Издавна семь металлов известны человечеству: медь, железо, золото, серебро, олово, свинец, ртуть. С медью человек был знаком еще до железа, приблизительно 10 тыс. лет, а 9 тысячелетий назад каменный век на Переднем и Ближнем Востоке уступил место медному (он же энеолит или халколит). Несколько позже, примерно 7 тысячелетий назад, медный век пришел в Европу. Начало его связано с первыми попытками развития горнорудного дела, литьем первого металла и использованием меди для производства орудий труда. Последние, в связи с тем, что делались они из мягкой меди, использовались наряду с каменными и костяными орудиями труда.
Первыми медными рудами, очевидно, были медные самородки, встречающиеся довольно часто и имеющие крупные размеры (самородки меди, найденные в США в районе озера Верхнего, достигали 500 т.). Затем стали использовать медные залежи в богатых месторождениях. Так, наиболее древний медный рудник в Европе обнаружен сербскими археологами в восточной Сербии в районе Тимочка Краина. Ему 7 тысяч лет. В Пакистане в Белуджистане геологами открыты развалины древнего города, сотни жителей которого приблизительно около четырех тысячелетий назад занимались добычей и переработкой меди. С давних пор населению Западной Европы были известны залежи богатого месторождения на Кипре. Полагают, что от слова Кипр и возникло латинское «купрум». Название «медь» происходит, вероятно, от слова «смида», которым древние племена (населявшие в бронзовом веке европейскую территорию нашей страны) именовали вообще все металлы, потому что знали только один-единственный металл медь.
6,5 тысячелетий назад медный век распространился на юге современной Средней Азии и Закавказья. Под влиянием культуры Древнего Востока здесь сформировались культуры Анау в Туркмении, земледельческие поселения Азербайджана, Грузии, Армении. Примерно 6 тысячелетий назад медный век распространился на юго-западные территории, включая территорию современной Украины, и продолжался до 2-го тысячелетия до н. э.
Мягкую и слишком легкоплавкую медь сменила бронза. Брозовый век, так же как и медный, наступал постепенно.
Полагают, что бронза стала известна человечеству немного позднее меди, где-то около 6 тыс. лет назад. Именно к этому времени относятся древнейшие бронзовые орудия, найденные в Иране, Турции, Месопотамии. Название бронза появилось позднее, чем стали ее производить. Оно в начале означало «медь из Брундизия» (Брундизи — древний порт на побережье Адриатического моря, являющийся конечным пунктом Аппиевой дороги, по которой поступала добываемая на Аппенинском полуострове медь). Медь обычно не была чистой, чаще всего это был сплав меди с оловом. По другой версии в порт Брундизи заходили греческие суда, привозившие олово из месторождений Англии. Здесь шла торговля металлом. Металлурги Брундизи освоили производство бронзы. «Медь из Брундизия» вскоре стали называть короче — бронзой.
Итак, бронзовый век начался на Переднем и Ближнем Востоке 6 тысячелетий назад, примерно 5 тыс. лет назад он распространился в Средиземноморье, Индии, 4 тысячелетия назад — по всей Европе и Азии. Возникли металлургические центры, появились мастера по выплавке бронзы и изготовлению бронзовых орудий, топоров, мотыг, серпов, мечей, ножей. Применение бронзы способствовало бурному развитию ремесла, торговли, средств передвижения (строительство малых судов, колесных телег), развивается пахотное земледелие, кочевое скотоводство. Именно в этот период ремесло отделяется от земледелия (второе крупное разделение труда). На современной территории СССР уже 5 тысячелетий назад бронзовый век отличался высоким уровнем развития. На Кавказе и в Закавказье известны изделия кавказских металлургов. От Днепра до Енисея обитали племена, которые относят к срубной и андроновской культурам, они имели металлургические центры в пределах современного Урала, Казахстана, Средней Азии, Горного Алтая. Севернее, в лесостепях и лесах жили племена фатьяновской и абашевской культур.
С давних пор на территории нашей страны много раз находили остатки древних рудников и медеплавильных печей. Например, еще в 1897 г. геолог И. П. Бартенев писал, что в долине р. Цильмы площадь древних выработок медной руды составила около 4 км2 и здесь добыто в древности около 25 тыс. т чистой меди.
Древние медеплавильни, найденные геологом Н. Н. Урванцевым у Дудинки, помогли ему открыть Норильское месторождение никеля, меди и платины. Медь (и сплав с ее участием — бронза) сыграли важную роль в становлении человека. Медь стала его первым металлом, и позволила осуществить революционную перестройку производительных сил.
