Pengetahuan dasar tentang tembaga
Tembaga adalah logam paling awal yang digunakan manusia. Pada awal zaman prasejarah, orang mulai menambang tambang tembaga terbuka dan menggunakan tembaga yang mereka peroleh untuk membuat senjata, perkakas, dan perkakas lainnya. Penggunaan tembaga mempunyai dampak yang besar terhadap kemajuan peradaban manusia awal. Tembaga merupakan logam yang ada di kerak bumi dan lautan. Kandungan tembaga pada kerak bumi sekitar 0,01%, dan pada beberapa endapan tembaga, kandungan tembaganya bisa mencapai 3-5%. Tembaga di alam sebagian besar terdapat dalam bentuk senyawa yaitu mineral tembaga. Mineral tembaga berkumpul dengan mineral lain membentuk bijih tembaga. Bijih tembaga yang ditambang menjadi konsentrat tembaga dengan kadar tembaga tinggi setelah benefisiasi.
1. Properti
Tembaga memiliki sifat fisik dan kimia yang baik seperti konduktivitas listrik, konduktivitas termal, ketahanan terhadap korosi dan keuletan. Konduktivitas listrik dan konduktivitas termal adalah yang kedua setelah perak. Tembaga murni dapat ditarik menjadi kabel tembaga yang sangat halus dan dibuat menjadi kertas tembaga yang sangat tipis. Penampang segar tembaga murni berwarna merah mawar, tetapi setelah lapisan oksida tembaga terbentuk di permukaan, penampakannya berwarna ungu-merah, sehingga sering disebut tembaga merah.
Selain tembaga murni, tembaga dapat digabungkan dengan timah, seng, nikel dan logam lainnya sehingga membentuk paduan dengan karakteristik berbeda yaitu perunggu, kuningan, dan tembaga putih.
Menambahkan seng ke tembaga murni (99,99%) disebut kuningan. Misalnya, tabung kuningan biasa dengan 80% tembaga dan 20% seng digunakan pada kondensor pembangkit listrik dan radiator mobil; menambahkan nikel disebut tembaga putih, dan sisanya disebut perunggu. Kecuali seng dan nikel, semua paduan tembaga dengan unsur logam lainnya disebut perunggu. Disebut elemen apa yang ditambahkan. Perunggu terpenting adalah perunggu timah fosfor dan perunggu berilium. Misalnya, perunggu timah memiliki sejarah penerapan yang sangat panjang di negara saya dan digunakan untuk membuat lonceng, tripod, alat musik, dan peralatan kurban. Perunggu timah juga dapat digunakan sebagai bantalan, ring, dan komponen tahan aus.
Berbeda dengan konduktivitas tembaga murni, dengan bantuan paduan, kekuatan dan ketahanan korosi tembaga dapat ditingkatkan secara signifikan. Beberapa dari paduan ini tahan aus dan memiliki sifat pengecoran yang baik, sementara yang lain memiliki sifat mekanik dan ketahanan korosi yang baik.
2. Kegunaan
Karena sifat-sifat unggul yang disebutkan di atas, tembaga memiliki banyak kegunaan dalam industri. Termasuk industri kelistrikan, manufaktur mesin, transportasi, konstruksi dan aspek lainnya. Saat ini, tembaga terutama digunakan dalam bidang industri kelistrikan dan elektronik untuk pembuatan kabel, kabel komunikasi dan produk jadi lainnya seperti motor, rotor generator dan instrumen elektronik serta meteran, dll. Bagian konsumsi ini menyumbang sekitar setengah dari total total permintaan industri. Tembaga dan paduan tembaga menempati posisi penting dalam chip komputer, sirkuit terpadu, transistor, papan sirkuit cetak, serta peralatan dan perangkat lainnya. Misalnya, kabel transistor menggunakan paduan tembaga kromium-zirkonium yang sangat konduktif dan sangat konduktif secara termal. Baru-baru ini, IBM, sebuah perusahaan komputer terkenal secara internasional, telah mengadopsi tembaga untuk menggantikan aluminium dalam chip silikon, yang menandai terobosan terbaru dalam penerapan logam tertua umat manusia dalam teknologi semikonduktor.
Pada pertengahan{0}}an, industri kelistrikan menyumbang proporsi terbesar konsumsi tembaga olahan di Amerika Serikat, Jepang, dan negara-negara Eropa Barat, tidak terkecuali Tiongkok.
