Kandungan
- Tembaga - Logam Digunakan Melalui Zaman
- Bagaimana Kami Menggunakan Tembaga Hari Ini?
- Penggunaan Purba Tembaga
- Apa Sifat Membuat Tembaga Berguna?
- Jenis Deposit Tembaga
- Bekalan Tembaga, Permintaan dan Kitar Semula
- Bagaimana Kami Memastikan Bekalan Tembaga untuk Masa Depan?
- Penilaian Sumber Tembaga Global
Patung Liberty: Pada tahun 1886, Patung Liberty mewakili penggunaan terbesar tembaga dalam struktur tunggal. Untuk membina patung itu, kira-kira 80 tan kepingan tembaga dipotong dan dibelasah dengan ketebalan kira-kira 2.3 milimeter (3/32 inci) atau kira-kira dua wang A.S. yang ditempatkan bersama. Harris.
Tembaga - Logam Digunakan Melalui Zaman
Tembaga merupakan salah satu logam pertama yang pernah diekstrak dan digunakan oleh manusia, dan ia telah memberikan sumbangan penting untuk mempertahankan dan memperbaiki masyarakat sejak awal peradaban. Tembaga pertama kali digunakan dalam syiling dan perhiasan mulai dari 8000 SM, dan sekitar 5500 SM, alat tembaga membantu tamadun muncul dari Zaman Batu. Penemuan bahawa tembaga aloi dengan timah menghasilkan gangsa menandakan permulaan Zaman Gangsa pada kira-kira 3000 SM.
Di Amerika Syarikat, sekeping dari apa yang dipercayai sebagai gelang tembaga didapati di kuburan Native American di dataran pantai Georgia pada tahun 2017. Pengebumian itu adalah pembakaran mayat bertarikh kira-kira 3500 tahun yang lalu. Tembaga mengandungi unsur surih yang menghubungkannya dengan deposit geologi di rantau Great Lakes. Penemuan ini mencadangkan hubungan perdagangan jarak jauh antara wilayah Georgia dan Great Lakes, jauh lebih besar daripada yang pernah diketahui sebelum ini.
Tembaga mudah diregangkan, dibentuk, dan dibentuk; tahan kakisan; dan menjalankan haba dan elektrik dengan cekap. Akibatnya, tembaga penting kepada manusia awal dan terus menjadi bahan pilihan untuk pelbagai aplikasi domestik, perindustrian, dan teknologi tinggi hari ini.
Penggunaan tembaga: Graf ini menunjukkan bagaimana tembaga digunakan di Amerika Syarikat pada tahun 2017 oleh sektor industri. Sebagai contoh: tembaga yang digunakan dalam pembinaan bangunan boleh digunakan untuk pendawaian, paip, cuaca dan pelbagai jenis penggunaan lain. Data untuk carta ini adalah daripada Ringkasan Komoditi Mineral Kajian Geologi Amerika Syarikat untuk tahun 2018.
Bagaimana Kami Menggunakan Tembaga Hari Ini?
Pada masa ini, tembaga digunakan dalam pembinaan bangunan, penjanaan kuasa dan penghantaran, pembuatan produk elektronik, dan pengeluaran jentera perindustrian dan kenderaan pengangkutan. Pendawaian tembaga dan paip adalah penting kepada sistem perkakas, pemanasan dan penyejukan, dan hubungan telekomunikasi yang digunakan setiap hari di rumah dan perniagaan. Tembaga adalah komponen penting dalam motor, pendawaian, radiator, penyambung, brek, dan bantalan yang digunakan dalam kereta dan lori. Kereta purata mengandungi 1.5 kilometer (0.9 batu) kawat tembaga, dan jumlah tembaga antara 20 kilogram (44 paun) dalam kereta kecil hingga 45 kilogram (99 paun) dalam kenderaan mewah dan hibrid.
Duit syiling Rom: Tembaga merupakan salah satu logam pertama yang digunakan untuk membuat duit syiling, dan amalan itu bermula pada sekitar 8000 SM. Koin yang ditunjukkan di atas adalah folikel Rom yang memaparkan imej Constantius I.