Теперь немного о самой меди. Это металл красного цвета, обладающий хорошей ковкостью, тягучестью, хорошей сплавляемостью с другими металлами, легкоплавкий (температура плавления 1083 °С). Кроме того, медь очень теплопроводна, высоко электропроводна (по электропроводности лишь немногим уступает дорогостоящему серебру, но зато в несколько раз превосходит алюминий и в 35 раз — титан).
Медь и ее сплавы (в разных странах от половины до двух третей всей выплавленной меди) используют в электротехнической промышленности и промышленности средств связи, авиационной, приборомашиностроительной и химической промышленности. Много меди идет на изготовление электронно-вычислительных машин, автомобилей (так, например, в США и Великобритании на производство одной легковой автомашины идет 20 кг меди).
Наряду с чистой медью используются и ее сплавы с цинком (латунь — до 30% цинка), оловом (оловянные бронзы — 5—30% олова), алюминием (алюминиевые бронзы — до 5—10% алюминия), свинцом (свинцовые бронзы — до 30 % свинца), кремнием (кремнистые бронзы — до 5 % кремния), бериллием (бериллиевые бронзы — до 3% бериллия), никелем (мельхиор, нейзильбер, константан).
Латунь применяется для изготовления труб, листа, штампованных деталей часов, различных точных приборов и механизмов; алюминиевые бронзы — для изготовления ответственных деталей авиационных двигателей и турбин, используются в автомобилестроении, приборостроении, часовом производстве, ювелирном деле, для изготовления хирургических инструментов.
Из оловянных бронз отливают скульптуры, делают барельефы, выполняют гравюры. Бронзовые скульптуры люди научились отливать примерно 2,5 тысячелетий назад. Например, 2,3 тыс. лет назад скульптором Харесом был отлит 32-метровый (высотой в 8—9-этажный дом) бронзовый Колосс Родосский, статуя бога солнца Гелиоса (через полвека во время землетрясения он упал, теперь заменен Колоссом Родосским из алюминия). 1200 лет назад была отлита гигантская фигура Будды массой в 400 т в храме Тадайдзи, позднее — «Медный всадник» в Петербурге (скульптор Фальконе) и другие.
Все бронзы не дают искр, поэтому широко используются для изготовления инструментов для работы во взрывоопасных цехах и на нефтепромыслах. Сплав меди с никелем и алюминием идет для чеканки монет.
В прошлом бронза в нашей стране широко использовалась для отливки пушек и колоколов. Шедеврами литейного производства являются 40-тонная Царь-Пушка (отлита в 1586 г. Андреем Чоховым) и 200-тонный Царь-Колокол (отлит в 1755 г. отцом и сыном Маториными), хранящиеся в Московском Кремле. В Полтавском бою со шведами против четырех пушек шведов Петром I были выставлены.72 бронзовые пушки русского войска, отлитые из церковных колоколов.
Потребление меди в мире ежегодно увеличивается примерно на 5 %. Одновременно растет и применение ее заменителей (например, алюминиевых проводов, пластмассовых деталей часов, приборов и т. д.). По общему объему мирового производства и потребления медь среди металлов занимает третье место после железа и алюминия.
Из 240 медистых минералов многие имеют промышленное значение: самородная медь (100% меди), халькопирит, или медный колчедан (сульфид меди и железа, 34—35 % меди), ковеллин (сульфид, 66,4 %), борнит (сульфид меди и железа, 55—69 %), халькозин, или медный блеск (сульфид, 80 %), куприт (оксид, 89 %), малахит (карбонат, 57 %), азурит (карбонат, 56—69 %), хризоколла (силикат, 36 %), блеклые руды (сульфосоли, 48—57 %).
Названия минералов имеют различное происхождение: халькопирит («пир» по-гречески — огонь) имеет яркий золотисто-желтый (огненный) цвет; куприт — от слова «купрум» — медь (по-латински); азурит (от французского «азур» и арабского «лазавард» — голубой камень, лазурь) имеет ярко-синий цвет; малахит (по-гречески «маляхэ» — мальва, зеленое растение) обладает ярко-зеленой окраской; хризоколла (по-гречески «колля» — клей) в древности употреблялась для паяния (склеивания) золотых изделий; блеклые руды называются так из-за невыразительного от стально-серого до железо-черного цвета. Ковеллин назван в честь итальянского минеролога Н. Ковелли, открывшего минерал в лавах Везувия; борнит носит имя австрийского минералога И. фон Борна.
