (400 tys. ton).

 

Do krajów posiadających największe szacowane zasoby miedzi należą: Chile (150 mln ton), Peru (90 mln ton), Australia (80 mln ton), Meksyk (38 mln ton), Stany Zjednoczone (35 mln ton), Chiny, Indonezja i Rosja (30 mln ton) oraz Polska, której znane zasoby są szacowane na 26 mln ton[16]. Głównym ośrodkiem przemysłu miedziowego w Polsce jest Legnicko-Głogowski Okręg Miedziowy.

 

W roku 2009 ogólnoświatowa konsumpcja miedzi wynosiła około 22,1 mln ton. Źródłami miedzi była miedź wydobywana w kopalniach (w 2009 roku było to ponad 15 mln ton) oraz miedź pozyskiwana z recyklingu, który w 2008 roku dostarczył około 35% ogółu konsumowanej miedzi. Do największych konsumentów miedzi należą (2009): Chiny (7,87 mln ton), Europa Zachodnia (3,13 mln ton), Ameryka Północna (2,47 mln ton), Japonia (1,22 mln ton), Indie (0,92 mln ton) oraz Korea Południowa (0,76 mln ton). Gałęziami przemysłu, gdzie zużywa się (2009) wytwarzaną miedź jest budownictwo (7,26 mln ton, w tym do budowy instalacji elektrycznych wodociągowych, odpowiednio 5,27 i 1,33 mln ton), infrastruktura (3,26 mln ton, w tym do budowania infrastruktury elektrycznej i telekomunikacyjnej, odpowiednio 2,54 i 0,72 mln ton) oraz budowa maszyn (11,57 mln ton, w tym przemysłowe, ogólnie pojętego transportu, chłodzące, elektroniczne, odpowiednio 2,74; 2,56; 1,33; 0,77 mln ton).

 

Rudy miedzi zawierają nieznaczne ilości miedzi. W celu oddzielenia siarczków miedzi od skały płonnej, stosowana jest flotacja. Otrzymane w ten sposób koncentraty miedzi przerabiane są w piecach hutniczych (np. piec zawiesinowy firmy Outotec), a produktem wytopu jest kamień miedziowy. Po procesie konwertorowania odlewane są anody miedziowe. Anody te poddawane są elektrorafinacji. Produktem huty są katody, które w zależności od przeznaczenia przetapiane są na wlewki różnego kształtu i wielkości.

 

Miedź, tak jak aluminium jest w 100% recyklingowana bez jakiejkolwiek straty jakości. W objętości, miedź jest trzecim po żelazie i aluminium najczęściej odzyskiwanym metalem. Szacuje się, że w użyciu jest 80% kiedykolwiek wydobytej miedzi[18]. Recykling w latach 2002-2008 dostarczał około 35% zużywanej miedzi. Ze względu na charakter surowca przewiduje się, że w ciągu następnych lat udział recyklingu w ogólnej produkcji miedzi będzie rósł.

 

Proces odzyskiwania miedzi przebiega w ten sam sposób, jak w procesie jej otrzymywania, z wyjątkiem tego, że wymaga mniejszej ilości etapów. Wysokiej czystości złom jest topiony w piecu, a następnie redukowany i wylewany w postaci kęsów i sztabek; niskiej czystości złom jest poddawany elektrorafinacji w kąpieli kwasu siarkowego.

 

Miedź obok żelaza odegrała wyjątkową rolę w rozwoju cywilizacji ludzkiej. Epoka brązu zawdzięcza swoją nazwę jednemu ze stopów miedzi. Pierwiastek ten znany jest od starożytności, od kiedy to był podstawowym składnikiem brązów.
Głównym zastosowaniem miedzi jest produkcja kabli elektrycznych (60%), pokryć dachów i instalacji wodociągowych (20%) i maszyn przemysłowych (15%). Miedź głównie używana jest jako metal, ale gdy wymagana jest większa twardość, wtedy łącząc z innymi metalami tworzy się stopy (5% całkowitego zużycia), takie jak brąz czy mosiądz. Mała część miedzi jest używana w produkcji związków będących dodatkami do żywności i fungicydami w rolnictwie oraz stosowana jako barwnik szkła czy katalizator.

 

Metal jest dodawany do wielu stopów, zarówno do stali jak i do stopów aluminium. Jest też dodawany do srebra i złota poprawiając znacznie ich własności mechaniczne. Miedź z cyną, cynkiem, molibdenem i innymi metalami przejściowymi tworzy cały zestaw stopów zwanych ogólnie brązami. Najbardziej znane z nich to: udający złoto tombak i posiadający bardzo dobre własności mechaniczne oraz znaczną odporność na korozję mosiądz. Stopy miedzi stosuje się do wyrobu kosztownej armatury, elementów precyzyjnych urządzeń mechanicznych i w jubilerstwie.

 

Ze względu na odporność metalu na wodę, miedź była używana już od czasów starożytnych jako materiał pokryć dachowych. Zielony kolor starszych budynków pochodzi od zachodzącej przez długi czas reakcji, w której miedź jest utleniana najpierw do tlenku miedzi(II), następnie przechodzi w siarczek miedzi (I) lub (II), by w końcu utworzyć węglan miedzi(II), nazywany patyną, która jest wysoko odporna na korozję. Piorunochrony są wyrabiane z miedzi w celu skutecznego uziemiania piorunów. Miedź ze względu na swoje właściwości idealnie nadaje się do lutowania i spawania w łuku gazowo-metalowym.

 

źródło Wikipedia