Penggunaan Purba Tembaga
Seperti pada zaman purba, tembaga masih merupakan komponen koin yang digunakan di banyak negara, tetapi banyak kegunaan baru telah dikenalpasti. Salah satu alat coppers yang lebih baru-baru ini termasuk penggunaannya dalam permukaan yang sering disentuh (seperti pintu gerbang tembaga), di mana sifat-sifat antimikroba coppers mengurangkan pemindahan kuman dan penyakit. Pengeluar semikonduktor juga telah mula menggunakan tembaga untuk litar dalam cip silikon, yang membolehkan mikropemproses bergerak lebih pantas dan menggunakan tenaga yang kurang. Rotor tembaga juga baru-baru ini didapati meningkatkan kecekapan motor elektrik, yang merupakan pengguna utama tenaga elektrik.
Tembaga dalam kereta: Tembaga adalah komponen penting dalam motor, pendawaian, radiator, penyambung, brek, dan bantalan yang digunakan dalam kereta dan lori. Kereta purata mengandungi 1.5 kilometer (0.9 batu) kawat tembaga, dan jumlah tembaga antara 20 kilogram (44 paun) dalam kereta kecil hingga 45 kilogram (99 paun) dalam kenderaan mewah dan hibrid.
Apa Sifat Membuat Tembaga Berguna?
Ciri-ciri aloi tembaga yang sangat baik menjadikannya tidak ternilai apabila digabungkan dengan logam lain, seperti zink (untuk membentuk tembaga), timah (untuk membentuk gangsa), atau nikel. Aloi ini mempunyai ciri-ciri yang wajar dan, bergantung kepada komposisi mereka, dibangunkan untuk aplikasi yang sangat khusus. Sebagai contoh, aloi tembaga-nikel digunakan untuk kapal kapal kerana ia tidak menghancurkan air laut dan mengurangkan lekatan kehidupan marin, seperti halangan, dengan itu mengurangkan daya seret dan meningkatkan kecekapan bahan api. Tembaga lebih lembut dan mempunyai ciri akustik yang lebih baik daripada tembaga atau zink tulen; Oleh itu, ia digunakan dalam pelbagai alat muzik, termasuk sangkakala, trombon, loceng, dan simbal.
Tembaga dalam batu permata: Tembaga adalah elemen penting dalam beberapa batu permata seperti turquoise, azurite, malachite dan chrysocolla. Ia memberikan mineral ini warna hijau atau biru dan graviti spesifik yang tinggi. Cabochons yang ditunjukkan di atas adalah beberapa batu permata yang dilombong di Arizona.
Jenis Deposit Tembaga
Tembaga berlaku dalam banyak bentuk, tetapi keadaan yang mengawal bagaimana, kapan, dan di mana ia disimpan sangat berubah-ubah. Akibatnya, tembaga berlaku dalam banyak mineral yang berlainan. Chalcopyrite adalah yang paling melimpah dan penting daripada mineral tembaga.
Penyelidikan yang dirancang untuk lebih memahami proses geologi yang menghasilkan deposit mineral, termasuk deposit tembaga, adalah komponen penting dalam Program Sumber Mineral USGS. Deposit tembaga secara luas diklasifikasikan berdasarkan bagaimana deposit dibentuk. Deposit tembaga porfiri, yang dikaitkan dengan pencerobohan igneus, menghasilkan kira-kira dua pertiga daripada tembaga dunia dan oleh itu adalah jenis deposit tembaga yang paling penting di dunia. Deposit tembaga besar jenis ini terdapat di kawasan pergunungan barat Amerika Utara dan di Pergunungan Andes di Amerika Selatan.
Satu lagi jenis deposit tembaga penting - jenis yang terkandung dalam batu sedimen - menyumbang kira-kira satu perempat daripada dunia yang dikenal pasti sumber tembaga. Deposit ini berlaku di kawasan seperti tali pinggang tembaga di tengah Afrika dan lembangan Zechstein di Eropah Timur.
Deposit tembaga individu mungkin mengandungi beratus-ratus juta tan batuan tembaga dan biasanya dibangunkan menggunakan kaedah perlombongan terbuka. Operasi perlombongan, yang biasanya mengikuti penemuan bijih oleh bertahun-tahun, sering berlangsung selama beberapa dekad. Walaupun banyak operasi perlombongan bersejarah tidak diperlukan untuk menjalankan aktiviti perlombongan mereka dalam cara yang akan mengurangkan kesannya terhadap alam sekitar, peraturan-peraturan Persekutuan dan Negeri semasa memerlukan operasi perlombongan menggunakan amalan alam yang mesra untuk meminimumkan kesan pembangunan mineral terhadap kesihatan manusia dan ekosistem .
