การผลิตทองแดง: ทองแดงทำได้อย่างไร?

ทองแดงมักถูกสกัดออกมาจากแร่ออกไซด์และซัลไฟด์ที่มีค่าระหว่าง 0. 5 และ 2. ทองแดง 0 เปอร์เซ็นต์

เทคนิคการกลั่นที่ใช้โดยผู้ผลิตทองแดงขึ้นอยู่กับชนิดของแร่ตลอดจนปัจจัยทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ ขณะนี้ประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ของการผลิตทองแดงทั่วโลกถูกสกัดจากแหล่งของซัลไฟด์

ไม่ว่าแร่จะมีแร่ชนิดไหนแร่แร่ทองแดงที่ขุดได้จะต้องเข้มข้นก่อนเพื่อขจัด gangue, วัสดุที่ไม่พึงประสงค์ที่ฝังอยู่ในแร่

ขั้นตอนแรกในกระบวนการนี้คือการบดและการทำผงแร่ในลูกกลิ้งหรือลูกกลิ้ง

แร่ซัลไฟด์

แร่ทองแดงซัลไฟด์เกือบทุกชนิด ได้แก่ chalcocite (Cu

2 _{S), chalcopyrite (CuFeS} 2 _{) และ covellite (CuS) ถลุง} หลังจากบดแร่ไปเป็นผงละเอียดแล้วมันจะถูกทำให้เข้มข้นโดยการลอยฟองซึ่งจะต้องมีการผสมแร่ผงกับน้ำยาที่ผสมกับทองแดงเพื่อทำให้เป็นของเหลว ส่วนผสมจะถูกอาบน้ำในน้ำพร้อมกับสารฟองเพื่อกระตุ้นการฟอง

เจ็ตส์ของอากาศถูกกระพือปีกผ่านฟองอากาศที่เป็นรูปน้ำที่ลอยอนุภาคทองแดงที่สกปรกลงบนผิว ฟองที่มีทองแดงประมาณร้อยละ 30, เหล็กร้อยละ 27 และกำมะถัน 33 เปอร์เซ็นต์จะถูกนำมาห่อหุ้มด้วยแป้งและนำมาคั่ว

หากมีสิ่งสกปรกน้อยกว่าที่อาจมีอยู่ในแร่เช่น molybdenum ตะกั่วทองและเงินก็สามารถนำมาแปรรูปและนำออกได้ในเวลานี้ด้วยการเลือกลอยตัว

อุณหภูมิส่วนใหญ่ที่กำมะถันจะถูกเผาผลาญออกเป็นก๊าซซัลไฟด์ (Sulfide Gas) ที่อุณหภูมิระหว่าง 932-1292

F (500-700

° C) ส่งผลให้มีส่วนผสมของทองแดงออกไซด์และซัลไฟด์ ฟลักซ์จะถูกเพิ่มลงในทองแดงซึ่งเป็นความบริสุทธิ์ประมาณ 60% ก่อนที่จะถูกให้ความร้อนอีกครั้งคราวนี้อยู่ที่ 2192 ° F (1200 ° C) ที่อุณหภูมินี้ซิลิกาและหินปูนจะไหลรวมกับสารประกอบที่ไม่ต้องการเช่นออกไซด์ของเหล็กและนำไปสู่ผิวเพื่อขจัดออกเป็นตะกรัน ส่วนผสมที่เหลือคือ copper sulfide หลอมละลายเรียกว่า 'matte' ขั้นตอนต่อไปในกระบวนการขัดเกลาคือการทำปฏิกิริยาออกซิเดชันของเหลวเพื่อขจัดเหล็กและอีกครั้งเพื่อลดปริมาณซัลไฟด์ออกเป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ผลที่ได้คือทองแดงพองตาก 97-99 เปอร์เซ็นต์ คำว่า 'blister copper' มาจากฟองสบู่ที่ผลิตโดยซัลเฟอร์ไดออกไซด์บนพื้นผิวของทองแดง ในการผลิต cathode ทองแดงระดับทองแดงตุ่มจะต้องนำไปหล่อลื่นใน anodes และใช้ electrolytically ฝังอยู่ในถังของซัลเฟตคอปเปอร์ซัลเฟตและกรดซัลฟิวริกพร้อมกับแผ่นแคโทดบริสุทธิ์ของทองแดงที่เริ่มตึงแล้วทองแดงพองจะกลายเป็นขั้วบวกในเซลล์ขั้วลบ ช่องว่างแคโทดสเตนเลสสตีลยังใช้ในโรงกลั่นบางแห่งเช่นเหมืองทองแดง Kennecott ของ Rio Tinto ในยูทาห์

