Розуміння видобутку міді: чому сульфідні руди домінують у виробництві

Коли мова йде про видобуток міді, не всі руди однакові. Гірська порода, що містить мідь, здебільшого складається з небажаного матеріалу, який називається гнейсом, і наскільки ефективно шахтарі можуть добувати мідь, значною мірою залежить від типу руди, з якою вони працюють. Індустрія зосереджена переважно на двох категоріях: мідних оксидних руд і мідних сульфідних руд, кожна з яких вимагає принципово різних методів обробки.

Переваги сульфідних руд

Мідна сульфідна руда є основним робочим конем галузі, що становить приблизно 50 відсотків світового виробництва міді. Найпоширенішим сульфідним мінералом є халькопірит, цінний за вищий вміст міді та легкість відділення від непотрібної породи. Незважаючи на меншу поширеність у порівнянні з оксидними родовищами, сульфідні руди пропонують вищу прибутковість через їхній мінеральний склад і ефективність видобутку.

Метод обробки мідної сульфідної руди залежить від концентрації. Висококонцентровані руди можна обробляти плавкою, тоді як менш концентровані вимагають гідрометалургійних технологій. Деякі родовища використовують бактеріозне руйнування купи для перетворення сульфідів у сірчану кислоту, що одночасно дозволяє луження з використанням сірчаної кислоти для отримання розчинів сульфату міді. Ці розчини потім проходять через екстракцію розчином і електровідновлення (SX-EW) для отримання чистої міді. Або ж багаті сульфідні родовища можна концентрувати за допомогою технології піноутворення.

Оксидні руди: економічно вигідна альтернатива

Хоча оксидні руди міді здаються менш привабливими для дослідників через нижчий вміст, вони мають економічну перевагу — нижчі витрати на обробку порівняно з сульфідними родовищами. Ці оксидні родовища зазвичай обробляють гідрометалургійними процесами. Розчинні оксидні мінерали, такі як карбонат міді, руйнуються за допомогою сірчаної кислоти, утворюючи розчин сульфату міді. Цей розчин потім обробляється на заводах SX-EW для отримання високочистої міді.

Другий варіант — цементація, коли металевий відходи заліза контактують із розчином для осадження міді. Однак мідь, отримана цим методом, зазвичай менш чиста, ніж мідь із SX-EW.

Як утворюються сульфідні родовища

Розуміння походження сульфідних руд міді показує, чому ці родовища настільки цінні. Масивні сульфідні родовища формуються, коли надгарячі рідини — зазвичай морська вода — циркулюють через гірські породи, спричинені вулканічною активністю. Коли ці гідротермальні рідини опускаються і нагріваються, розчинені сульфати перетворюються у сульфіди або осідають. Рідини одночасно втрачають магній, знижуючи pH і створюючи кислі умови, що розчиняють різні елементи породи у складних розчинах.

Коли ці гарячі рідини охолоджуються поблизу поверхні Землі або морського дна, вони осаджують мінерали, включаючи пірит, халькопірит, сфалерит і галеніт, утворюючи масивні сульфідні родовища. Найбільші такі родовища знаходяться у зеленокам’яних поясах у древніх архейських кратонів, зокрема в Південній Африці та Канаді. Ці родовища є основним джерелом не лише міді, а й свинцю, цинку та срібла.

Масивні сульфіди, що залежать від осадження у відкладеннях, утворюються, коли гідротермальні рідини проходять через перекриті відкладення перед осадженням. Цей процес змінює хімію рідини, що призводить до більшої різноманітності мінералів. Зазвичай ці родовища містять вищий вміст свинцю, цинку та срібла порівняно з вулканічними родовищами. Відомі приклади — родовищі Салліван у Канаді та Брокен-Хілл в Австралії.

Чому це важливо

Розрізнення між типами сульфідних руд міді та методами їхньої обробки безпосередньо впливає на економіку видобутку та постачання міді. Оскільки попит на мідь зростає у сферах відновлюваної енергетики та електроніки, розуміння того, які родовища є економічно вигідними, стає критичним для інвесторів та галузевих спостерігачів, що відстежують виробничі потужності та сценарії майбутнього постачання.