¿De dónde proviene el cobre que se usa en nuestra sociedad?
Debido a las condiciones geológicas, las tecnologías emergentes y las innovaciones de la industria, el cobre seguirá contribuyendo al desarrollo sostenible de la sociedad. A medida que el consumo mundial de cobre continúa creciendo, para satisfacer esta demanda, se necesitarán más recursos de extracción y reciclaje de cobre.
La historia del cobre
El cobre es un elemento químico, su símbolo es Cu, y su número atómico es 29. Es un metal blando, maleable y dúctil con alta conductividad térmica y eléctrica. La superficie del cobre puro recién expuesto es rosa anaranjado.
El cobre es un conductor de calor y electricidad y se puede utilizar como material de construcción. También es un componente de varias aleaciones metálicas, el cobre que se usa para fabricar herrajes y monedas marinas, y Constantin que se usa en galgas extensométricas y termopares para medir la temperatura.
El cobre es uno de los pocos metales que se puede utilizar directamente en forma de metales en la naturaleza. Esto ha llevado al uso temprano de productos de cobre en la sociedad humana en algunas áreas.
Alrededor del 8000 a. C., el cobre fue el primer metal fundido a partir de minerales sulfurados. En 5000 a. C., la humanidad utilizó el cobre para fundir el primer molde de metal. En 4000 a. C., los humanos comenzaron a fabricar bronce mediante aleación con estaño metálico. En la época romana del 3500 a. C., el cobre se extraía principalmente en Chipre.
La sal de cobre, como compuesto común, a menudo imparte color azul o verde a minerales como azurita, malaquita y turquesa, y se usa ampliamente como pigmento.
El cobre usado en edificios, generalmente usado en techos, adquiere un color verde púrpura-rojo después de la oxidación. El cobre se usa a veces en artes decorativas, incluidas sus formas metálicas elementales y compuestos como pigmentos. Los compuestos de cobre se utilizan como agentes antibacterianos, fungicidas y conservantes de la madera.
El cobre es un oligoelemento esencial para todos los seres vivos porque es un componente clave del complejo de enzimas respiratorias citocromo c oxidasa. En moluscos y crustáceos, el cobre es un componente del pigmento sanguíneo hemocianina, que se reemplaza por hemoglobina complejada con hierro en peces y otros vertebrados. En los seres humanos, el cobre se encuentra principalmente en el hígado, los músculos y los huesos. El cuerpo de un adulto contiene de 1,4 a 2,1 mg de cobre por kilogramo de peso corporal.
El cobre, la plata y el oro se encuentran en el undécimo grupo de la tabla periódica; estos tres metales tienen un electrón orbital s en la capa de electrones d llena, que tiene alta ductilidad, conductividad eléctrica y conductividad térmica.
La suavidad del cobre explica en parte su alta conductividad eléctrica y alta conductividad térmica, ocupando el segundo lugar entre los metales puros a temperatura ambiente. Esto se debe a que la resistividad de transferencia de electrones de los metales a temperatura ambiente proviene principalmente de la dispersión de electrones en la vibración térmica de la red cristalina. La densidad de corriente máxima permitida del cobre al aire libre es de aproximadamente 3,1 × 106 A / m2 en el área de sección transversal, y el sobrecalentamiento comienza cuando se excede esta área de sección transversal.
Entre los metales blandos, la densidad de corriente máxima permitida del cobre es de aproximadamente 3,1 × 106 A / m2. El cobre es uno de varios elementos metálicos con colores naturales distintos del gris o el plateado. El cobre puro es rojo anaranjado y se volverá rojo cuando se exponga al aire. El color característico del cobre proviene de la transición electrónica entre la capa atómica 3d llena y la capa atómica 4s medio vacía; la diferencia de energía entre estas capas corresponde a la luz naranja. Al igual que otros metales, si el cobre entra en contacto con otro metal, se producirá corrosión galvánica.