Penyelidikan alam sekitar mineral USGS membantu mencirikan interaksi semulajadi dan manusia antara deposit tembaga dan ekosistem akuatik dan daratan sekitarnya. Penyelidikan membantu menentukan keadaan asas semula jadi sebelum pertambangan bermula dan selepas penutupan tambang. Para saintis USGS menyelidiki pembolehubah iklim, geologi, dan hidrologi untuk lebih memahami interaksi persekitaran sumber.
Perlombongan tembaga di Arizona: Arizona menghasilkan lebih banyak tembaga berbanding negeri lain. Sejarah singkat ini menunjukkan bagaimana perlombongan tembaga Arizonas membina negeri dan mengubah negara.
Bekalan Tembaga, Permintaan dan Kitar Semula
Pengeluaran (bekalan) dan penggunaan (permintaan) tembaga dunia telah meningkat secara dramatik dalam tempoh 25 tahun yang lalu. Memandangkan negara-negara membangun yang besar memasuki pasaran global, permintaan terhadap komoditi mineral, termasuk tembaga, telah meningkat. Dalam 20 tahun yang lalu, rantau Andes di Amerika Selatan telah muncul sebagai rantau tembaga paling produktif di dunia. Pada tahun 2007, kira-kira 45 peratus daripada tembaga dunia dihasilkan dari Pergunungan Andes; Amerika Syarikat menghasilkan 8 peratus. Hampir semua tembaga yang dihasilkan di Amerika Syarikat berasal dari, dalam penurunan pesanan pengeluaran, Arizona, Utah, New Mexico, Nevada, atau Montana.
Risiko gangguan kepada bekalan tembaga global dianggap rendah kerana pengeluaran tembaga secara global tersebar dan tidak terhad kepada satu negara atau wilayah. Oleh kerana kepentingannya dalam pembinaan dan penghantaran kuasa, bagaimanapun, kesan sebarang gangguan bekalan tembaga akan tinggi.
Tembaga adalah salah satu yang paling banyak dikitar semula semua logam; kira-kira satu pertiga daripada semua tembaga yang digunakan di seluruh dunia dikitar semula. Tembaga kitar semula dan aloinya boleh diperbaiki semula dan digunakan secara langsung atau ditransport ulang semula kepada tembaga halus tanpa kehilangan sebarang logam kimia atau sifat fizikal.
Perlombongan tembaga di Arizona: Arizona menghasilkan lebih banyak tembaga berbanding negeri lain. Sejarah singkat ini menunjukkan bagaimana perlombongan tembaga Arizonas membina negeri dan mengubah negara.
Lombong tembaga Utah: Terlihat dari angkasa, tambang tembaga Bingham Canyon di Utah menghasilkan lebih daripada 12 juta tan tembaga porfiri. Lombong ini lebih dari 4 kilometer (2.5 batu) di bahagian atas dan 800 meter (0.5 batu) mendalam dan merupakan salah satu keajaiban kejuruteraan dunia. Gambar oleh C.G. Cunningham, USGS.
Bagaimana Kami Memastikan Bekalan Tembaga untuk Masa Depan?
Untuk membantu meramalkan sumber tembaga di masa depan mungkin, para saintis USGS mengkaji bagaimana dan di mana sumber tembaga diketahui tertumpu di kerak bumi dan menggunakan pengetahuan tersebut untuk menilai potensi sumber tembaga yang belum ditemui. Teknik-teknik untuk menilai potensi sumber mineral telah dibangunkan dan diperhalus oleh USGS untuk menyokong pengawasan tanah-tanah persekutuan dan untuk menilai ketersediaan sumber mineral secara lebih baik dalam konteks global.
Pada tahun 1990-an, USGS menjalankan penilaian sumber tembaga A.S. dan membuat kesimpulan bahawa tembaga hampir sama banyak dijumpai seperti yang telah ditemui. Khususnya, USGS mendapati bahawa kira-kira 350 juta tan tembaga telah ditemui dan dianggarkan bahawa kira-kira 290 juta tan tembaga masih belum ditemui di Amerika Syarikat.
