परिचय

हर बार जब आप लाइट जलाते हैं, अपने घर में कोई उपकरण इस्तेमाल करते हैं, या नल खोलते हैं, तो तांबा ही आपको बिजली या पानी पहुंचाता है। इसलिए तांबा मनुष्यों के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण धातु है और संभवतः किसी भी अन्य धातु की तुलना में इसमें अधिक उपयोगी गुण होते हैं।

एक औसत पारिवारिक घर में 90 किलोग्राम से ज़्यादा तांबा होता है: 40 किलोग्राम बिजली के तार, 30 किलोग्राम प्लंबिंग, 15 किलोग्राम बिल्डर के हार्डवेयर, 9 किलोग्राम अंदरूनी बिजली के उपकरण और 5 किलोग्राम पीतल के सामान। एक बोइंग 747-200 जेट विमान में लगभग 1.8 टन तांबा होता है। न्यूयॉर्क में स्टैच्यू ऑफ़ लिबर्टी में 27 टन से ज़्यादा तांबा है।

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तांबे के तार की रील.

गुण

तांबा सोने के अलावा एकमात्र प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला धातु है जिसका एक विशिष्ट रंग है। सोने और चांदी की तरह, तांबा भी ऊष्मा और बिजली का एक उत्कृष्ट संवाहक है। यह बहुत लचीला और तन्य भी है। तांबा जंग के प्रति भी प्रतिरोधी है (इसमें बहुत आसानी से जंग नहीं लगता)। तांबा नरम लेकिन सख्त होता है। इसे अन्य धातुओं के साथ आसानी से मिलाकर कांस्य और पीतल जैसे मिश्र धातु बनाए जा सकते हैं। कांस्य टिन और तांबे का मिश्र धातु है और पीतल जस्ता और तांबे का मिश्र धातु है। तांबे और पीतल को आसानी से रिसाइकिल किया जा सकता है - शायद अब उपयोग में आने वाले तांबे का 70% कम से कम एक बार रिसाइकिल किया जा चुका है।

तांबे के गुण

उपयोग

आज तांबे का उपयोग, क्योंकि यह बिजली का बहुत अच्छा संवाहक है, बिजली के जनरेटर और मोटरों में बिजली के तारों के लिए और रेडियो और टीवी जैसे इलेक्ट्रॉनिक सामानों में किया जाता है। तांबा गर्मी का भी अच्छा संचालन करता है, इसलिए इसका उपयोग मोटर वाहन रेडिएटर, एयर कंडीशनर और घरेलू हीटिंग सिस्टम में किया जाता है।

तांबे में आसानी से जंग नहीं लगती इसलिए इसका इस्तेमाल पानी के पाइपों के लिए भी किया जाता है। इसकी लचीलापन का मतलब है कि तांबे के पाइप को बिना टूटे आसानी से कोनों पर मोड़ा जा सकता है।

कॉपर सल्फेट का उपयोग पौधों की जड़ों को नालियों और सीवरेज सिस्टम को अवरुद्ध करने से रोकने के लिए एक कवकनाशी के रूप में किया जाता है। उपचारित लकड़ी का नीला-हरा रंग कॉपर नैफ्थेनेट और कॉपर-क्रोम-आर्सेनेट का परिणाम है, जिन्हें लकड़ी को बोरर्स से बचाने में मदद करने के लिए दबाव में पेश किया गया है।

तांबे का उपयोग सिक्के और वैज्ञानिक उपकरण बनाने के साथ-साथ सजावटी अनुप्रयोगों में भी किया जाता है।

एक मोबाइल फोन में लगभग 15 ग्राम तांबा होता है और हाल ही में कम्प्यूटर चिप्स में एल्यूमीनियम का स्थान तांबा ले रहा है।

इतिहास

तांबा लोगों द्वारा इस्तेमाल की जाने वाली पहली धातु थी। इसकी खोज लगभग 9000 साल पहले नियोलिथिक मैन ने की थी और पत्थर की जगह इसका इस्तेमाल किया था, क्योंकि इसे आकार देना कहीं ज़्यादा आसान था। ईरान के शुरुआती ताम्रकारों ने पाया कि तांबे को गर्म करने से यह नरम हो जाता है और तांबे को पीटने से यह सख्त हो जाता है। इस तरह, वे तांबे को कंटेनर और बर्तन जैसी कई उपयोगी वस्तुओं में ढाल सकते थे - मानव जाति के लिए एक बड़ी छलांग। इसके खूबसूरत रंग ने तांबे को आभूषण और गहनों में इस्तेमाल के लिए भी आकर्षक बना दिया।

