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Rame

Il Rame è stato introdotto alla Borsa di Londra nel lontano 1877, ovvero soltanto un anno dopo la nascita del LME. Già allora l’industria di rame aveva riconosciuto molto rapidamente la Borsa del London Metal Exchange, come relativo meccanismo di valutazione internazionale. Questo ruolo è ancora in essere ed è il successo continuo del contratto future del rame, infatti oggi circa 94% di tutto il commercio di rame a termine è effettuato sul LME.

Caratteristiche specifiche del contratto Future del Rame

Contratto: Rame Grado A
Size del lotto: 25 tonnellate (con una tolleranza di +/- 2%)
Margini per Lot: $11.375
Forme: Catodi di Grado A conformi a BSEN 1978:1998
Quotazione: USD

Il rame è elemento chimico di numero atomico 29. Il suo simbolo è CU.
Con ogni probabilità il rame è il metallo che l'umanità usa da più tempo: sono stati ritrovati oggetti in rame datati 8700 avanti Cristo. Gli antichi greci lo chiamavano Chalkos, da cui deriva il prefisso calco- adottato dai mineralogisti e dai chimici moderni per designare alcuni minerali contenenti rame. Il suo nome italiano invece deriva dal latino parlato aramen (parola già attestata nel 950) per il tardo aeramen, un derivato della voce latina aes che significa rame, bronzo ed è un nome conservato in altre lingue di origine indoeuropea.
Solo più tardi sostituito (Plinio) dalla parola cuprum = rame, bronzo di Cipro. È da questa parola, infatti, che deriva il simbolo chimico dell'elemento, perché in epoca romana la maggior parte del rame era estratta dall'isola di Cipro, realtà che veniva sottolineata con il termine aes Cyprium = rame, bronzo di Cipro.
In epoca romana infatti non si faceva alcuna differenza tra il rame puro e il Bronzo, la sua lega più importante.

Caratteristiche

Il rame è un metallo rosato o rossastro (rame e oro sono gli unici due metalli colorati in natura), di conducibilità elettrica e termica elevatissime, superate solo da quelle dell'argento; è molto resistente alla corrosione e non è magnetico. È facilmente lavorabile, estremamente duttile e malleabile; può essere facilmente riciclato e i suoi rottami hanno un alto valore di recupero; si combina con altri metalli a formare numerose leghe metalliche (si calcola che se ne usino almeno 400), le più comuni sono il bronzo e l'ottone; tra le altre, anche i cupronichel e icuprallumini (detti anche bronzi all'alluminio).
Inoltre il rame è batteriostatico, cioè combatte la proliferazione dei batteri sulla sua superficie.
I due più comuni stai di ossidazione del rame sono +1 (ione rameoso, Cu+1) e +2 (ione rameico, Cu+2).

Applicazioni

Per le sue doti il rame è diffuso nell'impiantistica idrotermosanitaria, nella rubinetteria, nelle attrezzature per la nautica, nell elettrotecnica e nell'elettronica, in lattoneria e in architettura, nella monetazione, nell'artigianato e nell'oggettistica, nei trasporti, in edilizia e in molti altri settori. Gli usi più comuni sono:

  • Fili e cavi elettrici, negli avvolgimenti di eletromagneti,motori elettrici e relè elettromeccanici;
  • Tubature;
  • Maniglie, pomelli e altre finiture di arredamento;
  • scultura: la Statua della Libertà, per esempio, contiene 81,3 tonnellate di rame;
  • Parti di interruttori e collettori di corrente elettrica;
  • In leghe per il conio di monete;
  • In cucina, per fare padelle e altre pentole;
  • Buona parte delle posate da tavola contiene una percentuale di rame;
  • L'argenteria Sterling, se deve poter essere usata a tavola, deve contenere una piccola percentuale di rame;
  • Come parte di ceramiche, e in forma di sali per colorare il vetro;
  • Strumenti musicali, soprattutto ottoni;
  • Negli ospedali come superficie batteriostatica
  • Sulla parti esterne sommerse delle navi per evitare che mitili e molluschi marini vi aderiscano;
  • Il verderame (solfato di rame(II)) si usa come veleno e per depurare l'acqua.

Il rame, puro e ridotto in fili, trova la sua maggiore applicazione per la produzione e l'utilizzo dell'energia elettrica (ma non per il trasporto: i cavi sospesi degli elettrodi a media ed alta tensione non sono di rame ma di alluminio, per via della maggiore resistenza meccanica offerta da questo metallo) e nella manifattura dei circuiti stampati per elettronica.
In architettura il rame è impiegato per eseguire tetti e coperture gronde, scossaline, pluviali ed altri elementi di lattoneria. Questo metallo è apprezzato per il suo colore, che cambia nel tempo se esposto agli agenti atmosferici: prima imbrunisce, fino a diventare marrone scuro, poi con l'ossidazione diventa gradualmente verde.
I tubi di rame vengono usati per trasportare acqua potabile, gas combustibili, gas medicali, acqua per il riscaldamento e fluidi per condizionamento e refrigerazione; infatti il rame è impermeabile ai gas, è facilmente piegabile, resiste alla corrosione e non invecchia se esposto alla radiazione solare. Grazie alla sua eccellente conduttività termica è uno dei materiali che rende più efficiente lo scambio di calore: per questo lo si utilizza negli scambiatori di calore, nei pannelli solari e nei pannelli radianti a parete e a pavimento.