Sejak tahun 1990-an, penggunaan tembaga untuk pipa di industri konstruksi meningkat drastis, menjadi konsumen tembaga terbesar di luar negeri. Menurut laporan yang diterbitkan oleh Copper Development Association (CDA) di New York: Pada tahun 1997, industri konstruksi masih menjadi pasar pengguna akhir terbesar untuk produk tembaga di Amerika Serikat. Industri konstruksi sering menggunakan ketahanan korosi tembaga untuk memproduksi pipa air, atap dan fasilitas pasokan air dan drainase lainnya. Selain itu juga digunakan dalam dekorasi bangunan karena tampilannya yang indah. Penggunaan tembaga dalam industri konstruksi menempati urutan pertama dalam total konsumsi produk tembaga di Amerika Serikat. Menurut statistik internal dari China Nonferrous Metals Group, pada tahun 1997, industri kelistrikan (termasuk kabel dan kabel) menyumbang 77,7% dari konsumsi tembaga negara saya, menjadi pasar tembaga terbesar. Dengan pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, cakupan penerapan tembaga semakin meluas, dan tembaga mulai berperan dalam bidang kedokteran, biologi, superkonduktivitas, dan lingkungan. Misalnya, jika busa plastik poliuretan mengandung tembaga atau oksida tembaga, hal ini dapat sangat mengurangi gas beracun mematikan yang dilepaskan saat plastik ini terbakar – hidrogen sianida (HCN). Sejumlah besar data penelitian membuktikan bahwa efek bakterisidal tembaga dapat secara efektif mengurangi penyebaran bakteri pneumonia, menghambat pertumbuhan bakteri, dan menjaga air minum tetap bersih dan higienis. Oleh karena itu, prospek pengembangan pipa tembaga dalam industri konstruksi dalam negeri ke depan akan sangat luas.
3. Cadangan tembaga:
Sumber daya tembaga dunia relatif kaya. Menurut statistik Biro Pertambangan AS pada tahun 1995, cadangan logam tembaga dunia adalah 310 juta ton, dan basis cadangannya adalah 590 juta ton. Negara-negara dengan cadangan tembaga terbesar adalah Chili dan Amerika Serikat, masing-masing menyumbang 23,7% dan 15,3% dari basis cadangan dunia, diikuti oleh Polandia 15%, Zambia 6%, Rusia 5%, Zaire 5%, Peru 4% , Kanada 4%, dan Australia 4%.
Jenis industri tambang tembaga di dunia dibagi menjadi sembilan kategori: tipe porfiri, tipe serpih batupasir, tipe tembaga-nikel sulfida, tipe pirit, tipe tembaga-uranium-emas, tipe tembaga alam, tipe urat, tipe karbonat, dan skarn. jenis. Empat kategori pertama adalah yang paling penting, menyumbang 96% dari total cadangan tembaga dunia, dimana tambang serpih porfiri dan batu pasir masing-masing menyumbang 55% dan 29%. Terdapat sekitar 60 tambang tembaga raksasa dengan cadangan tembaga lebih dari 5 juta ton di dunia, dimana tambang porfiri berjumlah 38 dan tambang serpih batu pasir berjumlah 15, terhitung 88% dari total tambang tembaga raksasa. Hanya ada sedikit sumber daya konsentrat tembaga yang tersedia untuk penambangan di Tiongkok. Saat ini, tambang tembaga utama adalah Tambang Tembaga Dexing di Jiangxi, Tambang Tembaga Yulong di Tibet, Tambang Tembaga Yulong dan Tambang Tembaga Ashele yang baru ditemukan di Xinjiang. 4. Proses peleburan tembaga Bijih tembaga yang ditambang dari tambang tembaga menjadi konsentrat tembaga atau pasir bijih tembaga dengan kadar tembaga lebih tinggi setelah benefisiasi. Konsentrat tembaga perlu dilebur dan diekstraksi sebelum dapat menjadi produk tembaga dan tembaga olahan. Saat ini, ada dua cara utama peleburan tembaga di dunia: pirometalurgi dan hidrometalurgi (SX-EX) 1. Metode pembakaran:
Tembaga katoda, juga dikenal sebagai tembaga elektrolitik, diproduksi melalui peleburan dan pemurnian elektrolitik, yang umumnya cocok untuk bijih tembaga sulfida bermutu tinggi.
Selain konsentrat tembaga, tembaga bekas merupakan salah satu bahan baku utama pemurnian tembaga, baik tembaga bekas lama maupun tembaga bekas baru. Tembaga bekas tua berasal dari peralatan lama dan
mesin-mesin tua, bangunan terbengkalai dan pipa bawah tanah; tembaga bekas baru berasal dari sisa tembaga yang dibuang oleh pabrik pengolahan (rasio keluaran bahan tembaga sekitar 50%). Secara umum, pasokan tembaga bekas relatif stabil. Tembaga bekas dapat dibagi menjadi: tembaga bekas telanjang: kadar di atas 90%; tembaga bekas kuning (kawat): bahan yang mengandung tembaga (motor tua, papan sirkuit);
Tembaga yang dihasilkan dari tembaga bekas dan bahan serupa lainnya disebut juga tembaga daur ulang.
2. Metode basah:
Sebuah kapal cocok untuk oksida tembaga bermutu rendah, dan tembaga halus yang dihasilkan disebut tembaga elektrolitik.
Proses peleburan basah adalah:
3. Karakteristik dua proses yaitu pirometalurgi dan hidrometalurgi
Membandingkan dua proses produksi tembaga yaitu pirometalurgi dan hidrometalurgi, terdapat ciri-ciri sebagai berikut:
(1) Peralatan peleburan yang terakhir lebih sederhana, tetapi kandungan pengotornya lebih tinggi, yang merupakan tambahan yang bermanfaat bagi yang pertama.