Промышленное значение имеют медистые песчаники, меднопорфировые руды, колчеданные месторождения. Реже встречаются месторождения сульфидных медно-никелевых руд, жильные гидротермальные месторождения, медные руды, генетически связанные с карбонатитами. Под медистыми песчаниками понимают осадочные месторождения, приуроченные к пестроцветным глинисто-песчаным отложениям, обогашенным вкрапленными халькопирит-борнитовыми рудами. Меднопорфировые месторождения приурочены к гранитным массивам, измененным гидротермальными процессами. Месторождения колчеданного типа связаны с осадочно-вулкаиогенными толщами.
Они образуют крупные меденосные провинции, в которых основными рудными минералами являются пирит, халькопирит, блеклые руды. В области накопления медистых минералов в зоне окисления всюду встречаются ярко окрашенные в зеленые и синие цвета вторичные минералы — малахит и азурит. Медная зелень и синь — прекрасные поисковые признаки на медь.
Минимальное содержание металла в рудах разрабатываемых месторождений обычно превышает 1 %, но в некоторых случаях (карьерная добыча) кондиции понижаются до 0,3—0,5 %. До революции в России разрабатывались лишь небольшие месторождения меди колчеданного типа. Первое крупное месторождение, Коунрадское, открыто в Северном Прибалхашье в 1928 г. Затем были обнаружены месторождения в Казахстане (Джезказганское месторождение медистых песчаников, Коксайское, Лениногорское), на Урале (медно-колчеданные — Блявинское, Сибаевское, Дегтярское, Гайское), в Узбекистане (медно-порфировое Алмалыкское), в Красноярском крае (медно-никелевые комплексные, связанные с ультраосновными интрузиями — Норильское и Талнахское), в Закавказье (гидротермальное Кафанское), в Забайкалье (Удоканское месторождение медистых песчаников) и другие.
Крупными ресурсами меди обладают Польша (меднорудный район Глогув — Болеславец — Любин), Югославия (Бор с запасами в 1,8 млн. т и Майданпек — 1,5 млн. т), Болгария (Медет и др.), Румыния, Германия, Чехо-Словакия, Албания, Куба, КНДР и КНР.
Медь известна в 70 несоциалистических странах. Общие запасы ее здесь, по данным 1987 г., превышают 0,8 млрд. т (общие ресурсы 1,4 млрд. т), в том числе подтвержденные 0.48 млрд. т. Примерно пять шестых общих запасов заключено в месторождениях девяти стран (в млрд. т): Чили (0,24), США и Замбии (по 0,4), Канады, Заира, Австралии, Перу, Панамы, Мексики.
В Чили известно более 450 месторождений, но 90 % запасов сосредоточено в четырех уникальных: Чу кика мата, Эль-Теньенте (или Браден), Эль-Эбра, Эскондида. Чукикамата — один из крупных в мире медных рудников, разрабатываемый открытым способом. Он напоминает чашу крупного стадиона (4X1,5 км). Ярусы спускаются на глубину 380 м. Стотонные самосвалы и железнодорожные составы после каждого взрыва вывозят руду на обогатительные фабрики. Дневная выработка более 100 тыс. т руды. Это позволяет в год добывать 0,3 млн. т меди.
Надо отметить, что Чукикамата — не самый глубокий рудник. Например, в США в штате Юта имеется медный рудник глубиной до 700 м, представляющий собой чашу 3X2 км. Он также дает ежегодно 0,3 млн. т меди.
В странах Западной Европы широкой известностью пользуются месторождения Рио-Тинто, расположенные на юге Испании у г. Севильи, Корнуэлл в Великобритании — у юго-западной оконечности п-ва Корнуэлл. Крупное месторождение известно в Финляндии (Оуто-Кумпу).
Крупными производителями меди являются СССР, Польша, Югославия, Румыния, Германия, Чехо-Словакия.
Производство меди в концентратах в 47 капиталистических и развивающихся странах в 1986 г. составило 6,4 млн. т, в том числе в Чили — 1,3, США — 1,1, Канаде — 0,8, Замбии и Заире — по 0,5, в Перу — 0,4, Австралии — 0,3, на Филиппинах, в ЮАР, Мексике и Папуа-Новой Гвинее — по 0,2 млн. т.
Средняя цена 1 т катодной меди на капиталистическом рынке в 1988 г. составила 1,4 тыс. дол.
Источник: В.Д. Войлошников, Н.А. Войлошникова. Книга о полезных ископаемых. Издательство «Недра». Москва. 1991