इस बात के प्रमाण हैं कि तांबे का इस्तेमाल शुरुआती समय से ही किया जाता रहा है, 5000 साल पहले इस्तेमाल किए गए तांबे के ट्यूबिंग का एक टुकड़ा पुरातत्वविदों ने मिस्र में चेओप्स के पिरामिड से खोजा था। लगभग 4000 ईसा पूर्व, तांबे को टिन की थोड़ी मात्रा के साथ मिलाकर कांस्य (एक और भी कठोर मिश्र धातु) की खोज की गई थी। इसका उपयोग हथियार, कवच, उपकरण और सजावट के उपकरण बनाने के लिए किया जाता था¿इस तरह से तांबा-कांस्य युग की शुरुआत हुई। हालाँकि लगभग 1000 ईसा पूर्व लौह युग की शुरुआत के साथ कांस्य उपकरणों का निर्माण काफी हद तक बंद हो गया, लेकिन तांबे का उपयोग इसके अन्य गुणों के लिए जारी रहा। केवल दो रंगीन धातुओं में से एक होने के कारण, इसकी सुंदरता इसे आभूषण बनाने के लिए अत्यधिक वांछनीय बनाती है और जंग के प्रति इसका प्रतिरोध इसे समुद्र में या उसके आस-पास उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है।

तांबे को पीटकर चादर बनाने की क्षमता और जंग लगने के प्रति इसकी प्रतिरोधकता ने इसे महत्वपूर्ण इमारतों की छत बनाने के लिए एक लोकप्रिय सामग्री बना दिया।

तांबे के उद्योग का विकास बिजली के बढ़ते उपयोग के साथ निकटता से जुड़ा हुआ है। विद्युत अनुप्रयोग धातु का मुख्य उपयोग बने हुए हैं, जिसका श्रेय दो भौतिक गुणों को दिया जा सकता है। यह एक उत्कृष्ट विद्युत (और ऊष्मा) कंडक्टर है और इतना लचीला है कि इसे तार में खींचा जा सकता है और बिना टूटे शीट में पीटा जा सकता है। तांबे का उपयोग प्लंबिंग घटकों में व्यापक रूप से किया जाता है और मिश्र धातुओं का एक प्रमुख घटक है, जिनमें से कई अपने व्यक्तिगत घटक तत्वों की तुलना में अधिक कठोर, मजबूत और सख्त होते हैं। 1837 में चार्ल्स व्हीटस्टोन और विलियम कुक ने तांबे के तार का उपयोग करके पहले इलेक्ट्रिक टेलीग्राफ का पेटेंट कराया। 1876 में अलेक्जेंडर ग्राहम बेल तांबे के टेलीफोन तार का उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति थे। 1878 में थॉमस एडिसन ने करंट ले जाने के लिए तांबे पर निर्भर करते हुए पहली इलेक्ट्रिक लाइट का आविष्कार किया। कुछ ही वर्षों में, इन दो आविष्कारों के बड़े पैमाने पर उपयोग ने तांबे के खनन और उत्पादन में अविश्वसनीय वृद्धि की।

गठन

चूँकि तांबा अन्य पदार्थों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है, इसलिए यह पृथ्वी की पपड़ी में कई तरह से बन सकता है। यह अक्सर सीसा, जस्ता, सोना और चांदी जैसी अन्य धातुओं के साथ जमा में पाया जाता है।

अब तक कॉपर की सबसे बड़ी मात्रा पोर्फिरी कॉपर जमा के रूप में जानी जाने वाली पपड़ी में पाई जाती है। ये जमा एक समय में पिघली हुई चट्टान के बड़े द्रव्यमान थे जो पृथ्वी की पपड़ी में ठंडे होकर जम गए। जैसे-जैसे वे ठंडे होते गए, कुछ बड़े क्रिस्टल विकसित हुए, जो फिर छोटे क्रिस्टल से घिरे हुए थे क्योंकि ठंडा होना अधिक तेज़ हो गया - भूविज्ञानी इन चट्टानों को पोर्फिरी कहते हैं। सबसे पहले, कॉपर कम सांद्रता में पिघली हुई चट्टान के बड़े द्रव्यमान में फैला हुआ था। जैसे-जैसे मैग्मा ठंडा हुआ और क्रिस्टल बनने लगे, पिघले हुए पदार्थ की मात्रा कम होती गई। कॉपर पिघले हुए पदार्थ में ही रहा, और अधिक से अधिक सांद्रित होता गया। जब चट्टान लगभग पूरी तरह से ठोस हो गई, तो यह सिकुड़ गई और टूट गई और बचा हुआ कॉपर-समृद्ध तरल पदार्थ दरारों में निचोड़ा गया, जहाँ यह भी अंततः जम गया। कई लाखों वर्षों में इन जमाओं को ढकने वाली चट्टानें नष्ट हो गईं और जमा अंततः सतह पर दिखाई देने लगे। पोर्फिरी जमाओं के उदाहरणों में कैडिया हिल (NSW) और सेरो कोलोराडो (पनामा) शामिल हैं।

