구리는 아마도 인간이 사용한 최초의 금속이었을 것입니다. 신석기 시대 사람들은 기원전 8000년경에 돌 대신에 돌을 사용한 것으로 추정됩니다. 기원전 4000년경 이집트인들은 주형에 구리를 주조했습니다. 기원전 3500년경부터 합금화되기 시작했습니다. 주석 청동을 생산합니다. 갓 깨진 표면에서는 불투명하고 밝으며 금속성 연어 핑크색이지만 곧 칙칙한 갈색으로 변합니다. 결정은 흔하지 않지만 형성되면 입방체 또는 XNUMX면체이며 종종 가지 모양의 집합체로 배열됩니다. 대부분은 불규칙하고 편평하거나 가지가 갈라진 덩어리로 발견됩니다. 다른 원소와 결합하지 않고 "기본" 형태로 나타나는 몇 안 되는 금속 중 하나입니다. 천연 구리는 구리 함유 용액과 철 함유 용액 사이의 상호작용의 결과인 XNUMX차 광물인 것으로 보입니다. 미네랄.

성함: 라틴 cuprum에서, 차례로 금속이 초기에 생산된 섬인 그리스 kyprios, 키프로스에서 유래했습니다.

화학: 일반적으로 소량의 다른 금속만 사용됩니다.

협회: , 황동석, 태생, 적동광, 공작석, 아주 라이트, 테노라이트, 산화물, 기타 많은 미네랄.

화학적 성질

구리는 기호 Cu 및 원자 번호 29를 갖는 화학 원소입니다. 매우 높은 열 및 전기 전도성을 지닌 부드럽고 가단성이며 연성 금속입니다. 구리의 주요 화학적 특성은 다음과 같습니다.

  1. 원자 번호 : 29
  2. 원자량: 63.55
  3. 밀도: 8.96g/cm³
  4. 녹는점: 1,083 °C (1,981 °F)
  5. 끓는점: 2,562 °C (4,644 °F)
  6. 산화 상태: +1, +2
  7. 전기 음성도: 1.9
  8. 이온화 에너지: 745.5 kJ/mol
  9. 열전도율: 401W/(m·K)
  10. 전기 전도도: 59.6 × 10^6 S/m

구리는 또한 일부 산 및 산소와 같은 비금속과 반응성이 높습니다. 이것이 바로 공기와 습기에 노출되면 시간이 지남에 따라 녹색 녹청이 나타나는 이유입니다. 이 녹청은 실제로 기본 금속을 추가 부식으로부터 보호하는 탄산구리 층입니다.

물리적 특성

색상 신선한 표면에는 붉은색, 변색된 표면에는 칙칙한 갈색
메탈릭 코퍼 레드
광택 금속의
분열 없음
투명 불투명 한
모스 경도 2.5 ~ 3
비중 8.9
진단 속성 색상, 광택, 비중, 전성, 연성
크리스탈 시스템 Isometric
끈기 온순한
골절 거친
밀도 8.94~8.95g/cm3(측정값) 8.93g/cm3(계산값)

광학 특성

구리에는 흥미로운 점이 있습니다. 광학 특성 다양한 응용 프로그램에서 유용하게 사용되었습니다. 다음은 몇 가지 광학적 특성입니다.

  1. 색상: 구리는 순수한 상태에서 독특한 붉은 오렌지색을 띠지만, 표면 마감과 다른 원소 또는 화합물의 존재 여부에 따라 갈색이나 회색으로 나타날 수도 있습니다.
  2. 광택: 구리는 밝은 금속 광택을 가지고 있어 빛을 잘 반사하고 반짝이는 것처럼 보입니다.
  3. 투명성: 구리는 가시광선에 투명하지 않습니다. 즉, 빛이 통과할 수 없습니다.
  4. 반사율: 구리는 반사율이 높아 표면에서 빛을 매우 효과적으로 반사합니다. 이는 거울과 같이 반사가 필요한 응용 분야에 유용합니다.
  5. 전기 전도성: 구리는 우수한 전기 전도체이므로 전기 배선 및 전기를 효율적으로 전도해야 하는 기타 응용 분야에 유용합니다.
  6. 열 전도성: 구리는 우수한 열 전도체이므로 방열판 및 요리 팬과 같은 응용 분야에 유용합니다.
  7. 흡수 스펙트럼: 구리는 가시광선과 적외선 영역에서 뚜렷한 흡수 스펙트럼을 가지며, 이는 분석 및 검출 목적으로 사용될 수 있습니다.

