Przeczytaj
Miedź
![Na ilustracji w prostokącie są informacje dotyczące miedzi. Symbol Cu, średnia liczba masowa wynosi 63,546, liczba atomowa 29, najczęściej spotykane stopnie utlenienia - pierwszy i drugi, temperatura topnienia [K] 1357,77, temperatura wrzenia [K] 2843,15, gęstość w gramach na centymetr sześcienny w temperaturze 25 stopni Celsjusza (298,15 K) wynosi 8,93. Miedź jest ciałem stałym - stan skupienia w warunkach normalnych. Konfiguracja elektronowa podpowłokowa skrócona - zawierająca rdzeń gazu szlachetnego - w stanie podstawowym jest następująca: [ A r ] 3 d 10 4 s 1 .](https://static.zpe.gov.pl/portal/f/res-minimized/R15PkHfHJluYq/1645100628/2JCWYSASRWOe6jJn2U2o2tDxNIqLPnlI.png)
Miedź to pierwiastek chemiczny o specyficznej barwie i metalicznym połysku, zajmujący 26. miejsce pod względem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej. Jego szereg ciekawych właściwości sprawia, że jest strategiczny ze względu na swoje liczne zastosowania, m.in. w elektronice, w budownictwie, w jubilerstwie, w przemyśle chemicznym oraz jako metal biostatycznybiostatyczny.
Występowanie miedzi
Miedź najczęściej spotykana jest jako składnik licznych minerałów. Niezwykle rzadko można ją znaleźć w stanie rodzimym (stanowi tylko ok. 1%). Wśród licznych minerałów kruszcowych, bogatymi w ten pierwiastek są: chalkozyn, kowelin, chalkopiryt, malachit, kupryt, bornit, azuryt, digenit, djurleit oraz anilit.
Przykłady minerałów miedzi o znaczeniu przemysłowym
Występowanie miedzi w Polsce
W Polsce miedź występuje w trzech typach skał: piaskowcach, łupkach i węglanach (dolomitach). Najczęstszymi minerałami spotykanymi w nich są: chalkozyn, bornit, chalkopiryt i kowelin. Zlokalizowane są na monoklinie przedsudeckiej – Nowe Zagłębie Miedziowe – oraz w niecce północnosudeckiej – Stare Zagłębie Miedziowe. Wydobycie w tym ostatnim obszarze rozpoczęło się już pod koniec XIX w.
W 1957 r. Państwowy Instytut Geologiczny odkrył i udokumentował tam złoża polimetaliczne, czyli miedzi i srebra, zlokalizowane między Lubinem a Głogowem. Złoże to jest największe w Europie i jest jednym z największych na świecie. W znaczących ilościach wydobywane są również minerały towarzyszące metalom, tj. cynk, ołów, kobalt, nikiel, molibden, ren, złoto, selen oraz platyna. Polskie złoża miedzi rozmieszczone są na głębokości od kilkuset do 1500 m w głąb Ziemi. Stanowią one złoża stratoidalnezłoża stratoidalne, posiadające strefy uskokowe, które sięgają nawet kilkadziesiąt metrów.
Łupki miedzionośne
Złoża rudy miedzi, które znajdują się w monoklinie przedsudeckiej, składają się z trzech warstw litologicznychwarstw litologicznych, określanych jako piaskowiec, łupek i dolomit. W porównaniu ze skałami węglanowymi (dolomitami) lub piaskowcami, łupki mogą stanowić bogate źródło metali, w tym miedzi i pierwiastków towarzyszących, dlatego przede wszystkim są przedmiotem zainteresowań przemysłu górniczego.
Analizując dane różnych obszarów górniczych, ruda łupkowa stanowi obecnie od 5 do 15% wydobywanego urobku, ruda piaskowcowa 33 do 82%, a węglanowa od 12 do 92% (Kijewski i Leszczyński, 2010).
Definicja skały łupkowej nie jest jednoznaczna, ponieważ jej skład i tekstura zależą od wielu czynników. Ze względu na te czynniki w poziomie łupków miedzionośnych wyróżnia się kilka odmian litologicznych:
łupki dolomityczne;
łupki ilasto‑dolomityczne;
łupki margliste;
łupki ilasto‑organiczne (tzw. smolące).
Ze względu na to, że ich rozróżnienie bez bardziej szczegółowych badań jest utrudnione, w praktyce dzieli się je jedynie na:
łupek dolomityczny;
łupek ilasto‑dolomityczny;
łupek smolący.
Łupek smolący ma zazwyczaj czarną barwę i drobnolaminowaną strukturę. Charakteryzuje się kruchością. To właśnie on posiada najwyższą zawartość miedzi (nawet powyżej 10%). Pozostałe łupki mają ciemnoszarą barwę i laminowaną strukturę, są także bardziej zwięzłe.
Średnia procentowa zawartość poszczególnych metali w łupku smolącym przedstawiona została w poniższej tabeli.