ขณะที่กระแสไฟฟ้าถูกนำมาใช้ไอออนของทองแดงเริ่มขยับไปที่ขั้วลบหรือแผ่นสตาร์ทขึ้นรูป 99. 9-99 cathode ทองแดงบริสุทธิ์ 99%

การผลิตแร่ออกไซด์และ SX / EW

หลังจากบดแร่ทองแดงชนิด oxide เช่น azurite (2CuCO

3

Cu (OH) 3) brochantite (CuSO

4 ) >), chrysocolla (CuSiO

3 _2H 2 _{O) และ cuprite (Cu2O) ใช้กรดซัลฟิวริกเจือจางลงบนพื้นผิวของวัสดุบนแผ่นชะล้างหรือในถังชะล้าง} ในขณะที่หยดกรดผ่านแร่มันรวมกับทองแดงทำให้เกิดสารละลายทองแดงที่อ่อนแอ _{สารละลายที่เรียกว่า 'ครรภ์' (หรือสุราตั้งครรภ์) จะถูกประมวลผลโดยใช้กระบวนการไฮโดรเมทัลอัลตราซาวด์ที่เรียกว่าการสกัดด้วยตัวทำละลายและ electro-winning (หรือ SX-EW)} การสกัดด้วยตัวทำละลายเป็นการลอกทองแดงจากสุราตั้งครรภ์โดยใช้ตัวทำละลายอินทรีย์หรือสารสกัด ในระหว่างการเกิดปฏิกิริยานี้ไอออนทองแดงจะถูกแลกเปลี่ยนเป็นไอออนของไฮโดรเจนทำให้สามารถแก้ปัญหากรดและนำมาใช้ใหม่ในกระบวนการชะล้างได้ _{สารละลายน้ำที่อุดมด้วยทองแดงจะถูกถ่ายโอนไปยังถังอิเลคโตรไลต์ซึ่งจะเกิดกระบวนการไฟฟ้าที่ชนะเลิศขึ้น ภายใต้การประจุไฟฟ้าไอออนทองแดงถ่ายโอนจากสารละลายไปยัง cathodes เริ่มต้นที่เป็นทองแดงที่ทำจากฟอยล์ทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูง} องค์ประกอบอื่น ๆ ที่อาจมีอยู่ในสารละลายเช่นทองคำเงินแพลทินัมซีลีเนียมและเทลลูเรียมสะสมอยู่ด้านล่างของถังเป็น 'slimes' และสามารถกู้คืนได้ผ่านกระบวนการต่อไป

แคโทดทองแดงที่ได้รับ Electro-won มีความบริสุทธิ์เท่ากันหรือมากกว่าที่ผลิตโดยการหลอมแบบดั้งเดิม แต่ต้องใช้พลังงานเพียงหนึ่งในสี่ถึงหนึ่งในสามของปริมาณพลังงานต่อหน่วยการผลิต

