Giới thiệu

Mỗi khi bạn bật đèn, sử dụng thiết bị trong nhà hoặc bật vòi, chính đồng sẽ cung cấp điện hoặc nước cho bạn. Do đó, đồng là một kim loại rất quan trọng đối với con người và có nhiều đặc tính hữu ích hơn bất kỳ kim loại nào khác.

Một ngôi nhà trung bình của một gia đình chứa hơn 90 kg đồng: 40 kg dây điện, 30 kg ống nước, 15 kg phần cứng của thợ xây, 9 kg bên trong các thiết bị điện và 5 kg đồ đồng thau. Một chiếc máy bay phản lực Boeing 747-200 chứa khoảng 1,8 tấn đồng. Tượng Nữ thần Tự do ở New York chứa hơn 27 tấn đồng.

3 / 7

Cuộn dây đồng.

Của cải

Đồng là kim loại tự nhiên duy nhất ngoài vàng có màu sắc đặc biệt. Giống như vàng và bạc, đồng là chất dẫn nhiệt và điện tuyệt vời. Nó cũng rất dễ uốn và dẻo. Đồng cũng có khả năng chống ăn mòn (nó không dễ bị rỉ sét). Đồng mềm nhưng dai. Nó dễ dàng trộn với các kim loại khác để tạo thành các hợp kim như đồng thau và đồng thau. Đồng là hợp kim của thiếc và đồng và đồng thau là hợp kim của kẽm và đồng. Đồng và đồng thau có thể tái chế dễ dàng¿có lẽ 70% số đồng hiện đang sử dụng đã được tái chế ít nhất một lần.

Tính chất của đồng

Công dụng

Ngày nay, đồng vì là chất dẫn điện tốt nên được sử dụng trong máy phát điện và động cơ điện để nối dây điện cũng như trong các sản phẩm điện tử như radio và TV. Đồng cũng dẫn nhiệt tốt nên được sử dụng trong bộ tản nhiệt của xe cơ giới, máy điều hòa không khí và hệ thống sưởi ấm trong nhà.

Vì đồng không dễ bị ăn mòn nên nó cũng được sử dụng làm ống dẫn nước. Tính dẻo của nó có nghĩa là ống đồng có thể uốn cong để đi vòng các góc một cách dễ dàng mà không bị gãy.

Đồng sunfat được sử dụng làm thuốc diệt nấm để ngăn chặn rễ cây làm tắc nghẽn hệ thống thoát nước và thoát nước. Màu xanh lam của gỗ đã qua xử lý là kết quả của naphtan đồng và arsenat đồng-crom được đưa vào dưới áp lực để giúp bảo vệ gỗ khỏi sâu đục thân.

Đồng cũng được sử dụng để làm tiền xu và dụng cụ khoa học cũng như trong các ứng dụng trang trí.

Có khoảng 15 gram đồng trong điện thoại di động và gần đây đồng đã thay thế nhôm trong chip máy tính.

Lịch sử

Đồng là kim loại đầu tiên được con người sử dụng. Nó được phát hiện bởi Người thời kỳ đồ đá mới khoảng 9000 năm trước và được sử dụng thay cho đá vì nó dễ tạo hình hơn nhiều. Những thợ rèn đồng đầu tiên ở Iran đã phát hiện ra rằng việc nung đồng sẽ làm nó mềm hơn và việc đập đồng làm cho nó cứng hơn. Bằng cách này, họ có thể định hình đồng thành nhiều vật dụng hữu ích khác nhau như hộp đựng và đồ dùng - một bước nhảy vọt lớn đối với loài người. Màu sắc đẹp của nó cũng làm cho đồng trở nên hấp dẫn khi sử dụng làm đồ trang sức và đồ trang trí.

Có bằng chứng cho thấy đồng đã được sử dụng từ rất sớm, một đoạn ống đồng được sử dụng cách đây 5000 năm đã được các nhà khảo cổ khai quật được từ Kim tự tháp Cheops ở Ai Cập. Khoảng năm 4000 trước Công nguyên, đồng (một hợp kim thậm chí còn cứng hơn) được phát hiện bằng cách trộn đồng với một lượng nhỏ thiếc. Nó được sử dụng để chế tạo vũ khí, áo giáp, dụng cụ và công cụ trang trí¿do đó bắt đầu Thời đại Đồng-Đồng. Mặc dù việc chế tạo các công cụ bằng đồng phần lớn không còn được sử dụng kể từ khi bắt đầu Thời đại đồ sắt khoảng 1000 năm trước Công nguyên, đồng vẫn tiếp tục được sử dụng cho các đặc tính khác của nó. Là một trong hai kim loại có màu duy nhất, vẻ đẹp của nó khiến nó rất được ưa chuộng để làm đồ trang trí và khả năng chống ăn mòn khiến nó thích hợp để sử dụng trong hoặc gần biển.