Penggunaan tembaga: Kualiti tembaga yang menjadikannya bahan pilihan untuk pelbagai aplikasi domestik, perindustrian, dan teknologi tinggi telah menghasilkan kenaikan mantap dalam penggunaan tembaga global. Kajian USGS tentang penggunaan tembaga menunjukkan beberapa trend menarik untuk tahun 1990 hingga 2012. Penggunaan tembaga dalam ekonomi sedang pesat membangun, seperti China dan India, meningkat dengan ketara, sementara kadar penggunaan di Amerika Syarikat jatuh sedikit. Sehingga tahun 2002, Amerika Syarikat merupakan pengguna tembaga utama dan setiap tahunnya menggunakan kira-kira 16 peratus daripada jumlah tembaga halus dunia (kira-kira 2.4 juta tan). Pada tahun 2002, Amerika Syarikat telah disusuli oleh China sebagai pengguna utama dunia tembaga halus. Ekonomi yang berkembang pesat di China menyumbang kepada empat kali ganda penggunaan tembaga yang disempurnakan tahunan selama 12 tahun dari tahun 2000 hingga 2012. Grafik oleh USGS.
Penilaian Sumber Tembaga Global
USGS menilai tembaga yang belum ditemui dalam dua jenis deposit yang menyumbang kira-kira 80 peratus daripada bekalan tembaga dunia. Deposit tembaga porfiri adalah kira-kira 60 peratus daripada tembaga dunia. Dalam deposit tembaga porfiri, mineral bijih tembaga disebarkan dalam pencerobohan yang tidak mencukupi. Deposit tembaga stratabound yang dianjurkan sedimen, di mana tembaga tertumpu pada lapisan dalam batuan sedimen, menyumbang kira-kira 20 peratus daripada sumber-sumber tembaga yang dikenal pasti di dunia. Secara global, lombong dalam kedua-dua jenis deposit menghasilkan kira-kira 12 juta tan tembaga setiap tahun.
Kajian ini menganggap potensi deposit terdedah dan tersembunyi dalam jarak 1 kilometer dari permukaan untuk deposit porfiri dan sehingga 2.5 kilometer dari permukaan untuk deposit stratabound yang dihoskan sedimen. Untuk deposit porfiri, 175 saluran telah ditakrifkan; 114 buah mengandungi 1 atau lebih deposit yang dikenalpasti. Lima puluh saluran telah ditakrifkan untuk deposit tembaga stratabound yang dihoskan sedimen; 27 mengandungi 1 atau lebih deposit yang dikenalpasti.
Keputusan penilaian disediakan oleh jenis deposit untuk 11 wilayah (jadual 1). Jumlah keseluruhan sumber yang belum dijumpai untuk deposit porfiri adalah 3,100 juta tan, dan jumlah min keseluruhan sumber yang belum ditemui bagi deposit yang dihoskan sedimen adalah 400 juta tan, untuk jumlah keseluruhan 3,500 juta tan tembaga. Rentang anggaran sumber (antara persentil ke-90 dan ke-10) mencerminkan ketidaktentuan geologi dalam proses penilaian. Kira-kira 50 peratus jumlah global berlaku di Amerika Selatan, Asia Tengah Selatan dan Indochina, dan Amerika Utara digabungkan.
Peta deposit tembaga: Pengedaran deposit tembaga yang diketahui pada tahun 2008. Merah menunjukkan tembaga yang dikaitkan dengan pencerobohan igneus (deposit tembaga porphyry) dan biru menunjukkan tembaga yang terdapat dalam batuan sedimen (deposit tembaga yang dihoskan sedimen). Peta oleh USGS. Memperbesar Peta.
Amerika Selatan mempunyai sumber tembaga yang paling banyak dikenal pasti dan tidak dapat ditemui (kira-kira 20 peratus daripada jumlah yang belum ditemui). Deposit porphyry terbesar di dunia ditambang di rantau ini. Chile dan Peru adalah antara negara pengeluar tembaga yang terkemuka di dunia.
