Content
- Coure: un metall utilitzat a través de les edats
- Com fem servir el coure avui?
- Usos antics del coure
- Quines propietats fan útil el coure?
- Tipus de dipòsits de coure
- Subministrament de coure, demanda i reciclatge
- Com podem assegurar subministraments adequats de coure per al futur?
- Avaluació de recursos de coure global
Estàtua de la Llibertat: El 1886, l'Estàtua de la Llibertat representava l'ús més gran del coure en una sola estructura. Per construir l'estàtua, es van tallar aproximadament 80 tones de xapa de coure fins a un gruix aproximat de 2,3 mil·límetres (3/32 polzades), o aproximadament la de dos cèntims nord-americans units entre si. Harris.
Coure: un metall utilitzat a través de les edats
El coure va ser un dels primers metalls mai extrets i utilitzats pels humans, i ha aportat contribucions vitals al manteniment i la millora de la societat des dels inicis de la civilització. El coure es va utilitzar per primera vegada en monedes i ornaments a partir del 8.000 a.C., i cap als 5500 a.C., les eines de coure van ajudar a la civilització a sortir de l'edat de la pedra. El descobriment que el coure aliat amb estany produeix bronze va marcar l’inici de l’edat del bronze cap als 3000 aC.
Als Estats Units, es va trobar una peça del que es creu que era un braçalet de coure en un enterrament dels nadius americans a la plana costanera de Geòrgia el 2017. L’enterrament va ser una incineració datada fa aproximadament 3500 anys. El coure contenia oligoelements que l’enllaçaven amb jaciments geològics a la regió dels Grans Llacs. Aquests descobriments suggereixen una connexió comercial de llarga distància entre Geòrgia i la regió dels Grans Llacs, a una distància més gran que mai es coneixia abans.
El coure es pot estirar, modelar i modelar fàcilment; és resistent a la corrosió; i condueix la calor i l’electricitat de manera eficient. Com a resultat, el coure era important per als humans primerencs i continua sent un material d’elecció per a una varietat d’aplicacions domèstiques, industrials i d’alta tecnologia.
Usos del coure: Aquest gràfic mostra com el sector de la indústria va utilitzar el coure als Estats Units durant el 2017. A tall d’exemple: el coure utilitzat en la construcció d’edificis podria haver estat utilitzat per a cablejat, lampisteria, impermeabilització i molts altres tipus d’ús individual. Les dades d’aquest gràfic provenen del Resum de matèries minerals de l’estudi geològic dels Estats Units del 2018.
Com fem servir el coure avui?
Actualment, el coure s’utilitza en la construcció d’edificis, generació i transmissió d’energia, fabricació electrònica de productes i producció de maquinària industrial i vehicles de transport. El cablejat i la fontaneria de coure són integrants dels electrodomèstics, sistemes de calefacció i refrigeració i enllaços de telecomunicacions que s’utilitzen cada dia a les llars i empreses. El coure és un component essencial en els motors, cablejat, radiadors, connectors, frens i rodaments utilitzats en vehicles i camions. El cotxe mitjà conté 1,5 quilòmetres de filferro de coure i la quantitat total de coure oscil·la entre 20 quilograms en cotxes petits i 45 quilograms en vehicles de luxe i híbrids.
Moneda romana: El coure va ser un dels primers metalls utilitzats per fabricar monedes, i aquesta pràctica es va iniciar cap al 8000 aC. La moneda mostrada més amunt és un follis romà amb una imatge de Constanci I.
Usos antics del coure
Com en l’antiguitat, el coure segueix sent un component de l’encuny que s’utilitza en molts països, però s’han identificat molts usos nous. Una de les aplicacions més recents de coure inclou el seu ús en superfícies tocades freqüentment (com ara botons de llautó), on les propietats antimicrobianes de coure redueixen la transferència de gèrmens i malalties. Els fabricants de semiconductors també han començat a utilitzar coure per a circuits en xips de silici, cosa que permet que els microprocessadors funcionin més ràpidament i utilitzin menys energia. Recentment s'han trobat rotors de coure que augmenten l'eficiència dels motors elèctrics, que són un consumidor important d'energia elèctrica.
Coure en automòbils: El coure és un component essencial en els motors, cablejat, radiadors, connectors, frens i rodaments utilitzats en vehicles i camions. El cotxe mitjà conté 1,5 quilòmetres de filferro de coure i la quantitat total de coure oscil·la entre 20 quilograms en cotxes petits i 45 quilograms en vehicles de luxe i híbrids.
