Rame

Il rame è un metallo di colore rosso, simbolo Cu e numero atomico 29, con struttura reticolare cubica a facce centrate. Appartiene agli elementi di transizione della tavola periodica, nella stessa colonna di argento e oro, con cui ha molte affinità chimico-fisiche. Possiede gli stati di ossidazione +1 e +2 (rispettivamente sali rameosi e rameici). Esistono anche gli ioni cuprati, in cui il rame raggiunge gli stati di ossidazione +3 e +4; sono sali molto rari, usati nei magneti superconduttori (YBa₂Cu₃O₇) o sali complessi (Cs₂CuF₆). E’ l’unico, tra i metalli puri di uso industriale, ad avere un potenziale elettrochimico positivo: questo gli consente di non sciogliersi negli acidi, a meno che non siano fortemente ossidanti, come HNO₃ e H₂SO₄.

Il rame allo stato puro è abbastanza diffuso sulla crosta terrestre, anche se non abbondante. Si trova generalmente nella parte più superficiale dei giacimenti
minerari, e più raramente anche a grandi distanze da essi, a seguito di fenomeni di erosione e di trasporto. Il rame ha la caratteristica fisica di incrementare le proprie capacità tecniche con una lavorazione a freddo estremamente semplice e direttamente mutuata dalla fabbricazione di utensili litici, essendo estremamente malleabile. Perciò è possibile plasmarlo grossolanamente tramite semplice martellatura a freddo, e anche eseguendo una semplice “ricottura” (annealing), in modo da rendere il rame già più resistente della pietra o dell’osso.

Rame in natura allo stato puro

Il rame in natura allo stato puro si presenta sia in forma di pepite, sia in forme più sottili, arborescenti\dendritiche. Le pepite presentano anche grandi dimensioni, e il metallo vi raggiunge anche un tenore di 99,9%. Si trovano di solito in prossimità dei livelli superficiali di giacimenti sottostanti, spesso in associazione coi prodotti di alterazione e arricchimento dei minerali del filone, generati dall’azione degli agenti atmosferici. Tali  prodotti hanno un colore tra il blu e il verdognolo, e sono ben riconoscibili anche in superficie.

Nei giacimenti invece, il rame si trova combinato con altri elementi, formando i minerali, i più comuni dei quali sono gli ossidi e i solfuri. È proprio la diffusione
dell’attività di estrazione dai minerali di rame che definisce l’inizio dell’Età del Rame in senso proprio. L’inizio della metallurgia estrattiva risulta praticamente coeva ai primi utilizzi di forni per la cottura delle ceramiche di installazione fissa. Ciò sembra una conferma dell’idea che i primi processi estrattivi siano avvenuti, casualmente o intenzionalmente, proprio in quegli stessi forni.

Utilizzi industriali del rame

In Europa, il rame è utilizzato principalmente per la produzione di semilavorati che sono realizzati con il metallo raffinato, sia come rame puro, sia in lega di rame. Possono essere sotto forma di fili, barre, lamiere, fogli, nastri, laminati o tubi. Oltre la metà del rame viene venduto sotto forma di cavi, fili e tubi. Gran parte del resto è usata per leghe.

A livello globale, la maggior parte del rame è indubbiamente utilizzato nel cablaggio elettrico, nei circuiti stampati, nei generatori, nei motori elettrici e nei trasformatori. Un’automobile media, per esempio, ha circa un miglio di cablaggi di rame, dal peso di 1 chilogrammo. Il nuovo Boeing 787 (il Dreamliner) ha circa 120 miglia di cablaggio, dal peso di 4 tonnellate.

