铜的用途供求,生产,资源

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作者: Laura McKinney
创建日期: 8 四月 2021
更新日期: 15 可能 2024
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内容


自由女神像: 1886年,自由女神像代表了单一结构中铜的最大使用量。为了建造雕像,将约80吨铜板切割并锤打成约2.3毫米(3/32英寸)的厚度,或约等于放置在一起的两个美分硬币的厚度。哈里斯。

铜-历代使用的金属

铜是人类有史以来最早提取和使用的金属之一,自文明诞生以来,它为维持和改善社会做出了重要贡献。铜最早是在大约公元前8000年开始用于硬币和装饰品中的,大约在公元前5500年,铜工具帮助了石器时代的文明诞生。铜与锡合金化产生青铜的发现标志着大约公元前3000年的青铜时代的开始。

在美国,2017年在佐治亚州沿海平原的美国原住民墓葬中发现了一块被认为是铜手镯的墓葬。该墓葬是大约3500年前的火葬。铜中含有微量元素,这些元素将其与大湖地区的地质矿床联系在一起。这些发现表明佐治亚州与大湖区之间的长距离贸易联系,比以往任何时候都远。

铜易于拉伸,模制和成型;耐腐蚀;并有效地传导热量和电力。结果,铜对于早期人类很重要,并且仍然是当今各种家庭,工业和高科技应用的首选材料。



铜的用途: 该图显示了2017年美国各行业如何使用铜。例如:建筑中使用的铜本可以用于布线,水暖,防风雨和许多其他单独的使用类型。该图表的数据来自2018年美国地质调查局矿物商品摘要。

今天我们如何使用铜?

目前,铜用于建筑施工,发电和输电,电子产品制造以及工业机械和运输工具的生产。铜布线和水管对于每天在家庭和企业中使用的设备,加热和冷却系统以及电信链路都是必不可少的。铜是汽车和卡车中使用的电动机,电线,散热器,连接器,制动器和轴承中的重要成分。平均每辆汽车包含1.5公里(0.9英里)的铜线,而铜的总量从小型汽车的20千克(44磅)到豪华和混合动力汽车的45千克(99磅)不等。



罗马硬币: 铜是最早用于制造硬币的金属之一,这种做法始于大约公元前8000年。上面显示的硬币是带有愚人节像的罗马愚人。


铜的古代用途

与古代一样,铜仍然是许多国家使用的造币的组成部分,但是已经发现了许多新用途。铜的最新应用之一是在经常触摸的表面(例如黄铜门把手)中使用铜,其中铜的抗菌特性可减少细菌和疾病的传播。半导体制造商也已开始将铜用于硅芯片中的电路,这使微处理器能够更快地运行并消耗更少的能量。最近还发现铜转子提高了电动机的效率,而电动机是电力的主要消耗者。

汽车铜: 铜是汽车和卡车中使用的电动机,电线,散热器,连接器,制动器和轴承中的重要成分。平均每辆汽车包含1.5公里(0.9英里)的铜线,而铜的总量从小型汽车的20千克(44磅)到豪华和混合动力汽车的45千克(99磅)不等。

哪些特性使铜有用?

铜的优异合金性能使其与其他金属(例如锌(形成黄铜),锡(形成青铜)或镍)结合时具有无价的价值。这些合金具有理想的特性,并根据其组成而开发用于高度专业化的应用。例如,铜镍合金由于不会在海水中腐蚀并且减少了诸如藤壶之类的海洋生物的附着力而被应用于船体,从而减少了阻力并提高了燃油效率。黄铜比纯铜或锌更具延展性,并具有更好的声学性能。因此,它可用于各种乐器,包括小号,长号,铃铛和。


宝石中的铜: 铜是许多宝石中的重要元素,例如绿松石,石青石,孔雀石和金水晶石。它使这些矿物质具有绿色或蓝色以及高比重。上面显示的凸圆形宝石是在亚利桑那州开采的许多宝石中的一些。

铜矿床类型

铜的存在形式多种多样,但控制其沉积方式,时间和位置的环境却变化很大。结果,铜出现在许多不同的矿物中。黄铜矿是铜矿产中含量最丰富且具有经济意义的。


USGS矿产资源计划的重要组成部分是旨在更好地了解产生包括铜矿藏在内的矿藏的地质过程的研究。铜矿床根据矿床的形成方式大致分类。与火成岩侵入有关的斑岩型铜矿床产出的铜约占世界的三分之二,因此是世界上最重要的铜矿床。在北美西部的山区和南美的安第斯山脉中发现了这种类型的大型铜矿床。

