A réz alapismeretei
A réz az ember által használt legkorábbi fém. Már a történelem előtti időkben az emberek külszíni rézbányákat kezdtek bányászni, és a megszerzett rezet fegyverek, szerszámok és egyéb használati tárgyak készítésére használták fel. A réz használata mélyreható hatással van a korai emberi civilizáció fejlődésére. A réz egy fém, amely a földkéregben és az óceánban található. A földkéreg réztartalma körülbelül 0,01%, egyes rézlelőhelyekben a réztartalom elérheti a 3-5%-ot is. A természetben a réz nagy része vegyületként, nevezetesen rézásványként létezik. A rézásványok más ásványokkal aggregálva rézércet képeznek. A bányászott rézérc dúsítás után magas rézminőségű rézkoncentrátummá válik.
1. Tulajdonságok
A réz jó fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, mint például az elektromos vezetőképesség, a hővezető képesség, a korrózióállóság és a rugalmasság. Az elektromos vezetőképesség és a hővezető képesség a második az ezüst után. A tiszta réz nagyon finom rézhuzalokba húzható, és nagyon vékony rézfóliává alakítható. A tiszta réz friss keresztmetszete rózsavörös, de miután a felületen a réz-oxid filmréteg kialakul, a megjelenés lilásvörös, ezért gyakran nevezik vörösréznek.
A tiszta réz mellett a réz kombinálható ónnal, cinkkel, nikkellel és más fémekkel, így különböző tulajdonságokkal rendelkező ötvözetek, nevezetesen bronz, sárgaréz és fehér réz állíthatók elő.
A tiszta rézhez (99,99%) cinket adnak sárgaréznek. Például 80% rezet és 20% cinket tartalmazó közönséges sárgaréz csöveket használnak az erőművek kondenzátoraiban és az autók radiátoraiban; a nikkel hozzáadását fehér réznek, a többit bronznak nevezik. A cink és a nikkel kivételével minden más fémelemet tartalmazó rézötvözetet bronznak neveznek. Úgy hívják, hogy milyen elemeket adunk hozzá. A legfontosabb bronzok az ón-foszforbronz és a berilliumbronz. Hazámban például az ónbronz alkalmazásának nagyon hosszú története van, és harangok, állványok, hangszerek és áldozati edények öntésére használják. Az ónbronz csapágyként, perselyként és kopásálló alkatrészként is használható.
A tiszta réz vezetőképességétől eltérően az ötvözés segítségével a réz szilárdsága és korrózióállósága jelentősen javítható. Ezen ötvözetek némelyike kopásálló és jó öntési tulajdonságokkal rendelkezik, míg mások jó mechanikai tulajdonságokkal és korrózióállósággal rendelkeznek.
2. Felhasználások
A fent említett kiváló tulajdonságainak köszönhetően a réz széles körben alkalmazható az iparban. Beleértve az elektromos ipart, a gépgyártást, a szállítást, az építkezést és egyéb szempontokat. Jelenleg a rezet főként az elektromos és elektronikai iparban használják vezetékek, kommunikációs kábelek és egyéb késztermékek, például motorok, generátorrotorok, elektronikus műszerek és mérőeszközök stb. gyártására. A fogyasztásnak ez a része a fogyasztás körülbelül felét teszi ki. teljes ipari kereslet. A réz és a rézötvözetek fontos helyet foglalnak el a számítógépes chipekben, integrált áramkörökben, tranzisztorokban, nyomtatott áramkörökben és egyéb berendezésekben és eszközökben. Például a tranzisztorok vezetékei nagy vezetőképességű és hővezető króm-cirkónium rézötvözetet használnak. A közelmúltban az IBM, egy nemzetközileg elismert számítástechnikai cég, a rezet alkalmazta az alumínium helyére a szilícium chipekben, ami a legújabb áttörést jelenti az emberiség legrégebbi fémének félvezető technológiában való alkalmazása terén.
A -1980s évek közepén az Egyesült Államokban, Japánban és nyugat-európai országokban az elektromos ipar adta a finomított réz felhasználásának legnagyobb részét, és ez alól Kína sem volt kivétel.