전반적으로 구리의 광학적 특성으로 인해 구리는 다양한 응용 분야에 유용한 다재다능한 재료가 됩니다.

구리 광물의 분류

구리 광물은 화학적 조성과 결정 구조에 따라 분류될 수 있습니다. 몇 가지 일반적인 분류는 다음과 같습니다.

  1. 천연 구리(Native Copper): 순수한 금속 형태로 발생하는 구리로 일반적으로 너겟이나 와이어로 발견됩니다.
  2. 황화물: 황화구리 광물에는 다음이 포함됩니다. 황동석 (CuFeS2), 태생 (Cu5FeS4), 황동석(Cu2S), 코벨라이트 (CuS) 및 에나르가이트(Cu3AsS4).
  3. 산화물: 구리 산화물 광물에는 구리광(Cu2O)과 테노라이트(CuO)가 포함됩니다.
  4. 탄산염: 탄산구리 광물에는 다음이 포함됩니다. 공작석 (Cu2CO3(OH)2) 및 아주 라이트 (Cu3(CO3)2(OH)2).
  5. 규산염: 구리 규산염 광물에는 다음이 포함됩니다. 크리 소 콜라 (CuSiO3·2H2O) 및 dioptase (CuSiO2(OH)2).
  6. 기본 요소: 구리는 수지상 또는 와이어 같은 구조와 같은 순수한 금속 형태로 나타날 수도 있습니다.

이러한 광물은 반암 구리를 포함한 다양한 지질 환경에서 발견될 수 있습니다. 매장, 화산에 함유된 대규모 황화물 퇴적물, 퇴적물에 함유된 구리 퇴적물 및 스카른 매장.

일반적인 구리 광물과 그 특성

다음은 몇 가지 일반적인 구리 광물과 그 특성입니다.

  1. 황동석: 가장 흔한 구리 광물이며, 화학식은 CuFeS2입니다. 황동석은 황동색을 띠고 금속 광택을 띠며 경도는 모스 경도 3.5-4입니다. 다른 황화물 광물과 함께 발견되는 경우가 많습니다.
  2. 보르나이트: 무지개 빛깔의 보라색-청색 색상으로 인해 공작 광석이라고도 알려진 보나이트는 화학식 Cu5FeS4를 갖습니다. 모스 경도 3의 경도를 가지며 다른 구리 광물과 함께 열수맥에서 흔히 발견됩니다.
  3. 공작석: 이 녹색 광물은 화학식 Cu2CO3(OH)2를 가지며 다음과 같이 형성됩니다. 풍화 of 구리 광석 매장. 모스 경도는 3.5~4로 장식용 돌로 많이 사용됩니다.
  4. 아주 라이트: 이 푸른 광물은 화학식 Cu3(CO3)2(OH)2를 가지며 구리의 풍화작용에 의해 형성됩니다. 광상. 모스 경도는 3.5-4이며 공작석과 함께 발견되는 경우가 많습니다.
  5. 적동석(Cuprite): 이 적색 광물은 화학식 Cu2O를 가지며 황화구리의 산화에 의해 형성됩니다. 모스 경도는 3.5-4이며 다른 구리 광물과 함께 발견되는 경우가 많습니다.
  6. 코벨라이트(Covellite): 이 청록색 광물은 화학식 CuS를 가지며 다른 황화물 광물과 함께 열수맥에서 종종 발견됩니다. 모스 경도는 1.5~2.5 정도입니다.
  7. 사면체: 이 회흑색 광물은 화학식 Cu12Sb4S13을 가지며 다른 황화물 광물과 함께 열수 정맥에서 흔히 발견됩니다. 모스 경도는 3~4 정도의 경도를 가지고 있습니다.

이는 존재하는 많은 구리 광물 중 몇 가지 예일 뿐이며, 그 특성은 특정 화학적 조성과 지질학적 맥락에 따라 달라질 수 있습니다.