Altri utilizzi

• Acquacoltura: Grazie alla loro intrinseca resistenza alla corrosione e alle loro proprietà metallurgiche, le leghe di rame sono i materiali ideali per l’acquacoltura, sia sommersa che in superficie, sia sotto-costa che in mare aperto.
• Agricoltura ed allevamento: Il rame è un micronutriente essenziale per tutti i tessuti ed è vitale per la normale crescita e la buona salute di piante e animali. Addirittura si usa fare pascolare pecore e altri animali da pascolo in terreni appositamente “arricchiti” con sali di rame, al fine di evitare malattie come la lordosi. Infatti, un terreno viene considerato povero in rame se questo non supera le due parti per milione (ppm); ma se il suolo contiene meno di 5 ppm, i sintomi della mancanza di rame possono essere rilevati negli animali. Infatti un basso contenuto di rame nel terreno si riflette nelle piante e da queste agli animali. Quindi, composti di rame sono spesso aggiunti direttamente o in combinazione con i fertilizzanti nei terreni “poveri” citati prima.
• Architettura: come materiale di design e per abbellire le facciate degli edifici
• Arte
• Condizionamento e refrigerazione: I tubi di rame vengono usati da molti anni in tutti i tipi di scambiatori di calore. Rispondendo alle esigenze del mercato e agli obbiettivi legislativi, un pensiero innovativo dell’industria del rame ha rimodellato i tradizionali scambiatori di calore in unità efficienti, eco-sostenibili ed economiche.
• Elettricità ed energie rinnovabili: Il rame possiede la più alta conducibilità tra i metalli di uso commerciale e svolge un ruolo fondamentale nello sviluppo delle applicazioni elettriche ed elettroniche.
• Conio: Le leghe di rame, oltre che ad essere perfettamente riciclabili, assumono differenti colorazioni a seconda del contenuto percentuale degli altri metalli. Per esempio, le monete gialle da 10, 20 e 50 centesimi sono all’89% costituite da rame.

Estrazione del rame

Circa l’80% del rame primario (grezzo) del mondo proviene da scorie in cui il rame è presente come minerale solforoso, come ad esempio la calcopirite (CuFeS2), il minerale di rame più abbondante, la bornite (Cu5FeS4) e la calcocite (Cu2S). Questi minerali contengono tipicamente solo circa lo 0,5-2% di rame. Il resto della produzione primaria proviene da minerali in cui il rame è presente sotto forma di silicati, solfati, carbonati e ossidi, che si sono formati a causa dell’azione degli agenti atmosferici e dell’ossidazione dei minerali solforati. Circa il 30% della produzione di rame proviene dal recupero di materiali secondari e rottami riciclati.

Tralasciando i dettagli dei processi industriali possiamo dire che la produzione del rame avviene in tre passaggi:

1. Concentrazione del minerale: Il minerale viene arricchito attraverso il processo di flottazione a schiuma
2. Conversione dei solfuri e altri composti di rame in rame
3. Purificazione del rame

Principali paesi produttori di rame

1. Cile (Produzione annua: 5,6 milioni di tonnellate): Il Cile è il primo paese al mondo nella produzione di rame. Nonostante in questi anni sia dimuita sia la quantità che la qualità del rame estratto, il paese può vantare grandi giacimenti di rame e buone politiche estrattive.
2. Perù (Produzione annua: 2,4 milioni di tonnellate): Le principali operazioni di rame in Perù includono la miniera di Quellaveco di Anglo American e la miniera di Tia Maria di Southern Copper. La maggior parte del rame prodotto nel paese viene spedito in Cina, seguita da Giappone, Corea del Sud e Germania, tra gli altri. La produzione di rame nel paese è cresciuta di oltre il 97 percento dal 2008 al 2019, ma finora il 2020 ha raccontato una storia diversa.
3. Cina (Produzione annua: 1,6 milioni di tonnellate): La Cina, il più grande consumatore di rame al mondo, si attesta al terzo posto per produzione. Da qui si deduce che la maggior parte del rame utilizzato nell’industria cinese è di importazione. Zijin Mining Group è il produttore leader di metalli in Cina. L’azienda possiede la miniera d’oro di Zijinshan e la miniera di rame di Shuguang.
4. Repubblica Democratica del Congo ex quo con gli Stati Uniti (Produzione annua: 1,3 milioni di tonnellate) ex quo con gli Stati Uniti : Una delle principali risorse di rame in aumento nella RDC è il progetto Kamoa-Kakula di Ivanhoe Mines, una joint venture che la società condivide con il partner Zijin Mining Group. La produzione USA di rame invece è costantemente in aumento negli ultimi anni, cosa che ha portato gli Stati Uniti a diventare il quarto maggior produttore di rame al mondo. Secondo l’US Geological Survey, l’aumento è dovuto ai maggiori gradi di minerale e ai maggiori tassi di estrazione e fresatura in diverse operazioni. La maggior parte della produzione del paese proviene da Arizona, New Mexico, Utah, Nevada, Montana, Michigan e Missouri; 15 delle miniere rappresentano il 99 percento della produzione mineraria del paese.

