Indhold
- Kobber - et metal brugt gennem tidene
- Hvordan bruger vi kobber i dag?
- Gamle anvendelser af kobber
- Hvilke egenskaber gør kobber nyttigt?
- Typer af kobberindskud
- Kobberforsyning, efterspørgsel og genbrug
- Hvordan sikrer vi tilstrækkelig levering af kobber i fremtiden?
- Global kobberressourcevurdering
Frihedsgudinden: I 1886 repræsenterede Frihedsstatuen den største anvendelse af kobber i en enkelt struktur. For at bygge statuen blev ca. 80 ton kobberplade skåret og hamret til en tykkelse på ca. 2,3 millimeter (3/32 inch), eller omkring den af to amerikanske øre placeret sammen. Harris.
Kobber - et metal brugt gennem tidene
Kobber var en af de første metaller, der nogensinde er udvundet og brugt af mennesker, og det har ydet vigtige bidrag til at opretholde og forbedre samfundet siden civilisationens morgen. Kobber blev først brugt i mønter og ornamenter, der startede omkring 8000 f.Kr., og omkring 5500 f.Kr. hjalp kobberværktøjer civilisationen med at dukke op fra stenalderen. Opdagelsen af, at kobber legeret med tin producerer bronze markerede begyndelsen af bronzealderen på ca. 3000 f.Kr.
I USA blev der fundet et stykke af det, der antages at være et kobberarmbånd, i en indiansk begravelse på kystsletten i Georgien i 2017. Begravelsen var en kremering dateret til for ca. 3500 år siden. Kobberet indeholdt sporstoffer, der forbandt det med geologiske aflejringer i de store søers region. Disse opdagelser antyder en langdistanceforbindelse mellem Georgien og de store søer, en større afstand end nogensinde før var kendt.
Kobber strækkes let, støbes og formes; er modstandsdygtig over for korrosion; og leder varme og elektricitet effektivt. Som et resultat var kobber vigtigt for de tidlige mennesker og er fortsat et valgmateriale til en række indenlandske, industrielle og højteknologiske applikationer i dag.
Brug af kobber: Denne graf viser hvordan kobber blev brugt i USA i løbet af 2017 af industrien. Som et eksempel: kobber, der blev brugt i bygningskonstruktion, kunne have været brugt til ledningsføring, VVS, vejrbestandighed og mange andre individuelle typer brug. Data for dette diagram er fra United States Geological Survey Mineral Commodity Summary for 2018.
Hvordan bruger vi kobber i dag?
For tiden bruges kobber til bygningskonstruktion, kraftproduktion og transmission, elektronisk produktfremstilling og produktion af industrimaskiner og transportkøretøjer. Kobberledninger og VVS er integreret i apparater, varme- og kølesystemer og telekommunikationsforbindelser, der bruges hver dag i hjem og virksomheder. Kobber er en vigtig komponent i motorer, ledninger, radiatorer, stik, bremser og lejer, der bruges i biler og lastbiler. Den gennemsnitlige bil indeholder 1,5 kilometer (0,9 mile) kobbertråd, og den samlede mængde kobber spænder fra 20 kg (44 pund) i små biler til 45 kg (99 pund) i luksus- og hybridkøretøjer.
Romersk mønt: Kobber var et af de første metaller, der blev brugt til at fremstille mønter, og denne praksis begyndte i ca. 8000 f.Kr. Ovenstående mønt er en romersk follis med et billede af Constantius I.
Gamle anvendelser af kobber
Som i gamle tider forbliver kobber en del af mønten, der bruges i mange lande, men mange nye anvendelser er blevet identificeret. Et af de nyere anvendelser af kobber inkluderer dets anvendelse på ofte berørte overflader (såsom messingdørhåndtag), hvor kobbers antimikrobielle egenskaber reducerer overførslen af bakterier og sygdomme. Halvlederproducenter er også begyndt at bruge kobber til kredsløb i siliciumchips, hvilket gør det muligt for mikroprocessorer at arbejde hurtigere og bruge mindre energi. Der har også for nylig vist sig, at kobberrotorer øger effektiviteten af elektriske motorer, der er en stor forbruger af elektrisk energi.
Kobber i biler: Kobber er en vigtig komponent i motorer, ledninger, radiatorer, stik, bremser og lejer, der bruges i biler og lastbiler. Den gennemsnitlige bil indeholder 1,5 kilometer (0,9 mile) kobbertråd, og den samlede mængde kobber spænder fra 20 kg (44 pund) i små biler til 45 kg (99 pund) i luksus- og hybridkøretøjer.
