נחושת הפקה: כיצד עשוי נחושת?

נחושת מופקרת בדרך כלל מחצבי תחמוצות וגופרית המכילים בין 0.5 ל -2% נחושת.

טכניקות הזיקוק המשמשות את יצרני הנחושת תלויים בסוג עפרות, כמו גם גורמים כלכליים וסביבתיים אחרים. נכון לעכשיו, כ 80 אחוז של ייצור הנחושת העולמי מופק ממקורות גופרי.

ללא קשר לסוג עפרות, עפרות נחושת ממוקש חייב להיות מרוכז כדי להסיר את הכנופיה, חומרים לא רצויים מוטבע עפרות.

הצעד הראשון בתהליך זה הוא ריסוק ו עפרות אבקת כדור או מוט טחנת.

עפרות גופרית

כמעט כל עפרות הנחושת מסוג Sulphide, כולל chalcocite (Cu ₂ S), chalcopyrite (CuFeS ₂ ) וקובליט (CuS) מטופלים על ידי התכה.

לאחר ריסוק עפרות לאבקה דקה, הוא מרוכז מכן על ידי הקצפה הקצף, אשר דורש ערבוב עפרות אבקה עם ריאגנטים המשלבים עם הנחושת לעשות את זה הידרופובי. התערובת נשטפת במים יחד עם סוכן מוקצף, המעודד קצף.

-> ->

מטוסים של אוויר נורה דרך המים יוצרים בועות כי לצוף את המים נחושת דוחה חלקיקים על פני השטח. הקצף, המכיל כ -30% נחושת, 27% ברזל ו 33% גופרית, הוא רזה נלקח לצלייה.

אם חסכוני, פחות זיהום כי ייתכן נוכחים עפרות, מוליבדן כגון, עופרת, זהב וכסף, ניתן גם לעבד ולהסיר בשלב זה באמצעות הנפקה סלקטיבית.

בטמפרטורות שבין 932-1292 ° F (500-700 ° C), חלק גדול מתכולת הגופרית שנותרה נשרף כגופרית, וכתוצאה מכך תערובת calcine של תחמוצות נחושת וגופרית.

Fluxes מתווספים נחושת calcine, אשר כעת כ 60 אחוז טהור, לפני שהוא מחומם שוב, הפעם 2192 ° F (1200C ° C).

בטמפרטורה זו, סיליקה וגלגלי הגיר משתלבים עם תרכובות לא רצויות, כגון תחמוצת הברזל, ולהביא אותם אל פני השטח כדי להסיר כמו סיגים. שאר התערובת היא גופרית נחושת מותכת המכונה "מט".

השלב הבא בתהליך הזיקוק הוא לחמצן מט נוזל על מנת להסיר ברזל, שוב, כדי לשרוף את תוכן גופריתי כמו דו תחמוצת הגופרית. התוצאה היא 97-99 אחוזים נחושת שלפוחית. המונח "נחושת שלפוחית" מגיע הבועות המיוצר על ידי דו תחמוצת הגופרית על פני השטח של הנחושת.

כדי לייצר cathodes נחושת כיתה בשוק, נחושת שלפוחית ​​חייב להיות הראשון יצוק לתוך האנודות ומטופל electrolytically. שקוע בתוך טנק של נחושת גופרתית וחומצה גופרתית, יחד עם גיליון נחושת טהור קתודית, הנחושת שלפוחית ​​הופך את האנודה בתא גלווני. חלד קתודה נירוסטה משמשים גם בבתי זיקוק מסוימים, כגון מכרה נחושת של ריו טינטו של יוטה ביוטה.

כמו הנוכחי הוא הציג, יונים נחושת מתחילים להגר לקתודה, או גיליון המתנע, ויצרו 99. 9-99. 99% טהור cathodes נחושת.

עפרות עפרות עיבוד ו SX / EW

לאחר מוחץ עפרות סוג נחושת עפרות, כגון azurite (2CuCO ₃ Cu (OH) 3), brochantite (CuSO _{4 >), chrysocolla (CuSiO} 3 _2H 2 _{O) ו- cuprite (Cuprite), חומצה גופרית מדוללת מוחלת על פני השטח של החומר על רפידות ליטוש או במיכלי שטיפה.} כמו חומצה חומק דרך עפרות, זה משלב עם נחושת, לייצר פתרון נחושת גופרתית חלשה.

מה שנקרא "הריון" leach פתרון (או משקאות חריפים) מעובד לאחר מכן באמצעות תהליך הידרומטורגי המכונה ממס ממס ו אלקטרונית (או SX-EW).

