Bakır Üretimi: Bakır Nasıl Yapılır?

Bakır işleme, üretici cevheri ham, mayınlanmış durumundan birçok endüstride kullanılmak üzere saflaştırılmış bir forma dönüştürdüğü için birçok adım içeren karmaşık bir süreçtir. Bakır tipik olarak% 0.5 ila 2.0 arasında bakır içeren oksit ve sülfür cevherlerinden ekstrakte edilir.

Bakır üreticileri tarafından kullanılan rafinaj teknikleri cevher türüne ve diğer ekonomik ve çevresel faktörlere bağlıdır. Şu anda, küresel bakır üretiminin yaklaşık% 80'i sülfür kaynaklarından elde edilmektedir.

Cevher tipine bakılmaksızın, çıkarılan bakır cevheri, cevherin içine gömülmüş gang veya istenmeyen malzemeleri gidermek için önce konsantre edilmelidir. Bu işlemin ilk adımı bir bilyalı veya çubuk değirmenindeki cevheri ezmek ve toz haline getirmektir.

Kalkoksit (Cu dahil) neredeyse tüm sülfit tipi bakır cevherleri₂S), kalkopirit (CuFeS₂) ve yardımcı uydu (CuS), eritme ile muamele edilir. Cevheri ince bir toz haline getirdikten sonra toz haline getirilmiş flotasyon ile konsantre edilir; bu toz haline getirilmiş cevherin hidrofobik hale getirilmesi için bakırla birleşen reaktiflerle karıştırılmasını gerektirir. Karışım daha sonra köpürmeyi teşvik eden bir köpük oluşturucu madde ile birlikte suda yıkanır.

Hava püskürtücüleri, su itici bakır parçacıklarını yüzeye süzen kabarcıklar oluşturan su içinden vurulur. Yaklaşık% 30 bakır,% 27 içeren köpük Demir ve% 33 kükürt, sıyrılır ve kavurma için alınır.

Ekonomik ise, cevherde bulunabilecek daha az safsızlık, örneğin molibden, kurşun, altın ve gümüş de seçici flotasyon yoluyla şu anda işlenebilir ve çıkarılabilir. 932-1292 arasındaki sıcaklıklarda°F (500-700°C), kalan sülfür içeriğinin çoğu sülfür gazı olarak yakılır ve bakır oksit ve sülfürlerin bir kalsin karışımına yol açar.

Şimdi tekrar ısıtılmadan önce yaklaşık% 60 saf olan kalsin bakırına eritilir, bu sefer 1200 ° C (2192 ° F). Bu sıcaklıkta, silika ve kireçtaşı akışları, demir oksit gibi istenmeyen bileşiklerle birleşir ve bunları cüruf olarak çıkarılacak yüzeye getirir. Geri kalan karışım, mat olarak adlandırılan erimiş bir bakır sülfürdür.

Rafine etme işleminde bir sonraki adım, sülfür içeriğini sülfür dioksit olarak yakmak için demiri çıkarmak için sıvı matı oksitlemektir. Sonuç% 97-99, blister bakırdır. Blister bakır terimi, bakır yüzeyinde kükürt dioksit tarafından üretilen kabarcıklardan gelir.

Pazar dereceli bakır katotları üretmek için, blister bakırın önce anotlara dökülmesi ve elektrolitik olarak işlenmesi gerekir. Bir bakır sülfat ve sülfürik asit deposuna, saf bakır katot başlangıç ​​tabakasına daldırılan blister bakır, galvanik bir hücredeki anot haline gelir. Paslanmaz çelik katot boşlukları, Rio Tinto'nun Utah'daki Kennecott Bakır Madeni gibi bazı rafinerilerde de kullanılmaktadır.

Bir akım verildiğinde, bakır iyonları katoda veya başlangıç ​​tabakasına göç etmeye başlar ve% 99.9-99.99 saf bakır katot oluşturur.

Azurit (2CuCO gibi oksit tipi bakır cevherlerini ezdikten sonra₃ · Cu (OH) 3), bromürit (CuSO)₄), chrysocolla (CuSiO)₃ · 2H₂O) ve cuprite (Cu20), seyreltik sülfürik asit, liç pedleri veya liç tankları üzerinde malzemenin yüzeyine uygulanır. Asit cevher boyunca akarken, bakır ile birleşerek zayıf bir bakır sülfat çözeltisi üretir.

