Baker – kovina, ki so jo uporabljali skozi stoletja

Kip svobode: leta 1886 je bil Kip svobode največja uporaba bakra v posamezni strukturi. Za izdelavo kipa so razrezali in skovali približno 80 ton bakrene pločevine, ki je bila debela približno 2,3 milimetra (3/32 palca), kar je približno toliko kot dva ameriška centa, položena skupaj.

Baker je bil ena prvih kovin, ki so jih ljudje pridobivali in uporabljali, od začetka civilizacije pa je pomembno prispeval k ohranjanju in izboljševanju družbe. Baker so začeli uporabljati za kovance in okraske približno 8000 let pred našim štetjem, približno 5500 let pred našim štetjem pa je bakreno orodje pomagalo civilizaciji, da je izšla iz kamene dobe. Odkritje, da iz bakra, zlitega s kositrom, nastane bron, je pomenilo začetek bronaste dobe okoli leta 3000 pred našim štetjem.

V Združenih državah Amerike so leta 2017 v indijanskem grobu na obalni ravnici Georgie našli kos domnevno bakrene zapestnice. Pokop je bil upepelitev izpred približno 3500 let. Baker je vseboval elemente v sledovih, ki so ga povezovali z geološkimi nahajališči na območju Velikih jezer. Ta odkritja kažejo na trgovsko povezavo med Georgio in območjem Velikih jezer na dolge razdalje, ki je bila večja, kot je bilo znano doslej.

Baker se zlahka razteza, oblikuje in oblikuje, je odporen proti koroziji ter učinkovito prevaja toploto in elektriko. Zato je bil baker pomemben za zgodnje ljudi in je še danes material, ki se uporablja za različne domače, industrijske in visokotehnološke namene.

Vir: Geology.com

Kako danes uporabljamo baker?

Trenutno se baker uporablja v gradbeništvu, pri proizvodnji in prenosu električne energije, proizvodnji elektronskih izdelkov ter proizvodnji industrijskih strojev in prevoznih sredstev. Bakrene napeljave in vodovodne napeljave so sestavni del naprav, ogrevalnih in hladilnih sistemov ter telekomunikacijskih povezav, ki se vsak dan uporabljajo v domovih in podjetjih. Baker je bistvena sestavina motorjev, napeljav, hladilnikov, priključkov, zavor in ležajev, ki se uporabljajo v avtomobilih in tovornjakih. Povprečen avtomobil vsebuje 1,5 kilometra bakrene žice, skupna količina bakra pa znaša od 20 kilogramov v majhnih avtomobilih do 45 kilogramov v luksuznih in hibridnih vozilih.

Starodavne uporabe bakra

Rimski kovanec: Baker je bil ena prvih kovin, ki so jo uporabljali za izdelavo kovancev, in to približno 8000 let pred našim štetjem. Zgoraj prikazani kovanec je rimski folis s podobo Konstancija I. Vir: Geology.com

Tako kot v antičnih časih je baker še vedno sestavni del kovancev, ki se uporabljajo v številnih državah, vendar so bile ugotovljene številne nove uporabe. Ena od novejših aplikacij bakra je njegova uporaba na površinah, ki se jih pogosto dotikamo (kot so medeninaste kljuke za vrata), kjer protimikrobne lastnosti bakra zmanjšujejo prenos mikrobov in bolezni. Tudi proizvajalci polprevodnikov so začeli uporabljati baker za vezja v silicijevih čipih, kar mikroprocesorjem omogoča hitrejše delovanje in manjšo porabo energije. Nedavno je bilo ugotovljeno, da bakreni rotorji povečujejo učinkovitost elektromotorjev, ki so glavni porabniki električne energije.

Zaradi katerih lastnosti je baker uporaben?

 Zaradi odličnih legirnih lastnosti bakra je ta neprecenljiv v kombinaciji z drugimi kovinami, kot so cink (za izdelavo medenine), kositer (za izdelavo brona) ali nikelj. Te zlitine imajo zaželene lastnosti in so glede na sestavo razvite za zelo specializirane aplikacije. Zlitina bakra in niklja se na primer uporablja za trupe ladij, ker v morski vodi ne korodira in zmanjšuje oprijemanje morskih organizmov, na primer ščinkavcev, s čimer zmanjšuje upor in povečuje učinkovitost goriva. Medenina je bolj plastična in ima boljše akustične lastnosti kot čisti baker ali cink, zato se uporablja v različnih glasbenih instrumentih, vključno s trobili, tromboni, zvonci in činelami.

Vrste nahajališč bakra

Baker se pojavlja v številnih oblikah, vendar so okoliščine, ki vplivajo na to, kako, kdaj in kje se odlaga, zelo spremenljive. Zato se baker pojavlja v številnih različnih mineralih. Kalkopirit je med bakrovimi minerali najbolj razširjen in gospodarsko pomemben.

Raziskave, namenjene boljšemu razumevanju geoloških procesov, pri katerih nastajajo nahajališča mineralov, vključno z nahajališči bakra, so pomemben del programa USGS za mineralne vire. Nahajališča bakra se na splošno razvrščajo glede na to, kako so nastala. Porfirska nahajališča bakra, ki so povezana z magmatskimi intruzijami, dajejo približno dve tretjini svetovnega bakra in so zato najpomembnejša nahajališča bakra na svetu. Velika tovrstna nahajališča bakra so v goratih predelih zahodne Severne Amerike in v Andih v Južni Ameriki.

Druga pomembna vrsta nahajališč bakra – nahajališča v sedimentnih kamninah – predstavlja približno četrtino ugotovljenih svetovnih zalog bakra. Ta nahajališča se pojavljajo na območjih, kot sta bakrov pas v osrednji Afriki in Zechsteinski bazen v Vzhodni Evropi.

Posamezna nahajališča bakra lahko vsebujejo več sto milijonov ton kamnin, ki vsebujejo baker, in se običajno razvijajo z odprtimi rudarskimi metodami. Rudarska dela, ki običajno sledijo odkritju rude več let, pogosto trajajo desetletja. Čeprav se od številnih rudarskih dejavnosti v preteklosti ni zahtevalo, da rudarske dejavnosti izvajajo na način, ki bi zmanjšal njihov vpliv na okolje, sedanji zvezni in državni predpisi od rudarskih dejavnosti zahtevajo, da uporabljajo okolju prijazne prakse za zmanjšanje učinkov razvoja rudnin na zdravje ljudi in ekosistemov.

Raziskave USGS o okolju mineralov pomagajo opredeliti naravne in človeške interakcije med nahajališči bakra ter okoliškimi vodnimi in kopenskimi ekosistemi. Raziskave pomagajo opredeliti osnovne naravne pogoje pred začetkom rudarjenja in po zaprtju rudnika.  Znanstveniki USGS preučujejo podnebne, geološke in hidrološke spremenljivke, da bi bolje razumeli interakcije med viri in okoljem.