구리 광물화에 영향을 미치는 요인

구리 광물의 형성과 농도에 영향을 미칠 수 있는 요인은 다음과 같습니다.

  1. 지질학: 적합한 숙주의 존재 바위 그리고 다음과 같은 유리한 지질 구조를 가지고 있습니다. 오류 또는 균열은 광물화 유체가 구리 광물을 흐르고 침전시키는 경로를 제공할 수 있습니다.
  2. 구조적 환경: 구리 광물화는 종종 마그마와 열수 유체 생성되어 지구 표면으로 운반될 수 있습니다.
  3. 온도 및 압력: 구리 광물화는 일반적으로 온도 및 압력 조건의 영향을 받는 열수 활동과 연관되어 있습니다. 고온 및 고압 조건은 구리 광물의 퇴적을 촉진할 수 있습니다.
  4. 유체 화학: pH, 산화 상태, 금속 및 리간드의 농도를 포함한 광물성 유체의 화학적 조성은 구리 광물의 용해도와 침전에 영향을 미칠 수 있습니다.
  5. 시간: 광물화 시스템이 오랫동안 활성화될수록 구리 광물이 축적되어 경제적으로 실행 가능한 퇴적물을 형성할 기회가 더 커집니다.

구리 광물 탐사 방법

구리 광물 탐사에는 일반적으로 지질 지도 작성, 지구화학적 샘플링, 지구물리학 조사, 시추를 포함한 기술의 조합이 포함됩니다.

지질 매핑에는 다음과 같은 구리 광물화와 관련된 지질 특징을 식별하기 위해 표면 암석 및 노두에 대한 상세한 조사 및 매핑이 포함됩니다. 변경 구역, 정맥 및 각력암.

지구화학적 샘플링에는 광물화와 관련된 구리 및 기타 원소의 변칙적 농도를 탐지하기 위해 암석, 토양 및 물 샘플을 수집하고 분석하는 작업이 포함됩니다.

지구물리학적 조사에서는 자기, 중력, 전자기 조사 등 다양한 방법을 사용하여 구리 광물의 존재를 나타낼 수 있는 암석의 물리적 특성 변화를 탐지합니다.

드릴링은 깊이 있는 구리 광물의 존재와 정도를 테스트하고 확인하는 데 사용됩니다. 다이아몬드 드릴링이 가장 일반적인 방법이지만 역순환 드릴링과 같은 다른 방법도 사용할 수 있습니다.

현대 탐사 기술은 또한 위성 이미지 및 항공 사진과 같은 원격 감지 기술을 사용하여 추가 탐사를 위한 잠재적인 영역을 식별하는 데 도움을 줍니다.

발생

구리는 지각에 상대적으로 풍부한 원소로, 추정 농도는 약 50ppm입니다. 황동석(CuFeS2), 보나이트(Cu5FeS4), 황동석(Cu2S), 적동석(Cu2O), 공작석(Cu2CO3(OH)2), 남동석(Cu3(CO3)2(OH)2)을 포함한 다양한 광물에서 발견됩니다. , 무엇보다도.

구리 퇴적물은 일반적으로 화성 활동과 관련된 열수 과정에 의해 형성됩니다. 이러한 과정에는 주변 암석의 균열 및 기타 구멍을 통한 뜨겁고 미네랄이 풍부한 유체의 순환이 포함됩니다. 체액이 냉각됨에 따라 체액이 운반하는 미네랄이 정맥, 골절 및 기타 구조적 특징에 침착됩니다.

구리는 다음에서도 발견됩니다. 퇴적암 화산 활동과 관련된 일부 퇴적물에도 있습니다. 또한, 구리는 해수에서 미량으로 발견될 수 있지만 농도가 너무 낮아 경제적으로 채굴할 수 없습니다.

구리 광물화의 지질학적 환경

구리 광물화는 다양한 지질 환경에서 발생할 수 있지만 가장 일반적인 환경은 다음과 같습니다.

