الوزن النوعي لخام النحاس: الكثافة والأنواع
ينتمي خام النحاس إلى خامات المعادن غير الحديدية. وتوجد المعادن في الخامات المؤكسدة في صورة مركبات حاوية على الأكسجين، مثل الكربونات والسيليكات والأكاسيد والكبريتات وغيرها. ويوجد النحاس في خامات مختلطة تجمع الصورة المؤكسدة والكبريتيدية، وكذلك في خامات طبيعية بحالة حرة. وتحتوي الخامات الأولية لمعظم الحقول الصناعية على النحاس في صورة كبريتيدات.
يعرف علم المعادن اليوم أكثر من 200 تكوين معدني طبيعي يحتوي على النحاس. ومن الأنواع الصالحة للتطوير:
-
الخامات الكبريتيدية: الكالكوبيريت 34-35% نحاس، والبورنيت 52 إلى 65%، والكالكوسيت حتى 80%.
-
خامات النحاس والنيكل: الكوبانيت 22 إلى 45% Cu.
-
النحاس الطبيعي 98 إلى 100%.
-
الخامات المؤكسدة: المالاكيت حتى 57,5%، والأزوريت حتى 56%، والكريزوكولا حتى 36%، والبروشانتيت حتى 56%، والكوبريت حتى 89% وغيرها.
رواسب خام النحاس
تحتوي الخامات المسماة نحاسية على معادن أخرى كثيرة. ويكون تطوير الحقول مجديًا اقتصاديًا عند محتوى نحاس يتجاوز 0,5%.
تُعد تكوينات شبه جزيرة كولا وتشيلي وزامبيا من أكبر الحقول الصناعية، كما تُستخرج رواسب كبيرة من خامات النحاس السماقية في الولايات المتحدة وبولندا وكندا وبيرو وغيرها. ووفق العلماء، تحتوي الحقول الصناعية الكبرى على أكثر من 680 مليون طن من النحاس.
النحاس الطبيعي ذي المحتوى الأقصى من المعدن النقي نادر جدًا. ومن أشهر المركبات المحتوية على النحاس:
-
البورنيت. اكتشفه العالم التشيكي إغناتس فون بورن فسُمي باسمه، ويُعرف بالبيريت الملون أو أرجوان النحاس. ويختلف مظهره بحسب المنشأ. ويحتوي على ما يصل إلى ربع تركيبه من الكبريت وأكثر من 10% Fe، ويصل النحاس إلى 63%.
-
الكالكوبيريت أو بيريت النحاس، معدن حراري مائي ينتمي إلى الخامات متعددة المعادن.
-
الكالكوسيت. قد يحتوي على حتى 80% من النحاس، والباقي كبريت. وسُمي «بريق النحاس» لسطحه الكثيف الحبيبي اللامع وألوانه من الرصاصي إلى الأسود الداكن.
ومن أشهر التكوينات النادرة:
-
المالاكيت، ذو بنية خضراء جميلة ويُستخدم حجرًا للزينة. وهو كربونات نحاس خضراء من خامات النحاس متعددة المعادن. وغالبًا ما يوجد قرب الكوبريت والنحاس الطبيعي.
-
الأزوريت أو لازورد النحاس، معدن أزرق زاهٍ ذو صلادة مميزة. وتوجد حقوله في الكونغو والمغرب واليونان وفرنسا وبريطانيا وأستراليا. وتوجد خامات كبريتيدية قرب المالاكيت والأزوريت اللذين كثيرًا ما يندمجان.
-
الكوفيليت، معدن كبريتيدي وُجد أول مرة عند سفح فيزوف، وله منشأ إحلالي. وهو لين نسبيًا وأزرق بنفسجي ذو بريق معدني، وتتجاوز نسبة النحاس فيه 65%. وتوجد حقوله في تشيلي والولايات المتحدة وصربيا وإيطاليا.
يختلف الوزن النوعي بحسب نوع المعادن وتركيبها. ويعرض الجدول متوسط القيم المرجعية، وتتطابق قيمة الوزن النوعي عددياً مع الكثافة في النظام الدولي.
جدول الوزن النوعي لخام النحاس ومعادنه
| اسم المعدن | الصيغة الكيميائية | كثافة المعدن (غ/سم³) | الوزن النوعي للخام (كغ/م³) |
|---|---|---|---|
| البورنيت | Cu5FeS4 | 4,9–5,3 | 4900–5300 |
| الكالكوبيريت | CuFeS2 | 4,1–4,4 | 4100–4400 |
| الكالكوسيت | Cu2S | 5,5–5,8 | 5500–5800 |
| المالاكيت | Cu2(CO3)(OH)2 | 3,75–3,95 | 3750–3950 |
| الأزوريت | Cu3(CO3)2(OH)2 | 3,5–4 | 3500–4000 |
| الكوفيليت | CuS | 4,6–4,8 | 4600–4800 |
الأسئلة الشائعة
كم يزن 1 م³ من خام النحاس؟
يتوقف الوزن على المعدن ومحتوى النحاس والصخر العقيم والرطوبة ودرجة التكسير. وتستخدم الحسابات كثافة نوع الخام المعني.
لماذا تختلف كثافة خام النحاس؟
قد تكون الخامات كبريتيدية أو مؤكسدة أو نحاسية نيكلية أو تحتوي على نحاس طبيعي، ولذلك يتغير التركيب والكثافة كثيرًا.
ما أكثر معادن النحاس شيوعًا؟
من أهمها الكالكوبيريت والبورنيت والكالكوسيت والمالاكيت والأزوريت والكوبريت وغيرها من مركبات النحاس.