Az 1990-es évek óta a réz csővezetékekhez való felhasználása az építőiparban drámaian megnövekedett, és külföldön a legnagyobb rézfogyasztóvá vált. A New York-i Copper Development Association (CDA) által közzétett jelentés szerint: 1997-ben még az építőipar volt a réztermékek legnagyobb végfelhasználói piaca az Egyesült Államokban. Az építőipar gyakran használja a réz korrózióállóságát vízcsövek, tetők és egyéb vízellátó és vízelvezető létesítmények gyártásához. Ezen kívül épületdekorációban is használják szép megjelenése miatt. Az Egyesült Államokban a réz építőipari felhasználása az első helyet foglalja el a réztermékek teljes fogyasztásában. A China Nonferrous Metals Group belső statisztikái szerint 1997-ben az elektromos ipar (beleértve a vezetékeket és kábeleket is) országom rézfogyasztásának 77,7%-át tette ki, ami a réz legnagyobb piacává vált. A tudomány és a technológia gyors fejlődésével a réz alkalmazási köre bővül, és a réz szerepet játszik az orvostudományban, a biológiában, a szupravezetésben és a környezetvédelemben. Például, ha a poliuretán műanyaghab rezet vagy réz-oxidot tartalmaz, nagymértékben csökkentheti a műanyag égésekor felszabaduló halálosan mérgező gázt – a hidrogén-cianidot (HCN). Számos kutatási adat bizonyítja, hogy a réz baktériumölő hatása hatékonyan képes csökkenteni a tüdőgyulladás baktériumok terjedését, gátolni a baktériumok szaporodását, tisztán és higiénikusan tartani az ivóvizet. Ezért a hazai építőiparban a rézcsövek jövőbeli fejlődési kilátásai nagyon szélesek lesznek.
3. Réztartalékok:
A világ rézkészlete viszonylag gazdag. Az Egyesült Államok Bányászati Hivatalának 1995-ös statisztikái szerint a világ rézfémkészlete 310 millió tonna, a tartalékbázis pedig 590 millió tonna. A legnagyobb réztartalékkal rendelkező országok Chile és az Egyesült Államok a világ tartalékalapjának 23,7%-át, illetve 15,3%-át adják, ezt követi Lengyelország 15%, Zambia 6%, Oroszország 5%, Zaire 5%, Peru 4%. , Kanada 4% és Ausztrália 4%.
A világ ipari rézbányáit kilenc kategóriába sorolják: porfír típusú, homokkőpala típusú, réz-nikkel-szulfid típusú, pirit típusú, réz-urán-arany típusú, természetes réz típusú, ér típusú, karbonát típusú és szkarn. típus. Az első négy kategória a legfontosabb, amelyek a világ teljes rézkészletének 96%-át teszik ki, ebből a porfír- és homokkőpalabányák 55, illetve 29%-át teszik ki. A világon mintegy 60 óriási rézbánya található, amelyek rézkészlete meghaladja az 5 millió tonnát, ebből a porfírbányák 38-at, a homokkőpalabányák pedig 15-öt tesznek ki, ami az óriás rézbányák 88%-át teszi ki. Nagyon kevés rézkoncentrátum áll rendelkezésre a bányászathoz Kínában. Jelenleg a főbb rézbányák a Dexing rézbánya Jiangxiban, a tibeti Yulong rézbánya, a Yulong rézbánya és a nemrégiben felfedezett Ashele rézbánya Hszincsiangban. 4. Rézolvasztási eljárás A rézbányából bányászott rézérc dúsítás után magasabb rézminőségű rézkoncentrátummá vagy rézérchomokká válik. A rézkoncentrátumot meg kell olvasztani és ki kell vonni, mielőtt finomított réz és réztermékké válhatna. Jelenleg két fő módja van a réz olvasztásának a világon: pirometallurgia és hidrometallurgia (SX-EX) 1. Tűz módszer:
A katódrezet, más néven elektrolitikus rezet olvasztással és elektrolitikus finomítással állítják elő, amely általában kiváló minőségű réz-szulfid ércekhez alkalmas.
A rézkoncentrátum mellett a rézhulladék a finomított réz egyik fő nyersanyaga, ideértve a régi hulladékrézet és az új hulladékrézet is. A régi rézhulladék régi berendezésekből származik és
régi gépek, elhagyott épületek és föld alatti csövek; Az új hulladékréz a feldolgozóüzemek által kiselejtezett rézhulladékból származik (a rézanyagok kibocsátási aránya kb. 50%). Általában a rézhulladék-ellátás viszonylag stabil. A rézhulladék a következőkre osztható: csupasz rézhulladék: 90% feletti minőség; sárga rézhulladék (huzal): réztartalmú anyagok (régi motorok, áramköri lapok);
A rézhulladékból és más hasonló anyagokból előállított rezet újrahasznosított réznek is nevezik.
2. Nedves módszer:
Egy hajó alkalmas alacsony minőségű réz-oxidra, és az előállított finomított rezet elektrolitikus réznek nevezik.
A nedves olvasztási folyamat a következő:
3. A pirometallurgia és a hidrometallurgia két folyamatának jellemzői
A két rézgyártási eljárást, a pirometallurgiát és a hidrometallurgiát összehasonlítva a következő jellemzőket találjuk:
(1) Az utóbbi olvasztó berendezése egyszerűbb, de a szennyezőanyag-tartalma magasabb, ami előnyös kiegészítése az előbbinek.
