Obsah
- Měď - kov používaný v průběhu věků
- Jak používáme měď dnes?
- Starověké použití mědi
- Jaké vlastnosti činí měď užitečnou?
- Druhy měděných vkladů
- Dodávka, poptávka a recyklace mědi
- Jak zajistíme odpovídající dodávky mědi pro budoucnost?
- Globální hodnocení zdrojů mědi
Socha svobody: V roce 1886 představovala Socha svobody největší využití mědi v jediné struktuře. Pro stavbu sochy bylo vyříznuto asi 80 tun měděného plechu a zatloukáno na tloušťku asi 2,3 milimetru (3/32 palce), nebo na tloušťku dvou amerických haléřů umístěných dohromady. Harris.
Měď - kov používaný v průběhu věků
Měď byla jedním z prvních kovů, které kdy lidé těžili a používali, a od úsvitu civilizace zásadním způsobem přispěla k udržení a zlepšení společnosti. Měď byla poprvé použita v mincích a ozdobách počínaje asi 8000 ° C a při asi 5500 ° C měděné nástroje pomohly civilizaci vynořit se z doby kamenné. Objev, že měď legovaná cínem produkuje bronz, označil začátek doby bronzové při asi 3 000 ° C.
Ve Spojených státech byl v roce 2017 v indiánském pohřbu na pobřežní pláni Gruzie nalezen kus toho, co je považováno za měděný náramek. Pohřeb byl kremace datovaná zhruba před 3500 lety. Měď obsahovala stopové prvky, které ji spojovaly s geologickými ložisky v oblasti Velkých jezer. Tyto objevy naznačují dálkové obchodní spojení mezi Gruzií a oblastí Velkých jezer, větší vzdálenost, než tomu bylo dosud.
Měď je snadno roztažitelná, formovaná a tvarovaná; je odolný proti korozi; a účinně vede teplo a elektřinu. V důsledku toho byla měď důležitá pro rané lidi a nadále je materiálem výběru pro různé domácí, průmyslové a špičkové technologické aplikace dnes.
Použití mědi: Tento graf ukazuje, jak byla měď ve Spojených státech používána v roce 2017 v průmyslovém sektoru. Jako příklad lze uvést, že měď použitá ve stavebnictví mohla být použita pro elektroinstalaci, instalatérství, izolaci proti povětrnostním vlivům a mnoho dalších individuálních typů použití. Data pro tento graf pocházejí ze souhrnu minerálních komodit USA pro geologický průzkum za rok 2018.
Jak používáme měď dnes?
V současné době se měď používá ve stavebnictví, výrobě a přenosu energie, při výrobě elektronických výrobků a při výrobě průmyslových strojů a dopravních prostředků. Měděné kabely a vodovodní potrubí jsou nedílnou součástí spotřebičů, topných a chladicích systémů a telekomunikačních spojení používaných každý den v domácnostech a podnicích. Měď je základní součástí motorů, elektroinstalace, radiátorů, konektorů, brzd a ložisek používaných v osobních a nákladních vozech. Průměrné auto obsahuje 1,5 kilometru měděného drátu a celkové množství mědi se pohybuje od 20 kilogramů (44 liber) v malých autech po 45 kilogramů (99 liber) v luxusních a hybridních vozidlech.
Římská mince: Měď byla jedním z prvních kovů používaných k výrobě mincí a tato praxe začala přibližně v roce 8000 před naším letopočtem. Mince ukázaná nahoře je římský follis představující obraz Constantia I.
Starověké použití mědi
Stejně jako ve starověku zůstává měď součástí ražení mincí používaných v mnoha zemích, ale bylo zjištěno mnoho nových použití. Jeden z novějších aplikací mědi zahrnuje jeho použití v často dotýkaných površích (jako jsou mosazné kliky), kde antimikrobiální vlastnosti mědi snižují přenos choroboplodných zárodků a chorob. Výrobci polovodičů také začali používat měď pro obvody v křemíkových čipech, což umožňuje mikroprocesorům pracovat rychleji a spotřebovávat méně energie. Nedávno bylo také zjištěno, že měděné rotory zvyšují účinnost elektromotorů, které jsou hlavním spotřebitelem elektrické energie.
Měď v automobilech: Měď je základní součástí motorů, elektroinstalace, radiátorů, konektorů, brzd a ložisek používaných v osobních a nákladních vozech. Průměrné auto obsahuje 1,5 kilometru měděného drátu a celkové množství mědi se pohybuje od 20 kilogramů (44 liber) v malých autech po 45 kilogramů (99 liber) v luxusních a hybridních vozidlech.
