Výroba mědi: jak se vyrábí měď?

Měď se obvykle extrahuje z oxidových a sulfidických rud, které obsahují měď mezi 0,5 a 2,0%.

Techniky rafinace používané výrobci mědi závisí na typu rudy a dalších ekonomických a environmentálních faktorech. V současnosti je ze sulfidových zdrojů extrahováno přibližně 80 procent celosvětové produkce mědi.

Bez ohledu na druh rudy musí být nejprve koncentrovaná měděná ruda koncentrovaná, aby se odstranila hluk, nežádoucí materiály zabudované do rudy.

Prvním krokem v tomto procesu je drcení a prášková ruda v kulovém nebo tyčovém mlýně.

Sulfidové rudy

Prakticky všechny měděné rudy sulfidového typu, včetně chalkositu (Cu ₂ S), chalcopyrit (CuFeS ₂ tavení.

Po rozmělnění rudy na jemný prášek se pak koncentruje na flotaci pěny, což vyžaduje smíchání práškové rudy s činidly, které se kombinují s mědí, aby byly hydrofobní. Směs se pak omyje ve vodě spolu s pěnivým činidlem, což podporuje pěnění.

Vzduchové proudy jsou vystřiženy bublinami vytvářejícími vodu, které na hladině odpuzují vodoodpudivé částice mědi. Pěna, která obsahuje asi 30 procent mědi, 27 procent železa a 33 procent síry, se odstředí a upečí.

Je-li v rudě ekonomické, méně nečistoty, které se mohou nacházet v rudě, lze tento molybden, olovo, zlato a stříbro také zpracovat a odstranit v této době selektivní flotací.

Při teplotách mezi 932-1292

° F (500-700 ° C) se většina zbývajícího obsahu síry spaluje jako sulfidový plyn, což vede k kalcinové směsi oxidů a sulfidů mědi. Do kalcinované mědi, která je nyní asi 60 procent čistá, se před opětovným zahřátím přidá tavidlo, tentokrát na teplotu 1200C ° C.

Při této teplotě se toky oxidu křemičitého a vápence spojují s nežádoucími sloučeninami, jako je oxid železnatý, a přivedou je na povrch, aby se odstranily jako struska. Zbývající směsí je roztavený měďnatý sulfid označovaný jako "matný".

Dalším krokem v procesu rafinace je oxidace kapalné matné za účelem odstranění železa a opět vypálení obsahu sulfidu jako oxidu siřičitého. Výsledkem je 97-99 procent blistrové mědi. Termín "bublina měď" pochází z bublin vytvářených oxidem siřičitým na povrchu mědi.

Pro výrobu měděných katod v tržním měřítku musí být blistrová měď nejprve odlit do anod a elektrolyticky zpracována. Ponořený do nádrže síranu měďnatého a kyseliny sírové, společně s čistě měděným katodovým startem, se blistr mědi stává anodou v galvanické buňce. Nerezové katodové polotovary se používají také v některých rafinériích, jako je Kennecottova důl Rio Tinto v Utahu.

Jak je zaveden proud, ionty mědi začnou migrovat na katodu, nebo startovací list, tvořící 99. 9-99. 99% čisté měděné katody.

Zpracování oxidových rud a SX / EW

Po rozmělnění měděných rud oxidů, jako je azurit (2CuCO

3 _{Cu (OH) 3), brochantit (CuSO} 4 >), chrysocolla (CuSiO ₃ · 2H ₂ O) a měďnatý (Cu2O), zředěná kyselina sírová se aplikuje na povrch materiálu na loužících lázních nebo v loužících nádržích. _{Jak kyselina protéká rudou, kombinuje se s mědí a vytváří slabý roztok síranu měďnatého.} Takzvaný "těhotný" roztok pro vyluhování (nebo těhotná kapalina) je pak zpracován hydrometalurgickým procesem známým jako extrakce rozpouštědlem a elektro-vítězným (nebo SX-EW).

Extrakce rozpouštědlem zahrnuje odstranění mědi z těhotné kapaliny za použití organického rozpouštědla nebo extrakčního činidla. Během této reakce se ionty mědi vyměňují za vodíkové ionty, což umožňuje, že roztok kyseliny se regeneruje a znovu se použije v procesu vyluhování.

Vodný roztok bohatý na měď se pak přenese do elektrolytické nádrže, kde dochází k elektro-vítězné části procesu. Při elektrickém náboji migrují ionty mědi z roztoku do měděných spouštěcích katod, které jsou vyrobeny z měděné fólie vysoké čistoty.

Další prvky, které mohou být přítomny v roztoku, jako je zlato, stříbro, platina, selén a telur, se shromažďují na dně nádrže jako "sliby" a mohou být získány zpět dalším zpracováním.

Měděné katody vyrobené elektrolytem mají stejnou nebo větší čistotu než ty, které jsou vyráběny tradičním tavením, ale vyžadují pouze čtvrtinu až třetinu množství energie na jednotku výroby.

Vývoj SX-EW umožnil extrakci mědi v oblastech, kde kyselina sírová není k dispozici nebo nemůže být vyrobena ze síry v těle měděné rudy, stejně jako ze starých sulfidových minerálů, které byly oxidovány vystavením vzduchu nebo bakteriím vyluhování a jiné odpadní materiály, které by byly dříve zneškodněny.

Měď může být alternativně vyloučena z těhotných roztoků pomocí cementace železným šrotem. Toto však produkuje méně čistou měď než SX-EW, a proto je méně často používáno.

In-situ loužení (ISL)

In-situ loužení bylo také použito k obnovení mědi z vhodných oblastí ložisek rudy.

Tento proces zahrnuje vrtání vrtů a čerpání roztoku výluhu - obvykle kyseliny sírové nebo kyseliny chlorovodíkové - do těla rudy. Tento výluh rozpouští měděné minerály předtím, než se zotaví přes druhý vrt. Další rafinace za použití SX-EW nebo chemických srážek produkuje měděné katody, které se dají obchodovat.

ISL se často provádí na nízkoprahových měděných rudách v zadních nádržích (také známých jako

loupání

) v dutinových podzemních dolech. Mezi měděné rudy, které se nejčastěji vztahují na ISL, patří uhličitan měďnatý, malachit a azurit, stejně jako tenorit a chrysocolla. Celosvětová těžba mědi odhaduje americký geologický průzkum, že dosáhl 16.1 milion metrických tun v roce 2011. Primárním zdrojem mědi je Chile, které produkuje přibližně jednu třetinu světové nabídky. Mezi další velké výrobce patří USA, Čína a Peru.

Vzhledem k vysoké hodnotě čisté mědi je velká část výroby mědi dodávána z recyklovaných zdrojů. Ve Spojených státech představuje recyklovaná měď asi 32 procent ročních dodávek. Celosvětově se toto číslo odhaduje na 20 procent.

Největším korporátním výrobcem mědi po celém světě je chilský státní podnik Codelco. Společnost Codelco vyrobila v roce 2010 1,7 milionu metrických tun rafinované mědi, což představuje zhruba 11% celkové celosvětové produkce. Mezi další velké výrobce patří společnosti Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., společnost BHP Billiton Ltd. a společnost Xstrata Plc.

Zdroje

Školství. co. Spojené království. Měď - důležitý prvek. Těžba mědi.

URL: // zdroje. školní vědy. co. uk / cd / 14-16 / cumin / copch2pg2. html

Wikipedia. Techniky extrakce mědi.
URL: // en. wikipedia. org / wiki / Copper_extraction
Asociace pro vývoj mědi. Výroba.
URL: // www. měď. org / vzdělání / výroba mědi /