Khả năng đập đồng thành tấm và khả năng chống rỉ sét khiến nó trở thành vật liệu lợp phổ biến trên các tòa nhà quan trọng.

Sự tăng trưởng của ngành công nghiệp đồng có mối liên hệ chặt chẽ với việc sử dụng điện ngày càng tăng. Các ứng dụng về điện tiếp tục là ứng dụng chính của kim loại, có thể do hai tính chất vật lý. Nó là một chất dẫn điện (và nhiệt) tuyệt vời và đủ dẻo để kéo thành dây và đập thành tấm mà không bị gãy. Đồng được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận của hệ thống ống nước và là thành phần chính của hợp kim, nhiều hợp kim cứng hơn, bền hơn và cứng hơn các thành phần cấu thành riêng lẻ của chúng. Năm 1837 Charles Wheatstone và William Cooke được cấp bằng sáng chế cho chiếc điện báo đầu tiên sử dụng dây đồng. Năm 1876 Alexander Graham Bell là người đầu tiên sử dụng dây điện thoại bằng đồng. Năm 1878 Thomas Edison đã phát minh ra chiếc đèn điện đầu tiên, dựa vào đồng để truyền dòng điện tới nó. Trong vòng vài năm, việc sử dụng rộng rãi hai phát minh này đã gây ra sự gia tăng đáng kinh ngạc trong hoạt động khai thác và sản xuất đồng.

Sự hình thành

Vì đồng dễ dàng phản ứng với các chất khác nên nó có thể được hình thành theo nhiều cách khác nhau trong lớp vỏ Trái đất. Nó thường được tìm thấy trong các mỏ cùng với các kim loại khác như chì, kẽm, vàng và bạc.

Cho đến nay, lượng đồng lớn nhất được tìm thấy trong lớp vỏ của các vật thể được gọi là trầm tích đồng xốp. Những trầm tích này từng là những khối đá nóng chảy lớn nguội đi và đông đặc lại trong lớp vỏ Trái đất. Khi chúng nguội đi, một số tinh thể lớn phát triển, sau đó được bao quanh bởi các tinh thể nhỏ hơn khi quá trình làm mát trở nên nhanh hơn - các nhà địa chất gọi những loại đá này là porphyries. Lúc đầu, đồng được rải khắp khối đá nóng chảy lớn ở nồng độ thấp. Khi magma nguội đi và các tinh thể bắt đầu hình thành, lượng tan chảy trở nên nhỏ hơn. Đồng vẫn ở trạng thái nóng chảy và ngày càng cô đặc hơn. Khi tảng đá gần như rắn chắc hoàn toàn, nó co lại và nứt ra và chất lỏng giàu đồng còn lại bị ép vào các vết nứt, nơi cuối cùng nó cũng đông cứng lại. Trải qua hàng triệu năm, lớp đá bao phủ các lớp trầm tích này bị xói mòn và lớp trầm tích cuối cùng xuất hiện trên bề mặt. Ví dụ về trầm tích porphyr bao gồm Cadia Hill (NSW) và Cerro Colorado (Panama).

Hỗn hợp đồng, sắt và lưu huỳnh được gọi là chalcopyrit (CuFeS₂) hay 'vàng của kẻ ngốc', và đã lừa được nhiều nhà thăm dò thời xưa! Chalcopyrite ở Úc được tìm thấy trong những tảng đá có tuổi đời hơn 250 triệu năm. Sinhit (Cu₅FeS₄), covellite (CuS) và chalcocite (Cu₂S) là nguồn cung cấp đồng quan trọng trên thế giới và nhiều thân quặng còn chứa một ít malachit (CuCO₃.Cu(OH)₂), azurit (Cu₃(CO₃)2.Cu(OH)₂), cuprit (Cu₂O), tenorite (CuO) và đồng tự nhiên. Các sunfua, tạo ra phần lớn đồng được sản xuất trên khắp thế giới, thường chiếm những phần sâu hơn của các mạch nước chưa tiếp xúc với thời tiết. Ở gần bề mặt, chúng bị biến đổi do quá trình oxy hóa và các hoạt động hóa học khác để tạo ra oxit và cacbonat. Các khoáng chất đồng thứ cấp này có thể tạo thành quặng giàu ở phần trên của nhiều mỏ và do màu xanh lục hoặc xanh lam đặc trưng của chúng, ngay cả một lượng nhỏ cũng có thể dễ dàng nhìn thấy trong đá nơi chúng xuất hiện. Khoáng chất mang đồng thường được tìm thấy cùng với các khoáng chất có thể chứa vàng, chì, kẽm và bạc.

Tài nguyên

Ở Úc, việc tìm kiếm đồng đã bắt đầu ngay sau khi người châu Âu định cư. Phát hiện lớn đầu tiên về đồng ở Úc là tại Kapunda ở Nam Úc vào năm 1842 khi Francis Dutton tìm thấy quặng đồng trong khi tìm kiếm những con cừu bị lạc. Đến những năm 1860, Nam Úc được mệnh danh là 'Vương quốc Đồng' vì nơi đây có một số mỏ đồng lớn nhất thế giới.

Theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), Úc nắm giữ một phần đáng kể lượng đồng của thế giới và xếp thứ 2 sau Chile vào năm 2016. Chúng ta có một số mỏ đồng có tầm quan trọng thế giới, bao gồm mỏ đồng-chì-kẽm Mt Isa ở Queensland và mỏ đồng-urani-vàng Olympic Dam ở Nam Úc, nơi đang khai thác một trong những mỏ có chứa đồng lớn nhất ở vùng này. thế giới. Các ví dụ khác về nguồn tài nguyên đồng quan trọng là tại các mỏ đồng-vàng Prominent Hill và Carrapateena ở Nam Úc, các mỏ đồng-vàng Northparkes, đồng-chì-kẽm CSA và đồng Girilambone ở New South Wales, các mỏ đồng Ernest Henry, Osborne và Mammoth. và các mỏ đồng-vàng tại Selwyn ở Queensland và các mỏ đồng-kẽm tại Golden Grove và mỏ đồng Nifty ở Tây Úc.

Các mỏ đồng và hoạt động khai thác đồng của Australia, 2022.
Quy mô tiền gửi dựa trên tổng nguồn lực (EDR + Tài nguyên được chứng minh dưới mức kinh tế + Suy ra).
Để rõ ràng, chỉ những khoản tiền gửi lớn hoặc đáng kể mới được dán nhãn.

Khai thác mỏ

Mặc dù các mỏ đồng lớn được khai thác bằng phương pháp lộ thiên ở nhiều nước sản xuất lớn, hầu hết quặng đồng được sản xuất ở Úc đều đến từ các mỏ dưới lòng đất. Phương pháp truyền thống được sử dụng ở hầu hết các mỏ là phá vỡ quặng và đưa lên bề mặt để nghiền. Quặng sau đó được nghiền mịn trước khi các khoáng chất sunfua chứa đồng được cô đặc bằng quá trình tuyển nổi tách các hạt khoáng vật quặng khỏi vật liệu thải hoặc gangue. Tùy thuộc vào loại khoáng chất chứa đồng trong quặng và quy trình xử lý được sử dụng, chất cô đặc thường chứa từ 25 đến 30% đồng, tuy nhiên có thể cao tới khoảng 60% đồng. Chất cô đặc sau đó được xử lý trong lò luyện.

Xử lý

Tại một số mỏ ở Úc, đồng được lọc từ quặng để tạo ra dung dịch giàu đồng, sau đó được xử lý để thu hồi kim loại đồng. Quặng đầu tiên được đập vỡ và đặt trên các tấm lọc, nơi nó được hòa tan bằng dung dịch axit sulfuric để lọc ra đồng. Dung dịch giàu đồng sau đó được bơm đến thiết bị chiết dung môi để tách đồng thành phức hợp đồng. Dung dịch này được cô đặc và chuyển đến nhà máy điện phân để thu hồi đồng. Catot đồng được sản xuất bằng phương pháp điện phân có chứa 99,99% đồng, thích hợp cho sử dụng trong lĩnh vực điện. Toàn bộ quá trình này được gọi là phương pháp điện phân chiết bằng dung môi (SX-EW).

Nhiều phương pháp nấu chảy khác nhau được sử dụng để chuyển đổi chất cô đặc thành kim loại đồng. Một phương pháp là làm tan chảy chúng với chất trợ dung trong lò luyện để tạo ra đồng mờ, là hỗn hợp chủ yếu gồm sắt và sunfua đồng thường chứa 50 đến 70% đồng. Chất mờ nóng chảy được đổ vào một bộ chuyển đổi, chứa nhiều chất trợ dung hơn và chuyển thành đồng dạng vỉ, có độ nguyên chất khoảng 98 đến 99%. Đồng vỉ được khai thác, tinh chế thêm trong lò nung anode và cuối cùng được tinh chế bằng điện phân thành đồng cathode nguyên chất.

Tại Olympic Dam, chất cô đặc được nung chảy trực tiếp thành vỉ đồng. Trong quá trình này, đồng cô đặc được đưa vào lò luyện với không khí giàu oxy. Chất cô đặc mịn phản ứng hoặc 'nhấp nháy' ngay lập tức khi phần lưu huỳnh của đồng sunfua bị đốt cháy và trở thành khí lưu huỳnh đioxit. Đồng và xỉ nóng chảy rơi xuống lò luyện. Xỉ tạo thành một lớp trên bề mặt đồng nóng chảy. Đồng vỉ được loại bỏ định kỳ để tinh chế thêm trong lò nung anode và tinh chế bằng điện phân.

Thêm thông tin

Thông tin thêm về nguồn lực và sản xuất