Quines propietats fan útil el coure?
Les excel·lents propietats d’aliatge del coure l’han convertit en inestimable quan es combina amb altres metalls, com el zinc (per formar llautó), l’estany (per formar bronze) o el níquel. Aquests aliatges presenten característiques desitjables i, segons la seva composició, estan desenvolupats per a aplicacions altament especialitzades. Per exemple, l’aliatge de coure-níquel s’aplica als bucs dels vaixells perquè no es corroeix a l’aigua de mar i redueix l’adhesió de la vida marina, com els percebes, reduint així l’arrossegament i augmenta l’eficiència del combustible. El llautó és més maleable i té millors propietats acústiques que el coure pur o el zinc; per tant, s'utilitza en diversos instruments musicals, inclosos trompetes, trombons, campanes i címbals.
Coure en pedres precioses: El coure és un element important en diverses pedres precioses com la turquesa, l’azurita, la malacita i la crisocolla. Dóna a aquests minerals el seu color verd o blau i la seva alta gravetat específica. Els cabochons mostrats anteriorment són algunes de les moltes pedres precioses extretes a Arizona.
Tipus de dipòsits de coure
El coure es presenta de moltes formes, però les circumstàncies que controlen com, quan i on es diposita són altament variables. Com a resultat, el coure es produeix en molts minerals diferents. La calcopirita és la més abundant i significativa econòmicament dels minerals de coure.
La investigació dissenyada per entendre millor els processos geològics que produeixen dipòsits minerals, inclosos els dipòsits de coure, és un component important del Programa de Recursos Minerals de la USGS. Els dipòsits de coure es classifiquen àmpliament en funció de la forma en què es van formar els dipòsits. Els dipòsits de coure de pòrfir, que s'associen a intrusions ígnies, produeixen al voltant de dos terços del món de coure i, per tant, són el tipus de dipòsit de coure més important del món. Grans dipòsits de coure d’aquest tipus es troben a les regions muntanyoses de l’oest d’Amèrica del Nord i a les muntanyes dels Andes d’Amèrica del Sud.
Un altre tipus important de dipòsit de coure –el que conté les roques sedimentàries– suposa aproximadament una quarta part dels recursos mundials identificats. Aquests dipòsits es produeixen en zones com el cinturó de coure de l’Àfrica central i la conca de Zechstein de l’Europa de l’Est.
Els dipòsits individuals de coure poden contenir centenars de milions de tones de roca portadora de coure i es desenvolupen habitualment mitjançant mètodes de mineria a cel obert. Les operacions mineres, que se succeeixen al descobriment de minerals durant molts anys, solen durar dècades. Tot i que moltes operacions mineres històriques no van ser obligades a realitzar les seves activitats mineres de manera que redueixin els seus impactes sobre el medi ambient, les regulacions federals i estatals actuals requereixen que les operacions mineres utilitzin pràctiques ambientalment sòlides per minimitzar els efectes del desenvolupament de minerals sobre la salut humana i dels ecosistemes. .
La investigació ambiental mineral USGS ajuda a caracteritzar les interaccions naturals i humanes entre els dipòsits de coure i els ecosistemes aquàtics i terrestres circumdants. La investigació ajuda a definir les condicions naturals bàsiques abans que comenci la mineria i després del tancament de la mina. Científics de la USGS investiguen variables climàtiques, geològiques i hidrològiques per entendre millor les interaccions recurs-entorn.
Mineria de coure a Arizona: Arizona produeix més coure que qualsevol altre estat. Aquesta breu història mostra com la mineria de coure Arizonas va construir un estat i va canviar de nació.
Subministrament de coure, demanda i reciclatge
La producció mundial (oferta) i el consum (demanda) de coure han augmentat notablement en els darrers 25 anys. A mesura que els grans països en desenvolupament han entrat al mercat global, la demanda de productes bàsics minerals, inclòs el coure, ha augmentat. En els darrers vint anys, la regió andina de Sud-Amèrica ha aparegut com la regió de coure més productiva del món. El 2007, prop del 45 per cent del món de coure era produït a les muntanyes dels Andes; els Estats Units van produir un 8 per cent. Pràcticament tot el coure produït als Estats Units prové, en un ordre decreixent de producció, d’Arizona, Utah, Nou Mèxic, Nevada o Montana.