另一重要类型的铜矿床-沉积岩中所含的矿床-约占世界已查明铜资源的四分之一。这些矿床分布在非洲中部的铜矿带和东欧的Zechstein盆地。

单个铜矿床可能包含数亿吨的含铜岩石,通常通过露天开采法开发。通常在发现矿石之后要进行很多年的采矿作业,通常要持续数十年。尽管并不需要许多历史悠久的采矿作业以减少对环境的影响的方式进行采矿活动,但现行的联邦和州法规确实要求采矿作业采用无害环境的做法,以最大程度地减少矿物开发对人类和生态系统健康的影响。

USGS矿物环境研究有助于表征铜矿床与周围水生和陆地生态系统之间的自然相互作用和人为相互作用。研究有助于确定开采开始之前和关闭之后的自然基线条件。 USGS科学家正在研究气候,地质和水文变量,以更好地了解资源与环境之间的相互作用。

亚利桑那州的铜矿开采: 亚利桑那州的铜产量超过其他任何州。这段简短的历史展示了亚利桑那州的铜矿开采如何建立一个州并改变了一个国家。


铜的供应,需求和回收

在过去的25年中,世界铜的生产(供应)和消耗(需求)急剧增加。随着大型发展中国家进入全球市场,对包括铜在内的矿产商品的需求也在增加。在过去的20年中,南美的安第斯地区已成为世界上生产力最高的铜地区。 2007年,全球约有45%的铜是从安第斯山脉生产的。美国生产了8%。实际上,美国生产的所有铜按降序排列来自亚利桑那州,犹他州,新墨西哥州,内华达州或蒙大拿州。

由于铜的生产分散在全球范围内,并且不仅限于一个国家或地区,因此破坏全球铜供应的风险被认为较低。然而,由于其在建筑和电力传输中的重要性,任何铜供应中断的影响都会很大。

铜是所有金属中回收最广泛的一种。全球消耗的所有铜中约有三分之一被回收。回收的铜及其合金可进行重熔,直接使用或进一步加工成精炼的铜,而不会损失任何金属的化学或物理性质。

亚利桑那州的铜矿开采: 亚利桑那州的铜产量超过其他任何州。这段简短的历史展示了亚利桑那州的铜矿开采如何建立一个州并改变了一个国家。

犹他州的铜矿: 从太空可以看到,犹他州的宾厄姆峡谷铜矿已经生产了1200万吨斑岩铜。该矿顶高超过4公里(2.5英里),深达800米(0.5英里),是世界工程奇观之一。 C.G.摄坎宁安(USGS)。


我们如何确保未来的铜供应充足?

为了帮助预测未来的铜资源可能位于何处,USGS科学家研究了地壳中已知铜资源的聚集方式和位置,并利用该知识评估未发现的铜资源的潜力。 USGS已开发并完善了评估矿产资源潜力的技术,以支持联邦土地的管理并在全球范围内更好地评估矿产资源的可用性。

在1990年代,USGS对美国的铜资源进行了评估,得出的结论是,有待发现的铜几乎与已发现的一样多。具体而言,USGS发现已发现约3.5亿吨铜,并估计在美国仍未发现约2.9亿吨铜。

铜消耗: 铜的质量使其成为各种家庭,工业和高科技应用的首选材料,导致全球铜消费量稳定增长。 USGS对铜消耗的研究表明,从1990年到2012年这段时间内,一些有趣的趋势。新兴经济体(如中国和印度)的铜消耗量大幅增加,而美国的消耗率则略有下降。直到2002年,美国一直是主要的铜消费国,每年使用世界精炼铜总量的约16%(约240万吨)。 2002年,美国超过美国,成为世界上精炼铜的主要使用者。从2000年到2012年的12年中,中国经济的蓬勃发展使其精炼铜的年消费量增长了三倍。


全球铜资源评估

美国地质调查局评估了两种矿床中未发现的铜,约占世界铜供应量的80%。斑岩铜矿约占世界铜矿的60%。在斑岩型铜矿床中,铜矿石矿物以火成岩侵入体的形式散布。沉积物以地层为界的铜矿床,其中铜集中在沉积岩层中,约占世界确定的铜资源的20%。在全球范围内,这两种矿床的矿山每年生产约1200万吨铜。