Hvilke egenskaber gør kobber nyttigt?
De fremragende legeringsegenskaber ved kobber har gjort det uvurderligt, når det kombineres med andre metaller, såsom zink (til dannelse af messing), tin (til dannelse af bronze) eller nikkel. Disse legeringer har ønskelige egenskaber og afhængigt af deres sammensætning er de udviklet til højt specialiserede anvendelser. F.eks. Påføres kobber-nikkellegering på skibets skrog, fordi den ikke korroderer i havvand og reducerer vedhæftningen af havets liv, som f.eks. Bjergkerner, hvilket reducerer træk og øger brændstofeffektiviteten. Messing er mere formbar og har bedre akustiske egenskaber end rent kobber eller zink; følgelig bruges det i en række musikinstrumenter, herunder trompeter, tromboner, klokker og cymbaler.
Kobber i ædelsten: Kobber er et vigtigt element i en række ædelstene som turkis, azurit, malachit og chrysocolla. Det giver disse mineraler deres grønne eller blå farve og deres høje specifikke tyngdekraft. Cabochonerne vist ovenfor er nogle af de mange ædelstene, der udvindes i Arizona.
Typer af kobberindskud
Kobber forekommer i mange former, men de omstændigheder, der styrer, hvordan, hvornår og hvor det deponeres er meget varierende. Som et resultat forekommer kobber i mange forskellige mineraler. Chalcopyrite er den mest rigelige og økonomisk betydningsfulde af kobbermineraler.
Forskning designet til bedre at forstå de geologiske processer, der producerer mineralaflejringer, herunder kobberaflejringer, er en vigtig komponent i USGS Mineral Resources Program. Kobberforekomster klassificeres stort set på baggrund af, hvordan deponeringerne dannedes. Porfyr kobberaflejringer, som er forbundet med stødende indtrængen, giver ca. to tredjedele af verdens kobber og er derfor verdens vigtigste type kobberaflejring. Store kobberaflejringer af denne type findes i bjergområder i det vestlige Nordamerika og Andesbjergene i Sydamerika.
En anden vigtig type kobberaflejring - typen indeholdt i sedimentære klipper - tegner sig for cirka en fjerdedel af verdens identificerede kobberressourcer. Disse aflejringer forekommer i områder som kobberbeltet i Centralafrika og Zechstein-bassinet i Østeuropa.
Individuelle kobberforekomster kan indeholde hundreder af millioner af tons kobberbærende sten og udvikles ofte ved hjælp af open pit gruvemetoder. Minedrift, der normalt følger malmopdagelse i mange år, varer ofte i årtier. Selvom mange historiske minedrift ikke var påkrævet for at udføre deres mineaktiviteter på måder, der ville reducere deres indvirkning på miljøet, kræver de nuværende føderale og statslige forskrifter, at minedrift bruger miljøvenlige fremgangsmåder for at minimere virkningen af mineraludvikling på menneskers og økosystemets sundhed .
USGS mineralmiljøundersøgelser er med til at karakterisere de naturlige og menneskelige interaktioner mellem kobberaflejringer og de omgivende akvatiske og landlige økosystemer. Forskning hjælper med at definere de naturlige baselinebetingelser, før minedrift begynder og efter minerilslutning. USGS-forskere undersøger klimatiske, geologiske og hydrologiske variabler for bedre at forstå ressource-miljøinteraktionerne.
Kobberminedrift i Arizona: Arizona producerer mere kobber end nogen anden stat. Denne korte historie viser, hvordan Arizonas kobberminedrift byggede en stat og ændrede en nation.
Kobberforsyning, efterspørgsel og genbrug
Verdens produktion (forsyning) og forbrug (efterspørgsel) af kobber er steget dramatisk i de sidste 25 år. Efterhånden som store udviklingslande er kommet ind på det globale marked, er efterspørgslen efter mineralvarer, inklusive kobber, steget. I de sidste 20 år er Andesregionen i Sydamerika fremkommet som verdens mest produktive kobberregion. I 2007 blev ca. 45 procent af verdens kobber produceret fra Andesbjergene; USA producerede 8 procent. Næsten alt kobber produceret i USA stammer fra, i faldende rækkefølge af produktionen, Arizona, Utah, New Mexico, Nevada eller Montana.