Jaké vlastnosti činí měď užitečnou?
Díky vynikajícím legovacím vlastnostem mědi je neocenitelná ve spojení s jinými kovy, jako je zinek (tvoří mosaz), cín (tvoří bronz) nebo nikl. Tyto slitiny mají žádoucí vlastnosti a v závislosti na jejich složení jsou vyvíjeny pro vysoce specializované aplikace. Například slitina mědi a niklu se aplikuje na trupy lodí, protože nekoroduje v mořské vodě a snižuje přilnavost mořského života, jako jsou barnacles, čímž snižuje odpor a zvyšuje palivovou účinnost. Mosaz je tvárnější a má lepší akustické vlastnosti než čistá měď nebo zinek; následně se používá v různých hudebních nástrojích, včetně trubek, pozounů, zvonků a činelů.
Měď v drahokamech: Měď je důležitým prvkem v řadě drahokamů, jako je tyrkys, azurit, malachit a chrysocolla. Dává těmto minerálům zelenou nebo modrou barvu a vysokou měrnou hmotnost. Výše uvedené cabochony jsou některé z mnoha drahokamů těžených v Arizoně.
Druhy měděných vkladů
Měď se vyskytuje v mnoha podobách, ale okolnosti, které určují, jak, kdy a kde jsou uloženy, jsou velmi proměnlivé. V důsledku toho se měď vyskytuje v mnoha různých minerálech. Chalkopyrit je nejhojnějším a ekonomicky nejvýznamnějším z minerálů mědi.
Výzkum, jehož cílem je lépe porozumět geologickým procesům, které produkují ložiska nerostů, včetně ložisek mědi, je důležitou součástí programu pro nerostné zdroje USGS. Vklady mědi jsou obecně klasifikovány na základě toho, jak se tvoří. Usazeniny mědi Porfyr, které jsou spojeny s vyvřelými vniknutími, poskytují asi dvě třetiny světových mědi, a jsou proto nejdůležitějším druhem mědi na světě. Velká ložiska mědi tohoto typu se nacházejí v hornatých oblastech západní severní Ameriky a v pohoří Andy v Jižní Americe.
Další důležitý typ ložiska mědi - typ obsažený v sedimentárních horninách - představuje přibližně čtvrtinu světově identifikovaných zdrojů mědi. Tato ložiska se vyskytují v oblastech, jako je měděný pás střední Afriky a cechsteinská pánev východní Evropy.
Jednotlivá ložiska mědi mohou obsahovat stovky milionů tun horniny nesoucí měď a běžně se vyvíjejí pomocí metod těžby v otevřeném prostoru. Těžební operace, které obvykle následují objevy rudy po mnoho let, často trvají desetiletí. Ačkoli mnoho historických těžebních operací nebylo vyžadováno k provádění jejich těžebních činností způsobem, který by snížil jejich dopad na životní prostředí, současné federální a státní předpisy vyžadují, aby těžební operace používaly postupy šetrné k životnímu prostředí, aby minimalizovaly dopady vývoje nerostů na zdraví lidí a ekosystémů. .
Výzkum životního prostředí USGS pomáhá charakterizovat přirozené a lidské interakce mezi ložisky mědi a okolními vodními a suchozemskými ekosystémy. Výzkum pomáhá definovat přirozené základní podmínky před začátkem těžby a po uzavření dolů. Vědci USGS zkoumají klimatické, geologické a hydrologické proměnné, aby lépe porozuměli interakcím mezi prostředím a prostředím.
Těžba mědi v Arizoně: Arizona produkuje více mědi než kterýkoli jiný stát. Tato krátká historie ukazuje, jak těžba mědi Arizonas vybudovala stát a změnila národ.
Dodávka, poptávka a recyklace mědi
Světová produkce (nabídka) a spotřeba (poptávka) mědi se za posledních 25 let dramaticky zvýšila. Jak velké rozvojové země vstoupily na světový trh, zvýšila se poptávka po minerálních komoditách, včetně mědi. Za posledních 20 let se Andská oblast Jižní Ameriky stala nejproduktivnější měděnou oblastí na světě. V roce 2007 bylo z Andských hor vyrobeno asi 45 procent světové mědi; Spojené státy vyprodukovaly 8 procent. Prakticky veškerá měď vyráběná ve Spojených státech pochází, v klesajícím pořadí výroby, v Arizoně, Utahu, v Novém Mexiku, v Nevadě nebo v Montaně.
