Innhold
- Kobber - et metall brukt gjennom tidene
- Hvordan bruker vi kobber i dag?
- Gamle bruksområder av kobber
- Hvilke egenskaper gjør kobber nyttig?
- Typer kobberinnskudd
- Kobberforsyning, etterspørsel og gjenvinning
- Hvordan sikrer vi tilstrekkelig kobberforsyning for fremtiden?
- Global Copper Resource Assessment
Frihetsgudinnen: I 1886 representerte Frihetsgudinnen den største bruken av kobber i en enkelt struktur. For å bygge statuen ble omtrent 80 tonn kobberark kuttet og hamret til en tykkelse på omtrent 2,3 millimeter (3/32 tommer), eller omtrent den fra to amerikanske øre som var plassert sammen. Harris.
Kobber - et metall brukt gjennom tidene
Kobber var en av de første metaller som noen gang er utvunnet og brukt av mennesker, og det har gitt viktige bidrag til å opprettholde og forbedre samfunnet siden sivilisasjonens morgen. Kobber ble først brukt i mynter og ornamenter som startet rundt 8000 f.Kr., og rundt 5500 f.Kr. hjalp kobberverktøy sivilisasjonen til å dukke opp fra steinalderen. Oppdagelsen av at kobber legert med tinn produserer bronse markerte begynnelsen av bronsealderen på rundt 3000 f.Kr.
I USA ble det funnet et stykke av det som antas å være et kobberarmbånd i en indiansk begravelse på kystsletten i Georgia i 2017. Begravelsen var en kremasjon datert til omtrent 3500 år siden. Kobberet inneholdt sporstoffer som koblet det til geologiske avsetninger i Great Lakes-regionen. Disse funnene antyder en handelsforbindelse på lang avstand mellom Georgia og Great Lakes-regionen, en større avstand enn noen gang var kjent før.
Kobber er lett strukket, støpt og formet; er motstandsdyktig mot korrosjon; og leder varme og strøm effektivt. Som et resultat var kobber viktig for de tidlige menneskene og fortsetter å være et valgbart materiale for en rekke innenlandske, industrielle og høyteknologiske applikasjoner i dag.
Bruk av kobber: Denne grafen viser hvordan kobber ble brukt i USA i løpet av 2017 av industrisektoren. Som et eksempel: kobber brukt i bygningskonstruksjon kunne vært brukt til kabling, rørleggerarbeid, værisolering og mange andre individuelle typer bruk. Data for dette diagrammet er fra United States Geological Survey Mineral Commodity Sammendrag for 2018.
Hvordan bruker vi kobber i dag?
For tiden brukes kobber i bygningskonstruksjon, kraftproduksjon og overføring, elektronisk produktproduksjon og produksjon av industrimaskiner og transportkjøretøyer. Kobberledninger og rørleggerarbeid er integrert i apparater, varme- og kjølesystemer og telekommunikasjonsforbindelser som brukes hver dag i hjem og virksomhet. Kobber er en viktig komponent i motorer, ledninger, radiatorer, kontakter, bremser og lagre som brukes i biler og lastebiler. Gjennomsnittsbilen inneholder 1,5 kilometer kobbertråd, og den totale mengden kobber varierer fra 20 kilo (44 pund) i små biler til 45 kilo (99 pund) i luksus- og hybridbiler.
Romersk mynt: Kobber var en av de første metaller som ble brukt til å lage mynter, og den praksisen begynte i ca 8000 f.Kr. Mynten vist over er en romersk follis med et bilde av Constantius I.
Gamle bruksområder av kobber
Som i eldgamle tider forblir kobber en del av mynten som brukes i mange land, men mange nye bruksområder er blitt identifisert. En av de nyere applikasjonene med kapper inkluderer bruken av overflater (som for eksempel messingdørhåndtak), der antimikrobielle egenskaper av kobber reduserer overføringen av bakterier og sykdommer. Halvlederprodusenter har også begynt å bruke kobber til kretsløp i silisiumflis, noe som gjør det mulig for mikroprosessorer å operere raskere og bruke mindre energi. Kobberrotorer har også nylig blitt funnet å øke effektiviteten til elektriske motorer, som er en stor forbruker av elektrisk kraft.
Kobber i biler: Kobber er en viktig komponent i motorer, ledninger, radiatorer, kontakter, bremser og lagre som brukes i biler og lastebiler. Gjennomsnittsbilen inneholder 1,5 kilometer kobbertråd, og den totale mengden kobber varierer fra 20 kilo (44 pund) i små biler til 45 kilo (99 pund) i luksus- og hybridbiler.
