Hay cobre elemental que existe. Pero generalmente, el cobre proviene de minerales de sulfuro de cobre, minerales de óxido de cobre, minerales de carbonato de cobre y algunos otros. Los minerales de sulfuro de cobre pueden formarse en procesos supergénicos (cerca de la superficie terrestre) o pueden formarse a través de procesos hipogénicos (en el interior de la tierra) ** y son transportados por respiraderos hidrotermales. En la región hipogénica, el agua puede permanecer líquida a 100 ° C, mientras que en la región supergénica, el agua suele ser de 25 ° C. El hipogeno es la principal fuente de calcopirita (CuFeS2), mientras que en la región supergénica hay fuentes de malaquita, azurita, cuprita (Cu2O). En esta región (supergen), la calcopirita (CuFeS2) (primaria) se altera fácilmente a los minerales secundarios bornita (Cu5FeS4), covenita (CuS) y brochantita (Cu4SO4 (OH) 6).
En el proceso supergénico, se forman minerales de sulfuro en la zona enriquecida (debajo de la zona oxidada). Mientras tanto, los minerales de óxido de cobre se forman en la zona oxidada. Los minerales de carbonato de cobre son el resultado de la intemperie donde se forma a medida que los iones de cobre solubles se mueven hacia abajo debajo de la zona oxidada hacia un entorno más reductor que hace que precipite.
** (No estoy seguro si los minerales de hipogeno se forman antes del evento de oxigenación global o como resultado de la lixiviación de la forma oxidada)
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Cobre elemental
La mayor masa de cobre elemental descubierta pesaba 420 toneladas y se encontró en 1857 en la península de Keweenaw en Michigan, EE. UU. El cobre nativo es un policristal, con el cristal individual más grande jamás descrito que mide 4.4 × 3.2 × 3.2 cm.
Sulfuro de cobre
(También vea: Lista de minerales de cobre) ** esta sección es un poco desordenada porque copio pegada de wikipedia … Trataré de refinarla.
50% – 80% del cobre proviene de minerales de sulfuro de cobre. [2] [1]. Hay Calcopirita (CuFeS2), Calcocita (Cu2S), Covellita (CuS) y Bornita (Cu5Fe4S)
La calcopirita (CuFeS2) es el mineral de cobre más importante. La calcopirita está presente en muchos entornos que contienen mineral a través de una variedad de procesos de formación de mineral; depósito de mineral de sulfuro masivo volcánico (VMS), depósitos espiratorios sedimentarios (SedEx) y depósito de mineral de cobre pórfido.
La calcopirita está presente en los depósitos de mineral de sulfuro masivo volcánico (VMS) que están asociados y creados por eventos hidrotermales asociados a volcanes en ambientes submarinos. (El VMS en sí consiste en más del 90% de sulfuro de hierro, principalmente en forma de pirita (FeS)). Hoy en día se están formando depósitos masivos de sulfuro volcánico en el fondo marino alrededor de volcanes submarinos a lo largo de muchas crestas oceánicas medias, y dentro de cuencas de arco posterior y grietas del antebrazo. .
La estrecha asociación con rocas volcánicas y centros eruptivos distingue a los depósitos de VMS de otros tipos de depósitos de mineral similares que comparten procesos similares de fuente , transporte y trampa . Los depósitos de sulfuro masivo volcánico son característicos porque los depósitos de mineral se forman en estrecha asociación temporal con el volcanismo submarino y se forman por la circulación hidrotérmica y la exhalación de sulfuros que son independientes de los procesos sedimentarios (lo que distingue a los depósitos VMS de los depósitos espiratorios sedimentarios (SEDEX)).
