Kuparituotanto: miten kupari valmistetaan?

Kupari on tyypillisesti uutettu oksidi- ja sulfidimalmoista, jotka sisältävät 0,05-0,0 prosenttia kuparia.

Kuparin tuottajien jalostustekniikat riippuvat malmityypistä sekä muista taloudellisista ja ympäristötekijöistä. Tällä hetkellä noin 80 prosenttia globaalista kuparituotannosta puretaan sulfidilähteistä.

Riippumatta malmityypeistä, mineraalimalmista on ensin keskitettävä, jotta poistetaan jänis, malmiin upotetut ei-toivotut materiaalit.

Ensimmäinen vaihe tässä prosessissa on murskaus ja murskaus malmissa pallomyllyssä.

Sulfaattimalmit

Lähes kaikki sulfidityyppiset kuparimalmit, mukaan lukien kalsosiitti (Cu ₂ S), kalkopyrsiitti (CuFeS ₂ ) ja kovelliitti (CuS) sulatus.

Sen jälkeen kun malmi on hienonnettu hienoksi jauheeksi, se konsentroidaan sitten vaahdon vaahdotuksella, joka vaatii sekoitetun jauhetun malmin sekoittamisen reagensseihin, jotka yhdistyvät kupariin sen hydrofobiseksi tekemiseksi. Seosta kylvetään sitten vedessä yhdessä vaahdotusaineen kanssa, mikä rohkaisee vaahtoamista.

Ilman ilmaa vedetään veden läpi muodostaen kuplia, jotka vedenpitävät vedenpitävät kuparipartikkelit pinnalle. Vaahto, joka sisältää noin 30 prosenttia kuparia, 27 prosenttia rautaa ja 33 prosenttia rikkiä, kuoritaan pois ja otetaan paahdoksi.

Jos taloudellista, pienemmät epäpuhtaudet, joita voi esiintyä malmissa, voidaan myös käsitellä ja poistaa tällä hetkellä valikoivalla vaahdotuksella, kuten molybdeenia, lyijyä, kultaa ja hopeaa.

-> ->

932 - 1292 ° F (500-700 ° C) lämpötilassa suuri osa jäljelle jäävästä rikkipitoisuudesta poltetaan sulfidikaasuna, mikä johtaa kuparioksidien ja sulfideiden kalsiumseokseen.

Fluxit lisätään kalsiinikupariin, joka on nyt noin 60 prosenttia puhdasta, ennen kuin se kuumennetaan uudelleen, tällä kertaa 2192 ° F: seen (1200 ° C).

Tässä lämpötilassa piidioksidi- ja kalkkikivihiukkaset yhdistyvät ei-toivottujen yhdisteiden, kuten rautaoksidien, kanssa ja tuovat ne kuoreen poistettavaksi pinnalle. Jäljelle jäänyt seos on sula kuparisulfidi, jota kutsutaan "mattaksi".

Jalostusprosessin seuraava vaihe on hapettaa nestemäinen matta raudan poistamiseksi ja rikkidioksidin rikkidioksidipäästöjen polttamiseksi uudelleen. Tuloksena on 97-99 prosenttia kuplapakkausta. Termi "läpipainopakkaus" syntyy rikkioksidilla kuparin kuparin muodostamaa kuplia.

Markkinatuotteiden kuparikatodien tuottamiseksi kuparikuparia on ensin valettava anodeiksi ja käsiteltävä elektrolyyttisesti. Upotettu kuparisulfaatti- ja rikkihappo-säiliöön sekä puhdas kuparikatodilevy, kuplapakkaus tulee anodiksi galvaanisessa solussa. Ruostumattomasta teräksestä valmistettuja katodivärejä käytetään myös joissakin jalostamoissa, kuten Rio Tinton Kennecott Copper Mine Utahissa.

Kun virta johdetaan, kupari-ionit alkavat siirtyä katodille tai starter-levylle, joka muodostaa 99. 9-99. 99% puhdasta kuparikatodia.

oksidimalmin käsittely ja SX / EW

oksidityyppisten kuparimalmien, kuten azuritiinin (2CuCO ₃ · Cu (OH) 3), murskaamisen jälkeen brochettiitti (CuSO _{4 >), krysokolla (CuSiO} 3 _2H 2 _{O) ja kupriitti (Cu2O), laimennettua rikkihappoa levitetään materiaalin pinnalle huuhtoutumatuilla tai liotussäiliöissä.} Kun happo kulkee malmin läpi, se yhdistyy kupariin tuottaen heikon kuparisulfaattiliuoksen.