Il rame è molto usato dagli artigiani, dagli artisti e dai designer per il suo colore e la sua facile lavorabilità che lo rendono adatto per molti usi ornamentali: si può facilmente ricavarne piastre, cornici, medaglie e oggetti da arredamento.
Il rame è usato per coniare monete fin dall'antichità: già Servo Tullio (IV sec. A.C.) ordinò di coniare monete di rame, le "pecuniae". Al giorno d'oggi le monete da 10, 20 e 50 centesimi e da 1 e 2 euro sono in lega di rame, mentre quelle da 1, 2 e 5 centesimi sono semplicemente di acciaio ramato esternamente.
Un'automobile può contenere, a seconda del modello, dai 15 ai 28 kg di rame, che si trovano soprattutto nei cavi e nelle apparecchiature elettriche.
Il rame, insieme ad alluminio e zinco, viene utilizzato anche in applicazioni tecnologicamente avanzate, come per esempio nelle leghe a memoria di forma, che assumono due forme diverse a seconda se sono al di sopra o al di sotto di una certa temperatura. Un'altra applicazione particolare è nel campo della superconduzione; nei materiali superconduttori ad alta temperatura la superconduzione è spesso dovuta all'esistenza di piani atomici paralleli di rame e ossigeno.

Storia

Il rame era già noto ad alcune delle più antiche civiltà di cui abbiamo testimonianze, la storia del suo impiego si stima vecchia di almeno 10.000 anni. Un gioiello in rame datato attorno all' 8700 AC è stato trovato nel nord dell'Iraq. Segni di attività del raffinamento del rame a partire dai suoi ossidi minerali (la malachite e l'azzurrite) risalgono al 5000 AC, mille anni prima di quelli relativi all'uso dell'oro.
Manufatti in rame e bronzo di origine sumera sono stati trovati in siti di città risalenti al 3000 AC ed alla stessa epoca risalgono pezzi prodotti con lega di rame e stagno dagli antichi egizi. Una piramide ospita un sistema di tubi di scarico in lega di rame vecchia di circa 5000 anni. L'uso del rame nella Cina antica risale al 2000 AC, la cui produzione di bronzo raggiunge l'eccellenza attorno al 1200 AC.
L'ottone, una lega di rame e zinco, era già noto agli antichi greci e fu ampiamente utilizzato dai romani.
Il rame è stato associato alla dea Venere nella mitologia e nell'alchimia per via del suo aspetto lucente, del suo uso nella produzione di specchi e per la sua principale zona estrattiva, l'isola di Cipro. Il simbolo usato dagli alchimisti per rappresentare il rame è identico a quello impiegato dagli astrologi per rappresentare il pianeta Venere.

Produzione

I processi produttivi per passare dal minerale al metallo puro, descritti in seguito, riguardano il caso dei minerali solforati, che sono i più disponibili. Dopo l'estrazione in miniera, i minerali vengono frantumati e macinati per ottenere una granulometria adatta agli stadi successivi, in cui si separano gli inerti dalle frazioni ricche in rame. Attraverso la flottazione le polveri emulsionate con liquidi tensioattivi vengono immesse in grandi vasche dalle quali si asporta lo stato schiumoso superficiale, ricco in rame ancora legato allo zolfo. Si ottengono quindi dei fanghi, i quali vengono asciugati e concentrati nei passaggi successivi: dapprima meccanicamente (concentrazione) e poi termicamente (arrostimento). Nel forno, attraverso insufflaggio di aria o ossigeno, si ottiene la formazione di so2 gassosa che si separa dal metallo liquido; contemporaneamente l'aggiunta di silicio permette l'eliminazione del ferro presente: la scoria, composta da silicati, galleggia e viene asportata. La raffinazione termica prosegue attraverso ulteriore insufflaggio di ossigeno o aria; poiché si ossida parzialmente anche il bagno, si procede con il pinaggio, che consiste nell'inserire un tronco verde di pino che, bruciando, sprigiona gas riducenti e vapore. Per ottenere la massima purezza del rame, è necessario fare una raffinazione elettrolitica: il rame ottenuto viene dissolto in una vasca contenente una soluzione conduttrice e viene depositato selettivamente su un catodo: i metalli meno nobili presenti restano in soluzione, quelli più nobili precipitano. I catodi ottenuti sono costituiti da rame puro al 99,97%, in lastre di 96 cm x 95 cm x 1 cm, dal peso di circa 100 kg; sono una materia prima commerciabile nelle borse merci di New York,Londra e Shangai. La specifica chimica per il rame elettrolitico è ASTM B 115-00. Il rame elettrolitico così ottenuto non è ancora pronto per essere lavorato direttamente, deve essere rifuso per farne billette, placche o vergelle, da cui si ottengono per lavorazione plastica i vari semilavorati come fili, tubi, barre, nastri, lastre, ecc.

Bisogna aggiungere che una percentuale sempre più consistente del rame estratto dalle miniere sfrutta le biotecnologie. Il minerale viene fratturato e messo in vasche nelle quali viene pompata acqua arricchita di batteri, i thiobacillus ferroxidans e i thiobacillus thiooxidans. Questi microrganismi ossidano il solfuro di rame (insolubile in acqua) trasformandolo in solfato (solubile), ottenendo energia per le loro funzioni vitali. Questo sistema permette un notevole risparmio di energia rispetto all'estrazione tradizionale (fino al 30%) e non libera in atmosfera gas nocivi.

Precauzioni

Tutti i composti del rame devono essere considerati tossici, se non altrimenti specificato. Il rame metallico, in polvere, è infiammabile. 30 grammi di solfato di rame sono potenzialmente letali per gli esseri umani. Disciolto nell'acqua potabile, in concentrazioni maggiori di 1 mg/L può macchiare vestiti e oggetti lavati con essa. Il livello massimo di rame suggerito nell'acqua potabile varia a seconda della fonte, ma in genere è compreso fra 1.5 e 2 mg/L. La dose complessiva giornaliera massima tollerabile riportata dal DRI è 10 mg al giorno.