Principali aziende minerarie di rame al mondo

1. Codelco: È una compagnia di proprietà dello Stato operante in Cile. In qualità di più grande produttore di rame al mondo, l’azienda ha prodotto 1,76 milioni di tonnellate nel 2020.
2. Glencore: Compagnia svizzera fondata da Marc Rich. È la più grande compagnia al mondo per commercio di materie prime. Nel 2010 aveva quote del 60% nel mercato globale dello zinco, 50% nel rame e 3% nel petrolio. L’azienda ha prodotto 1,26 milioni di tonnellate di rame nel 2020, con un calo superiore al 10% nel primo semestre del 2021.
3. BHP: Nata nel 2001 dalla fusione della società australiana Broken Hill Proprietary Company con la società inglese Billiton, l’azienda ha sede in Australia. Nel 2020, BHP ha prodotto 1,21 milioni di tonnellate di metallo rosso. Il gigante minerario australiano è riuscito a mantenere alti i suoi numeri di produzione di rame nonostante le interruzioni e gli scioperi COVID-19 dell’anno a Escondida, la più grande miniera di rame del mondo.
4. Freeport-McMoRan: Spesso chiamata solo Freeport è un azienda Statunitense con sede in Phoenix, Arizona. Opera da anni nel distretto minerario di Grasberg in Indonesia, uno dei più grandi giacimenti di rame e oro del mondo; e significative operazioni minerarie nelle Americhe, tra cui il distretto minerario Morenci su larga scala in Nord America e l’operazione Cerro Verde in Sud America. Freeport-McMoRan ha registrato 1,08 milioni di tonnellate di produzione di rame per il 2020

Altre compagnie minerarie sotto il milione di tonnellate di produzione: Grupo Mexico (maggior produttore del Messico), First Quantum Minerals (società canadese in forte espansione), Rio Tinto (è una diversificata con sede nel Regno Unito).

Quotazioni del rame e mercati di riferimento

Il rame viene quotato sia a Londra al London Metal Exchange (LME) che negli Stati Uniti al COMEX, divisione del New York Mercantile Exchange (NYMEX). Il rame LME viene quotato in dollari per tonnellata. I contratti futures sul rame LME possono essere fissati fino a tre mesi con date di scadenza giornaliere, o tra tre e sei mesi con date di scadenza settimanali. Il lotto minimo è pari a 25 tonnellate ed i contratti possono essere regolati tramite consegna fisica tra una rete di magazzini approvati LME in tutto il mondo.

Come il rame LME, il rame COMEX può fare riferimento sia ai prezzi spot che ai contratti future. I contratti del rame hanno un prezzo per libbra sul COMEX, con quotazioni disponibili durante il mese di calendario corrente, i prossimi 23 mesi di calendario e qualsiasi mese di marzo, maggio, luglio, settembre o dicembre entro un periodo di 60 mesi del mese corrente. Il catodo di rame deve essere conforme a specifici requisiti chimici e fisici per poter essere scambiato sul COMEX. I future sul rame COMEX vengono regolati tramite consegna fisica alla scadenza, ma i future sul rame COMEX E-Mini sono regolati in contanti.

