Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Anvendelse og forbrugKobber har en lang række fordelagtige egenskaber: højelektrisk ledningsevne, høj varmeledningsevne, er korro-sionsbestandigt, og så virker det antibakterielt. Kobberindgår let i legeringer med andre metaller såsom tin(bronze), zink (messing) og nikkel (nysølv). I disse legerin-ger ændres kobbers fysiske og kemiske egenskaber og fårmange nye anvendelsesmuligheder, særligt i byggeindu-strien til eksempelvis fremstilling af elektriske kabler,stikkontakter, vandrør og kedler. I industrien anvendeskobberlegeringer desuden i siliciumchips, hvor det gørmikroprocessorerne hurtigere og mere energi-effektive,eller til varmevekslere, hvor man udnytter kobbers højevarmeledningsevne. Kobber er desuden en essentielkomponent i grønne energiteknologier; eksempelvisindeholder en vindmølle ca. 5 ton kobber. Kobbers anti-bakterielle egenskab gør kobber egnet til at indgå i pro-dukter, der implicerer hyppige berøringer såsom dør-håndtag. Fremstilling af elektriske motorer, el- og lysin-stallationer, strømførende kabler, computere, tablets etc.samt byggeindustrien står for ca. 60% af det årlige kob-berforbrug. Kobber er også meget brugt i transportsekto-
ren. Eksempelvis indeholder en almindelig bil ca. 1,5 kmkobberkabler svarende til 22,5 kg kobber, mens en hybri-dbil indeholder op til 45 kg kobber. Kobberlege-ringerbenyttes også i skibskonstruktioner, hvor de reducererbakterie- og plantevækst på skroget.
Ko
bb
er
Fa
kt
ab
lad
nr.
12
, ju
ni
20
17
FAK
TA
OM
RÅ
ST
OF
FE
R
VIDENCENTERFOR MINERALSKE
RÅSTOFFER OGMATERIALER
MiMa
Kobber (Cu) er et formbart, sejt metal med en fremragende varme- og elektrisk ledningsevne. Dette, ikombination med en stor korrosionsbestandighed og antibakterielle egenskaber, gør kobber anvende-ligt til en lang række formål. Kobber er et af de metaller, der først blev udvundet i den menneskeligehistorie. Allerede 8.000 år f.v.t. brugte man kobber til mønter og dekorationer, fra 5.500 f.v.t blev detbrugt til værktøjer, og fra 3.000 f.v.t. fandt man på at legere kobber med tin (bronze). Dermed fik kob-ber mange nye anvendelsesområder. I det 18. og 19. århundrede førte opfindelser relateret til elektrici-tet til den industrielle revolution, som gav anledning til nye anvendelser af kobber. Kobber har såledesbevaret sin betydning for mennesker i årtusinder. Den globale efterspørgsel og produktionen af kobberfortsætter med at stige, og forbruget af bearbejdet kobber er tredoblet gennem de sidste 50 år. Det harført til, at efterspørgslen af raffineret kobber i de sidste syv år har været større end det årlige udbud.Store lagerbeholdninger af raffineret kobber har hidtil dækket dette, relativt lille, produktionsunder-skud. Navnet Kobber stammer fra det græske ord for Cypern, hvor der var store kobberforekomster ioldtiden.
Kobberledninger til elinstallationer. © Shutterstock.
Bygningskonstruktion 36%
Industri 15%
Transport 14%
Elektrisk udstyr 25% Infrastruktur 10%
nitrogen
14.007
N7
helium
He4.0026
2
neon
Ne20.180
10�uorine
F18.998
9oxygen
O15.999
8carbon
C12.011
6boron
B10.811
5
argon
Ar39.948
18chlorine
Cl35.453
17sulfur
S32.065
16phosphorus
P30.974
15silicon
Si28.086
14aluminium
Al26.982
13
krypton
Kr83.798
36bromine
Br79.904
35selenium
Se78.96
34arsenic
As74.922
33germanium
Ge72.64
32gallium
Ga69.723
31zinc
Zn65.38
30copper
Cu63.546
29nickel
Ni58.693
28cobalt
Co58.933
27iron
Fe55.845
26manganese
Mn54.938
25chromium
Cr51.996
24vanadium
V50.942
23titanium
Ti47.867
22scandium
Sc44.956
21calcium
Ca40.078
20potassium
K39.098
19
magnesium
Mg24.305
12sodium
Na22.990
11
beryllium
Be9.0122
4lithium
Li6.941
3
hydrogen
H1.0079
1
xenon
Xe131.29
54iodine
I126.90
53tellurium
Te127.60
52antimony
Sb121.76
51tin
Sn118.71
50indium
