Съдържание
- Медта - метал, използван през вековете
- Как използваме медта днес?
- Древни употреби на мед
- Какви свойства правят мед полезен?
- Видове медни залежи
- Доставка на мед, търсене и рециклиране на мед
- Как да осигурим адекватни доставки на мед за бъдещето?
- Глобална оценка на медните ресурси
Статуя на свободата: През 1886 г. Статуята на свободата представлява най-голямата употреба на мед в една конструкция. За да се изгради статуята, около 80 тона медна ламарина бяха нарязани и чукани до дебелина около 2,3 милиметра (3/32 инча) или около тази на две американски стотинки, поставени заедно. Харис.
Медта - метал, използван през вековете
Медта беше един от първите метали, извличани и използвани от хората и допринесе съществено за поддържането и подобряването на обществото от зората на цивилизацията. Медът е използван за първи път в монети и орнаменти, започващи около 8000 г. пр. Н. Е., А около 5500 г. пр. Н. Е. Медни инструменти помагат на цивилизацията да излезе от каменната ера. Откритието, че медта, легирана с калай, произвежда бронз, бележи началото на бронзовата епоха на около 3000 г. пр.н.е.
В Съединените щати парче от това, за което се смята, че е медна гривна, е намерено при индианско погребение на крайбрежната равнина на Джорджия през 2017 г. Погребението е било кремация, датирана преди около 3500 години. Медта съдържаше микроелементи, които я свързваха с геоложки находища в района на Големите езера. Тези открития предполагат търговска връзка на далечни разстояния между Джорджия и района на Големите езера, по-голямо разстояние, отколкото някога се е знаело досега.
Медта лесно се разтяга, формира и оформя; е устойчив на корозия; и провежда ефективно топлината и електричеството. В резултат медта беше важна за ранните хора и продължава да бъде материал за избор за различни битови, промишлени и високотехнологични приложения днес.
Използване на мед: Тази графика показва как медта е била използвана в Съединените щати през 2017 г. от индустриалния сектор. Като пример: медта, използвана в строителството на сгради, може да бъде използвана за окабеляване, водопровод, водоустойчивост и много други индивидуални видове употреба. Данните за тази диаграма са от резюмето на минералните стоки за минерални стоки на САЩ за 2018 г.
Как използваме медта днес?
Понастоящем медта се използва в строителството на сгради, производство и предаване на електроенергия, производството на електронни продукти и производството на промишлени машини и транспортни средства. Медното окабеляване и водопровод са неразделна част от уредите, системите за отопление и охлаждане и телекомуникационните връзки, използвани всеки ден в домове и предприятия. Медта е основен компонент в двигателите, проводниците, радиаторите, съединителите, спирачките и лагерите, използвани в автомобили и камиони. Средната кола съдържа 1,5 километра (0,9 мили) медна тел, а общото количество мед варира от 20 килограма (44 паунда) в малки коли до 45 килограма (99 паунда) в луксозни и хибридни превозни средства.
Римска монета: Медта е един от първите метали, използвани за производството на монети, и тази практика започва през около 8000 г. пр.н.е. Монетата, показана по-горе, е римски фолис с изображение на Констанций I.
Древни употреби на мед
Както в древни времена, медът остава компонент на монетосеченето, използван в много страни, но са открити много нови приложения. Едно от по-новите приложения на котлите включва използването му в често докосвани повърхности (като месингови дръжки), където антидекробните свойства на медта намаляват преноса на микроби и болести. Производителите на полупроводници също започнаха да използват мед за верига в силиконови чипове, което дава възможност на микропроцесорите да работят по-бързо и да използват по-малко енергия. Напоследък е установено, че медните ротори увеличават ефективността на електрическите двигатели, които са основен потребител на електрическа енергия.
Мед в автомобилите: Медта е основен компонент в двигателите, проводниците, радиаторите, съединителите, спирачките и лагерите, използвани в автомобили и камиони. Средната кола съдържа 1,5 километра (0,9 мили) медна тел, а общото количество мед варира от 20 килограма (44 паунда) в малки коли до 45 килограма (99 паунда) в луксозни и хибридни превозни средства.