การพัฒนา SX-EW ได้อนุญาตให้มีการสกัดทองแดงในพื้นที่ที่ไม่มีกรดกำมะถันหรือไม่สามารถผลิตได้จากกำมะถันในร่างกายของแร่ทองแดงรวมทั้งจากแร่ซัลไฟด์เก่าที่ถูกออกซิไดซ์โดยการสัมผัสกับอากาศหรือแบคทีเรีย การชะล้างและวัสดุเหลือใช้อื่น ๆ ที่เคยถูกกำจัดทิ้งแล้ว

ทองแดงสามารถตกตะกอนออกจากสารละลายที่มีครรภ์ได้โดยใช้ซีเมนต์โดยใช้เศษเหล็ก อย่างไรก็ตามการผลิตทองแดงบริสุทธิ์น้อยกว่า SX-EW และดังนั้นจึงใช้น้อยลง

การชะล้างในที่เกิดเหตุ (ISL)

การชะละลายในที่เกิดเหตุถูกนำมาใช้เพื่อกู้คืนทองแดงจากแหล่งแร่ที่เหมาะสม

ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการขุดเจาะหลุมเจาะและสูบน้ำสารละลายที่มีน้ำซึมออกหรือกรดซัลฟิวริกหรือไฮโดรคลอริกเข้าไปในร่างกายแร่ น้ำชะละลายจะละลายแร่ธาตุทองแดงก่อนที่จะผ่านการเจาะรูที่สอง การกลั่นเพิ่มเติมโดยใช้ SX-EW หรือสารเคมีตกตะกอนผลิต cathodes ทองแดงตลาด

ISL มักจะดำเนินการกับแร่ทองแดงเกรดต่ำในจุดที่หยุดนิ่ง (หรือที่เรียกว่า

stope leaching

) แร่ในพื้นที่ยุ้งฉางของเหมืองใต้ดิน

แร่ทองแดงที่ทนต่อ ISL ได้ดีที่สุด ได้แก่ ทองแดงคาร์บอเนต malachite และ azurite ตลอดจน tenorite และ chrysocolla

การผลิตแร่ทองคำทั่วโลกประเมินโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐถึง 161 ล้านเมตริกตันในปี 2554 แหล่งที่มาหลักของทองแดงคือชิลีซึ่งผลิตได้ประมาณหนึ่งในสามของปริมาณโลกทั้งหมด ผู้ผลิตรายใหญ่อื่น ๆ ได้แก่ สหรัฐฯจีนและเปรู

เนื่องจากทองแดงบริสุทธิ์มีมูลค่าสูงส่วนใหญ่ของการผลิตทองแดงตอนนี้มาจากแหล่งรีไซเคิล ในสหรัฐอเมริกาบัญชีทองแดงรีไซเคิลมีปริมาณประมาณร้อยละ 32 ต่อปี ทั่วโลกตัวเลขนี้คาดว่าจะใกล้เคียงกับ 20 เปอร์เซ็นต์ ผู้ผลิตทองแดงรายใหญ่ที่สุดขององค์กรคือ Codelco ของรัฐชิลี Codelco ผลิต 1. 76 ล้านเมตริกตันของทองแดงที่ผ่านการกลั่นในปี 2010 หรือคิดเป็นประมาณ 11% ของการผลิตทั่วโลกทั้งหมด ผู้ผลิตรายใหญ่อื่น ๆ ได้แก่ Freeport-McMoran Copper & Gold Inc. , BHP Billiton Ltd. และ Xstrata Plc. แหล่ง

Schoolscience ร่วม สหราชอาณาจักร ทองแดง - องค์ประกอบสำคัญ การทำเหมืองแร่ทองแดง

URL: // resources. schoolscience ร่วม สหราชอาณาจักร / CDA / 14-16 / cumining / copch2pg2 HTML

วิกิพีเดีย เทคนิคการสกัดด้วยทองแดง

URL: // en. วิกิพีเดีย org / wiki / Copper_extraction

สมาคมพัฒนาทองแดง การผลิต

URL: // www. ทองแดง. org / การศึกษา / ทองแดงการผลิต /