Es considera que el risc d’interrupció del subministrament mundial de coure és baix perquè la producció de coure està dispersa globalment i no es limita a un sol país o regió. No obstant això, per la seva importància en la construcció i la transmissió d'energia, l'impacte de qualsevol interrupció del subministrament de coure seria elevat.
El coure és un dels més reciclats de tots els metalls; aproximadament un terç de tot el coure que es consumeix a tot el món és reciclat. El coure reciclat i els seus aliatges es poden remodelar i utilitzar de forma directa o posteriorment processats al coure refinat sense perdre cap propietat química o física dels metalls.
Mineria de coure a Arizona: Arizona produeix més coure que qualsevol altre estat. Aquesta breu història mostra com la mineria de coure Arizonas va construir un estat i va canviar de nació.
Mina de coure de Utah: Visible des de l’espai, la mina de coure de Bingham Canyon, a Utah, ha produït més de 12 milions de tones de coure de pòrfir. La mina té més de 4 quilòmetres de longitud i es troba a 800 metres de profunditat i és una de les meravelles del món. Fotografia de C.G. Cunningham, USGS.
Com podem assegurar subministraments adequats de coure per al futur?
Per ajudar a predir on es podrien localitzar els recursos futurs de coure, els científics de la USGS estudien com i on es concentren els recursos de coure coneguts a l'escorça terrestre i utilitzen aquest coneixement per avaluar el potencial de recursos de coure no descoberts. Els USGS han desenvolupat i perfeccionat tècniques per avaluar el potencial dels recursos minerals per donar suport a la gestió de les terres federals i per avaluar millor la disponibilitat de recursos minerals en un context global.
A la dècada de 1990, la USGS va fer una avaluació dels recursos de coure dels EUA i va arribar a la conclusió que es quedava gairebé el coure que ja s'havia descobert. Concretament, l’USGS va trobar que s’havien descobert prop de 350 milions de tones de coure i es va estimar que uns 290 milions de tones de coure romanien no descoberts als Estats Units.
Consum de coure: Les qualitats del coure que l’han convertit en el material escollit per a diverses aplicacions domèstiques, industrials i d’alta tecnologia han donat lloc a un augment constant del consum global de coure. Els estudis de consum de coure de la USGS mostren algunes tendències interessants per al període de 1990 a 2012. El consum de coure a les economies emergents, com la Xina i l'Índia, va augmentar considerablement, mentre que la taxa de consum als Estats Units va caure lleugerament. Fins al 2002, els Estats Units eren el principal consumidor de coure i utilitzaven anualment al voltant del 16 per cent del coure refinat mundial (uns 2,4 milions de tones). El 2002, els Estats Units van ser superats per la Xina com a principal usuari mundial de coure refinat. L’economia en auge de la Xina va contribuir a quadruplicar el seu consum anual de coure refinat durant els dotze anys del 2000 al 2012. Gràfic USGS.
Avaluació de recursos de coure global
L’USGS va avaluar coure no descobert en dos tipus de dipòsits que representen aproximadament el 80 per cent de l’oferta de coure mundial. Els dipòsits de coure de pòrfir representen al voltant del 60 per cent del coure mundial. En els dipòsits de coure de pòrfir, els minerals de mineral de coure es difonen en intrusions ígnies. Els dipòsits de coure estrats amb sediments, en els quals el coure es concentra en capes en roques sedimentàries, representen al voltant del 20 per cent dels recursos mundials identificats. A nivell mundial, les mines d’aquests dos tipus de dipòsits produeixen uns 12 milions de tones de coure a l’any.
Aquest estudi va considerar potencial per a dipòsits exposats i ocults a 1 quilòmetre de la superfície per a dipòsits de pòrfir i fins a 2,5 quilòmetres de la superfície per a dipòsits estratificats allotjats per sediments. Per als dipòsits de pòrfir, es van delimitar 175 trams; 114 trams contenen un o més dipòsits identificats. Es van delinear cinquanta trams per a dipòsits de coure estrats amb allotjament; 27 contenen un o més dipòsits identificats.
Els resultats de l'avaluació es proporcionen per tipus de dipòsit per a 11 regions (taula 1). El recurs mitjà total no descobert per dipòsits de pòrfir és de 3.100 milions de tones, i el recurs mitjà total no descobert de dipòsits allotjats per sediments és de 400 milions de tones, per a un total global de 3.500 milions de tones de coure. Els intervals d'estimació de recursos (entre el percentil 90 i el 10è) reflecteixen la incertesa geològica en el procés d'avaluació. Aproximadament el 50 per cent del total mundial es produeix a Amèrica del Sud, Àsia Central del Sud i Indoxina i Amèrica del Nord.