Какви свойства правят мед полезен?
Отличните легиращи свойства на медта го направиха безценни, когато се комбинират с други метали, като цинк (за образуване на месинг), калай (за образуване на бронз) или никел. Тези сплави имат желани характеристики и в зависимост от състава им са разработени за високо специализирани приложения. Например, медно-никеловата сплав се прилага върху корпусите на корабите, тъй като не корозира в морската вода и намалява сцеплението с морския живот, като например баркелите, като по този начин намалява влаченето и увеличава горивната ефективност. Месингът е по-ковък и има по-добри акустични свойства от чистата мед или цинк; впоследствие се използва в различни музикални инструменти, включително тромпети, тромбони, камбани и кимвали.
Мед в скъпоценни камъни: Медта е важен елемент в редица скъпоценни камъни като тюркоаз, азурит, малахит и хризокола. Придава на тези минерали техния зелен или син цвят и високата им специфична гравитация. Кабошоните, показани по-горе, са някои от многото скъпоценни камъни, добивани в Аризона.
Видове медни залежи
Медта се среща в много форми, но обстоятелствата, които контролират как, кога и къде се отлага, са силно променливи. В резултат на това медта се среща в много различни минерали. Халкопиритът е най-изобилният и икономически значим от медните минерали.
Изследванията, предназначени да разберат по-добре геоложките процеси, които произвеждат минерални находища, включително медни залежи, са важен компонент от Програмата за минерални ресурси на USGS. Медните находища се класифицират в основата на начина на формиране на депозитите. Порфировите медни залежи, които са свързани с магнитни прониквания, дават около две трети от световните мед и следователно са най-важният вид в света. Големи медни залежи от този тип се намират в планинските райони на Западна Северна Америка и в Андите на Южна Америка.
Друг важен вид медно находище - видът, съдържащ се в утаечни скали, представлява приблизително една четвърт от идентифицираните в света ресурси на мед. Тези находища се срещат в такива зони като медния пояс на централна Африка и басейна на Зехщайн в Източна Европа.
Отделните находища на мед могат да съдържат стотици милиони тона медно-носеща скала и обикновено се разработват с помощта на открити руднични методи. Добивните операции, които обикновено следват откриването на руда от много години, често продължават десетилетия. Въпреки че от много исторически минни операции не се изисква да извършват своите минни дейности по начини, които биха намалили въздействието им върху околната среда, настоящите федерални и държавни разпоредби изискват минните операции да използват екологично чисти практики, за да сведат до минимум ефектите от развитието на минерали върху здравето на хората и екосистемите ,
Изследванията за минерална среда на USGS помагат да се характеризират естествените и човешките взаимодействия между медните находища и околните водни и сухоземни екосистеми. Изследванията помагат да се определят естествените изходни условия преди започване на добив и след затварянето на мина. Учените от USGS изследват климатичните, геоложки и хидрологични променливи, за да разберат по-добре взаимодействията ресурс-среда.
Добив на мед в Аризона: Аризона произвежда повече мед, отколкото всеки друг щат. Тази кратка история показва как добивът на мед в Аризонас изгражда държава и променя нация.
Доставка на мед, търсене и рециклиране на мед
Световното производство (предлагане) и потребление (търсене) на мед рязко се увеличиха през последните 25 години. С навлизането на големите развиващи се страни на световния пазар търсенето на минерални стоки, включително мед, се увеличава. През последните 20 години андският регион на Южна Америка се превърна в най-продуктивния меден регион в света. През 2007 г. около 45 процента от световната мед е произведена от планините на Андите; САЩ произвеждат 8 процента. Почти цялата мед, произведена в Съединените щати, идва от, в намаляващ ред на производство, от Аризона, Юта, Ню Мексико, Невада или Монтана.