  1. 반암 구리 침전물: 이들은 세계에서 가장 중요한 구리 공급원이며 대규모 침입과 관련이 있습니다. 화성암. 금속이 풍부한 뜨겁고 금속이 풍부한 유체가 냉각된 마그마 챔버에서 상승하여 더 차가운 암석과 만나 구리 및 기타 금속이 주변 암석에 침전될 때 얕은 지각(1~6km 깊이 이내)에 반암 구리 퇴적물이 형성됩니다.
  2. 퇴적물이 포함된 구리 매장지: 이러한 퇴적물은 해양 또는 호수 환경에서 퇴적된 퇴적암 내에서 발생합니다. 구리는 일반적으로 다음과 관련이 있습니다. 혈암, 사암, 탄산염 암석, 퇴적물은 층상(바닥층과 평행)이거나 구조적으로 제어될 수 있습니다.
  3. 화산성 거대 황화물 (VMS) 예금: 이는 일반적으로 화산암이나 퇴적암의 해저 또는 그 근처에 형성되는 중소 규모의 퇴적물입니다. 그들은 높은 등급의 구리가 특징입니다. 아연, 리드, 및 기타 금속이며 종종 해저의 열수 분출구와 연관됩니다.
  4. 구리 스카른: 이것들은 열수 침전물 일반적으로 화강암이나 섬록암 암석이 관입된 곳 근처의 탄산염 암석에서 발생합니다. 스카른 매장지 일반적으로 높은 등급의 구리와 다음과 같은 상당량의 다른 금속이 특징입니다. , 및 몰리브덴.
  5. 구리 산화물 침전물: 이러한 퇴적물은 대개 표면 근처에서 발견되며 황화동 광물의 풍화 및 산화에 의해 형성됩니다. 이는 일반적으로 구리 광물이 산성 지하수에 의해 암석에서 침출되어 산화구리 광물의 형태로 축적되는 건조 또는 반건조 지역에서 발생합니다.

이는 구리 광물화에 대한 가장 일반적인 지질학적 환경 중 일부일 뿐이며, 다른 것들도 많이 있습니다.

구리 광물의 중요성

구리 광물은 광범위한 응용 분야에 사용되는 귀중한 산업용 금속인 구리 금속의 주요 공급원이기 때문에 중요합니다. 구리는 우수한 전기 전도체이며 전기 및 전자 산업의 배선, 모터, 발전기 및 기타 장비에 널리 사용됩니다. 구리는 높은 열 전도성과 내부식성으로 인해 건축, 배관, 난방 시스템에도 사용됩니다. 또한 구리는 다양한 제품 제조에 사용되는 두 가지 중요한 합금인 황동과 청동 생산에 사용됩니다. 구리는 또한 적혈구 형성 및 건강한 결합 조직 유지를 포함하여 신체에서 다양한 생물학적 역할을 하는 인간 건강에 필수적인 영양소입니다.

용도지역

구리는 우수한 전기 전도성, 전성, 연성 및 내식성으로 인해 다양한 산업 및 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 구리가 사용되는 주요 분야는 다음과 같습니다.

  1. 전기 산업: 구리는 전도성이 높은 금속이며 전기 배선, 발전 및 전송에 널리 사용됩니다. 또한 모터, 변압기, 스위치 및 기타 전기 장비 생산에도 사용됩니다.
  2. 건설 산업: 구리는 내식성과 내구성으로 인해 배관, 지붕, 클래딩에 사용됩니다. 또한 난방, 환기 및 공조 시스템에도 사용됩니다.
  3. 자동차 산업: 구리는 라디에이터, 열 교환기, 전기 배선 생산에 사용됩니다.
  4. 전자 산업: 구리는 인쇄 회로 기판, 컴퓨터 칩 및 기타 전자 부품 생산에 사용됩니다.
  5. 의료 산업: 구리는 우수한 전기 전도성과 방사선 불투과성으로 인해 X선 기계와 같은 의료 장비에 사용됩니다.
  6. 주화: 구리는 내구성과 부식에 대한 저항성으로 인해 주화 생산에 사용됩니다.
  7. 장식 용도: 구리는 매력적인 적갈색 색상과 가단성으로 인해 보석, 조각품 및 기타 장식 용도에 사용됩니다.
  8. 항균 특성: 구리는 천연 항균 특성을 갖고 있으며 감염 확산을 줄이기 위해 병원 장비, 문 손잡이 및 기타 접촉이 잦은 표면의 생산에 사용됩니다.