מיצוי ממיסים כרוך הפשטת הנחושת מן המשקאות ההרים באמצעות ממס אורגני, או תמצית. במהלך תגובה זו, נחושת יונים מוחלפים עבור יונים מימן, המאפשר פתרון חומצה להיות התאושש מחדש בשימוש בתהליך שטיפת.

הפתרון מימי עשירים נחושת מועבר מכן טנק אלקטרוליטי שבו חלק אלקטרונית של התהליך מתרחש. תחת מטען חשמלי, יונים נחושת נודדים מן הפתרון נחושת cathodes המתנע כי הם עשויים נייר ניכוי טוהר גבוהה.

אלמנטים אחרים שעשויים להיות קיימים בפתרון, כגון זהב, כסף, פלטינה, סלניום וטלוריום, אוספים בתחתית המיכל כ"מוח "וניתן להחזירו באמצעות עיבוד נוסף.

קתודות נחושת בעלות זיקוק חשמלי הן בעלות טוהר שווה או גדול יותר מאלו המיוצרים על ידי התכה מסורתית, אך דורשות רק רבע לשליש את כמות האנרגיה ליחידת ייצור.

הפיתוח של SX-EW אפשרה מיצוי נחושת באזורים בהם חומצה גופרתית אינה זמינה או לא ניתן לייצר מגופרית בתוך עפרות נחושת הגוף, כמו גם ממינרלים גופרית ישנים כי כבר מחומצן על ידי חשיפה לאוויר או חיידקי חומרי שטיפה וחומרי פסולת אחרים שהיו נפסלו בעבר ללא עיבוד.

נחושת ניתן לחילופין להיות זירז מן הפתרון ההריון באמצעות צמנט באמצעות גרוטאות ברזל. עם זאת, זה מייצר נחושת פחות טהור מאשר SX-EW, ולכן, הוא מועסק פחות.

In-Situ Leaching (ISL)

שטיפה באתרה שימשה גם להחזרת נחושת מאזורים מתאימים של פיקדונות עפרות.

תהליך זה כרוך קידוח קידוח ו שאיבה פתרון leachate - בדרך כלל גופרית או חומצה הידרוכלורית - לתוך הגוף עפרות. את leachate ממיס נחושת מינרלים לפני זה הוא התאושש דרך קידוח השני. זיקוק נוסף באמצעות SX-EW או משקעים כימיים מייצרת cathodes נחושת סחירים.

ISL מתבצע לעתים קרובות על עפרות נחושת בדרגה נמוכה ב stuffs backfilled (הידוע גם בשם

stopes שטיפת ) עפרות באזורים מכור של מוקשים תת קרקעיים. עפרות הנחושת הכי מקובלות ל- ISL כוללות את הפחמימות הנחושת מלכיט ואזורית, כמו גם טנוריט וכריסוקולה.

הייצור הגלובלי שלי של נחושת מוערך על ידי סקר גיאולוגי בארה"ב הגיעו 16.1 מיליון טון מטרי בשנת 2011. המקור העיקרי של נחושת היא צ'ילה, אשר מייצרת כשליש מכלל אספקת העולם. מפיקים גדולים אחרים כוללים את ארה"ב, סין ופרו.

בשל הערך הגבוה של נחושת טהורה, חלק גדול של ייצור נחושת עכשיו מגיע ממקורות ממוחזרים. בארה"ב, נחושת ממוחזר חשבונות עבור כ -32 אחוזים של האספקה ​​השנתית. בעולם, מספר זה מוערך קרוב ל -20 אחוזים.

המפיק הארגונית הגדולה ביותר של נחושת ברחבי העולם הוא מפעל המדינה הצ 'יליאני Codelco. Codelco הפיק 1. 76 מיליון טון מטרי של נחושת מזוקק בשנת 2010, או על 11% מכלל הייצור העולמי. יצרנים גדולים אחרים כוללים פריפורט-מקמורן נחושת & זהב בע"מ, BHP Billiton בע"מ, ו Xstrata Plc.

מקורות

בתי ספר. שיתוף. בְּרִיטַנִיָה. נחושת - אלמנט חיוני. נחושת כרייה.

URL: // resources. בתי ספר. שיתוף. uk / cda / 14-16 / cumining / copch2pg2. html
ויקיפדיה. טכניקות הפקת נחושת.
URL: // en. ויקיפדיה. org / wiki / Copper_extraction
האגודה לפיתוח נחושת. הפקה.
URL: // www. נְחוֹשֶׁת. org / חינוך / נחושת-ייצור /