In114.82
49cadmium
Cd112.41
48silver
Ag107.87
47palladium
Pd106.42
46rhodium
Rh102.91
45ruthenium
Ru101.07
44technetium
Tc[98]
43molybdenum
Mo95.96
42niobium
Nb92.906
41zirconium
Zr91.224
40yttrium
Y88.906
39strontium
Sr87.62
38rubidium
Rb85.468
37
radon
Rn[222]
86astatine
At[210]
85polonium
Po[209]
84bismuth
Bi208.98
83lead
Pb207.2
82
dysprosium
Dy162.50
66terbium
Tb158.93
65gadolinium
Gd157.25
64europium
Eu151.96
63samarium
Sm150.36
62promethium
Pm[145]
61neodymium
Nd144.24
60praseodymium
Pr140.91
59cerium
Ce140.12
58lanthanum
La138.91
57
barium
Ba137.33
56caesium
Cs132.91
55
roentgenium
Rg[272]
111darmstadtium
Ds[271]
110meitnerium
Mt[268]
109hassium
Hs[277]
108bohrium
Bh[264]
107seaborgium
Sg[266]
106dubnium
Db[262]
105rutherfordium
Rf[261]
104radium
Ra[226]
88francium
Fr[223]
87
lutetium
Lu174.97
71ytterbium
Yb173.05
70thulium
Tm168.93
69erbium
Er167.26
68holmium
Ho164.93
67
thallium
Tl204.38
81mercury
Hg200.59
80gold
Au196.97
79platinum
Pt195.08
78iridium
Ir192.22
77osmium
Os190.23
76rhenium
Re186.21
75tungsten
W183.84
74tantalum
Ta180.95
73hafnium
Hf178.49
72
berkelium
Bk[247]
97lawrencium
Lr[262]
103nobelium
No[259]
102mendelevium
Md[258]
101fermium
Fm[257]
100einsteinium
Es[252]
99californium
Cf[251]
98curium
Cm[247]
96americium
Am[243]
95plutonium
Pu[244]
94neptunium
Np[237]
93uranium
U238.03
92protactinium
Pa231.04
91thorium
Th232.04
90actinium
Ac[227]
89
29
63,546
CuCopper
Nøgletal (2015)
Anvendelsesområder for kobber i 2015. Kilde: European Copper Institute 2016.
Priser: 32.000 kr./ton
Årlig produktion: 23 mio. ton-heraf fra genanvendelse 7 mio. ton
Genanvendelsesgrad: > 50 % (2014)
Forsyningsrisiko: LAV
Opmålte reserver: 720 mio. ton (~30 års forbrug)
Estimerede 2.100 mio. tonressourcer: (~90 års forbrug)
Kobber
MiMa faktablad_Kobber.qxp_GO factsheet 1 04/07/17 09.42 Side 1
2
Vi ser således dagligt kobbers mange an-vendelsesområder, fra hustage, gadelam-perne, der lyser op i mørket, til solceller ogvindmøller, der markerer kobbers betyd-ning for fremtidens energimarked. Asien erden verdensdel, der forbruger mest kobber(62%), hvilket hænger sammen med, atlangt størstedelen af elektroniske apparatu-rer og biler produceres her.
Geologi og ressourcer I Jordens skorpe er kobber et relativt almin-deligt grundstof med ca. 50 gram per ton.Kobber kan findes som gedigent metal,men de fleste kobbermalme består af kob-berholdige mineraler, hvoraf de økonomiskvigtigste er kobbersulfidmineralerne chal-copyrit (CuFeS2), covellit (CuS), bornit(Cu5FeS4), chalcosit (Cu2S), samt oxidmine-ralet cuprit (Cu2O). Omkring halvdelen afverdens kobberproduktion stammer framineralet chalcopyrit. De fleste kobberfore-komster, som brydes i dag, indeholder mel-lem 0,2-0,8% Cu. Kobbermineralerne findesi forskellige geologiske miljøer. Eksempelviskommer omkring 60% af verdens kobberfra kobberminer knyttet til porfyrforekom-
ster; porfyrtyperne findes typisk i områder,hvor oceanisk skorpe har været trykket nedunder den kontinentale skorpe og derveder smeltet; denne smelte er efterfølgendetrængt op i de overliggende bjergarter.Derfor findes porfyrforekomster typisk ipladegrænse-kollisionsområder som fx iAndesbjergene og i det Indonesiske øhav.Udfældningen af kobbersulfiderne er kon-trolleret af de sprækkedannelser, den op-trængende smelte har forårsaget, og kob-bermineralerne findes ofte i et netværk afårer sammen med kvarts og til tider guld.Det er også almindeligt at finde kobbermi-ner i områder, hvor kobber er udfældet isedimentære bjergarter (sandsten, skifer,kalksten, m.fl.). Denne type forekomsterdominerer i ’Kobberbæltet’ i Zambia og DRCongo og kendes fra Østeuropa; de inde-holder typisk ~2% Cu og bidrager med~25% af den globale produktion; desudenindeholder de kobolt, som udvindes sombiprodukt til kobber.