(2) Ez utóbbi korlátozásokkal rendelkezik, és az érc minőségétől és típusától függ.
(3) Az előbbi ára körülbelül 70-80 cent/font (körülbelül 1540-1760 US dollár/tonna), míg az utóbbi ára csak 30-40 cent/font (körülbelül { {4}} USA dollár/tonna).
Látható, hogy a hidrometallurgia technológiának jelentős előnyei vannak, de alkalmazási köre korlátozott. Ezzel az eljárással nem minden rézbányát lehet olvasztani. A technológiai fejlesztések révén azonban az elmúlt években egyre több ország, köztük az Egyesült Államok, Chile, Kanada, Ausztrália, Mexikó és Peru alkalmazta ezt az eljárást több rézbányában. A hidrometallurgia technológia fejlesztése és alkalmazásának népszerűsítése csökkentette a réz előállítási költségét, növelte a rézbányák termelési kapacitását, rövid távon növelte a társadalmi erőforrások ellátottságát, relatív többletet okozott a teljes társadalmi kínálatból, és húzó hatása az árakra. 1997-ben a réz határidős ára az 1996-os csúcsról, 2600 USD/tonnáról 1998 novemberére körülbelül 1600 USD/tonnára esett. Ez közvetlenül összefügg azzal, hogy a hidrometallurgiai eljárások aránya jelentősen megnőtt, ami nagy mennyiségű olcsó réz kerül forgalomba. Jelenleg, mivel a réz átlagos előállítási költsége tonnánként 1400 és 1600 USD (64-73 cent/font) között van, a határidős ügyletek árának csökkenése az árak ésszerű visszatérése az értékhez. Ahogy az olvasztási folyamatban részaránya tovább növekszik, a réz ártrendje egyre mélyebben hat majd. A jelentések szerint a hidrometallurgiai réz olvasztásának jelenlegi minimális költsége mindössze 20 cent fontonként (ez 450 dollár/tonna), a legmagasabb 77 cent fontonként (ez 1697,5 dollár tonnának felel meg), az átlag pedig kb. fontonként kevesebb, mint 50 cent (ez 1100 USD/tonna). Megjegyzendő, hogy 1995-ben a nedves rézolvasztás átlagos előállítási költsége mindössze 39 cent volt fontonként. Az utóbbi időben a nedves rézolvasztás átlagos előállítási költsége nőtt, főként azért, mert a nedves rézolvasztási eljárást kiterjesztették a réz-szulfid ásványok kezelésére is. A nedves réz olvasztási eljárás alkalmasabb rézoxid ásványok és szegényes ércek kezelésére, míg szulfidos ásványok és gazdagabb ércek kezelésénél, vagy ha a bánya hideg területen található, a nedves réz olvasztási technológia előállítási költsége is magasabb, többnyire fontonként 50 cent felett. Kína az 1970-es években kezdte el tanulmányozni a réz gyenge minőségű rézércekből történő kinyerésének technológiáját. 1983-ban hozták létre az első nedves rézkohó üzemet, évi 120 tonna termeléssel. A közelmúltban a kiváló külföldi rézkivonók bevezetése és a helyi rézipar fejlődése miatt több tucat kis nedves kohó épült, néhány száztól 2,000 tonnáig, de az éves réztermelés mindössze 15,000 tonna, ami korántsem elég az országomban termelt 1 millió tonna finomított rézhez képest. Jelenleg a réz előállítási költsége hazámban körülbelül 18 500 jüan, ami jóval magasabb, mint a világátlag 1 477 USD (67 cent). A „95” időszakban az Állami Tervezési Bizottság és a Kínai Nonferrous Metals Industry Corporation a hidrometallurgiai projektet kulcsfontosságú kutatási projektek közé sorolta, és több demonstrációs gyárat épített a Dexing rézbányában, Yulong rézbányában, Daye Tonglushan rézbányában és más helyeken. Több éves kemény munka után a becslések szerint országom hidrometallurgiai technológiája jelentős fejlődésen megy keresztül ennek az évszázadnak a végére, és az éves termelési kapacitás a becslések szerint több mint 50,{41}} tonnát fog elérni. A statisztikák szerint a hidrometallurgiai réz olvasztásból származó finomított réz termelése a világ finomított réztermelésének 2,5%-át tette ki 1980-ban, és ez az arány 1994-ben 10%-ra, 1997-ben pedig 18%-ra nőtt. Várhatóan a hidrokohászati réz aránya a termelés végül 25-35% közé fog növekedni.