Amerika Tengah dan Caribbean menjadi tuan rumah dua deposit raksasa (> 2 juta tan tembaga) yang belum dibangunkan di Panama. Kebanyakan sumber yang tidak ditemui berada dalam tali pinggang yang meluas dari Panama ke barat daya Mexico.
Amerika Utara menganjurkan saluran tembaga porfiri yang sangat mineralisasi yang termasuk deposit porosfin supergiant (> 25 juta tan tembaga) di utara Mexico, barat Amerika Syarikat, dan Alaska, serta deposit gergasi di barat Kanada. Anggapan sumber tembaga porfiri yang belum ditemui kira-kira sama dengan sumber yang dikenalpasti.
Negara pengeluar tembaga terkemuka di U.S.A. adalah Arizona, Utah, New Mexico, Nevada, dan Montana. Di Amerika Syarikat, deposit kuprum stratabound yang dihoskan sedimen yang tidak ditemui di Michigan, Montana, dan Texas dianggarkan mengandungi kira-kira tiga kali lebih banyak tembaga seperti yang telah dikenalpasti. Dua deposit gergasi diketahui, di Michigan dan Montana.
Timur Laut Asia adalah kurang jelas, dengan hanya sumber tembaga porphyry yang dikenal pasti dan hanya satu yang dikenal pasti deposit tembaga porphyry raksasa. Walau bagaimanapun, sumber yang belum ditemui bermakna dianggarkan agak besar. Wilayah ini mempunyai nisbah terbesar yang belum ditemui untuk sumber yang dikenal pasti dalam kajian ini.
North Central Asia mempunyai 35 deposit tembaga porphyry, termasuk deposit supergiant di Mongolia dan deposit gergasi di Kazakhstan. Kawasan saluran dianggarkan mengandungi kira-kira tiga kali jumlah sumber tembaga porphyry yang dikenalpasti. Rantau ini juga menjadi tuan rumah tiga deposit rantaian stratabound yang dianjurkan sedimen raksasa, di Kazakhstan dan Rusia. USGS menganggarkan bahawa sebanyak tembaga stratabound yang dihoskan sedimen seperti yang telah dijumpai mungkin hadir.
Selatan Asia Tengah dan Indochina kurang teliti diterokai daripada banyak bahagian dunia; bagaimanapun, empat deposit tembaga porfiri raksasa telah dikenal pasti setakat ini di Dataran Tinggi Tibet. Deposit tembaga porphyry yang tidak ditemui mungkin mengandungi lapan kali ganda jumlah tembaga yang dikenalpasti.
Archipelagos Asia Tenggara tuan rumah bertaraf dunia, deposit tembaga porfiri kaya emas seperti supergiant di Indonesia dan sekitar 16 deposit raksasa di Indonesia, Papua New Guinea, dan Filipina. Walaupun bahagian rantau ini diterokai dengan baik, sumber-sumber porfiri yang belum dijumpai mungkin melebihi sumber yang dikenal pasti.
Australia Timur mempunyai satu deposit tembaga porphyry raksasa dan beberapa deposit porphyry kecil. Sumber-sumber yang belum ditemui yang sederhana dijangkakan di bawah perlindungan. Australia telah menjadi pengeluar tembaga terkemuka selama beberapa dekad.
Eropah Timur dan Asia Barat Daya telah ditambang untuk tembaga sejak zaman purba, dan deposit tembaga porphyry gergasi baru-baru ini telah dikenalpasti. Tembaga yang tidak ditemui diramalkan kira-kira dua kali ganda sumber yang dikenal pasti, kedua-dua deposit porfirin di sepanjang tali pinggang dari Romania melalui Turki dan Iran dan deposit stratabound yang dihoskan sedimen di Afghanistan.
Eropah barat mempunyai deposit tembaga stratabound yang terbesar di dunia, di Poland. Sumber-sumber tembaga stratabound yang diangkut sedimen yang tidak ditemui di barat daya Poland dianggarkan melebihi sumber yang dikenal pasti oleh kira-kira 30 peratus.
Afrika dan Timur Tengah mempunyai pengumpulan deposit tambak stratabound yang terbesar di dunia, dengan 19 deposit gergasi di sabuk Tembaga Afrika Tengah di Republik Demokratik Congo dan Zambia. Sumber tembaga yang belum ditemui masih ditemui.