Risikoen for forstyrrelse af den globale kobberforsyning anses for at være lav, fordi kobberproduktionen er spredt globalt og ikke er begrænset til et enkelt land eller region. På grund af dets betydning i konstruktion og kraftoverførsel ville virkningen af enhver forstyrrelse af kobberforsyningen imidlertid være stor.
Kobber er en af de mest genbrugte af alle metaller; cirka en tredjedel af alt kobber, der forbruges på verdensplan, genbruges. Genanvendt kobber og dets legeringer kan omsmeltes og bruges direkte eller yderligere oparbejdes til raffineret kobber uden at miste nogen af de kemiske eller fysiske egenskaber af metaller.
Kobberminedrift i Arizona: Arizona producerer mere kobber end nogen anden stat. Denne korte historie viser, hvordan Arizonas kobberminedrift byggede en stat og ændrede en nation.
Utah kobbermine: Bingham Canyon-kobberminen i Utah er synlig fra rummet og har produceret mere end 12 millioner tons porfyrkobber. Minen er over 4 km over og øverst og 800 meter dyb og er et af verdens tekniske vidundere. Fotografi af C.G. Cunningham, USGS.
Hvordan sikrer vi tilstrækkelig levering af kobber i fremtiden?
For at hjælpe med at forudsige, hvor fremtidige kobberressourcer kan være, studerer USGS-forskere, hvordan og hvor kendte kobberressourcer er koncentreret i jordskorpen og bruger denne viden til at vurdere potentialet for uopdagede kobberressourcer. Teknikker til vurdering af potentialet i mineralressourcer er blevet udviklet og forfinet af USGS til at støtte forvalterskabet af føderale lande og for bedre at evaluere mineralressourcetilgængeligheden i en global sammenhæng.
I 1990'erne foretog USGS en vurdering af de amerikanske kobberressourcer og konkluderede, at der var tilbage næsten lige så meget kobber, som allerede var blevet opdaget. Specifikt fandt USGS, at omkring 350 millioner ton kobber var blevet opdaget, og estimerede, at ca. 290 millioner tons kobber forblev uopdaget i USA.
Kobberforbrug: Kvaliteterne af kobber, der har gjort det til det valgte materiale til en række indenlandske, industrielle og højteknologiske applikationer har resulteret i en konstant stigning i det globale kobberforbrug. USGS-undersøgelser af kobberforbrug viser nogle interessante tendenser for perioden 1990 til 2012. Kobberforbruget i nye vækstøkonomier, såsom Kina og Indien, steg betydeligt, mens forbruget i USA faldt lidt. Indtil 2002 var USA den førende kobberforbruger og brugte årligt ca. 16 procent af det samlede verdensraffinerede kobber (ca. 2,4 millioner tons). I 2002 blev De Forenede Stater overtaget af Kina som verdens førende bruger af raffineret kobber. Den blomstrende økonomi i Kina bidrog til en firedobling af det årlige raffinerede kobberforbrug i de 12 år fra 2000 til 2012. Graf fra USGS.
Global kobberressourcevurdering
USGS vurderede uopdaget kobber i to indskudstyper, der tegner sig for omkring 80 procent af verdens kobberforsyning. Porfyr kobberforekomster tegner sig for omkring 60 procent af verdens kobber. Ved porfyr kobberaflejringer spredes kobbermalmmineraler i stødende indtrængen. Sediment-vært stratabound kobberaflejringer, hvor kobber er koncentreret i lag i sedimentære klipper, tegner sig for omkring 20 procent af verdens identificerede kobberressourcer. Globalt producerer miner i disse to deponeringstyper cirka 12 millioner tons kobber om året.
Denne undersøgelse vurderede potentialet for eksponerede og skjulte aflejringer inden for 1 kilometer fra overfladen for porfyraflejringer og op til 2,5 kilometer af overfladen for sediment-hostede strataboundaflejringer. For porfyraflejringer blev 175 kanaler afgrænset; 114 kanaler indeholder 1 eller flere identificerede aflejringer. Halvtreds kanaler blev afgrænset for bundfald af kobberaflejringer i bundfald; 27 indeholder 1 eller flere identificerede indskud.
Resultaterne af vurderingen leveres efter indskudtype for 11 regioner (tabel 1). Den gennemsnitlige samlede uopdagede ressource for porfyrindskud er 3.100 millioner tons, og den gennemsnitlige samlede uopdagede ressource for bundfald, der er hostet med sediment, er 400 millioner tons, for en samlet sum på 3.500 millioner ton kobber. Områderne af ressourceestimater (mellem 90. og 10. procentdel) afspejler den geologiske usikkerhed i vurderingsprocessen. Cirka 50 procent af det samlede antal forekommer i Sydamerika, Syd Centralasien og Indokina samt Nordamerika samlet.
