Introdução

Cada vez que você acende uma luz, usa um eletrodoméstico em sua casa ou abre uma torneira, é o cobre que fornece eletricidade ou água para você. O cobre é, portanto, um metal muito importante para os seres humanos e combina propriedades mais úteis do que provavelmente qualquer outro metal.

Uma casa familiar média contém mais de 90 kg de cobre: ​​40 kg de fio elétrico, 30 kg de encanamento, 15 kg de ferragens de construção, 9 kg de eletrodomésticos internos e 5 kg de produtos de latão. Um avião a jato Boeing 747-200 contém cerca de 1,8 toneladas de cobre. A Estátua da Liberdade em Nova York contém mais de 27 toneladas de cobre.

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Carretel de fio de cobre.

Propriedades

O cobre é o único metal natural, além do ouro, que possui uma cor distinta. Assim como o ouro e a prata, o cobre é um excelente condutor de calor e eletricidade. Também é muito maleável e dúctil. O cobre também é resistente à corrosão (não enferruja facilmente). O cobre é macio, mas resistente. É facilmente misturado com outros metais para formar ligas como bronze e latão. O bronze é uma liga de estanho e cobre e o latão é uma liga de zinco e cobre. Cobre e latão são facilmente reciclados - talvez 70% do cobre atualmente em uso tenha sido reciclado pelo menos uma vez.

As propriedades do cobre

Usos

Hoje o cobre, por ser um bom condutor de eletricidade, é usado em geradores elétricos e motores para fiação elétrica e em produtos eletrônicos, como rádios e TVs. O cobre também conduz bem o calor, por isso é usado em radiadores de veículos motorizados, aparelhos de ar condicionado e sistemas de aquecimento doméstico.

Como o cobre não corrói facilmente, também é usado em tubulações de água. Sua maleabilidade significa que os tubos de cobre podem ser dobrados para contornar facilmente os cantos, sem quebrar.

O sulfato de cobre é usado como fungicida para impedir que as raízes das plantas obstruam drenos e sistemas de esgoto. A cor azul esverdeada da madeira tratada é o resultado do naftanato de cobre e do arseniato de cobre-cromo que foram introduzidos sob pressão para ajudar a proteger a madeira das brocas.

O cobre também é usado na fabricação de moedas e instrumentos científicos, bem como em aplicações decorativas.

Há cerca de 15 gramas de cobre em um telefone celular e recentemente o cobre tem substituído o alumínio em chips de computador.

História

O cobre foi o primeiro metal usado pelas pessoas. Foi descoberto pelo Homem Neolítico há cerca de 9.000 anos e usado no lugar da pedra, pois era muito mais fácil de moldar. Os primeiros caldeireiros do Irã descobriram que o aquecimento do cobre o amolecia e o martelamento do cobre o tornava mais duro. Desta forma, eles poderiam transformar o cobre em vários itens úteis, como recipientes e utensílios - um grande salto para a raça humana. Sua bela cor também tornou o cobre atraente para uso em joias e ornamentos.

Há evidências de que o cobre foi usado desde os primeiros tempos, um pedaço de tubo de cobre usado há 5.000 anos foi descoberto por arqueólogos na Pirâmide de Quéops, no Egito. Por volta de 4.000 aC, o bronze (uma liga ainda mais dura) foi descoberto pela mistura de cobre com uma pequena quantidade de estanho. Foi usado para fazer armas, armaduras, ferramentas e ferramentas de decoração - assim começou a Idade do Cobre-Bronze. Embora a fabricação de ferramentas de bronze tenha caído em desuso com o início da Idade do Ferro, por volta de 1000 aC, o cobre continuou a ser usado por suas outras propriedades. Por ser um dos dois únicos metais coloridos, sua beleza o torna altamente desejável para a confecção de enfeites e sua resistência à corrosão o torna adequado para uso no mar ou próximo a ele.

A capacidade de transformar cobre em folhas e sua resistência à ferrugem tornaram-no um material de cobertura popular em edifícios importantes.