Ns. "Raskaana" uuttoainetta (tai raskaana olevaa lipeää) käsitellään sitten hydrometallurgisella menetelmällä, joka tunnetaan liuotinuutona ja elektrolyyttinä (tai SX-EW).

Liuottimen uuttaminen sisältää kuparin poistamisen raskaasta lipeästä käyttämällä orgaanista liuotinta tai uuttovettä. Tämän reaktion aikana kupari-ioneja vaihdetaan vetyioneiksi, jolloin happoliuos voidaan ottaa talteen ja käyttää uudelleen uuttovaiheessa.

Kuparirikas vesiliuos siirretään sitten elektrolyyttiseen säiliöön, jossa prosessin elektrolyyttinen osa tapahtuu. Sähkövarauksen aikana kupari-ionit siirtyvät liuoksesta kuparin käynnistyskatodeiksi, jotka valmistetaan erittäin puhdasta kuparifoliota.

Muita liuoksen sisältämiä elementtejä, kuten kulta, hopea, platina, seleeni ja telluuri, kerääntyvät säiliön pohjaan "sileinä" ja ne voidaan ottaa talteen jatkokäsittelyllä.

Elektrolyyttiset kuparikatodit ovat yhtä suuria tai suurempia kuin perinteisellä sulatuksella tuotetut, mutta ne vaativat vain yhden neljänneksen kolmannekseen energian määrän tuotantoyksikköä kohden.

SX-EW: n kehittyminen on mahdollistanut kuparin uuttamisen alueilla, joilla rikkihappoa ei ole saatavana tai jota ei voida tuottaa rikkioksidista kuparimalmin rungossa, samoin kuin vanhasta sulfidimalmistajasta, jotka on hapettu ilmalla tai bakteerilla liuotus ja muut jätemateriaalit, jotka olisi aiemmin hävitettävä käsittelemättömiksi.

Kupari voidaan vaihtoehtoisesti saostaa raskaana olevasta liuoksesta sementoimalla käyttämällä romurautaista. Tämä kuitenkin tuottaa vähemmän puhdasta kuparia kuin SX-EW ja sitä käytetään vähemmän.

In-situ liuotus (ISL)

Paikan päällä tapahtuvaa liuotusta on myös käytetty kuparin talteenotosta malmiesiintymien sopivilta alueilta.

Tämä prosessi käsittää porausreiät ja pumppaamalla liuoksen - tavallisesti rikkihapon tai suolahapon - malmin runkoon. Läpivirtaus liuottaa kupari-mineraaleja ennen kuin se otetaan talteen toisen porausreiän kautta. Jalostus SX-EW: n tai kemiallisen saostuksen avulla tuottaa jälkimarkkinakelpoisia kuparikatodeja.

ISL: tä käytetään usein matala-asteisella kuparimalmilla täytetyissä astioissa (tunnetaan myös

massan huuhtoutumisesta ) maanalaisissa kaivoksissa olevilla rikkialueilla. ISL: ään parhaiten soveltuvia kuparimalmia ovat kuparikarbonaatit, malakitit ja azuriitti sekä tenoriitti ja krysokolla.

Yhdysvaltojen geologian tutkimuskeskus arvioi, että kuparin maailmanlaajuinen kaivosteollisuuden tuotanto on ollut 16.Miljoona tonnia vuonna 2011. Kuparin ensisijainen lähde on Chile, joka tuottaa noin kolmasosan koko maailman toimituksesta. Muita suuria tuottajia ovat Yhdysvallat, Kiina ja Peru.

Puhtaan kuparin suuresta arvosta johtuen suuri osa kuparin tuotannosta on peräisin kierrätetyistä lähteistä. Yhdysvalloissa kierrätetyn kuparin osuus on noin 32 prosenttia vuodessa. Maailmanlaajuisesti tämän määrän arvioidaan olevan lähempänä 20 prosenttia.

Kuparin maailman suurin yritysvastaava on Chilen valtionyritys Codelco. Codelco tuotti 1. 76 miljoonaa tonnia puhdistettua kuparia vuonna 2010, eli noin 11 prosenttia maailman kokonaistuotannosta. Muita suuria tuottajia ovat Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd. ja Xstrata Oyj.

Lähteet

Schoolscience. co. uk. Kupari - elinvoimainen elementti. Kuparikaivostoiminta.

URL: // resurssit. schoolscience. co. uk / CDA / 14-16 / cumining / copch2pg2. html
Wikipedia. Kuparin uuttamismenetelmät.
URL: // fi. wikipedia. org / wiki / Copper_extraction
Copper Development Association. Tuotantoon.
URL: // www. kupari. org / koulutus / kupari-tuotanto /