तांबा, लोहा और सल्फर के मिश्रण को चाल्कोपीराइट (CuFeS) कहा जाता है₂) या 'मूर्खों का सोना', और कई पुराने समय के खोजकर्ताओं को धोखा दिया! ऑस्ट्रेलिया में चाल्कोपीराइट उन चट्टानों में पाया जाता है जो 250 मिलियन वर्ष से अधिक पुरानी हैं। बोर्नाइट (Cu₅फेज़₄), कोवेलाइट (CuS) और चाल्कोसाइट (Cu₂एस) दुनिया में तांबे के महत्वपूर्ण स्रोत हैं और कई अयस्क निकायों में कुछ मैलाकाइट (CuCO) भी होते हैं₃.Cu(OH)₂), अज़ूराइट (Cu₃(सीओ₃)2.Cu(OH)₂), क्यूप्राइट (Cu₂O), टेनोराइट (CuO) और मूल तांबा। सल्फाइड, जो दुनिया भर में उत्पादित अधिकांश तांबे का उत्पादन करते हैं, आम तौर पर उन गहरे हिस्सों पर कब्जा कर लेते हैं जो अपक्षय के संपर्क में नहीं आए हैं। सतह के पास वे ऑक्सीकरण और अन्य रासायनिक क्रियाओं द्वारा ऑक्साइड और कार्बोनेट बनाने के लिए बदल जाते हैं। ये द्वितीयक तांबा खनिज कई जमाओं के ऊपरी हिस्सों में समृद्ध अयस्क बना सकते हैं, और उनके विशिष्ट हरे या नीले रंग के कारण, यहां तक ​​कि छोटी मात्रा में भी उन चट्टानों में आसानी से देखा जा सकता है जिनमें वे पाए जाते हैं। तांबा युक्त खनिज आमतौर पर उन खनिजों के साथ पाए जाते हैं जिनमें सोना, सीसा, जस्ता और चांदी हो सकती है।

संसाधन

ऑस्ट्रेलिया में, यूरोपीय बस्तियों के तुरंत बाद तांबे की खोज शुरू हुई। ऑस्ट्रेलिया में तांबे की पहली बड़ी खोज 1842 में दक्षिण ऑस्ट्रेलिया के कपुंडा में हुई थी, जब फ्रांसिस डटन को खोई हुई भेड़ की खोज करते समय तांबे का अयस्क मिला था। 1860 के दशक तक, दक्षिण ऑस्ट्रेलिया को 'तांबा साम्राज्य' के रूप में जाना जाता था क्योंकि यहाँ दुनिया की कुछ सबसे बड़ी तांबे की खदानें थीं।

संयुक्त राज्य भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण (USGS) के अनुसार, ऑस्ट्रेलिया में दुनिया का एक बड़ा तांबा भंडार है और 2016 में चिली के बाद दूसरे स्थान पर था। हमारे पास कई तांबे की खदानें हैं जो विश्व महत्व की हैं, जिनमें क्वींसलैंड में माउंट ईसा तांबा-सीसा-जस्ता भंडार और दक्षिण ऑस्ट्रेलिया में ओलंपिक डैम तांबा-यूरेनियम-सोना भंडार शामिल हैं, जो दुनिया में सबसे बड़े तांबा युक्त भंडारों में से एक का खनन कर रहा है। महत्वपूर्ण तांबे के संसाधनों के अन्य उदाहरण हैं दक्षिण ऑस्ट्रेलिया में प्रॉमिनेंट हिल और कैरापेटीना तांबा-सोना भंडार, न्यू साउथ वेल्स में नॉर्थपार्क तांबा-सोना, सीएसए तांबा-सीसा-जस्ता और गिरिलाम्बोन तांबा भंडार, क्वींसलैंड में सेल्विन में अर्नेस्ट हेनरी, ओसबोर्न और मैमथ तांबा भंडार और तांबा-सोना भंडार

ऑस्ट्रेलियाई तांबा भंडार और संचालित खदानें, 2022।
जमा राशि का आकार कुल संसाधनों (EDR + उप-आर्थिक प्रदर्शित संसाधन + अनुमानित) पर आधारित है।
स्पष्टता के लिए, केवल प्रमुख या महत्वपूर्ण जमाओं को ही लेबल किया गया है।