Рискът от прекъсване на глобалното снабдяване с мед се счита за нисък, тъй като производството на мед е глобално разпръснато и не се ограничава до една държава или регион. Поради значението си в строителството и предаването на енергия, обаче, въздействието на всяко прекъсване на доставките на мед би било голямо.
Медта е един от най-рециклираните от всички метали; приблизително една трета от цялата консумирана мед в световен мащаб се рециклира. Рециклираната мед и нейните сплави могат да бъдат разтопени и използвани директно или допълнително преработени до рафинирана мед, без да се губят нито един от металите химически или физични свойства.
Добив на мед в Аризона: Аризона произвежда повече мед, отколкото всеки друг щат. Тази кратка история показва как добивът на мед в Аризонас изгражда държава и променя нация.
Медна мина в Юта: Видна от космоса, медната мина в бингамския каньон в Юта е произвела повече от 12 милиона тона порфирова мед. Мината е на повече от 4 километра в горната част и дълбочина 800 метра (0,5 мили) и е едно от инженерните чудеса на света. Снимка от C.G. Кънингам, USGS.
Как да осигурим адекватни доставки на мед за бъдещето?
За да предскажат къде могат да бъдат разположени бъдещите ресурси на мед, учените от USGS изучават как и къде известните медни ресурси са концентрирани в земната кора и използват тези знания за оценка на потенциала за неоткритите медни ресурси. Техниките за оценка на потенциала за минерални ресурси са разработени и усъвършенствани от USGS за подпомагане управлението на федералните земи и за по-добра оценка на наличието на минерални ресурси в глобален контекст.
През 90-те години USGS извърши оценка на ресурсите на мед в САЩ и стигна до заключението, че остава почти толкова мед, колкото е открита. По-конкретно, USGS установи, че са открити около 350 милиона тона мед и изчисляват, че около 290 милиона тона мед са останали неоткрити в Съединените щати.
Консумация на мед: Качествата на медта, които я превърнаха в материал за избор за различни битови, промишлени и високотехнологични приложения, доведоха до постоянно увеличаване на световната консумация на мед. Проучванията на USGS за консумацията на мед показват някои интересни тенденции за периода 1990–2012 г. Потреблението на мед в развиващите се икономики, като Китай и Индия, нарасна значително, докато темпът на потребление в Съединените щати леко спадна. До 2002 г. Съединените щати бяха водещ потребител на мед и годишно използваха около 16 процента от общата рафинирана мед (около 2,4 милиона тона). През 2002 г. САЩ бяха изпреварени от Китай като водещ в света потребител на рафинирана мед. Процъфтяващата икономика в Китай допринесе за увеличаване на количеството на годишното потребление на рафинирана мед през 12-те години от 2000 г. до 2012 г. Графика от USGS.
Глобална оценка на медните ресурси
USGS оцени неоткритата мед в два вида находища, които представляват около 80 процента от световната доставка на мед. Медните находища от порфири представляват около 60 процента от световната мед. В порфировите находища на медни рудни минерали се разпространяват при магнитни прониквания. Междинните отлагания на междинните утайки, в които медът е концентриран в слоеве в утаечни скали, представляват около 20% от идентифицираните в света ресурси на мед. В световен мащаб мини в тези два вида находища произвеждат около 12 милиона тона мед годишно.
Това проучване разглежда потенциал за открити и скрити отлагания в рамките на 1 километър от повърхността за порфирни отлагания и до 2,5 километра от повърхността за хоризонтални отлагания, разположени под утайка. За порфировите находища са очертани 175 тракта; 114 тракта съдържат 1 или повече идентифицирани находища. Петдесет тракта са очертани за междинни отлагания с междинни утайки; 27 съдържат 1 или повече идентифицирани находища.
Резултатите от оценката се предоставят по вид депозит за 11 региона (таблица 1). Средният общ неразкрит ресурс за порфирни находища е 3100 милиона тона, а средният общ неразкрит ресурс за находищата, засегнати от утайки, е 400 милиона тона, за общо 3 500 милиона тона мед. Обхватът на оценките на ресурсите (между 90-ти и 10-ти процентил) отразява геологичната несигурност в процеса на оценка. Приблизително 50 процента от общия обем се среща в Южна Америка, Южна Централна Азия и Индокитай и Северна Америка заедно.