Riziko narušení celosvětové dodávky mědi je považováno za nízké, protože výroba mědi je globálně rozptýlena a není omezena pouze na jednu zemi nebo region. Vzhledem k jeho významu ve výstavbě a přenosu energie by však byl dopad jakéhokoli přerušení dodávky mědi vysoký.
Měď je jedním z nejvíce recyklovaných ze všech kovů; přibližně jedna třetina veškeré mědi spotřebované po celém světě je recyklována. Recyklovaná měď a její slitiny mohou být přetaveny a použity přímo nebo dále přepracovány k rafinaci mědi bez ztráty chemických nebo fyzikálních vlastností kovů.
Těžba mědi v Arizoně: Arizona produkuje více mědi než kterýkoli jiný stát. Tato krátká historie ukazuje, jak těžba mědi Arizonas vybudovala stát a změnila národ.
Měděný důl v Utahu: Měděný důl Bingham Canyon v Utahu, viditelný z vesmíru, vyprodukoval více než 12 milionů tun porfyrické mědi. Důl je více než 4 kilometry (2,5 mil) napříč nahoře a 800 metrů (0,5 míle) hluboký a je jedním z technických divů světa. Fotografie od C.G. Cunningham, USGS.
Jak zajistíme odpovídající dodávky mědi pro budoucnost?
Vědci USGS studují, jak a kde jsou známé zdroje mědi soustředěny v zemské kůře, a pomáhají předvídat, kde by mohly být umístěny budoucí měděné zdroje, a pomocí těchto znalostí posoudit potenciál pro neobjevené měděné zdroje. Techniky posuzování potenciálu nerostných zdrojů byly vyvinuty a zdokonaleny USGS, aby podpořily správcovství spolkových zemí a lépe vyhodnotily dostupnost nerostných zdrojů v globálním kontextu.
V 90. letech provedla USGS hodnocení zdrojů mědi v USA a dospěla k závěru, že téměř tolik mědi zbývá najít, jak již bylo objeveno. Konkrétně USGS zjistilo, že bylo objeveno asi 350 milionů tun mědi a odhaduje, že ve Spojených státech zůstalo neobjeveno asi 290 milionů tun mědi.
Spotřeba mědi: Kvality mědi, díky nimž se stal materiálem volby pro celou řadu domácích, průmyslových a high-tech aplikací, vedly ke stálému nárůstu celosvětové spotřeby mědi. Studie spotřeby mědi USGS ukazují některé zajímavé trendy pro období 1990 až 2012. Spotřeba mědi v rozvíjejících se ekonomikách, jako je Čína a Indie, se výrazně zvýšila, zatímco míra spotřeby ve Spojených státech mírně poklesla. Až do roku 2002 byly Spojené státy předním spotřebitelem mědi a ročně používaly asi 16 procent celkové světové rafinované mědi (asi 2,4 milionu tun). V roce 2002 Spojené státy předstihla Čína jako přední světový uživatel rafinované mědi. Rozvíjející se ekonomika v Číně přispěla ke zdvojnásobení její roční rafinované spotřeby mědi během 12 let od roku 2000 do roku 2012. Graf podle USGS.
Globální hodnocení zdrojů mědi
USGS vyhodnotila neobjevenou měď ve dvou typech ložisek, které představují asi 80 procent světové dodávky mědi. Vklady z porfyrové mědi představují asi 60 procent světové mědi. V ložiskách z porfyrické mědi se minerály měděné rudy šíří do vyvřelých intruzí. Sedimentem usazená strataboundovaná ložiska mědi, ve které je měď koncentrována ve vrstvách v sedimentárních horninách, tvoří asi 20 procent světových zdrojů mědi. Celosvětově doly v těchto dvou ložiskových typech produkují asi 12 milionů tun mědi ročně.
Tato studie zvažovala možnost odhalených a skrytých ložisek do 1 km od povrchu pro vklady porfýru a do 2,5 km od povrchu pro sedimentem usazená strataboundová ložiska. Pro vklady porfýru bylo vymezeno 175 traktů; 114 traktů obsahuje 1 nebo více identifikovaných ložisek. Padesát traktů bylo vymezeno pro usazeniny usazené strataboundové mědi; 27 obsahují 1 nebo více identifikovaných ložisek.
Výsledky hodnocení jsou poskytovány podle typu vkladu pro 11 krajů (tabulka 1). Průměrný celkový neobjevený zdroj pro vklady porfýru je 3 100 milionů tun a průměrný celkový neobjevený zdroj pro vklady usazené v sedimentech je 400 milionů tun, v celosvětovém souhrnu 3 500 milionů tun mědi. Rozsahy odhadů zdrojů (mezi 90. a 10. percentilem) odrážejí geologickou nejistotu v procesu hodnocení. Přibližně 50 procent globálního celkového počtu se vyskytuje v Jižní Americe, jižní střední Asii a Indočíně a v Severní Americe dohromady.
