D'où vient le cuivre utilisé dans notre société?
En raison des conditions géologiques, des technologies émergentes et des innovations de l'industrie, le cuivre continuera à contribuer au développement durable de la société. Alors que la consommation mondiale de cuivre continue d'augmenter, pour répondre à cette demande, il faudra davantage de ressources d'extraction et de recyclage du cuivre.
L'histoire du cuivre
Le cuivre est un élément chimique, son symbole est Cu et son numéro atomique est 29. C'est un métal mou, malléable et ductile avec une conductivité thermique et électrique élevée. La surface du cuivre pur nouvellement exposé est rose-orange.
Le cuivre est un conducteur de chaleur et d'électricité et peut être utilisé comme matériau de construction. C'est également un composant de divers alliages métalliques, du cuivre utilisé pour fabriquer du matériel et des pièces de monnaie marins, et Constantin utilisé dans les jauges de contrainte et les thermocouples pour la mesure de la température.
Le cuivre est l'un des rares métaux pouvant être utilisé directement sous forme de métaux dans la nature. Cela a conduit à l'utilisation précoce des produits à base de cuivre dans la société humaine dans certaines régions.
Vers 8000 avant JC, le cuivre était le premier métal fondu à partir de minerai sulfuré. En 5000 avant JC, l'humanité a utilisé le cuivre pour couler le premier moule en métal. En 4000 avant JC, les humains ont commencé à fabriquer du bronze en alliant avec de l'étain métallique. À l'époque romaine en 3500 avant JC, le cuivre était principalement extrait à Chypre.
Le sel de cuivre, en tant que composé commun, confère souvent une couleur bleue ou verte à des minéraux tels que l'azurite, la malachite et la turquoise, et est largement utilisé comme pigment.
Le cuivre utilisé dans les bâtiments, généralement utilisé dans les toits, forme une couleur vert violet-rouge après oxydation. Le cuivre est parfois utilisé dans les arts décoratifs, y compris ses formes métalliques élémentaires et ses composés comme pigments. Les composés de cuivre sont utilisés comme agents antibactériens, fongicides et agents de préservation du bois.
Le cuivre est un oligo-élément essentiel pour tous les êtres vivants car il est un composant clé du complexe enzymatique respiratoire cytochrome c oxydase. Chez les mollusques et les crustacés, le cuivre est un composant de l'hémocyanine pigmentaire sanguine, qui est remplacée par l'hémoglobine complexée par le fer chez les poissons et autres vertébrés. Chez l'homme, le cuivre se trouve principalement dans le foie, les muscles et les os. Le corps d'un adulte contient 1,4 à 2,1 mg de cuivre par kilogramme de poids corporel.
Le cuivre, l'argent et l'or sont dans le 11e groupe du tableau périodique; ces trois métaux ont un électron s-orbital sur la couche d'électrons d remplie, qui a une ductilité, une conductivité électrique et une conductivité thermique élevées.
La douceur du cuivre explique en partie sa conductivité électrique élevée et sa conductivité thermique élevée, se classant au deuxième rang des métaux purs à température ambiante. En effet, la résistivité de transfert d'électrons des métaux à température ambiante provient principalement de la diffusion des électrons sur la vibration thermique du réseau cristallin. La densité de courant maximale admissible du cuivre à l'air libre est d'environ 3,1 × 106 A / m2 en section transversale, et la surchauffe commence lorsque cette section transversale est dépassée.
Parmi les métaux mous, la densité de courant maximale admissible du cuivre est d'environ 3,1 × 106 A / m2. Le cuivre est l'un des nombreux éléments métalliques aux couleurs naturelles autres que le gris ou l'argent. Le cuivre pur est rouge orangé et deviendra rouge lorsqu'il est exposé à l'air. La couleur caractéristique du cuivre provient de la transition électronique entre la coquille atomique 3d remplie et la coquille atomique 4s à moitié vide - la différence d'énergie entre ces coquilles correspond à la lumière orange. Comme d'autres métaux, si le cuivre entre en contact avec un autre métal, une corrosion galvanique se produira.