这项研究考虑了斑岩沉积物在地表1公里以内裸露和隐蔽沉积物的潜力,而沉积物为地层约束的沉积物在地表2.5公里以内的潜力。对于斑岩矿床,划定了175条管道。 114个区域包含1个或多个已识别的沉积物。划定了五十条用于沉积物的地层约束铜矿床。 27个包含1个或更多已识别的存款。

评估结果按矿床类型提供了11个地区的数据(表1)。斑岩型矿床的平均未发现资源总量为31亿吨,沉积物型矿床的平均未发现资源总量为4亿吨,全球铜总量为35亿吨。资源评估的范围(介于第90个百分点和第10个百分点之间)反映了评估过程中的地质不确定性。全球总数的大约50%发生在南美,中亚,印度支那以及北美。

铜矿床图: 2008年已知铜矿床的分布。红色表示伴有火成岩侵入的铜(斑岩铜矿床),蓝色表示沉积岩中所含的铜(沉积物沉积的铜矿床)。由USGS地图。放大地图。


南美洲 拥有最大的已发现和未发现的铜资源(约占未发现总量的20%)。该地区开采了世界上最大的斑岩矿床。智利和秘鲁是世界上最大的铜生产国之一。

中美洲和加勒比 在巴拿马拥有两个未开发的巨型(> 200万吨铜)斑岩铜矿床。大部分未发现的资源都位于从巴拿马到墨西哥西南部的一条带中。

北美 拥有高度矿化的斑岩铜矿,其中包括墨西哥北部,美国西部和阿拉斯加的超大型(> 2500万吨铜)斑岩矿床,以及加拿大西部的巨型矿床。估计的未发现的斑岩铜资源大致等于已识别的资源。

美国领先的铜生产州是亚利桑那州,犹他州,新墨西哥州,内华达州和蒙大拿州。在美国,据估计,密歇根州,蒙大纳州和德克萨斯州的未发现沉积物沉积的地层约束型铜矿床所含铜量约为已确定的三倍。在密歇根州和蒙大纳州有两个大型矿床。


东北亚 相对较少的勘探,发现的斑岩铜矿资源不多,只有一个大型斑岩铜矿床。但是,平均未发现的资源估计很大。在研究中,该地区未发现资源与已识别资源的比例最大。

中北部 有35个斑岩铜矿床,包括蒙古的超大型矿床和哈萨克斯坦的大型矿床。据估计,该地区的面积约为已识别斑岩铜资源的三倍。该地区还在哈萨克斯坦和俄罗斯拥有3个由沉积物包裹的巨大的层状铜矿床。美国地质勘探局估计,可能存在与已发现的一样多的沉积物与地层结合的铜。

中南亚和印度支那 与世界其他许多地方相比,探索得不够彻底;然而,迄今为止,在青藏高原已经发现了四个大型斑岩铜矿床。未发现的斑岩型铜矿床可能含有八倍于已确定数量的铜。

东南亚群岛 拥有世界一流的,富含金的斑岩铜矿床,例如印度尼西亚的超级巨人矿床,以及印度尼西亚,巴布亚新几内亚和菲律宾的约16个巨型矿床。尽管对该地区的部分地区进行了很好的勘探,但未发现的斑岩资源可能超过已查明的资源。


澳大利亚东部 有一个大型的斑岩铜矿床和几个小的斑岩矿床。掩护下预计会有少量未发现的资源。几十年来,澳大利亚一直是领先的铜生产国。

东欧和西南亚 自古以来就已开采铜,最近发现了斑岩铜矿床。预计未发现的铜大约是已查明资源的两倍,既可用于罗马尼亚(从罗马尼亚穿过土耳其和伊朗)沿线的斑岩矿床,也可用于阿富汗的以沉积物为主体的地层约束型矿床。


西欧 波兰是世界上最大的以沉积物为基质的地层约束铜矿床。据估计,波兰西南部未发现的以沉积物为基质的地层约束铜资源将超过已探明资源约30%。

非洲和中东 拥有世界上最大的以沉积物为主体的层状约束铜矿床堆积,在刚果民主共和国和赞比亚的中非铜矿带中有19个巨型矿床。尚未发现的大量未发现的铜资源。