Składniki chemiczne | Zawartość % wag |
10,48 | |
0,01 | |
0,41 | |
0,37 | |
0,18 | |
0,04 | |
0,078 |
Przekrój stratygraficzno‑litograficzny
Analizując przekrój stratygraficzno‑litograficzny, można zauważyć, że łupek smolący zlokalizowany jest pomiędzy warstwami piaskowca białego spągowca (w dolomicie granicznym) a łupkiem dolomitycznym. Jego miąższowość zwykle mieści się w zakresie od kilku do 25 cm (lokalnie sięgając 60 cm). Jest to rozsypliwa czarna skała, zawierająca 58% illituillitu, 11% dolomitudolomitu i kalcytukalcytu, 11% miedzi, 7% substancji organicznej (stąd czarna barwa), 4% kwarcu detrytycznegodetrytycznego oraz 3,5% siarki.
Wzbogacanie miedzi
Obecna w Polsce eksploatacja miedzi skoncentrowana jest w trzech kopalniach: Lubinie, Rudnej i Polkowicach‑Sieroszowicach, a jej produkcja odbywa się w hutach Głogowa i Legnicy. Wydobycie rudy miedzi, a w dalszym etapie jej wzbogacanie, to złożony proces technologiczny, na który składa się wiele etapów.
Wywiercenie otworów strzałowych.
Uzbrojenie wywierconych otworów ładunkami wybuchowymi.
Wykonywanie obudowy kotwowej w celu wzmocnienia górotworu wokół wyrobiska.
Usunięcie (obrywka) luźnych brył w przodkach i w wyrobiskach.
Transport brył taśmociągami.
Rozkruszenie dużych brył skalnych.
Transport rudy do kruszarek.
Wydobywanie rozkruszonej rudy na powierzchnię szybami wydobywczymi.
Transport rozkruszonej rudy do zakładów wzbogacania.
W zakładach wzbogacania, wydobyte rudy miedzi są poddawane mechanicznej przeróbce, która pozwala na efektywne zagospodarowanie surowca. Procesami, jakie wykorzystuje się w tym celu, są: przesiewanie, kruszenie, mielenie, klasyfikacja, flotacja, zagęszczanie, filtracja oraz suszenie. W taki sposób otrzymany koncentrat jest przetwarzany w hucie. Rocznie zakłady te produkują ok. 2 mln ton takiego koncentratu.
Indeks dolny Źródło: Wydobycie i wzbogacanie, KGHM: https://kghm.com/pl/biznes/wydobycie‑i-wzbogacanie, dostęp: 21.05.2021. Indeks dolny koniecŹródło: Wydobycie i wzbogacanie, KGHM: https://kghm.com/pl/biznes/wydobycie‑i-wzbogacanie, dostęp: 21.05.2021.
Słownik
materiał wykazujący właściwości antybakteryjne, który nie pozwala na rozwijanie się bakterii; miedź, jako taki materiał, znajduje zastosowanie do pokrycia klamek i powierzchni zwłaszcza w szpitalach
specjalna obudowa zabezpieczająca wyrobiska górnicze, poprzez zastosowanie kotwi (cięgien) w stropach i ociosach wyrobiska
złoża osadowe powstałe z materiałów naniesionych przez wody, wiatr lub lodowce
graficzne przedstawienie budowy geologicznej wycinka skorupy ziemskiej w rzucie na płaszczyznę pionową
minerał zbudowany głównie z dwutlenku krzemu
minerał skał osadowych zaliczany do grupy ilastych z gromady krzemianów. Jest zasadowym glinokrzemianem potasu i glinu
monomineralna osadowa skała węglanowa
minerał zbudowany z węglanu wapnia
przedstawienie w postaci graficznej (wyskalowany pionowy słupek) lub tekstowej (zwykle tabela) kolejności występowania w odsłonięciach lub otworach wiertniczych zespołów warstw skalnych wraz z opisem ich cech litologicznych; w normalnej sytuacji następstwa zdarzeń geologicznych na dole profilu geologicznego zaznaczone są skały najstarsze, a u góry — najmłodsze; w wersji graficznej wiek skał zwykle oznacza się barwami umownymi, a litologia — szrafami; na profilu zaznacza się też niezgodności sedymentacyjne i kontakty tektoniczne; profil geologiczny jest jednym z podstawowych załączników do mapy geologicznej
metoda rozdziału bardzo drobnych ziarn mineralnych. Proces przeprowadza się w zawiesinie wodnej drobno zmielonego surowca mineralnego, do której wprowadza się powietrze. Mechanizm rozdziału polega na powstawaniu agregatów, czyli otaczaniu ziaren mineralnych o hydrofobowej powierzchni przez pęcherzyki powietrza. Powstałe agregaty są lżejsze od wody i wypływają na powierzchnię zawiesiny tworząc zmineralizowaną pianę, która może być następnie zebrana
wydzielenie grup gruntów i skał tego samego rodzaju o takiej samej genezie.
okruchy skał, minerałów powstające podczas wietrzenia i erozji
Bibliografia
Encyklopedia PWN
Bielański A. Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 1994.
Hejwowska S., Marcinkowski R. Równowagi i procesy jonowe, Gdynia 2005.
Jones L., Atkins P., Chemia ogólna, Warszawa 2012.
Kozlowska‑Roman A., Polish copper&silver, 2016, online: https://www.researchgate.net/publication/308792438_Polish_copper_silver, dostęp: 27.05.2021.