Hvilke egenskaper gjør kobber nyttig?
De utmerkede legeringsegenskapene til kobber har gjort det uvurderlig når det kombineres med andre metaller, for eksempel sink (for å danne messing), tinn (for å danne bronse) eller nikkel. Disse legeringene har ønskelige egenskaper og er, avhengig av deres sammensetning, utviklet for høyspesialiserte applikasjoner. For eksempel blir kobber-nikkellegering påført skrogene på skip fordi den ikke korroderer i sjøvann og reduserer vedheftet av marint liv, så som barberkler, og dermed reduserer driften og øker drivstoffeffektiviteten. Messing er mer formbar og har bedre akustiske egenskaper enn rent kobber eller sink; følgelig brukes det i en rekke musikkinstrumenter, inkludert trompeter, tromboner, klokker og cymbaler.
Kobber i edelstener: Kobber er et viktig element i en rekke edelstener som turkis, azuritt, malakitt og chrysocolla. Det gir disse mineralene deres grønne eller blå farge og sin høye spesifikke tyngdekraft. Cabochonene vist ovenfor er noen av de mange edelstenene som er utvunnet i Arizona.
Typer kobberinnskudd
Kobber forekommer i mange former, men omstendighetene som styrer hvordan, når og hvor det er avsatt er svært varierende. Som et resultat forekommer kobber i mange forskjellige mineraler. Chalcopyrite er den mest tallrike og økonomisk betydningsfulle av kobbermineraler.
Forskning designet for å bedre forstå de geologiske prosessene som produserer mineralforekomster, inkludert kobberforekomster, er en viktig komponent i USGS Mineral Resources Program. Kobberforekomster klassifiseres stort sett på bakgrunn av hvordan forekomstene dannet. Porfyr kobberforekomster, som er assosiert med stollende inntrengninger, gir omtrent to tredjedeler av verdens kobber og er derfor verdens viktigste type kobberavsetning. Store kobberforekomster av denne typen finnes i fjellrike regioner i Nord-Amerika og i Andesfjellene i Sør-Amerika.
En annen viktig type kobberforekomst - typen som inneholder sedimentære bergarter - utgjør omtrent en fjerdedel av verdens identifiserte kobberressurser. Disse forekomstene forekommer i områder som kobberbeltet i Sentral-Afrika og Zechstein-bassenget i Øst-Europa.
Individuelle kobberforekomster kan inneholde hundrevis av millioner tonn kobberbærende bergart og er ofte utviklet ved bruk av gruvemetoder i åpen grop. Gruvedrift, som vanligvis følger malmfunn i mange år, varer ofte i flere tiår. Selv om mange historiske gruvedrift ikke var pålagt å drive gruvedrift på måter som ville redusere deres innvirkning på miljøet, krever gjeldende føderale og statlige forskrifter at gruvedriften bruker miljøvennlig praksis for å minimere effekten av mineralutvikling på helse og menneskers økosystem. .
USGS mineralmiljøforskning er med på å prege den naturlige og menneskelige interaksjonen mellom kobberforekomster og de omkringliggende akvatiske og terrestriske økosystemene. Forskning hjelper med å definere de naturlige grunnlagsforholdene før gruvedrift begynner og etter nedleggelse av gruven. USGS-forskere undersøker klimatiske, geologiske og hydrologiske variabler for å bedre forstå ressurs-miljøinteraksjoner.
Kobber gruvedrift i Arizona: Arizona produserer mer kobber enn noen annen stat. Denne korte historien viser hvordan Arizonas kobbergruvedrift bygde en stat og forandret en nasjon.
Kobberforsyning, etterspørsel og gjenvinning
Verdens produksjon (tilbud) og forbruk (etterspørsel) av kobber har økt dramatisk de siste 25 årene. Etter hvert som store utviklingsland har kommet inn i det globale markedet, har etterspørselen etter mineralvarer, inkludert kobber, økt. I løpet av de siste 20 årene har Andes-regionen i Sør-Amerika dukket opp som verdens mest produktive kobberregion. I 2007 ble omtrent 45 prosent av verdens kobber produsert fra Andesfjellene; USA produserte 8 prosent. Nesten alt kobber produsert i USA kommer fra, i synkende rekkefølge, fra Arizona, Utah, New Mexico, Nevada eller Montana.