La calcopirita también está presente en depósitos espiratorios sedimentarios, formados por la deposición de cobre durante la circulación hidrotérmica. La calcopirita se concentra en este entorno a través del transporte de fluidos. El cobre sedimentario se forma dentro de las cuencas oceánicas en rocas sedimentarias. En general, esto se forma por salmuera de sedimentos profundamente enterrados que se descargan en las profundidades del mar y precipitan sulfuros de cobre y, a menudo, plomo y zinc directamente sobre el fondo del mar. Esto es enterrado por sedimentos adicionales. Este es un proceso similar al zinc y plomo SEDEX, aunque existen algunos ejemplos alojados en carbonatos. Los depósitos espiratorios sedimentarios (depósitos SedEx) son depósitos de mineral que se interpreta que se formaron mediante la liberación de fluidos hidrotermales que contienen mineral en un depósito de agua (generalmente el océano), lo que resulta en la precipitación de mineral estratiforme.
Hay una subclase de depósitos VMS, los depósitos de sulfuro masivo alojados en sedimentos volcánicos (VSHMS), que comparten características que son híbridas entre los depósitos VMS y SEDEX. Ejemplos notables de esta clase incluyen los depósitos del campamento Bathurst, New Brunswick, Canadá (por ejemplo, Brunswick # 12); los depósitos del Cinturón Ibérico de Pirita, Portugal y España, y el depósito Wolverine, Yukon, Canadá. Los depósitos híbridos VMS-SEDEX de las asociaciones siliciclásticas pueden desarrollarse dentro de sedimentos entre flujos o dentro de unidades de rocas sedimentarias que están presentes de manera discontinua en un paquete volcánico más grande y esencialmente contiguo.
Los depósitos de mineral de cobre de pórfido se forman por la concentración de cobre dentro de un stock de granito durante el ascenso y la cristalización de un magma. La calcopirita en este entorno se produce por concentración dentro de un sistema magmático. Los depósitos de pórfido de cobre difieren del depósito masivo volcánico en que son cuerpos de mineral de cobre que se forman a partir de fluidos hidrotermales que se originan en una voluminosa cámara de magma a varios kilómetros debajo del depósito. Predantes o asociados con esos fluidos son diques verticales de rocas intrusivas porfiríticas de las cuales este tipo de depósito deriva su nombre. En etapas posteriores, los fluidos meteóricos circulantes pueden interactuar con los fluidos magmáticos. Las envolturas sucesivas de la alteración hidrotermal típicamente encierran un núcleo de minerales minerales diseminados en fracturas y venas a menudo que forman un stock. Debido a su gran volumen, los cuerpos de pórfido pueden ser económicos a partir de concentraciones de cobre tan bajas como 0.15%
La calcocita (Cu2S) a veces se encuentra como un mineral primario en las venas hidrotermales. Sin embargo, la mayoría de la calcocita ocurre en el ambiente enriquecido supergénico debajo de la zona de oxidación de los depósitos de cobre como resultado de la lixiviación del cobre de los minerales oxidados. También se encuentra a menudo en rocas sedimentarias. Dado que la calcocita es un mineral secundario que se forma a partir de la alteración de otros minerales, se sabe que forma parte de los seudomorfos de muchos minerales diferentes. Un pseudomorfo es un mineral que ha reemplazado otro átomo mineral por átomo, pero deja intacta la forma cristalina del mineral original. Se ha sabido que la calcocita forma pseudomorfos de los minerales bornita, covenita, calcopirita, pirita, enargita, millerita, galena y esfalerita.
La Covellita (CuS) (también conocida como Covelline) es un raro mineral de sulfuro de cobre. Se encuentra en abundancia limitada y no es un mineral importante de cobre en sí mismo, aunque es bien conocido por los recolectores de minerales. El mineral está asociado con la calcocita en zonas de enriquecimiento secundario (supergen) de depósitos de sulfuro de cobre. Comúnmente encontrado con y como recubrimientos en calcocita, calcopirita, bornita, enargita, pirita y otros sulfuros, a menudo ocurre como reemplazos pseudomórficos después de otros minerales. La Covellita se encuentra comúnmente como un mineral secundario de cobre en los depósitos. Rara vez es un mineral primario en los depósitos de cobre, y es aún menos probable que se encuentre como sublimado volcánico. Se sabe que la Covellita se forma en ambientes climáticos cerca de la superficie en depósitos donde el cobre es el sulfuro primario. Como mineral primario, la formación de calallita está restringida a condiciones hidrotermales.