Il rame ha raggiunto il suo prezzo massimo in 20 anni il 10 maggio 2021, quando ha superato i 4,9 dollari per libbra.

Dottor Copper – Origine del nome

Il termine Doctor Copper è utilizzato dagli esperti analisti di mercato per definire questo metallo di base,  noto ai più per la sua capacità di anticipare le tendenze ed i punti di svolta dell’economia globale. Abbiamo imparato in questo articolo che il rame è largamente utilizzato in tutti i settori industriali, dai più produttivi ai settori di nicchia, e risulta per questo motivo un ottimo indicatore dello stato di salute dell’economia: più c’è richiesta di rame maggiore sarà la produzione industriale di tutti i comparti in cui è coinvolto. La percentuale della produzione globale di rame consumata da ciascun settore è stimata dalla Copper Development Association (CDA) intorno al 65% elettrica e al 25% industriale, con l’ultimo 10% utilizzato nei trasporti e in altre aree.

I prezzi del rame hanno inoltre subito grandi oscillazioni in base all’andamento dell’economia Cinese, principale paese importatore di rame nonché utilizzatore. Non è un caso se una diminuzione del prodotto interno lordo cinese si traduca a sua volta in una variazione al ribasso dei prezzi del metallo rosso.

Rame riciclato

Merita un capitolo a parte invece il rame riciclato ed il suo importante contributo nell’offerta globale. Il rame non emette sostanze nocive per l’ambiente e risulta riciclabile al 100%. Le nazioni tecnologicamente più avanzate recuperano i prodotti contenenti rame al termine del loro ciclo di vita. L’elevato riciclo dei rottami rende praticamente trascurabile il contributo del rame all’incremento costante dei rifiuti solidi e industriali. Solo una piccola parte non viene recuperata: essa è dispersa prevalentemente come composti chimici necessari per l’agricoltura.

Quasi la metà del rame attualmente utilizzato in Europa proviene dal riciclo. Tale percentuale dovrebbe salire, visto che la disponibilità di rottami è strettamente correlata al consumo di 20-30 anni prima e quest’ultimo è andato sempre aumentando. ll rame riciclato ha le stesse caratteristiche chimico-fisiche e tecnologiche del rame primario e quindi non subisce limitazioni di utilizzo o diminuzione di valore. E’ da sottolineare che il riciclo consente un notevole risparmio di energia, in quanto i processi di estrazione e di raffinazione vengono “scavalcati”.

I rottami di rame hanno un proprio mercato ed un proprio settore di principale utilizzo. I rottami più scadenti possono valere 1 euro al kilogrammo, ma si può benissimo arrivare ai 5 euro per kilogrammo. Infatti la quotazione del rame usato rosso si riduce a seconda della condizione del materiale, il valore diminuisce in presenza di: ossidazione, deteriorazione, se è sporco.

Il “copper scrap” termine inglese utilizzato per indicare i rottami di rame rappresenta 1/3 dell’offerta globale di rame, con una richiesta che nel 2020 ha raggiunto i 10,8 milioni di tonnellate, secondo Reuters. Da ciò si deduce che i rottame di rame contribuiscono in modo significativo all’approvvigionamento globale e svolgono un ruolo dietro le quinte nell’equilibrare il mercato del rame. I rottami di rame soddisfano circa il 30% della domanda globale di rame, secondo l’International Copper Association . Le percentuali variano paese per paese: negli Stati Uniti, i rottami contribuiscono per circa il 35 per cento della domanda di rame della nazione ( dati USGS ).

Fonti

• Brighi, Graziadio, Arias – Il commercio del rame nel Mediterraneo durante l’Età del Bronzo
• European Copper Insitute
• Chimicaindustrialeessenziale
• INN
• Materie Prime