'Hamile' özütleme çözeltisi (veya hamile likör) daha sonra çözücü ekstraksiyonu ve elektro kazanma (veya SX-EW) olarak bilinen hidrometalurjik bir işlem kullanılarak işlenir.

Çözücü ekstraksiyonu, organik bir çözücü veya ekstrakt kullanılarak gebe likörden bakırın çıkarılmasını içerir. Bu reaksiyon sırasında, bakır iyonları hidrojen iyonlarıyla değiştirilir, böylece asit çözeltisi geri kazanılır ve liç işleminde tekrar kullanılır.

Bakır bakımından zengin sulu çözelti daha sonra işlemin elektro-kazanan kısmının meydana geldiği bir elektrolitik tanka aktarılır. Elektrik yükü altında, bakır iyonları çözeltiden yüksek saflıkta bakır folyodan yapılmış bakır başlangıç ​​katotlarına göç eder.

Solüsyonda bulunabilecek diğer elementler, örneğin altın, gümüş, platin, selenyum ve tellür, tankın dibinde inceltici olarak toplanır ve daha sonraki işlemlerle geri kazanılabilir.

Elektro-kazan bakır katotlar, geleneksel eritme ile üretilenlerden eşit veya daha fazla saflığa sahiptir, ancak üretim birimi başına enerji miktarının sadece dörtte üç ila üçte birini gerektirir.

SX-EW'nin gelişimi, sülfürik asidin mevcut olmadığı veya bakır cevheri gövdesi içindeki kükürtten üretilemediği alanlarda bakır ekstraksiyonuna izin vermiştir. havaya veya bakteriyel sızıntıya ve daha önce atılacak diğer atık maddelere maruz bırakılarak oksitlenen eski sülfür minerallerinden işlenmemiş.

Bakır alternatif olarak hurda demir kullanılarak sementasyon yoluyla hamile çözeltiden çökeltilebilir. Bununla birlikte, bu SX-EW'den daha az saf bakır üretir ve bu nedenle daha az kullanılır.

Yerinde liç, uygun cevher yataklarından bakırın geri kazanılması için de kullanılmıştır.

Bu işlem, sondaj deliklerinin delinmesini ve cevher gövdesine bir sızıntı suyu çözeltisinin (genellikle sülfürik veya hidroklorik asit) pompalanmasını içerir. Sızıntı suyu, ikinci bir sondaj deliği aracılığıyla geri kazanılmadan önce bakır minerallerini çözer. SX-EW veya kimyasal çökeltme kullanılarak daha fazla rafine edilmesi pazarlanabilir bakır katotları üretir.

ISL genellikle geri doldurulmuş stopeslerdeki düşük dereceli bakır cevheri üzerinde gerçekleştirilir (aynı zamanda sızma liçiyeraltı madenlerinin mağara bölgelerinde cevher.

ISL'ye en uygun bakır cevherleri, bakır karbonatlar malakit ve azuritin yanı sıra tenorit ve chrysocolla'yı içerir.

Küresel maden üretiminin 2017 yılında 19 milyon metrik tonu aştığı tahmin ediliyor. Birincil bakır kaynağı, toplam dünya arzının yaklaşık üçte birini üreten Şili'dir. Diğer büyük üreticiler arasında ABD, Çin ve Peru bulunmaktadır.

Saf bakırın yüksek değeri nedeniyle, bakır üretiminin büyük bir kısmı şimdi geri dönüştürülmüş kaynaklardan geliyor. ABD'de, geri dönüştürülmüş bakır yıllık arzın yaklaşık% 32'sini oluşturmaktadır. Küresel olarak, bu sayının% 20'ye yakın olduğu tahmin edilmektedir.

dünyadaki en büyük şirket bakır üreticisi Şili devlet kuruluşu Codelco olduğunu. Codelco, 2017 yılında 1.84 milyon mt rafine bakır üretti. Diğer büyük üreticiler arasında Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd. ve Xstrata Plc yer alıyor.