Bevezetés

Minden alkalommal, amikor felkapcsolsz egy villanyt, használsz egy készüléket az otthonodban, vagy kinyitod a csapot, a réz szállítja Önnek az áramot vagy a vizet. A réz ezért nagyon fontos fém az emberek számára, és több hasznos tulajdonsággal rendelkezik, mint valószínűleg bármely más fém.

Egy átlagos családi ház több mint 90 kilogramm rezet tartalmaz: 40 kg elektromos vezetéket, 30 kg vízvezetéket, 15 kg építőszerszámot, 9 kg belső elektromos készülékeket és 5 kg sárgaréz árut. Egy Boeing 747-200 sugárhajtású repülőgép körülbelül 1,8 tonna rezet tartalmaz. A New York-i Szabadság-szobor több mint 27 tonna rezet tartalmaz.

3 / 7

Rézhuzal tekercs.

Tulajdonságok

A réz az egyetlen természetben előforduló fém az aranyon kívül, amelynek jellegzetes színe van. Az aranyhoz és az ezüsthöz hasonlóan a réz is kiváló hő- és elektromos vezető. Ezenkívül nagyon képlékeny és rugalmas. A réz ellenáll a korróziónak is (nem rozsdásodik túl könnyen). A réz puha, de kemény. Könnyen keverhető más fémekkel ötvözetek, például bronz és sárgaréz kialakítására. A bronz ón és réz ötvözete, a sárgaréz pedig cink és réz ötvözete. A réz és a sárgaréz könnyen újrahasznosítható, talán a jelenleg használt réz 70%-át legalább egyszer újrahasznosították.

A réz tulajdonságai

Felhasználások

Manapság a rezet, mivel nagyon jó elektromos vezető, használják elektromos generátorokban és elektromos vezetékek motorjaiban, valamint elektronikai cikkekben, például rádiókban és TV-kben. A réz jól vezeti a hőt is, ezért használják a gépjármű radiátorokban, klímaberendezésekben és otthoni fűtési rendszerekben.

Mivel a réz nem korrodálódik könnyen, vízvezetékekhez is használják. Formálhatósága azt jelenti, hogy a rézcsövek könnyen, törés nélkül hajlíthatók meg a sarkokon.

A réz-szulfátot gombaölő szerként használják, hogy megakadályozzák a növényi gyökerek eltömődését a csatornákban és a csatornarendszerekben. A kezelt fa kékeszöld színe a réz-naftanát és réz-króm-arzenát eredménye, amelyeket nyomás alatt vezettek be, hogy megvédjék a fát a fúrástól.

A rezet érmék és tudományos műszerek készítésére, valamint dekorációs célokra is használják.

Körülbelül 15 gramm réz van egy mobiltelefonban, és az utóbbi időben a réz helyettesíti az alumíniumot a számítógépes chipekben.

Történelem

A réz volt az első fém, amelyet az emberek használtak. A neolitikus ember fedezte fel körülbelül 9000 évvel ezelőtt, és kő helyett használták, mivel sokkal könnyebb volt formálni. A korai iráni rézművesek azt találták, hogy a réz hevítése meglágyítja, a réz kalapálása pedig megkeményíti. Ily módon a rézből különféle hasznos tárgyakat, például edényeket és edényeket formálhattak, ami nagy ugrás az emberi faj számára. Gyönyörű színe vonzóvá tette a rezet ékszerekben és dísztárgyakban is.

Bizonyítékok vannak arra, hogy a rezet a korai időkben használták, egy 5000 évvel ezelőtt használt rézcsődarabot tártak fel a régészek az egyiptomi Kheopsz piramisból. Kr.e. 4000 körül a bronzot (egy még keményebb ötvözetet) úgy fedezték fel, hogy rézt kis mennyiségű ónnal kevertek össze. Fegyverek, páncélok, szerszámok és dekorációs eszközök készítésére használták – így kezdődött a réz-bronzkor. Bár a bronzszerszámok gyártása nagyrészt megszűnt a vaskor kezdetével, Kr.e. 1000 körül, a rezet továbbra is használták egyéb tulajdonságaira. A kétféle színű fém egyikeként szépsége miatt rendkívül kívánatos dísztárgyak készítéséhez, korrózióállósága pedig alkalmassá teszi a tengerben vagy annak közelében történő használatra.

