Η τελευταία έκρηξη στην τεχνολογική καινοτομία για τηνβιομηχανία χαλκούσυνέβη στις δύο πρώτες δεκαετίες αυτού του αιώνα, όταν η εξόρυξη ανοιχτού λάκκου, η συγκέντρωση επίπλευσης και το αντηχητικό μεταλλουργείο προσαρμόστηκαν σε μεταλλεύματα χαλκού από πορφύριο.

Με εξαίρεση την εκχύλιση με έκπλυση-διαλύτη-ηλεκτρική τήξη, οι βασικές μέθοδοι μπάτσου ανά παραγωγή παρέμειναν αμετάβλητες για 65 χρόνια. Επιπλέον, έξι από τα ορυχεία που άνοιξαν μεταξύ 1900 και 1920 εξακολουθούν να είναι μεταξύ των μεγάλων παραγωγών χαλκού στις Ηνωμένες Πολιτείες σήμερα.

Αντί για μεγάλα άλματα προς τα εμπρός, η τεχνολογική καινοτομία στη βιομηχανία χαλκού τα τελευταία 65 χρόνια συνίσταται σε μεγάλο βαθμό σε σταδιακές αλλαγές που επέτρεψαν στις εταιρείες να εκμεταλλεύονται μεταλλεύματα χαμηλότερης ποιότητας και να μειώνουν συνεχώς το κόστος παραγωγής. Οι οικονομίες κλίμακας ήταν πραγματικές

χρησιμοποιείται σε όλες τις φάσεις της παραγωγής χαλκού. Τόσο η παραγωγή όσο και η ανθρώπινη παραγωγικότητα έχουν αυξηθεί δραματικά.

Αυτό το κεφάλαιο περιγράφει εν συντομία την τεχνολογία παραγωγής χαλκού, από την εξερεύνηση, την εξόρυξη και την άλεση, μέχρι την τήξη και τη διύλιση ή την εξαγωγή με διαλύτη και την ηλεκτρονικοποίηση. Το κεφάλαιο ξεκινά με μια επισκόπηση της ιστορίας της ανάπτυξης μπάτσων ανά τεχνολογία. Στη συνέχεια, για το καθένα

στάδιο στην παραγωγή χαλκού, εξετάζει την τρέχουσα κατάσταση αιχμής, προσδιορίζει τις πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις, εξετάζει πιθανές μελλοντικές εξελίξεις και ανάγκες έρευνας και ανάπτυξης και συζητά τη σημασία περαιτέρω προόδου για την ανταγωνιστικότητα της βιομηχανίας των ΗΠΑ. Εικόνα 6-1

δείχνει φύλλα ροής για πυρομεταλλουργικά και υδρομεταλλουργικά

2 Παραγωγή χαλκού. Οι πίνακες 6-1 και 6-2 παρέχουν περιλήψεις κάψουλας αυτών των διεργασιών.

1 ΠυρομεταΙουργία ΕΙΝΑΙ η εκχύλιση μεταΙ από μεταλλεύματα και συμπυκνώματα με τη χρήση χημικών αντιδράσεων σε υψηλές θερμοκρασίες.

2 Η υδρομεταλλουργία είναι η ανάκτηση μεταλλευμάτων από μεταλλεύματα χρησιμοποιώντας διαλύματα με βάση το νερό.

Ήδη από το 6000 π.Χ., ο εγγενής χαλκός -το καθαρό μέταλλο- βρέθηκε ως κοκκινωπές πέτρες στη Μεσογειακή περιοχή και σφυρηλατήθηκε σε σκεύη, όπλα και εργαλεία. Γύρω στο 5000 π.Χ., οι τεχνίτες ανακάλυψαν ότι η θερμότητα έκανε τον χαλκό πιο εύπλαστο. Η χύτευση και η τήξη του χαλκού άρχισε γύρω στο 4000-3500 π.Χ. (βλ. εικόνα 6-2). Περίπου το 2500 π.Χ., ο χαλκός συνδυάστηκε με τον κασσίτερο για να φτιάξει μπρούντζο — ένα κράμα που επέτρεπε ισχυρότερα όπλα και εργαλεία. Ο ορείχαλκος, ένα κράμα χαλκού και ψευδαργύρου, πιθανότατα δεν αναπτύχθηκε μέχρι το 300 μ.Χ

Ο χαλκός εξορύχθηκε για πρώτη φορά (σε αντίθεση με τον οποίο βρέθηκε στο έδαφος) στην κοιλάδα Timna στο Ισραήλ — μια έρημη περιοχή που πιστεύεται ότι ήταν η τοποθεσία των Ορυχείων του Βασιλιά Σόλο μον (βλ. εικόνα 6-3). Οι Φοίνικες και οι Ρεμάνοι, οι οποίοι εργάζονταν στα μεγάλα ορυχεία στην Κύπρο και στην περιοχή Ρίο Τίντο της νότιας Ισπανίας, έκαναν τις πρώτες προόδους στις μεθόδους εξόρυξης και εξόρυξης χαλκού. Για παράδειγμα, οι Ρωμαίοι βρήκαν σχεδόν 100 σώματα μεταλλεύματος σε σχήμα φακού στην περιοχή χαλκού Rio Tinto. Οι σύγχρονοι γεωλόγοι έχουν βρει μόνο μερικά επιπλέον κοιτάσματα και σχεδόν όλη η σύγχρονη παραγωγή του Rio Tinto προέρχεται από μετάλλευμα που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τους Remans.

3 Στο Rio Tinto, οι Remans εξόρυξαν το ανώτερο τμήμα του μεταλλεύματος, με βόδι, και συνέλεξαν τα διαλύματα χαλκού Iaden που παρήχθησαν από το νερό που εισρέει αργά προς τα κάτω μέσα από τα suIfide σώματα μεταλλεύματος. Όταν οι Μαυριτανοί κατέκτησαν αυτό το τμήμα της Ισπανίας κατά τον Μεσαίωνα, τα μεταλλεύματα οξειδίου είχαν εξαντληθεί σε μεγάλο βαθμό. Μαθαίνοντας από τη ρωμαϊκή εμπειρία με τη διαρροή, οι Μαυριτανοί ανέπτυξαν τεχνικές εξόρυξης ανοιχτού λάκκου, έκπλυσης σωρών και τεχνικές κατακρήμνισης σιδήρου που συνέχισαν να χρησιμοποιούνται στο Ρίο Τίντο στον 20ο αιώνα.

Στη Βρετανία, ο χαλκός και ο κασσίτερος κατεργάζονταν στον τοίχο του καλαμποκιού και ανταλλάσσονταν με τους Φοίνικες ήδη από το 1500 π.Χ. Οι Remans έφεραν βελτιωμένες τεχνικές μεταλλουργίας στη Βρετανία.