По данным Международного энергетического агентства, спрос на медь растёт из-за развития чистой энергетики. Металл используют при строительстве ветряных электростанций, модернизации линий электропередач, производстве кабелей и трансформаторов. К 2040 году необходимо создать или заменить 80 миллионов километров электросетей.
В 2024 году мировое производство рафинированного сырья составило 27,6 миллиона тонн, а добыча на рудниках — 23 миллиона тонн. Каждый килограмм металла прошёл свой путь на мировой рынок. Почему не существует одного правильного способа получения меди — разбираем в статье.
Основные способы добычи и производства меди
Медь добывают тремя основными способами: открытым (карьерным), подземным, с помощью выщелачивания и электролиза. Каждый из них применяют в разных условиях — в зависимости от глубины залегания руды, её состава и содержания металла.
Карьерная добыча меди
Карьерная добыча применяется, когда руда залегает близко к поверхности. Месторождение разрабатывают открытым способом — создают большой ступенчатый карьер. Например, рудник Бингем-Каньон в США имеет глубину около 1,2 км и диаметр почти 4 км.
Добыча на карьере ведётся поэтапно. Сначала снимают вскрышные породы, затем бурят и взрывают руду, после чего её вывозят самосвалами грузоподъёмностью до 200–400 тонн. Такой способ остаётся самым дешёвым при крупных подтверждённых запасах и небольшой глубине залегания.
Карьерная добыча — основной метод получения меди в мировой отрасли. Например, в Чили около 88–90% металла добывают открытым способом, что связано с типом месторождений. Порфировые залежи содержат 0,5–1% меди, но имеют огромные объёмы и подходят для карьерной разработки.
Подземная добыча меди
Подземную добычу меди применяют, когда рудное тело залегает на глубине сотен метров и более, где открытая разработка становится экономически или технически невозможной. В этом случае создают шахты и систему тоннелей: руду бурят, взрывают и извлекают на поверхность с помощью подъёмников или конвейеров. Современные рудники могут уходить на 1–1,5 км под землю. Например, на месторождении Грасберг (Индонезия) добыча ведётся на глубине свыше 1 км.
Подземная добыча дороже и сложнее карьерной. Строительство рудников занимает в среднем 3,2 года. При этом с помощью подземной добычи продлевается срок эксплуатации залежей на десятки лет.
Например, месторождение Оюу-Толгой (Монголия) сначала разрабатывалось как карьер, но основные запасы находятся глубже. Подземный рудник выходит на глубину более 1,3 км и должен приносить до 500 тысяч тонн меди в год после выхода на полную мощность.
Читайте также:
— Net Zero без иллюзий: почему «зелёная» энергетика упирается в дефицит металлов
— Без геологии нет технологического будущего: кто и как обеспечит мир металлами
— Арктика. Запасы есть — экономики нет
Выщелачивание меди и способ электролиза чистого металла
Выщелачивание — это химический способ получения меди, при котором её извлекают из раствора. Его применяют, когда содержание металла в руде слишком низкое для карьерной или подземной добычи — как правило, менее 0,5%.
Процесс устроен так: руду дробят и укладывают в отвалы, после чего её проливают раствором серной кислоты. Дальше медь растворяется и переходит в жидкость, которую собирают и направляют на переработку. Так металл извлекают с помощью электрохимических методов — осаждают на катодах, используя способ получения меди электролизом.
В отличие от карьеров и подземных рудников, где руду извлекают и перерабатывают относительно быстро, выщелачивание — более медленный процесс. Он может занимать от нескольких месяцев до пары лет, но позволяет работать с большими объёмами сырья, которое раньше считалось отходами. Например, в Чили за счёт выщелачивания ежегодно получают около 1,5–2 млн тонн меди, до 26% национального производства.
Такую технологию производства меди как выщелачивание применяют вместе с карьерной и подземной добычей. Сначала извлекают богатую руду, а затем перерабатывают бедные участки и отвалы. Это позволяет дополнительно извлекать металл из ресурсов, которые раньше не использовались.
Какие компании добывают редкоземельные металлы — познакомьтесь с лидерами рынка, которые контролируют нечто большее, чем разработка месторождений
Как выбирают способы получения меди
Метод добычи меди выбирают по параметрам месторождения: глубине залегания, содержанию металла и типу руды.
- Глубина залегания. Если руда находится близко к поверхности, её разрабатывают открытым способом. Если рудное тело уходит на сотни метров вглубь, переходят к подземной добыче.
- Содержание меди в руде. При содержании металла около 0,5–1% руду добывают и отправляют на обогащение и плавку — это классическая схема. Если содержание падает ниже 0,5%, чаще используют выщелачивание, чтобы снизить затраты на переработку.
- Тип руды. Сульфидные руды (основной тип в мире) перерабатывают через обогащение и плавку. Окисленные руды легче растворяются, поэтому для них применяют выщелачивание.
- Экономика проекта. На выбор также влияет экономика: цена меди, инфраструктура и масштаб запасов. Например, порфировые месторождения с содержанием 0,5–1% разрабатывают карьером за счёт больших объёмов руды.
Так, метод добычи меди определяется сочетанием геологических условий и экономики проекта. За каждым способом стоит расчёт: как извлечь металл из руды с содержанием 0,5% и ниже и при этом сохранить деньги.
А вы бы хотели увидеть, как работает карьер глубиной в километр или как из раствора получают чистую медь? Или, может быть, вы уже бывали на рудниках — что запомнилось больше всего? Рассказывайте в комментариях.
