Техниките за рафинирање што ги користат производителите на бакар зависат од типот на рудата, како и други економски и еколошки фактори. Во моментов, околу 80 проценти од глобалното производство на бакар е извлечено од сулфидни извори.
Без оглед на типот на рудата, рударите од бакар мора прво да се концентрираат за да се отстранат непотребните материјали во рудата.
Првиот чекор во овој процес е дробење и прашкаста руда во топката или прачка.
Сулфид руди
Практично сите бакарни руди на сулфид, вклучувајќи халкоцит (Cu 2 S), халкопирит (CuFeS 2 ) и ковелит (CuS), се третираат со топење.
По дробење на рудата на парична казна во прав, тој потоа се концентрира со пена флотација, која бара мешање на рудата во прав со реагенси кои се комбинираат со бакар за да се направи хидрофобна. Смесата потоа се капе во вода, заедно со средство за пенење, кое поттикнува на пена.
Авионите на воздухот се искачуваат низ меурчиња кои формираат вода и плови на површината на водоотпорните бакарни честички. Пената, која содржи околу 30 проценти бакар, 27 проценти железо и 33 проценти сулфур, е обезмастена и земена за печење.
Ако се економски, помали нечистотии кои можат да бидат присутни во рудата, таквите молибден , олово , злато и сребро , исто така, можат да бидат обработени и отстранети во овој момент преку селективна флотација.
На температури помеѓу 932-1292 ° F (500-700 ° C), поголемиот дел од содржината на сулфур кој се остава е изгорен како сулфиден гас, што резултира со калцин мешавина на бакарни оксиди и сулфиди.
Флуксот се додава на калциниран бакар, кој сега е околу 60 проценти чист, пред повторно да се загрева, овој пат до 2192 ° F (1200C ° C).
На оваа температура, силициумскиот и варовничкиот флукс се комбинираат со несакани соединенија, како што се цврстиот оксид, и ги доведуваат до површината за да се отстранат како згура. Останатите мешавини се топен бакар сулфид, наречен "мат".
Следниот чекор во процесот на рафинирање е да се оксидира течна мат со цел да се отстрани железото и повторно да се согорува сулфидната содржина како сулфурдиоксид. Резултатот е 97-99 проценти блистер бакар. Терминот "блистер бакар" доаѓа од меурите произведени од сулфур диоксид на површината на бакар.
Со цел да се произведат бакарни катоди на пазарот, блистер бакар мора прво да се фрли во аноди и да се третира електролитски. Потопен во резервоар од бакар сулфат и сулфурна киселина, заедно со чиста бакар-катодна стартерна состојба, блистер бакар станува анода во галванична ќелија. Катодни отпадоци од не'рѓосувачки челик, исто така, се користат во некои рафинерии, како што се "Рудникот Тинто", "Кенекот бенк рудник" во Јута.
Како што се воведува струја, бакарните јони почнуваат да мигрираат на катодата или на стартер, формирајќи 99,9-99,99% чисти бакарни катоди.
Оксид руда обработка и SX / EW
По дробење на оксидни бакарни руди, како што се азурит (2CuCO 3 · Cu (OH) 3), брокантит (CuSO 4 ), хризокол (CuSiO 3 · 2H 2 O) и купит (Cu2O), разредена сулфурна киселина се применува на површината на материјалот на подложни садови или во резервоарите за истекување.
Како што киселината се движи низ рудата, таа се комбинира со бакар, произведувајќи слаб раствор на бакарсулфат.
Таканаречениот "бремен" исцедок (или бремени пијалаци) потоа се обработува со хидрометалуршки процес познат како екстракција на растворувачи и електро-победа (или SX-EW).
Екстракцијата на растворувачот вклучува одземање на бакар од бремената течност со помош на органски растворувач или екстракт. За време на оваа реакција, бакарните јони се разменуваат за водородни јони, дозволувајќи му на киселиот раствор да се обновува и повторно да се користи во процесот на истекување.
Воден раствор богат со бакар потоа се пренесува во електролитски резервоар каде што се јавува електро-победничкиот дел од процесот. Под електричен полнеж, бакарот јони мигрираат од растворот на бакар стартер катоди кои се направени од висока чистота бакар фолија.
Другите елементи кои можат да бидат присутни во растворот, како што се златото, среброто, платината , селенот и телуриумот , се собираат во дното на резервоарот како 'slimes' и можат да се вратат преку понатамошна обработка.
Електро-победените бакарни катоди се со еднаква или поголема чистота од оние произведени од традиционалното топење, но имаат потреба од само една четвртина до една третина од износот на енергија по единица производство.
Развојот на SX-EW дозволил екстракција на бакар во области каде што сулфурната киселина не е достапна или не може да се произведе од сулфур во телото на бакарната руда, како и од старите сулфидни минерали кои биле оксидирани со изложување на воздух или бактериско истекување и други отпадните материјали кои претходно биле отстранувани од необработени материјали.
Бакарот може алтернативно да се преципира од бремениот раствор преку цементирање со старо железо. Сепак, ова произведува помалку чист бакар од SX-EW и затоа е помалку вработен.
In-Situ Leaching (ISL)
Исцедокот на самото место исто така се користи за закрепнување на бакар од погодни подрачја на руда.
Овој процес вклучува дупчење на бушотини и транспорт на исцедок раствор - обично сулфурна или хлороводородна киселина - во рудното тело. Исцедокот ги раствора бакарни минерали пред да се опорави преку втора скважина. Понатамошно рафинирање со користење на SX-EW или хемиски врнежи произведува продажни бакарни катоди.
ISL често се изведува на ниско-квалитетна бакарна руда во зафатените станици (исто така познати како истекување на стапалата) руда во засолништата на подземни рудници.
Бакарни руди најмногу подложни на ISL вклучуваат бакар карбонати малахит и азурит, како и тенорит и хризокола.
Глобалното производство на рудникот од бакар се проценува од страна на американското геолошко истражување за да достигне 16,1 милиони метрички тони во 2011 година. Примарниот извор на бакар е Чиле, кој произведува околу една третина од вкупната светска понуда. Други големи продуценти ги вклучуваат САД, Кина и Перу.
Поради високата вредност на чист бакар, голем дел од производството на бакар сега доаѓа од рециклирани извори. Во САД, рециклираниот бакар изнесува околу 32 отсто од годишната понуда. На глобално ниво, овој број се проценува дека е поблиску до 20 проценти.
Најголемиот корпоративен производител на бакар во светот е чилеанското државно претпријатие Коделко. Коделко произведе 1,76 милиони метрички тони рафиниран бакар во 2010 година, или околу 11% од вкупното глобално производство. Други големи производители вклучуваат Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd. и Xstrata Plc .
Извори
Schoolscience.co.uk. Бакар - витален елемент. Бакарско рударство.
URL: http://resources.schoolscience.co.uk/cda/14-16/cumining/copch2pg2.html
Википедија. Техники за екстракција на бакар.
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Copper_extraction
Здружение за развој на бакар. Производство.
URL: https://www.copper.org/education/copper-production/