O crescimento da indústria do cobre tem estado intimamente ligado ao uso crescente de eletricidade. As aplicações elétricas continuam a ser o principal uso do metal, o que pode ser atribuído a duas propriedades físicas. É um excelente condutor elétrico (e de calor) e dúctil o suficiente para ser transformado em fio e transformado em folhas sem fraturar. O cobre é amplamente utilizado em componentes de encanamento e é um componente importante de ligas, muitas das quais são mais duras, mais fortes e mais resistentes do que seus elementos constituintes individuais. Em 1837, Charles Wheatstone e William Cooke patentearam o primeiro telégrafo elétrico, utilizando fio de cobre. Em 1876, Alexander Graham Bell foi o primeiro a usar fio telefônico de cobre. Em 1878, Thomas Edison inventou a primeira luz elétrica, contando com o cobre para transportar a corrente até ela. Em poucos anos, o uso em massa dessas duas invenções causou um aumento incrível na mineração e produção de cobre.

Formação

Como o cobre reage prontamente com outras substâncias, ele pode ser formado de diversas maneiras na crosta terrestre. É frequentemente encontrado em depósitos com outros metais como chumbo, zinco, ouro e prata.

De longe, as maiores quantidades de cobre são encontradas na crosta em corpos conhecidos como depósitos de cobre pórfiro. Esses depósitos já foram grandes massas de rocha derretida que resfriaram e solidificaram na crosta terrestre. À medida que arrefeciam, cresciam alguns cristais grandes, que eram então rodeados por cristais mais pequenos à medida que o arrefecimento se tornava mais rápido - os geólogos chamam estas rochas de pórfiros. No início, o cobre foi espalhado pela grande massa de rocha fundida em baixas concentrações. À medida que o magma esfriou e os cristais começaram a se formar, a quantidade de fusão tornou-se menor. O cobre permaneceu no fundido, tornando-se cada vez mais concentrado. Quando a rocha estava quase completamente sólida, ela se contraiu e rachou, e o fluido rico em cobre restante foi espremido nas rachaduras, onde finalmente se solidificou. Ao longo de muitos milhões de anos, as rochas que cobrem estes depósitos sofreram erosão e os depósitos eventualmente apareceram na superfície. Exemplos de depósitos de pórfiro incluem Cadia Hill (NSW) e Cerro Colorado (Panamá).

Uma mistura de cobre, ferro e enxofre é chamada calcopirita (CuFeS₂) ou 'ouro de tolo', e enganou muitos garimpeiros dos velhos tempos! A calcopirita na Austrália é encontrada em rochas com mais de 250 milhões de anos. Bornita (Cu₅FeS₄), covelita (CuS) e calcocita (Cu₂S) são importantes fontes de cobre no mundo e muitos corpos de minério também contêm alguma malaquita (CuCO₃. (OH)₂), azurita (Cu₃(CO₃)2.(OH)₂), cuprita (Cu₂O), tenorita (CuO) e cobre nativo. Os sulfetos, que produzem a maior parte do cobre produzido em todo o mundo, geralmente ocupam as partes mais profundas dos filões que não foram expostos ao intemperismo. Perto da superfície eles são alterados pela oxidação e outras ações químicas para produzir óxidos e carbonatos. Estes minerais secundários de cobre podem formar minério rico nas partes superiores de muitos depósitos e, devido à sua cor verde ou azul característica, mesmo pequenas quantidades são facilmente vistas nas rochas onde ocorrem. Minerais contendo cobre são comumente encontrados em associação com minerais que podem conter ouro, chumbo, zinco e prata.

Recursos

Na Austrália, a procura de cobre começou logo após a colonização europeia. A primeira grande descoberta de cobre na Austrália foi em Kapunda, no sul da Austrália, em 1842, quando Francis Dutton encontrou minério de cobre enquanto procurava ovelhas perdidas. Na década de 1860, a Austrália do Sul era conhecida como o 'Reino do Cobre' porque tinha algumas das maiores minas de cobre do mundo.