La ocurrencia de Covellite está muy extendida en los Estados Unidos. En el condado de Silver Bow, Montana, se ha encontrado calavita en vetas a profundidades de 1.150 m (3.770 pies), como mineral primario. Covellite se formó como racimos en estas venas que alcanzan un metro de diámetro en las minas de Leonard, Montana.
Como mineral secundario, la calallita también se forma a medida que el agua superficial descendente en la zona de enriquecimiento de supergenes oxida y vuelve a depositar los sulfuros de la calamina en el hipogeno (pirita y calcopirita). A nivel local, se han descubierto hallazgos de calallita en domos de sal y en la mina de cobre McCellan en el condado de Foard, Texas. Se encontró una ocurrencia inusual de calallita que reemplaza los desechos orgánicos en los lechos rojos de Nuevo México.
La bornita (Cu5Fe4S) es un mineral importante de mineral de cobre y se encuentra ampliamente en depósitos de pórfido de cobre junto con la calcopirita más común. La calcopirita y la bornita se reemplazan típicamente por calcocita y calicita en la zona de enriquecimiento supergénico de los depósitos de cobre. La bornita también se encuentra como diseminación en rocas ígneas máficas, depósitos de skarn metamórficos no contactados, en pegmatitas y lutitas cupríferas insedimentarias. Es importante como mineral por su contenido de cobre de aproximadamente 63 por ciento en masa.
Además, durante los procesos supergénicos, la Calcopirita CuFeS2 (primaria) se altera fácilmente a los minerales secundarios bornita Cu5FeS4, Covellita CuS y brochantita Cu4SO4 (OH) 6
Minerales de óxido de cobre
Mientras tanto, los minerales de óxido de cobre se forman en la zona oxidada (geología)
Cuprita Cu2O, y es un mineral menor de cobre. Es un mineral secundario que se forma en la zona oxidada de los depósitos de sulfuro de cobre. Con frecuencia ocurre en asociación con cobre nativo, azurita, crisocola, malaquita, tenorita y una variedad de minerales de óxido de hierro. Cuprita se encuentra en los montes Urales, los montes Altai y Cerdeña, y en lugares más aislados en Cornwall, Francia, Arizona, Chile, Bolivia y Namibia
La crisocola (CuO · SiO2 · 2H2O) es un mineral de filosilicato de cobre hidratado con fórmula:
Cu2-xAlx (H2-xSi2O5) (OH) 4 · nH2O (x <1) [1] o (Cu, Al) 2H2Si2O5 (OH) 4 · nH2O.
Minerales de carbonato de cobre
Se sabe que el carbonato de cobre simple (CuCO3) no existe en la naturaleza. Pero encontrará una forma hidratada como CuCO3 • Cu (OH) 2 (Malaquita) y Cu3 (CO3) 2 (OH) 2 (azurita)
Los minerales de carbonato de cobre son generalmente el resultado de la intemperie a medida que se mueve debajo de la zona oxidante. Por encima de la capa freática, el medio ambiente se está oxidando y por debajo se está reduciendo. Las soluciones que viajan hacia abajo desde la zona lixiviada reaccionan con otros minerales primarios en la zona oxidada para formar minerales secundarios como sulfatos y carbonatos, y limonita, que es un producto característico en todas las zonas oxidadas.
Las sales solubles continúan hacia abajo, pero las sales insolubles se quedan en la zona oxidada donde se forman. El cobre puede precipitarse como malaquita Cu2 (CO3) (OH) 2 o azurita Cu3 (CO3) 2 (OH) 2.