Reservas y recursos de cobre
La disponibilidad futura de minerales se basa en el concepto de reservas y recursos. Las reservas son depósitos que han sido descubiertos, evaluados y evaluados como rentables. Los recursos son mucho más grandes, incluidas las reservas, los depósitos probados y potencialmente rentables y los depósitos no descubiertos previstos en base a estudios geológicos preliminares. El cobre existe de forma natural en la corteza terrestre.
Las reservas mundiales de cobre se estiman en 870 millones de toneladas (Servicio Geológico de los Estados Unidos [USGS], 2020) y la demanda anual de cobre es de 28 millones de toneladas. Se estima que estos recursos de cobre superan los 5 mil millones de toneladas (Servicio Geológico de EE. UU., 2014 y 2017).
Según los datos del USGS, desde 1950, en promedio, las reservas de cobre han sido de 40 años en promedio, y los recursos restantes son más de 200 años, incluidas las reservas, los depósitos potencialmente rentables descubiertos y los depósitos no descubiertos previstos con base en estudios geológicos preliminares.
Innovaciones en el reciclaje y la minería del cobre
El reciclaje de cobre juega un papel importante en el suministro de cobre, porque el cobre principal de hoy es el material reciclado de mañana. La recuperación y el reciclaje de cobre también pueden ayudar a satisfacer la creciente demanda y construir un futuro sostenible para las generaciones futuras.
En los últimos diez años, más del 30% del consumo anual de cobre provino de recursos reciclables. Las políticas y tecnologías de innovación futuras deberían continuar mejorando la eficiencia de los recursos para la extracción de cobre "primario" y el reciclaje de cobre "secundario".
Hay dos tipos principales de suministro de chatarra de cobre. Uno es la chatarra de cobre nueva, que se utiliza principalmente para producir chatarra y chatarra en el proceso de producción de cobre. Por lo general, la planta metalúrgica lo manejará por sí sola y el productor de cobre regresará directamente al horno para producir cobre.
Otro tipo de suministro de chatarra de cobre es la chatarra de cobre, que es principalmente recursos de cobre, que se descartan después de su uso. Por lo general, los recicladores los recuperan y concentran y los venden a los productores de cobre. Los recicladores suelen eliminar la chatarra de cobre de los edificios y vehículos antiguos. Tanto los recursos de cobre expuestos como los envueltos se pueden reciclar.
Por lo general, un tercio de la chatarra de cobre se forma en forma de cobre fino y dos tercios se reutilizan en forma de aleaciones de cobre. El proceso de reciclaje de chatarra de cobre es simple, el equipo es simple, la tasa de reciclaje es alta, ahorra energía y es de bajo costo. La tasa de utilización de la chatarra de cobre refleja el nivel de producción de cobre de un país. La tasa de utilización de la chatarra de cobre en mi país todavía no es alta, lo que ha reducido enormemente los beneficios económicos y todavía está rezagada en términos de conservación de energía y protección ambiental.
El suministro de chatarra de cobre en China ha disminuido significativamente, lo que también se debe al aumento gradual de la tasa de utilización de la chatarra de cobre en China. El uso de chatarra de cobre en las fundiciones también alivió la presión sobre el suministro de la mina de cobre. Aunque las importaciones de chatarra de cobre de China han disminuido, todavía depende de grandes cantidades de importaciones, principalmente de Estados Unidos, Alemania, Japón y Rusia. Esto se debe principalmente a la clasificación estricta de la chatarra de cobre y de alta calidad en otros países, que es favorecida por las empresas nacionales.
China todavía tiene una cierta brecha con los países desarrollados en el suministro de chatarra de cobre. Principalmente los estándares de clasificación y las brechas de calidad de la chatarra de cobre. Con la aceleración del proceso de industrialización de China, las industrias de reciclaje, comercio y reciclaje de chatarra de cobre definitivamente cambiarán.
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