(2) Yang terakhir ini mempunyai keterbatasan dan bergantung pada kadar dan jenis bijih.
(3) Biaya yang pertama adalah sekitar 70-80 sen/pound (sekitar 1540-1760 dolar AS/ton), sedangkan biaya yang terakhir hanya 30-40 sen/pound (sekitar { {4}} dolar AS/ton).
Terlihat bahwa teknologi hidrometalurgi memiliki keunggulan yang cukup besar, namun cakupan penerapannya terbatas. Tidak semua tambang tembaga bisa dilebur dengan proses ini. Namun, melalui kemajuan teknologi, semakin banyak negara, termasuk Amerika Serikat, Chili, Kanada, Australia, Meksiko, dan Peru, yang telah menerapkan proses ini di lebih banyak tambang tembaga dalam beberapa tahun terakhir. Peningkatan teknologi hidrometalurgi dan promosi penerapannya telah menurunkan biaya produksi tembaga, meningkatkan kapasitas produksi tambang tembaga, meningkatkan pasokan sumber daya sosial dalam jangka pendek, menyebabkan surplus relatif dari total pasokan sosial, dan memiliki dampak positif. efek menarik pada harga. Pada tahun 1997, harga tembaga berjangka turun dari harga tertinggi 2.600 dolar AS per ton pada tahun 1996 menjadi sekitar 1.600 dolar AS per ton pada bulan November 1998. Hal ini terkait langsung dengan fakta bahwa proporsi proses hidrometalurgi telah meningkat pesat, mengakibatkan sejumlah besar tembaga murah dipasarkan. Saat ini, karena biaya produksi rata-rata tembaga adalah antara 1.400 dan 1.600 dolar AS per ton (64-73 sen per pon), penurunan harga berjangka merupakan pengembalian harga terhadap nilai yang wajar. Karena proporsinya dalam proses peleburan terus meningkat, tren harga tembaga akan semakin terkena dampaknya. Menurut laporan, biaya minimum peleburan tembaga hidrometalurgi saat ini hanya 20 sen per pon (setara dengan 450 dolar AS per ton), yang tertinggi adalah 77 sen per pon (setara dengan 1.697,5 dolar AS per ton), dan rata-rata adalah sekitar kurang dari 50 sen per pon (setara dengan 1.100 dolar AS per ton). Perlu diketahui bahwa pada tahun 1995, biaya produksi rata-rata peleburan tembaga basah hanya 39 sen per pon. Baru-baru ini, biaya produksi rata-rata peleburan tembaga basah meningkat, terutama karena proses peleburan tembaga basah telah diperluas hingga pengolahan mineral tembaga sulfida. Proses peleburan tembaga basah lebih cocok untuk mengolah mineral oksida tembaga dan bijih miskin, sedangkan ketika mengolah mineral sulfida dan bijih yang lebih kaya, atau bila tambang berlokasi di daerah dingin, biaya produksi teknologi peleburan tembaga basah juga lebih tinggi, sebagian besar di atas 50 sen per pon. Tiongkok mulai mempelajari teknologi ekstraksi tembaga dari bijih tembaga kadar rendah pada tahun 1970-an. Pada tahun 1983, pabrik peleburan tembaga basah pertama didirikan, dengan produksi tahunan sebesar 120 ton. Baru-baru ini, karena diperkenalkannya ekstraktor tembaga asing yang sangat baik dan perkembangan industri tembaga lokal, lusinan pabrik peleburan basah kecil telah dibangun, dengan kapasitas berkisar antara beberapa ratus hingga 2,000 ton, tetapi hasil tahunan tembaga hanya 15,000 ton, jauh dari cukup dibandingkan dengan produksi tahunan sebesar 1 juta ton tembaga olahan di negara saya. Saat ini, biaya produksi tembaga di negara saya sekitar 18.500 yuan, jauh lebih tinggi dari rata-rata dunia yang sebesar 1.477 dolar AS (67 sen). Selama periode "95", Komisi Perencanaan Negara dan Perusahaan Industri Logam Nonferrous China mendaftarkan proyek hidrometalurgi sebagai proyek penelitian utama, dan membangun beberapa pabrik percontohan di Tambang Tembaga Dexing, Tambang Tembaga Yulong, Tambang Tembaga Daye Tonglushan dan tempat lainnya. Setelah bekerja keras selama beberapa tahun, diperkirakan teknologi hidrometalurgi negara saya akan mengalami perkembangan yang signifikan pada akhir abad ini, dan kapasitas produksi tahunan diperkirakan mencapai lebih dari 50,000 ton. Menurut statistik, keluaran tembaga olahan dari peleburan tembaga hidrometalurgi menyumbang 2,5% dari keluaran tembaga olahan dunia pada tahun 1980, dan proporsinya meningkat menjadi 10% pada tahun 1994 dan 18% pada tahun 1997. Diperkirakan proporsi tembaga hidrometalurgi akan meningkat. produksi pada akhirnya akan meningkat menjadi antara 25-35%.