La malaquita (CuCO3 • Cu (OH) 2) a menudo resulta de la meteorización de minerales de cobre y a menudo se encuentra junto con azurita (Cu3 (CO3) 2 (OH) 2), goetita y calcita. Excepto por su vibrante color verde, las propiedades de la malaquita son similares a las de la azurita y los agregados de los dos minerales ocurren con frecuencia. La malaquita es más común que la azurita y generalmente se asocia con depósitos de cobre alrededor de las calizas, la fuente del carbonato.
Se han extraído grandes cantidades de malaquita en los Urales, Rusia. La malaquita de los urales no se extrae actualmente, pero GN Vertushkova informa sobre el posible descubrimiento de nuevos depósitos de malaquita en los Urales. Se encuentra en todo el mundo, incluso en la República Democrática del Congo; Gabón; Zambia; Tsumeb, Namibia; México; Broken Hill, Nueva Gales del Sur; Lyon, Francia; Valle de Timna, Israel; y el suroeste de los Estados Unidos, especialmente en Arizona.
Azurita Cu3 (CO3) 2 (OH) 2, con los cationes de cobre (II) unidos a dos aniones diferentes, carbonato e hidróxido.
La azurita es inestable al aire libre con respecto a la malaquita, y a menudo se reemplaza de forma pseudomórfica por malaquita. Este proceso de meteorización implica el reemplazo de algunas unidades de dióxido de carbono (CO2) con agua (H2O), cambiando la relación carbonato: hidróxido de azurita de 1: 1 a la relación 1: 2 de malaquita:
2 Cu3 (CO3) 2 (OH) 2 + H2O → 3 Cu2 (CO3) (OH) 2 + CO2
De la ecuación anterior, la conversión de azurita en malaquita es atribuible a la baja presión parcial de dióxido de carbono en el aire. La azurita también es incompatible con los medios acuáticos, como los acuarios de agua salada.
CONCENTRACIÓN DE COBRE EN ORES
Mientras que muchos minerales de cobre promedian alrededor del 2.5% de cobre (algunos pueden alcanzar hasta el 22% de cobre como Copper Queen Mine a principios de 1900), muchas fuentes de mineral de cobre están en forma de depósitos de pórfido de cobre que pueden contener una menor concentración de mineral de 0.6%. No estoy seguro de por qué tienen una concentración más baja, pero creo que los procesos hidrotermales tienden a reducir la concentración de minerales debido a la mezcla física.
El 60% del cobre del mundo es suministrado por depósitos de pórfido de cobre. [4] Para que sea económico, se requiere concentración / beneficio del mineral. El desarrollo de la flotación de espuma permitió el depósito de pórfido de cobre con un procesamiento de cobre tan bajo como 0.15%. [3] La calcopirita concentrada puede contener 20-30% de cobre, mientras que la calcocita (sin hierro) puede concentrarse hasta el 37-40%.
Dado que la flotación de espuma tiende a concentrar minerales hidrófobos, los minerales de óxido de cobre no flotan fácilmente. Se informa que el proceso de sulfuración del óxido de cobre (para hacerlo más hidrofóbico) es deficiente, no de referencia [5]. Hay estudios que usan xantato de cadena más larga para la flotación de minerales de óxido.
Una fuente más económica para concentrar minerales de óxido es a través de procesos de lixiviación que usan ácido sulfúrico (los minerales de sulfuro también se pueden lixiviar). Se llama lixiviación en pilas o lixiviación en vertederos. Su tasa de recuperación es de hasta 60-70%.
Otros minerales de sulfuro de cobre son económicos como resultado de la alta relación atómica.
- La calcocita (Cu2S) se ha extraído durante siglos y es uno de los minerales de cobre más rentables. Las razones de esto son su alto contenido de cobre (66.6% de relación atómica y casi 80% en peso) y la facilidad con que el cobre puede separarse del azufre.
- La Bornita (Cu5FeS4) es importante como mineral por su contenido de cobre de aproximadamente el 63 por ciento en masa.
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Respuesta del usuario de Quora a ¿De dónde viene el mineral de hierro? ¿Y cómo se crea?