A réz lemezekké való felverésének képessége és rozsdásodással szembeni ellenállása miatt fontos épületek népszerű tetőfedőanyaga lett.

A rézipar növekedése szorosan összefügg a növekvő villamosenergia-felhasználással. Az elektromos alkalmazások továbbra is a fém fő felhasználási területei, ami két fizikai tulajdonságnak tulajdonítható. Kiváló elektromos (és hő) vezető, és kellően képlékeny ahhoz, hogy huzalba húzzuk, és törés nélkül lapokká verjük. A rezet széles körben használják vízvezeték-alkatrészekben, és az ötvözetek fő alkotóeleme, amelyek közül sok keményebb, erősebb és szívósabb, mint az egyes alkotóelemei. 1837-ben Charles Wheatstone és William Cooke szabadalmaztatta az első elektromos távírót, amely rézhuzalt használ. 1876-ban Alexander Graham Bell volt az első, aki réz telefonvezetéket használt. 1878-ban Thomas Edison feltalálta az első elektromos lámpát, amely rézre építette az áramot. E két találmány tömeges alkalmazása néhány éven belül hihetetlen növekedést okozott a rézbányászatban és -termelésben.

Képződés

Mivel a réz könnyen reagál más anyagokkal, sokféleképpen képződhet a földkéregben. Gyakran megtalálható más fémek, például ólom, cink, arany és ezüst lerakódásaiban.

Messze a legnagyobb mennyiségű réz a porfírréz-lerakódásokként ismert testekben található a kéregben. Ezek a lerakódások egykor olvadt kőzetek nagy tömegei voltak, amelyek lehűlnek és megszilárdultak a földkéregben. Ahogy lehűltek, néhány nagy kristály nőtt ki, amelyeket aztán a hűlés felgyorsulásával kisebb kristályok vettek körül – a geológusok ezeket a kőzeteket porfíroknak nevezik. Eleinte a rezet kis koncentrációban szétszórták az olvadt kőzet nagy tömegében. Ahogy a magma lehűlt és kristályok kezdtek képződni, az olvadék mennyisége kisebb lett. A réz az olvadékban maradt, egyre koncentráltabbá vált. Amikor a kőzet már majdnem teljesen megszilárdult, összehúzódott és megrepedt, a megmaradt rézben gazdag folyadék pedig a repedésekbe préselődött, ahol végül megszilárdult. Sok millió év alatt az ezeket a lerakódásokat borító kőzetek erodálódtak, és a lerakódások végül megjelentek a felszínen. A porfír lelőhelyek példái közé tartozik a Cadia Hill (NSW) és a Cerro Colorado (Panama).

A réz, vas és kén keverékét kalkopiritnak (CuFeS₂) vagy „bolond aranya”, és sok régi kutatót becsapott! A kalkopirit Ausztráliában több mint 250 millió éves kőzetekben található. Bornit (Cu₅FeS₄), covellit (CuS) és kalkocit (Cu₂S) fontos rézforrások a világon, és sok érctest is tartalmaz malachitot (CuCO₃. Cu(OH)₂), azurit (Cu₃(CO₃)2. Cu(OH)₂), kuprit (Cu₂O), tenorit (CuO) és natív réz. A szulfidok, amelyek a világon előállított réz legnagyobb részét adják, általában a völgyek mélyebb részeit foglalják el, amelyek nem voltak kitéve az időjárásnak. A felszín közelében oxidáció és más kémiai hatások hatására oxidok és karbonátok keletkeznek. Ezek a másodlagos rézásványok sok lelőhely felső részében gazdag ércet képezhetnek, és jellegzetes zöld vagy kék színük miatt kis mennyiségben is könnyen észrevehetőek a kőzetekben, amelyekben előfordulnak. A réztartalmú ásványok általában olyan ásványokkal együtt fordulnak elő, amelyek aranyat, ólmot, cinket és ezüstöt tartalmazhatnak.

Erőforrások

Ausztráliában nem sokkal az európai letelepedés után megkezdődött a réz keresése. Ausztráliában a réz első jelentős felfedezése a dél-ausztráliai Kapundában volt 1842-ben, amikor Francis Dutton rézércet talált, miközben elveszett bárányok után kutat. Az 1860-as évekre Dél-Ausztráliát „Rézbirodalomként” ismerték, mert itt voltak a világ legnagyobb rézbányái.