Risikoen for forstyrrelse av den globale kobberforsyningen anses for å være lav fordi kobberproduksjonen er spredt over hele verden og ikke er begrenset til et enkelt land eller region. På grunn av dets betydning for konstruksjon og kraftoverføring, vil imidlertid virkningen av forstyrrelser i kobberforsyningen være stor.
Kobber er en av de mest resirkulerte av alle metaller; omtrent en tredjedel av alt kobber som konsumeres over hele verden resirkuleres. Resirkulert kobber og dets legeringer kan omsmeltes og brukes direkte eller videre bearbeides til raffinert kobber uten å miste noen av metallens kjemiske eller fysiske egenskaper.
Kobber gruvedrift i Arizona: Arizona produserer mer kobber enn noen annen stat. Denne korte historien viser hvordan Arizonas kobbergruvedrift bygde en stat og forandret en nasjon.
Utah kobbergruve: Bingham Canyon-kobbergruven i Utah er synlig fra verdensrommet og har produsert mer enn 12 millioner tonn porfyrkobber. Gruven er over 4 kilometer over toppen og 800 meter dyp og er et av verdens tekniske underverker. Fotografi av C.G. Cunningham, USGS.
Hvordan sikrer vi tilstrekkelig kobberforsyning for fremtiden?
For å forutsi hvor fremtidige kobberressurser kan ligge, studerer USGS-forskere hvordan og hvor kjente kobberressurser er konsentrert i jordskorpen og bruker denne kunnskapen til å vurdere potensialet for uoppdagede kobberressurser. Teknikker for å vurdere mineralressurspotensialet er utviklet og foredlet av USGS for å støtte forvaltningen av føderale land og for bedre å vurdere tilgjengeligheten av mineralressurser i en global sammenheng.
På 1990-tallet gjennomførte USGS en vurdering av amerikanske kobberressurser og konkluderte med at nesten like mye kobber gjensto å finne som allerede hadde blitt oppdaget. Spesielt fant USGS at omtrent 350 millioner tonn kobber hadde blitt oppdaget og anslått at omtrent 290 millioner tonn kobber forble uoppdaget i USA.
Kobberforbruk: Kvalitetene til kobber som har gjort det til det valgte materialet for en rekke innenlandske, industrielle og høyteknologiske applikasjoner, har resultert i en jevn økning i det globale kobberforbruket. USGS-studier av kobberforbruk viser noen interessante trender for perioden 1990 til 2012. Kobberforbruket i fremvoksende økonomier, som Kina og India, økte betraktelig, mens forbruksgraden i USA falt noe. Fram til 2002 var USA den ledende kobberforbrukeren og brukte årlig rundt 16 prosent av verdens raffinert kobber (ca. 2,4 millioner tonn). I 2002 ble USA overtent av Kina som verdens ledende bruker av raffinert kobber. Den blomstrende økonomien i Kina bidro til en firedobling av det årlige raffinerte kobberforbruket i løpet av de 12 årene fra 2000 til 2012. Graf av USGS.
Global Copper Resource Assessment
USGS vurderte uoppdaget kobber i to forekomsttyper som utgjør rundt 80 prosent av verdens kobberforsyning. Porfyr kobberforekomster utgjør omtrent 60 prosent av verdens kobber. I porfyr kobberforekomster blir kobbermalmmineraler spredt i stollende inntrengninger. Sediment-vert lagret kobberavsetninger, der kobber er konsentrert i lag i sedimentære bergarter, utgjør omtrent 20 prosent av verdens identifiserte kobberressurser. Globalt produserer gruver i disse to forekomsttypene rundt 12 millioner tonn kobber per år.
Denne studien vurderte potensialet for utsatte og skjulte avsetninger innen 1 kilometer fra overflaten for porfyrforekomster og opptil 2,5 kilometer av overflaten for sediment-hostede stratabundforekomster. For porfyrforekomster ble 175 kanaler avgrenset; 114 kanaler inneholder 1 eller flere identifiserte forekomster. Femti kanaler ble avgrenset for sedimentvert kobberforekomster av stratabound; 27 inneholder 1 eller flere identifiserte forekomster.
Resultatene av vurderingen er gitt etter innskuddstype for 11 regioner (tabell 1). Den gjennomsnittlige totale uoppdagede ressursen for porfyrforekomster er 3.100 millioner tonn, og den gjennomsnittlige totale uoppdagede ressursen for sedimentbaserte forekomster er 400 millioner tonn, for en samlet sum på 3.500 millioner tonn kobber. Områdene med ressursestimater (mellom 90 og 10 prosentiler) gjenspeiler den geologiske usikkerheten i vurderingsprosessen. Cirka 50 prosent av det globale totalt forekommer i Sør-Amerika, Sør-Sentral-Asia og Indokina og Nord-Amerika til sammen.