I de sedimentære bassiner i Grønland ken-des flere lokaliteter med forhøjede kobber-koncentrationer samt egentlige kobbermi-
neraliseringer, især i Nord- og Østgrøn-land, hvor Thule Bassinet og Jameson Land,vurderes at kunne indeholde nogle af frem-tidens kobberforekomster.
Produktion Kobber bliver udvundet i omkring 50 lande,men Chile, Peru og Kina står tilsammen fornæsten halvdelen af produktionen. Chilehar været verdens største producent afkobber i mere end 20 år og havde i 2015 enverdensandel på 31% efterfulgt af Kina medca. 9%. De andre store minelande for kob-ber er USA, Australien, DR Congo, Canadaog Rusland. Selvom størstedelen af produk-tionen er placeret i få lande, er den jævntfordelt på mange selskaber. Men Kina råderover mere end 30% af den globale kapaci-tet til smeltning og raffinering af kobber-malm og dominerer dermed kobberproduk-tionen. Det globale forbrug af kobber samtden globale produktion af raffineret kobberhar været næsten jævnt stigende fra ca. 12mio. ton Cu i 1995 til ca. 23 mio. ton i 2015.Kina forbruger alene ca. 40% af dennemængde.
Fremstilling af kobberprodukter startermed brydning af kobbermalm i en mine. Imineanlægget knuses malmen, hvorefterde kobberholdige mineraler frasorteres ogved brug af fysiske og kemiske processeromdannes til et kobbermalms-koncentrat.Dette kobbermalms-koncentrat er en han-delsvare, der sælges til et smelteværk.Under smelteprocessen tilsættes etfluxmiddel, der sænker smeltepunktet, ogsom binder sig til jern og svovl, så disseefterfølgende kan udfældes som slagger.Resten fremstilles til rå-kobbermetal med~1% urenheder.
Til kommercielle kobberprodukter må uren-hederne maksimalt udgøre 0,01%, derforbliver dette rå-kobbermetal raffineret meden elektrolytisk proces, så de sidste uren-heder udskilles. Der fremstilles et kobber-
Fa
kt
a
om
K
ob
be
r
8,3%
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
Freep
ort-M
cMorR
an
Codelc
o
Glenmore
BHP B
illiton
KGHM
South
ern C
oppe
r
Anglo A
merican
Rio Tint
o
First
Quantum
Antofag
asta0
Glo
bal k
obbe
rpro
dukt
ion
i 201
5(m
io. t
on)
10,1%
6,3%5,7%
4,0%3,0% 3,0%
2,5% 2,1% 2,0%
Udvinding fra åbne eller underjordiske
miner
Knusning ogformaling
Mineralseparation
Raffineringelektrolyse
Smeltning Fremstilling afkobbermetal
SX-EW
Genanvendelse afkobberholdige
produkter
Markedsandele for de største producenter af kobber i 2015. Kilde: International Copper StudyGroup 2015.
Produktionskæde for kobber der illustrerer de vigtigste trin, kobber gen-nemgår fra minedrift til anvendelse. SX-EW = Solvent Extraction andElectrowinning.
MiMa faktablad_Kobber.qxp_GO factsheet 1 04/07/17 09.42 Side 2
metal med den ønskede renhed, som efter-følgende kan bruges til fremstilling af halv-fabrikata (barrer, ledninger, legeringerm.m.).
Nogle malmmineraler er syreopløselige, ogman kan derfor udlude kobber direkte fraden knuste kobbermalm. Herved bliverbehandlingen ved minen simplere, smelte-processen kan springes over, så det udlude-de kobberkoncentrat kan sendes direkte tilraffinering. Denne fremstillingsmåde kaldes’Solvent Extraction and Electrowinning’eller blot SX-EW; i 2015 udgjorde SX-EW-metoden ~20% af verdens kobberproduk-tion.
Genanvendelse og substitutionBåde fra et ressourcesynspunkt og fra etenergisynspunkt er det en fordel at genan-vende kobber. Teknisk set er det relativtnemt at få kobber ud af kobberholdige pro-dukter og få det på en ren form, hvor detkan genanvendes i højkvalitetsprodukter.Systemerne til indsamling af brugt kobberer effektive, og der er kun et lille tab vedomdannelse af kobber-skrot til nyt kobber.Dette afspejles i de meget høje genanven-delsesrater for kobber, der er over 50%. Daen betydelig del af kobber bruges til infra-
struktur og i bygninger med lange leveti-der, går der mange år, inden kobberet her-fra kan recirkuleres, og da det samledekobberforbrug er stigende, udgør den sam-lede mængde genanvendt kobber kun om-kring 30%; resten er ny-produceret kobber.