Карта на меден депозит: Разпространение на известни медни залежи през 2008 г. Червеното означава мед, свързано с магнитни интрузии (порфирни медни отлагания), а синьото означава мед, съдържаща се в утаечни скали (медни отлагания, разположени в седимент). Карта от USGS. Увеличи картата.
Южна Америка има най-големите идентифицирани и неоткрити ресурси на мед (около 20 процента от общото неоткрито количество). В този регион се добиват най-големите в света порфирни находища. Чили и Перу са сред най-добрите страни за производство на мед в света.
Централна Америка и Карибите домакин на две неразвити гигантски (> 2 милиона тона мед) порфирни медни находища в Панама. Повечето от неоткритите ресурси са в пояс, който се простира от Панама до югозападно Мексико.
Северна Америка е домакин на силно минерализирани порфирни медни трактори, които включват супергигантски (> 25 милиона тона мед) порфирни находища в Северно Мексико, западните Съединени щати и Аляска, както и гигантски находища в Западна Канада. Прогнозните неоткрити ресурси от порфирна мед са приблизително равни на идентифицираните ресурси.
Водещите държави за производство на мед в САЩ са Аризона, Юта, Ню Мексико, Невада и Монтана. В Съединените щати се открива, че неоткритите седиментни находища в Мичиган, Монтана и Тексас съдържат около три пъти повече мед, отколкото е установено. Известни са два гигантски находища в Мичиган и Монтана.
Североизточна Азия е сравнително неразгледано, със скромни идентифицирани ресурси от порфирна мед и само едно идентифицирано гигантско находище от порфирна мед. Въпреки това средните неоткрити ресурси се оценяват като доста големи. Този регион има най-голямото съотношение на неоткритите към идентифицираните ресурси в проучването.
Северна Централна Азия има 35 находища от порфирна мед, включително супергигантско находище в Монголия и гигантско находище в Казахстан. Очаква се зоната на тракта да съдържа около три пъти повече от определения ресурс от порфирна мед. Този регион също така е домакин на три гигантски междинни находища, разположени в седимент, в Казахстан и Русия. USGS изчислява, че може да има толкова много междинна утайка, която вече е открита.
Южна Централна Азия и Индокитай са по-малко подробно проучени от много други части на света; досега обаче в тибетското плато са открити четири гигантски находища от порфирна мед. Неоткритите находища на порфирна мед могат да съдържат осем пъти повече от определеното количество мед.
Архипелаги в Югоизточна Азия домакин на световно ниво, богати на злато порфирни медни залежи, като супергигант в Индонезия и около 16 гигантски находища в Индонезия, Папуа Нова Гвинея и Филипините. Въпреки че части от региона са добре проучени, неоткритите ресурси от порфир вероятно ще надхвърлят идентифицираните ресурси.
Източна Австралия има едно гигантско находище от порфирна мед и няколко малки порфирни находища. Под прикритие се очакват най-скромните неоткрити ресурси. Австралия е водещ производител на мед от десетилетия.
Източна Европа и Югозападна Азия са добивани за мед от древни времена, а наскоро са установени гигантски медни находища от порфир. Предполага се, че неоткритата мед ще бъде около два пъти повече от идентифицираните ресурси, както за порфирните находища по протежение на пояс от Румъния през Турция и Иран, така и за находищата, засегнати от утайки в Афганистан.
Западна Европа разполага с най-голямото находище на мед, разположено в седимент в света, в Полша. Счита се, че неоткритите седиментни медни ресурси в югозападна Полша надвишават идентифицираните ресурси с около 30 процента.
Африка и Близкия изток имат най-голямото в света натрупване на междинни отлагания с междинни утайки, с 19 гигантски находища в Централноафриканския меден пояс в Демократична република Конго и Замбия. Предстои да бъдат открити значителни неоткрити медни ресурси.