Kobberaflejringskort: Distribution af kendte kobberaflejringer i 2008. Rødt angiver kobber forbundet med stødende indtrængen (porfyr kobberaflejringer) og blåt angiver kobber indeholdt i sedimentære klipper (sediment-vært kobberaflejringer). Kort af USGS. Forstør kort.
Sydamerika har de største identificerede og uopdagede kobberressourcer (ca. 20 procent af det samlede uopdagede beløb). Verdens største porfyrindskud udvindes i denne region. Chile og Peru er blandt verdens største kobberproducerende lande.
Mellemamerika og Caribien er vært for to uudviklede kæmpe (> 2 millioner ton kobber) porfyr kobberforekomster i Panama. De fleste af de uopdagede ressourcer er i et bælte, der strækker sig fra Panama til det sydvestlige Mexico.
Nordamerika er vært for stærkt mineraliserede porfyr-kobberveje, der inkluderer supergiant (> 25 millioner tons kobber) porfyraflejringer i det nordlige Mexico, det vestlige USA og Alaska, samt gigantiske aflejringer i det vestlige Canada. De anslåede uopdagede porfyr kobberressourcer er omtrent lig med de identificerede ressourcer.
De førende kobberproducerende stater i U.S.A. er Arizona, Utah, New Mexico, Nevada og Montana. I USA anslås det, at uopdagede bundfald af kobberforekomster i sedimenter, der ligger i Michigan, Montana og Texas, indeholder ca. tre gange så meget kobber, som er blevet identificeret. Der kendes to gigantiske indskud i Michigan og Montana.
Nordøstasien er relativt underudforsket med beskedne identificerede porfyr-kobberressourcer og kun en identificeret kæmpe porfyr-kobberaflejring. Imidlertid estimeres de gennemsnitlige uopdagede ressourcer til at være ganske store. Denne region har det største forhold mellem uopdagede og identificerede ressourcer i undersøgelsen.
Nord-Centralasien har 35 porfyr kobberaflejringer, herunder en supergiant deponering i Mongoliet og en gigantisk deponering i Kasakhstan. Arealområdet vurderes at indeholde ca. tre gange mængden af den identificerede porfyr kobberressource. Denne region er også vært for tre kæmpe sedimenterede kobberaflejringer i Kasakhstan og Rusland. USGS vurderer, at så meget sediment-vært stratabound kobber, som allerede er blevet opdaget, kan være til stede.
Syd Centralasien og Indokina er mindre grundigt udforsket end mange andre dele af verden; dog er der hidtil identificeret fire kæmpe porfyr kobberforekomster på det tibetanske plateau. Uopdagede porfyr kobberaflejringer kan indeholde otte gange den identificerede mængde kobber.
Sydøstasien Arkipelagos er vært for guldrig porfyr kobberforekomster i verdensklasse som en supergiant i Indonesien og omkring 16 gigantiske forekomster i Indonesien, Papua Ny Guinea og Filippinerne. Selvom dele af regionen er godt udforsket, vil uopdagede porfyrressourcer sandsynligvis overstige identificerede ressourcer.
Det østlige Australien har en kæmpe porfyr kobberaflejring og flere små porfyraflejringer. Der forventes beskedne uopdagede ressourcer under dækning. Australien har været en førende kobberproducent i årtier.
Østeuropa og det sydvestlige Asien er blevet udvindt til kobber siden oldtiden, og kæmpe porphyrekobberaflejringer er for nylig blevet identificeret. Uopdaget kobber forventes at være omkring det dobbelte af de identificerede ressourcer, både til porfyraflejringer langs et bælte fra Rumænien gennem Tyrkiet og Iran og for sediment-vært strataboundaflejringer i Afghanistan.
Vesteuropa har den største sediment-vært kobberaflejring i verden, i Polen. Uopdagede sediment-hostede stratabound kobberressourcer i det sydvestlige Polen vurderes at overstige identificerede ressourcer med ca. 30 procent.
Afrika og Mellemøsten har verdens største akkumulering af bundfald af kobberaflejringer i sediment med 19 gigantiske forekomster i det centrale afrikanske kobberbælte i Den Demokratiske Republik Congo og Zambia. Der er endnu ikke opdaget betydelige uopdagede kobberressourcer.