Az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata (USGS) adatai szerint Ausztrália birtokolja a világ rézkészletének jelentős részét, és 2016-ban a 2. helyen állt Chile mögött. Számos világméretű rézbányánk van, köztük a Mt Isa réz-ólom-cink lelőhely Queenslandben és az Olympic Dam réz-urán-arany lelőhely Dél-Ausztráliában, amely az egyik legnagyobb réztartalmú lelőhelyet bányászta ki az országban. világ. További fontos rézforrások például a Prominent Hill és a Carrapateena réz-arany lelőhelyek Dél-Ausztráliában, Northparkes réz-arany, CSA réz-ólom-cink és Girilambone rézlelőhelyek Új-Dél-Walesben, az Ernest Henry, Osborne és Mammoth rézlelőhelyek valamint réz-arany lelőhelyek a queenslandi Selwynben, valamint réz-cink lelőhelyek a Golden Grove-ban és a Nifty rézlelőhely Nyugat-Ausztráliában.

Ausztrál rézlelőhelyek és működő bányák, 2022.
A letét nagysága az összes erőforráson alapul (EDR + Szubagazdasági Demonstrált Erőforrások + Kikövetkeztetett).
Az egyértelműség kedvéért csak a jelentősebb vagy jelentősebb betétek vannak címkézve.

Bányászati

Bár a nagy rézlelőhelyeket nyílt kivágásos módszerekkel bányászják számos jelentős termelő országban, az Ausztráliában termelt rézérc nagy része földalatti bányákból származik. A legtöbb bányában alkalmazott hagyományos módszer szerint az ércet feltörik és a felszínre hozzák zúzás céljából. Az ércet ezután finomra őrlik, mielőtt a réztartalmú szulfid ásványokat egy flotációs eljárással koncentrálják, amely elválasztja az ércásvány szemcséit a hulladékanyagtól, vagyis a csapadéktól. Az ércben lévő réztartalmú ásványok típusától és az alkalmazott kezelési eljárásoktól függően a koncentrátum jellemzően 25-30% rezet tartalmaz, de akár körülbelül 60% rezet is tartalmazhat. A koncentrátumot ezután egy kohóban dolgozzák fel.

Feldolgozás

Egyes ausztrál bányákban a rezet kioldják az ércből, hogy rézben gazdag oldatot állítsanak elő, amelyet később kezelnek a rézfém kinyerésére. Az ércet először feltörik, és kilúgozó párnákra helyezik, ahol kénsavoldattal feloldják a réz kilúgozására. A rézben gazdag oldatot ezután az oldószeres extrakciós üzembe szivattyúzzák, hogy a rezet rézkomplexként válasszák szét. Ezt betöményítik, és az oldatot átvezetik az elektrokémiai nyersüzembe, hogy kinyerjék a rezet. Az elektrofinomítással előállított rézkatódok 99,99% rezet tartalmaznak, amely elektromos felhasználásra alkalmas. Ezt az egész folyamatot oldószeres extrakciós elektrofinomításnak (SX-EW) nevezik.

Különféle olvasztási módszereket alkalmaznak a koncentrátumok rézfémré alakítására. Az egyik módszer az, hogy olvasztókemencében folyósítószerrel megolvasztják őket, így rézsötétet állítanak elő, amely főleg vas- és réz-szulfidok keveréke, amely általában 50-70% rezet tartalmaz. Az olvadt mattot egy konverterbe öntik, amely több folyasztószert tartalmaz, és 98-99%-os tisztaságú buborékos rézré alakítják. A buborékfóliás rezet megcsapolják, anódkemencében tovább finomítják, végül elektrolitikusan tiszta katódrézzé.

Az Olympic Damnál a koncentrátumot közvetlenül bliszterréézre olvasztják. Ennek során a rézkoncentrátumot oxigénnel dúsított levegővel táplálják be a kohóba. A finom koncentrátum azonnal reagál vagy „felvillan”, amikor a réz-szulfidok kénfrakciója eléget, és kén-dioxid gázzá válik. Az olvadt réz és salak a kohó kandallójába hullik. A salak réteget képez az olvadt hólyagréz felületén. A buborékfóliás rezet időszakonként eltávolítják további tisztítás céljából anódkemencében, és elektrolitikusan finomítják.

További információ

További erőforrás- és termelési információk