Réserves et ressources de cuivre
La disponibilité future des minéraux est basée sur le concept de réserves et de ressources. Les réserves sont des gisements découverts, évalués et évalués comme rentables. Les ressources sont beaucoup plus importantes, y compris les réserves, les gisements prouvés et potentiellement rentables et les gisements non découverts prévus d'après les études géologiques préliminaires. Le cuivre existe naturellement dans la croûte terrestre.
Les réserves mondiales de cuivre sont estimées à 870 millions de tonnes (United States Geological Survey [USGS], 2020) et la demande annuelle de cuivre est de 28 millions de tonnes. Ces ressources en cuivre sont estimées à plus de 5 milliards de tonnes (US Geological Survey, 2014 et 2017).
Selon les données de l'USGS, depuis 1950, en moyenne, les réserves de cuivre ont été de 40 ans en moyenne, et les ressources restantes sont de plus de 200 ans, y compris les réserves, les gisements potentiellement rentables découverts et les gisements non découverts prévus sur la base des études géologiques préliminaires.
Innovations dans le recyclage et l'extraction du cuivre
Le recyclage du cuivre joue un rôle important dans l'approvisionnement en cuivre, car le cuivre principal d'aujourd'hui est le matériau recyclé de demain. La récupération et le recyclage du cuivre peuvent également aider à répondre à la demande croissante et à bâtir un avenir durable pour les générations futures.
Au cours des dix dernières années, plus de 30% de la consommation annuelle de cuivre provenait de ressources recyclables. Les futures politiques et technologies d'innovation devraient continuer à améliorer l'efficacité des ressources pour l'extraction du cuivre «primaire» et le recyclage du cuivre «secondaire».
Il existe deux principaux types d'approvisionnement en ferraille de cuivre. La première est la nouvelle ferraille de cuivre, qui est principalement utilisée pour produire des rebuts dans le processus de production de cuivre. Habituellement, l'usine métallurgique s'en chargera seule et le producteur de cuivre retournera directement au four pour produire du cuivre.
Un autre type d'approvisionnement en ferraille de cuivre est la ferraille de cuivre, qui est principalement constituée de ressources en cuivre, qui sont jetées après utilisation. Ils sont généralement récupérés et concentrés par les recycleurs et vendus aux producteurs de cuivre. Les recycleurs enlèvent généralement les déchets de cuivre des vieux bâtiments et véhicules. Les ressources de cuivre exposées et emballées peuvent être recyclées.
Habituellement, un tiers des déchets de cuivre est formé sous forme de cuivre fin et les deux tiers sont réutilisés sous forme d'alliages de cuivre. Le processus de recyclage de la ferraille de cuivre est simple, l'équipement est simple, le taux de recyclage est élevé, les économies d'énergie et le faible coût. Le taux d'utilisation de la ferraille de cuivre reflète le niveau de production de cuivre dans un pays. Le taux d'utilisation de la ferraille de cuivre dans mon pays n'est toujours pas élevé, ce qui a considérablement réduit les avantages économiques et reste à la traîne en termes d'économie d'énergie et de protection de l'environnement.
L'offre de ferraille de cuivre en Chine a considérablement diminué, ce qui s'explique également par l'augmentation progressive du taux d'utilisation de la ferraille de cuivre en Chine. L'utilisation de déchets de cuivre dans les fonderies a également allégé la pression sur l'approvisionnement des mines de cuivre. Bien que les importations de ferraille de cuivre de la Chine aient diminué, elle dépend toujours de grandes quantités d'importations, principalement en provenance des États-Unis, d'Allemagne, du Japon et de Russie. Cela est principalement dû à la classification stricte des déchets de cuivre et de haute qualité dans d'autres pays, qui est favorisée par les entreprises nationales.
La Chine a encore un certain écart avec les pays développés en ce qui concerne l'approvisionnement en ferraille de cuivre. Principalement les normes de classification et les écarts de qualité des déchets de cuivre. Avec l'accélération du processus d'industrialisation de la Chine, les industries du recyclage, du commerce et du recyclage de la ferraille de cuivre vont certainement changer.
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