Mapa depozice mědi: Distribuce známých ložisek mědi v roce 2008. Červená označuje měď spojenou s vyvřelými vniknutími (porfyrická ložiska mědi) a modrá označuje měď obsaženou v sedimentárních horninách (usazeniny mědi hostované v sedimentech). Mapa podle USGS. Zvětšit mapu.
Jižní Amerika má největší identifikované a neobjevené zdroje mědi (asi 20 procent z celkového neobjeveného množství). V této oblasti se těží největší ložiska porfýru na světě. Chile a Peru patří mezi přední světové země produkující měď.
Střední Amerika a Karibik hostí dva nevyvinuté obří (> 2 miliony tun mědi) porfyrické měděné vklady v Panamě. Většina neobjevených zdrojů je v pásu, který sahá od Panamy k jihozápadnímu Mexiku.
Severní Amerika hostí vysoce mineralizované porfyrické měděné trakty, které zahrnují supergiantní (> 25 miliónů tun mědi) porfyrických ložisek v severním Mexiku, západních Spojených státech a na Aljašce, stejně jako obrovská ložiska v západní Kanadě. Odhadované neobjevené zdroje porfyrické mědi se přibližně rovnají identifikovaným zdrojům.
Předními státy vyrábějícími měď v USA jsou Arizona, Utah, Nové Mexiko, Nevada a Montana. Ve Spojených státech se odhaduje, že neobjevené usazeniny hostované strataboundované mědi v Michiganu, Montaně a Texasu obsahují asi třikrát tolik mědi, kolik bylo identifikováno. Jsou známy dvě obrovská ložiska v Michiganu a Montaně.
Severovýchodní Asie je relativně nedostatečně prozkoumán, se skromnými identifikovanými zdroji mědi porfýru a pouze jedním identifikovaným ložiskem obří mědi porfýru. Odhaduje se však, že průměrné neobjevené zdroje jsou poměrně velké. Tento region má největší podíl neobjevených a identifikovaných zdrojů ve studii.
Severní střední Asie má 35 ložisek měděné porfyrie, včetně supergiantního ložiska v Mongolsku a obrovského ložiska v Kazachstánu. Odhaduje se, že plocha traktu obsahuje asi trojnásobek množství identifikovaného zdroje porfyrické mědi. Tato oblast také hostí tři obří usazené strataboundové ložiska mědi v Kazachstánu a Rusku. USGS odhaduje, že může být přítomno tolik usazené strataboundové mědi, jak již bylo objeveno.
Jižní střední Asie a Indočína jsou méně důkladně prozkoumány než mnoho jiných částí světa; na tibetské náhorní plošině však byly dosud identifikovány čtyři ložiska obří mědi z porfýru. Neobjevená ložiska mědi z porfýru mohou obsahovat osmkrát více než zjištěné množství mědi.
Jihovýchodní Asie Archipelagos hostí prvotřídní ložiska mědi z porfyrů mědi, jako je supergiant v Indonésii a asi 16 obrovských ložisek v Indonésii, Papua-Nová Guinea a Filipíny. Ačkoli jsou části regionu dobře prozkoumány, neobjevené zdroje porfýru pravděpodobně překročí identifikované zdroje.
Východní Austrálie má jeden obrovský depozit mědi porfýru a několik malých ložisek porfýru. Skryté neobjevené zdroje se očekávají v krytí. Austrálie je po desetiletí předním výrobcem mědi.
Východní Evropa a jihozápadní Asie byly měděny od mědi od starověku a nedávno byla identifikována obří ložiska mědi. Předpokládá se, že neobjevená měď bude asi dvojnásobkem identifikovaných zdrojů, a to jak pro vklady porfyrů podél pásu z Rumunska přes Turecko a Írán, tak pro strataboundované vklady v Afghánistánu.
západní Evropa má největší sedimentem usazený stratabound mědi na světě, v Polsku. Odhaduje se, že neobjevené strataboundové zdroje mědi v jihozápadním Polsku překračují identifikované zdroje asi o 30 procent.
Afrika a Střední východ mají na světě největší akumulaci usazenin usazených strataboundů mědi, s 19 obrovskými ložisky ve středoafrickém měděném pásu v Demokratické republice Kongo a Zambie. Zbývá odhalit značné neobjevené měděné zdroje.