2 PROPRIETÀ E USI

Minerale di rame La percentuale di metallo estraibile da un minerale di rame, di cui qui vediamo un esemplare costituito da calcopirite a sinistra e bornite a destra, è piuttosto bassa. Tuttavia, i numerosi giacimenti sparsi in tutto il mondo riescono a soddisfare l'alta domanda di questo metallo, molto apprezzato per le sue proprietà di conducibilità, malleabilità, resistenza alla corrosione e per la sua bellezza.Dorling Kindersley

Il rame fonde a circa 1083 °C, bolle intorno a 2595 °C, ha densità relativa 8,9 e peso atomico 63,546. È caratterizzato da elevata conducibilità termica ed elettrica, buona resistenza alla corrosione, malleabilità, duttilità; per il suo aspetto piacevole è anche usato in varie applicazioni decorative. Viene utilizzato soprattutto per realizzare conduttori elettrici: sottili fili estremamente resistenti sono impiegati come cavi esterni, negli impianti elettrici domestici, in lampade e in dispositivi quali generatori, relè, elettromagneti o strumenti per telecomunicazioni.

approfondimento
APPROFONDIMENTO
Estrazione del rame nella preistoria
Attiva già dal II millennio a.C., la miniera preistorica di Saint-Véran-les Clausis, nelle Alpi Cozie, offre un raro esempio di ciclo estrattivo completo, a partire da un minerale particolarmente ricco di rame e quindi facilmente sfruttabile anche con tecniche primitive.
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È sempre stato usato per fabbricare monete e utensili da cucina, contenitori e oggetti ornamentali, e un tempo anche per rivestire il fondo delle navi di legno, proteggendolo dalle falle. Può essere facilmente galvanizzato, da solo o come base per altri metalli.

Il trattamento metallurgico del rame prevede diverse fasi. I solfuri, tra i più importanti minerali che contengono rame, vengono frantumati e concentrati tramite flottazione, quindi fusi in un forno a riverbero, dove si produce rame metallico grezzo, con grado di purezza del 98% circa. Questo materiale viene ulteriormente purificato per elettrolisi (vedi Elettrochimica), fino a ottenere un prodotto puro al 99,9%.

Il rame puro è molto morbido, ma può essere indurito con procedimenti opportuni per poter venire lavorato; al contrario le leghe di rame sono dure e robuste, hanno elevata resistenza elettrica, e di conseguenza non si prestano a essere utilizzate come materiale conduttore. Le più importanti leghe sono l'ottone, una lega di zinco, e il bronzo, una lega di stagno; spesso zinco e rame vengono utilizzati nella medesima lega, e di fatto non è possibile fare una netta distinzione fra ottone e bronzo. Il rame viene anche utilizzato in lega con oro, argento e nichel, ed è un importante costituente di leghe come il metallo Monel, il metallo per proiettili e l'argento tedesco.

Il rame forma due serie di composti chimici: i composti rameosi nei quali presenta stato di ossidazione +1, e quelli rameici in cui ha stato di ossidazione +2. I primi vengono ossidati facilmente (anche per semplice esposizione all'aria), trasformandosi in composti rameici, e hanno poca importanza dal punto di vista industriale; i composti rameici invece sono stabili. Alcune soluzioni di rame hanno la capacità di sciogliere la cellulosa, e per questo motivo abbondanti quantità di rame vengono utilizzate nei processi di produzione del rayon. Il rame è inoltre un costituente di diversi pigmenti, insetticidi e fungicidi, anche se recentemente si tende a sostituirlo con composti sintetici organici.

3 ABBONDANZA

Produzione del rame La bassa concentrazione di rame nei minerali da cui viene estratto impone numerosi stadi di lavorazione. I minerali vengono frantumati e macinati prima di essere introdotti nella camera di flottazione, dove il rame si separa dal resto dei frammenti, che precipitano. La polvere arricchita di rame passa nel forno a riverbero dove buona parte delle impurità viene rimossa sotto forma di gas. Si ottiene una miscela di rame e ferro, detta metallina, sopra la quale galleggiano delle scorie che vengono eliminate, mentre il resto della fusione raggiunge un convertitore. Il rame fuso viene colato in stampi e ulteriormente purificato per elettrolisi prima di essere usato per produrre utensili o cavi elettrici.© Microsoft Corporation. Tutti i diritti riservati.
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Miniera di rame a cielo aperto I giacimenti più superficiali di rame danno luogo a miniere a cielo aperto come questa. Estratto in forma metallica o minerale (ad esempio bornite e calcopirite), il rame viene poi sottoposto a trattamenti di rimozione delle impurità, generalmente costituite da solfuri, carbonati, ferro e silicati. La sua alta conduttività ne fa l'elemento più usato nella realizzazione di componenti elettrici.Photo Researchers, Inc./Francois Gohier
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Il rame si colloca al venticinquesimo posto per abbondanza nelle rocce della crosta terrestre. Spesso si trova combinato ad altri metalli, come oro, argento, bismuto e piombo, ed è presente soprattutto nelle lave basaltiche. Le fonti principali di rame sono la calcopirite e la bornite, solfati misti di rame e ferro. Importanti sono pure la calcosina e la covellite, solfati di rame diffusi in diverse regioni di Stati Uniti e Inghilterra. L'azzurrite, un carbonato basico, si trova in Francia e Australia, mentre la malachite, anch'esso un carbonato, è diffusa nella regione degli Urali. La tetraedrite, un solfoantimonuro di rame e altri metalli, e la crisocolla, un silicato, sono pure molto diffuse. Elevate quantità di cuprite, un ossido, si trovano a Cuba, mentre l'atacamite, un cloruro basico, è presente soprattutto in Perù. I giacimenti più vasti e importanti dal punto di vista industriale sono quelli di porfidio di rame nella catena montuosa delle Ande, in Cile.

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