A Austrália detém uma parcela substancial do cobre mundial e ficou em segundo lugar, atrás do Chile, em 2016, de acordo com o Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS). Temos várias minas de cobre de importância mundial, incluindo o depósito de cobre-chumbo-zinco Mt Isa em Queensland e o depósito de cobre-urânio-ouro da Barragem Olímpica no sul da Austrália, que está explorando um dos maiores depósitos de cobre no mundo. Outros exemplos de importantes recursos de cobre estão nos depósitos de cobre-ouro Prominent Hill e Carrapateena no sul da Austrália, nos depósitos de cobre-ouro Northparkes, cobre-chumbo-zinco CSA e cobre Girilambone em Nova Gales do Sul, nos depósitos de cobre Ernest Henry, Osborne e Mammoth e depósitos de cobre-ouro em Selwyn em Queensland e depósitos de cobre-zinco em Golden Grove e o depósito de cobre Nifty na Austrália Ocidental.

Depósitos de cobre australianos e minas em operação, 2022.
O tamanho do depósito é baseado nos recursos totais (EDR + Recursos Demonstrados Subeconômicos + Inferidos).
Para maior clareza, apenas os depósitos principais ou significativos são rotulados.

Mineração

Embora grandes depósitos de cobre sejam extraídos por métodos a céu aberto em muitos dos principais países produtores, a maior parte do minério de cobre produzido na Austrália vem de minas subterrâneas. O método tradicional utilizado na maioria das minas envolve o minério sendo quebrado e trazido à superfície para britagem. O minério é então moído finamente antes que os minerais de sulfeto contendo cobre sejam concentrados por um processo de flotação que separa os grãos do minério do material residual, ou ganga. Dependendo do tipo de minerais contendo cobre no minério e dos processos de tratamento utilizados, o concentrado normalmente contém entre 25 e 30% de cobre, mas pode chegar a aproximadamente 60% de cobre. O concentrado é então processado em uma fundição.

Em processamento

Em algumas minas australianas, o cobre é lixiviado do minério para produzir uma solução rica em cobre que é posteriormente tratada para recuperar o cobre metálico. O minério é primeiro quebrado e colocado em plataformas de lixiviação, onde é dissolvido por uma solução de ácido sulfúrico para lixiviar o cobre. A solução rica em cobre é então bombeada para a planta de extração com solvente para separar o cobre como um complexo de cobre. Este é concentrado e a solução é passada para a planta de eletroextração para recuperação do cobre. Os cátodos de cobre produzidos por eletroextração contêm 99,99% de cobre, que é adequado para usos elétricos. Todo esse processo é conhecido como extração eletrolítica por extração com solvente (SX-EW).

Vários métodos de fundição são usados ​​para converter os concentrados em cobre metálico. Um método é fundi-los com fundentes em um forno de fundição para produzir fosco de cobre, que é uma mistura principalmente de sulfetos de ferro e cobre, geralmente contendo 50 a 70% de cobre. O fosco fundido é derramado em um conversor, que contém mais fluxos e convertido em cobre blister, que é cerca de 98 a 99% puro. O cobre blister é aproveitado, posteriormente refinado em um forno anódico e finalmente refinado eletroliticamente em cobre catódico puro.

Na Barragem Olímpica, o concentrado é fundido diretamente em bolhas de cobre. Neste processo, o concentrado de cobre é alimentado na fundição com ar enriquecido com oxigênio. O concentrado fino reage ou 'pisca' instantaneamente à medida que a fração de enxofre dos sulfetos de cobre é queimada e se transforma em gás dióxido de enxofre. O cobre fundido e a escória caem na lareira da fundição. A escória forma uma camada na superfície do cobre fundido. O cobre blister é removido periodicamente para purificação adicional em um forno anódico e refinado eletroliticamente.

Outras informações

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