Kobber kan til en vis grad erstattes medandre metaller, men ofte på bekostning afen højere pris og/eller mindre effektivitet.Eksempelvis har sølv en bedre lednings-evne end kobber, men er mere end 100gange så dyrt. Aluminium erstatter i højere
grad kobber i bl.a. strømkabler, da de tometaller har nogenlunde samme elektriskeledningsevne, men aluminium er betydeligtbilligere. Dog fylder aluminiumskablermere end traditionelle kobberkabler, og deer mindre modstandsdygtige for vind ogvejr. På området for varmeudvekslereerstattes kobber i stigende omfang af stål-legeringer, titaniumlegeringer og alumini-um. Desuden er der øget brug af plast- ogkompositmaterialer som erstatning for kob-ber i VVS-installationer.
3
Fa
kt
a
om
K
ob
be
r
Australien
Kina
Rusland
Landevurdering:
Politisk stabilt
Politisk ustabilt
Landevurdering:
Ikke vurderet 8Opmålte kobberforekomster
Malmudvinding(% af verdensmarked)
(% af verdens samlede reserver)
Produktion og reserver:
6
4
13
12
5
42
4
9
4Canada
9
5
7USA
4
31Chile
29
11
Peru 3
5 DR Congo
Reserver og produktion i de otte mest produktive lande i 2015. Landevurderingen viser de lande, som efterforsknings- og mineselskaberne vurderer som godehenholdsvis dårlige for minedrift. Vurderingen er baseret på udvalgte faktorer (retssystemet, handelsbarrierer og politisk stabilitet) fra Fraser Institute (2014).
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.00025
20
15
10
5
01995 2000 2005 2010 2015
Årlig
pro
dukt
ion
af ra
ffine
ret k
obbe
r(m
io. t
on)
Realp
ris U
S$/to
n
Årlig raffineret kobberproduktion (mio. ton)Realpris (US$/ton)
Udvikling i pris samt årlig produktion af raffineret kobber i årene 1995-2015. Den gule kurve angiv-er den årlige gennemsnitspris for raffineret kobber i US$/ton, korrigeret for inflation, i 2010-priser.Kilde: Verdensbanken.
MiMa faktablad_Kobber.qxp_GO factsheet 1 04/07/17 09.42 Side 3
Marked og priser Som nævnt er produktionen og efterspørg-slen på kobber steget markant de sidste 20år, hvor især BRIK-landene står for en sta-dig større efterspørgsel på kobber. Samti-dig har Latinamerika i samme periode øgetproduktionen af kobber. Udviklingen i kob-berpriserne har været svingende i perio-den, men har overordnet set været stigen-de. Denne tendens følger andre råvarersåsom zink, olie, hvede og kaffe, der alleudviste store udsving fra 2007 til nu.Kobberprisens udvikling har således væretpåvirket af en global trend på det finansiel-le råvaremarked. Siden 2011 er kobberpri-sen, sammen med resten af råstofmarke-det, faldet igen og har tabt ca. 40% af sinværdi. Der synes ikke at være en direktesammenhæng mellem disse store udsvingog efterspørgslen, hvilket fremgår af dennogenlunde konstante stigning i kobber-produktionen i disse perioder.
ForsyningsrisikoKobber forventes fortsat at være et vigtigtmetal for samfundet, og det forventes atspille en betydelig rolle i innovation ogomstilling til grøn energiproduktion. EUvurderer forsyningsrisikoen for kobber somlav pga. store ressourcer og reserver, somer fordelt på mange lande og på mangeforskellige selskaber. Det skal dog bemær-kes, at kapaciteten for smelterier og raffi-naderier er koncentreret i Asien, og at Kinaderfor potentielt kan udfordre forsy-ningskæderne for kobber.
Kilder og videre læsning
Mineral Profiles – British Geological Surveywww.bgs.ac.uk/mineralsUK/statistics/mineralProfiles.html
Copper facts and informationhttp://copperalliance.eu/
Copper processing informationwww.copper.org/education/
Copper statisticswww.icsg.org/
Copper statistics and information – USGShttp://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/copper/
Copper prices – London Metal Exchangewww.lme.com/metals/non-ferrous/copper/
VIDENCENTERFOR MINERALSKE
RÅSTOFFER OGMATERIALER
MiMa
Fa
kt
a
om
K
ob
be
r
KontaktPer Kalvig, centerlederTelefon: 91 33 38 [email protected]
Simon Thaarup, [email protected]
ISSN: 2246-7246
AdresseVidencenter for Mineralske Råstoffer og Materialer
De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og GrønlandØster Voldgade 101350 København K, Danmark
Internet: mima.geus.dk
København med de karakteristiske grønne, irrede kobbertage og -spir. © Shutterstock.
MiMa faktablad_Kobber.qxp_GO factsheet 1 04/07/17 09.42 Side 4