전반적으로 구리는 다양한 산업 및 응용 분야에서 광범위하게 사용되는 다용도 금속입니다.

구리 광물의 글로벌 분포

구리 광물은 세계 여러 지역에서 발견되며, 구리 생산은 많은 국가에서 주요 산업입니다. 세계 최고의 구리 생산 국가로는 칠레, 페루, 중국, 미국, 호주, 콩고 민주 공화국, 잠비아, 러시아 및 캐나다가 있습니다.

칠레는 세계 최대 구리 생산국으로, 28년 전 세계 구리 생산량의 약 2020%를 차지합니다. 페루는 두 번째로 큰 생산국이며 중국과 미국이 그 뒤를 따릅니다. 다른 주요 구리 생산 국가로는 인도네시아, 멕시코, 카자흐스탄, 폴란드 등이 있습니다.

구리 광물은 일반적으로 금, 은, 납, 아연과 같은 다른 광물과 결합되어 발견되며 종종 이러한 다른 금속의 부산물로 추출됩니다. 가장 중요한 구리 중 일부 광물 매장량 세계적으로는 칠레의 Chuquicamata 광산과 Escondida 광산, 인도네시아의 Grasberg 광산, 호주의 올림픽 댐 광산이 있습니다.

  • . USA, 미시간 주 키위노 반도, 키위노 및 호튼 코스의 퇴적물에서 현저하게 큰 덩어리 및 우수하고 큰 결정으로서; 여러 가지로 반암 퇴적물 New Cornelia 광산, Ajo, Pima Co.의 광산을 포함한 애리조나주; Cochise Co. Bisbee의 Copper Queen 및 기타 광산; 그리고 Ray, Gila Co.에서; 뉴멕시코 주 Grant Co.의 Santa Rita에 있는 Chino 광산에서도 마찬가지입니다.
  • 나미비아에서는 빈트후크에서 북동쪽으로 60km 떨어진 Onganja 광산과 Tsumeb에 있습니다.
  • 러시아 우랄 산맥 보고슬롭스크의 토리노스크 광산에서 나온 대형 결정체.
  • 독일의 라인브라이트바흐(Rheinbreitbach), 노르트라인베스트팔렌(North Rhine-Westphalia) 및 라인란트팔츠(Rhineland-Palatinate) 바트엠스(Bad Ems) 근처의 프리드리히세겐(Friedrichssegen) 광산.
  • 영국 콘월의 많은 광산에서 나온 훌륭한 표본입니다.
  • 호주 뉴사우스웨일스주 브로큰힐(Broken Hill)에 있습니다.
  • 칠레 코킴보(Coquimbo) 근처 안다콜라(Andacolla)에서. 볼리비아 코로코로에서.

구리 수요 및 생산 동향

구리는 전기 배선, 배관, 건축, 전자 제품 등 광범위한 응용 분야에서 널리 사용되는 금속입니다. 결과적으로 구리에 대한 전 세계 수요는 이들 산업 동향에 크게 영향을 받습니다.

지난 수십 년 동안 전자 장치의 사용 증가, 신흥 경제의 인프라 개발 및 교통의 전기화로 인해 구리 수요가 꾸준히 증가했습니다. 국제구리연구그룹(ICSG)에 따르면, 전 세계 구리 소비량은 3.4년부터 2000년까지 연평균 2019% 증가했습니다.

증가하는 수요를 충족하기 위해 구리 생산량도 증가했습니다. 구리의 최대 생산국은 칠레, 페루, 중국, 미국, 콩고민주공화국입니다. 2020년 전 세계 구리 광산 생산량은 약 20천만 미터톤으로 추산됩니다.

그러나 구리 생산은 자연재해, 노동 파업, 원자재 가격 변동 등 다양한 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 예를 들어, 19년 코로나2020 대유행으로 인해 광산 폐쇄 및 공급망 중단으로 인해 구리 생산량이 일시적으로 감소했습니다.

전반적으로, 구리에 대한 수요는 재생 에너지, 전기 자동차 및 기타 첨단 기술 응용 분야의 성장에 힘입어 앞으로도 계속 증가할 것으로 예상됩니다.

참고자료

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