खुदाई

हालाँकि कई प्रमुख उत्पादक देशों में बड़े पैमाने पर तांबे के भंडारों का खनन खुली कटाई विधियों द्वारा किया जाता है, ऑस्ट्रेलिया में उत्पादित अधिकांश तांबे के अयस्क भूमिगत खदानों से आते हैं। अधिकांश खदानों में इस्तेमाल की जाने वाली पारंपरिक विधि में अयस्क को तोड़कर कुचलने के लिए सतह पर लाया जाता है। अयस्क को फिर बारीक पीस लिया जाता है, इससे पहले कि तांबे वाले सल्फाइड खनिजों को प्लवन प्रक्रिया द्वारा सांद्रित किया जाए, जो अयस्क खनिज के कणों को अपशिष्ट पदार्थ या गैंग से अलग करती है। अयस्क में तांबे वाले खनिजों के प्रकार और उपयोग की जाने वाली उपचार प्रक्रियाओं के आधार पर, सांद्रण में आम तौर पर 25 से 30% तांबा होता है, हालाँकि यह लगभग 60% तांबे जितना भी हो सकता है। फिर सांद्रण को एक स्मेल्टर में संसाधित किया जाता है।

प्रसंस्करण

कुछ ऑस्ट्रेलियाई खानों में, तांबे को अयस्क से निक्षालित करके तांबा-समृद्ध घोल बनाया जाता है जिसे बाद में तांबे की धातु को पुनः प्राप्त करने के लिए उपचारित किया जाता है। अयस्क को पहले तोड़ा जाता है और निक्षालन पैड पर रखा जाता है जहाँ इसे सल्फ्यूरिक एसिड के घोल में घोलकर तांबा निकाला जाता है। फिर तांबे से समृद्ध घोल को तांबे के कॉम्प्लेक्स के रूप में तांबे को अलग करने के लिए विलायक निष्कर्षण संयंत्र में पंप किया जाता है। इसे सांद्रित किया जाता है और तांबे को पुनः प्राप्त करने के लिए घोल को इलेक्ट्रोविनिंग प्लांट में भेजा जाता है। इलेक्ट्रोविनिंग द्वारा उत्पादित तांबे के कैथोड में 99.99% तांबा होता है जो विद्युत उपयोग के लिए उपयुक्त होता है। इस पूरी प्रक्रिया को विलायक निष्कर्षण इलेक्ट्रोविनिंग (SX-EW) के रूप में जाना जाता है।

सांद्रों को तांबे की धातु में बदलने के लिए गलाने की विभिन्न विधियों का उपयोग किया जाता है। एक विधि उन्हें स्मेल्टर भट्टी में फ्लक्स के साथ पिघलाना है ताकि कॉपर मैट का उत्पादन किया जा सके, जो मुख्य रूप से लोहे और कॉपर सल्फाइड का मिश्रण होता है जिसमें आमतौर पर 50 से 70% कॉपर होता है। पिघले हुए मैट को एक कनवर्टर में डाला जाता है, जिसमें अधिक फ्लक्स होते हैं और ब्लिस्टर कॉपर में परिवर्तित हो जाते हैं, जो लगभग 98 से 99% शुद्ध होता है। ब्लिस्टर कॉपर को टैप किया जाता है, एनोड भट्टी में और परिष्कृत किया जाता है और अंत में इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से शुद्ध कैथोड कॉपर में परिष्कृत किया जाता है।

ओलंपिक डैम में सांद्रण को सीधे ब्लिस्टर कॉपर में फ्लैश-स्मेल्ट किया जाता है। इस प्रक्रिया में कॉपर सांद्रण को ऑक्सीजन युक्त हवा के साथ स्मेल्टर में डाला जाता है। कॉपर सल्फाइड के सल्फर अंश के जलने पर महीन सांद्रण तुरंत प्रतिक्रिया करता है या 'फ्लैश' करता है और सल्फर डाइऑक्साइड गैस बन जाता है। पिघला हुआ कॉपर और स्लैग स्मेल्टर की चूल्हे पर गिरता है। स्लैग पिघले हुए ब्लिस्टर कॉपर की सतह पर एक परत बनाता है। ब्लिस्टर कॉपर को समय-समय पर एनोड भट्टी में आगे शुद्ध करने और इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से परिष्कृत करने के लिए निकाला जाता है।

अग्रिम जानकारी

आगे संसाधन और उत्पादन जानकारी