Kobberforekomstkart: Distribusjon av kjente kobberforekomster i 2008. Rødt indikerer kobber assosiert med stollende inntrengninger (porfyr kobberforekomster) og blått indikerer kobber inneholdt i sedimentære bergarter (sediment-vert kobberforekomster). Kart av USGS. Forstørr kart.
Sør Amerika har de største identifiserte og uoppdagede kobberressursene (omtrent 20 prosent av den totale uoppdagede mengden). Verdens største porfyrforekomster blir utvunnet i denne regionen. Chile og Peru er blant verdens største kobberproduserende land.
Mellom-Amerika og Karibia er vert for to ubebygde gigantiske (> 2 millioner tonn kobber) porfyr kobberforekomster i Panama. De fleste av de uoppdagede ressursene ligger i et belte som strekker seg fra Panama til det sørvestlige Mexico.
Nord Amerika har sterkt mineraliserte porfyr-kobberveier som inkluderer supergiant (> 25 millioner tonn kobber) porfyrforekomster i Nord-Mexico, det vestlige USA og Alaska, samt gigantiske forekomster i det vestlige Canada. De estimerte uoppdagede porfyr kobberressursene er tilnærmet lik de identifiserte ressursene.
De ledende kobberproduserende delstatene i USA er Arizona, Utah, New Mexico, Nevada og Montana. I USA anslås det at uoppdagede sedimenterte kobberforekomster i Michigan, Montana og Texas vil inneholde omtrent tre ganger så mye kobber som er blitt identifisert. To gigantiske forekomster er kjent, i Michigan og Montana.
Nordøst-Asia er relativt underutforsket, med beskjedne identifiserte porfyr-kobberressurser og bare en identifisert kjempeporfyr-kobberavsetning. Imidlertid anslås de gjennomsnittlige uoppdagede ressursene til å være ganske store. Denne regionen har det største forholdet mellom uoppdagede og identifiserte ressurser i studien.
Nord-Sentral-Asia har 35 porfyr kobberforekomster, inkludert et stort forekomst i Mongolia og et gigantisk forekomst i Kasakhstan. Kanalområdet anslås å inneholde omtrent tre ganger mengden av identifisert porfyr kobberressurs. Denne regionen har også tre gigantiske sedimenterte kobberforekomster av stratabound, i Kasakhstan og Russland. USGS anslår at så mye sediment-hostet stratabound kobber som allerede er oppdaget kan være til stede.
Sør-Sentral-Asia og Indokina er mindre grundig utforsket enn mange andre deler av verden; Imidlertid er fire gigantiske porfyr kobberforekomster hittil blitt identifisert på det tibetanske platået. Uoppdagede porfyr kobberforekomster kan inneholde åtte ganger den identifiserte mengden kobber.
Sørøst-Asia øygrupper er vertskap for gullrike porfyr kobberforekomster i form av en supergiant i Indonesia og rundt 16 gigantiske forekomster i Indonesia, Papua Ny-Guinea og Filippinene. Selv om deler av regionen er godt utforsket, vil sannsynligvis uoppdagede porfyrressurser overstige identifiserte ressurser.
Øst-Australia har en gigantisk porfyr kobberavsetning og flere små porfyrforekomster. Det forventes beskjedne uoppdagede ressurser under tak. Australia har vært en ledende kobberprodusent i flere tiår.
Øst-Europa og Sørvest-Asia har blitt utvunnet for kobber siden antikken, og det ble nylig identifisert gigantiske porfyr-kobberforekomster. Uoppdaget kobber er spådd å være omtrent det dobbelte av de identifiserte ressursene, både for porfyrforekomster langs et belte fra Romania gjennom Tyrkia og Iran og for sediment-arrangerte stratabound-avsetninger i Afghanistan.
Vest-Europa har den største sediment-hostede stratabound kobberforekomsten i verden, i Polen. Uoppdagede sedimentbaserte kobberressurser i det sørvestlige Polen anslås å overstige identifiserte ressurser med omtrent 30 prosent.
Afrika og Midtøsten har verdens største akkumulering av kobberforekomster av sediment-hostet, med 19 gigantiske forekomster i det sentralafrikanske kobberbeltet i Den demokratiske republikken Kongo og Zambia. Det gjenstår å oppdage betydelige uoppdagede kobberressurser.