Mapa de dipòsit de coure: Distribució dels dipòsits de coure coneguts el 2008. El vermell indica el coure associat a intrusions ígnies (dipòsits de coure de porfíria) i el blau indica el coure contingut a les roques sedimentàries (dipòsits de coure allotjats als sediments). Mapa per USGS. Amplia el mapa.
Sud Amèrica té els recursos de coure més identificats i no descoberts (aproximadament un 20 per cent de la quantitat total no descoberta). Els jaciments de porfíria més grans del món es troben en aquesta regió. Xile i el Perú es troben entre els països més productors de coure al món.
Amèrica Central i el Carib allotja dos dipòsits de coure porfíric gegant no desenvolupats (> 2 milions de tones de coure) a Panamà. La majoria dels recursos no descoberts es troben en un cinturó que s’estén des de Panamà fins al sud-oest de Mèxic.
Amèrica del nord acull dipòsits de coure de porfíria altament mineralitzats que inclouen dipòsits de pòrfir supergegants (> 25 milions de tones de coure) al nord de Mèxic, l'oest dels Estats Units i Alaska, a més de dipòsits gegants a l'oest del Canadà. Els recursos de coure de porfíria no descoberts estimats són aproximadament iguals als recursos identificats.
Els principals estats productors de coure als EUA són Arizona, Utah, Nou Mèxic, Nevada i Montana. Als Estats Units, es calcula que els dipòsits de coure estratabond allotjats en sediments a Michigan, Montana i Texas contenen aproximadament el triple de coure que s’ha identificat. Es coneixen dos dipòsits gegants, a Michigan i Montana.
Nord-est asiàtic és relativament subexplorat, amb recursos modestos de coure de pòrfir identificats i només un dipòsit de coure de pòrfir gegant identificat. Tanmateix, s'estima que els recursos mitjans no descoberts són força grans. Aquesta regió té la major proporció de recursos no descoberts i identificats de l'estudi.
Àsia Central nord té 35 dipòsits de coure de pòrfir, inclosos un dipòsit supergegant a Mongòlia i un dipòsit gegant a Kazakhstan. S’estima que l’àrea del tracte conté aproximadament tres vegades la quantitat de recurs de coure de pòrfir identificat. Aquesta regió també acull tres jaciments gegants de coure estratabound, allotjats a sediments gegants, a Kazakhstan i Rússia. La USGS estima que pot haver-hi tanta coure que estigui allotjada als sediments com ja s’hagi descobert.
Àsia Central del Sud i Indoxina estan menys explorades que moltes altres parts del món; tanmateix, s'han identificat fins ara quatre dipòsits gegants de coure porfíric a l'altiplà tibetà. Els dipòsits de coure de pòrfir no descoberts poden contenir vuit vegades la quantitat de coure identificada.
Arxipèlags del sud-est asiàtic acull dipòsits de coure de pòrfir de qualitat mundial d'or, com un supergiant a Indonèsia i uns 16 dipòsits gegants a Indonèsia, Papua Nova Guinea i les Filipines. Tot i que algunes parts de la regió estan ben explorades, és probable que els recursos de pòrfir no descoberts superin els recursos identificats.
Est d’Austràlia té un dipòsit gegant de coure de pòrfir i diversos petits dipòsits de pòrfir. S'espera que els recursos no descoberts siguin modests. Austràlia ha estat un important productor de coure durant dècades.
Europa oriental i sud-oest asiàtic s'han extret de coure des de l'antiguitat i recentment s'han identificat dipòsits gegants de coure de pòrfir. Es preveu que el coure no descobert sigui aproximadament el doble dels recursos identificats, tant per als dipòsits de pòrfir al llarg d'un cinturó de Romania a través de Turquia com a l'Iran, com per als dipòsits estratificats allotjats a sediments a l'Afganistan.
Europa occidental compta amb el dipòsit de coure més gran al món, a Polònia. S’estima que els recursos de coure que s’estenen en sediments no descoberts al sud-oest de Polònia superen els recursos identificats en un 30 per cent.
Àfrica i Orient Mitjà compta amb la major acumulació mundial de dipòsits de coure estrats amb sediments, amb 19 dipòsits gegants al cinturó de l'Àfrica central de la República Democràtica del Congo i Zàmbia. Queden per descobrir recursos de coure no descoberts.