Topljenje bakra i klasifikacija
Topljenje bakra
Ruda bakra iskopana iz rudnika bakra postaje koncentrat bakra ili pijesak bakrene rude s visokim sadržajem bakra nakon obogaćivanja. Koncentrat bakra treba da se otopi i ekstrahira prije nego što postane rafinirani bakar i bakreni proizvodi.
A. Elektrolitički bakar i rafinirani bakar
Bakar koji se koristi u industriji uključuje elektrolitski bakar (koji sadrži 99,9% do 99,95% bakra) i rafinirani bakar (sadrži 99.0% do 99,7% bakra). Prvi se koristi u elektroindustriji za izradu specijalnih legura, metalnih žica i žica. Potonji se koristi za izradu drugih legura, bakarnih cijevi, bakarnih ploča, osovina itd.
B. Proces topljenja bakra
Razvoj metalurške tehnologije bakra prošao je dug proces, ali se topljenje bakra i dalje uglavnom bazira na pirometalurgiji, a njegova proizvodnja čini oko 85% svjetske proizvodnje bakra. Moderna hidrometalurška tehnologija se postepeno promoviše, a uvođenje hidrometalurgije uvelike je smanjilo troškove topljenja bakra.
Pogledajmo bliže dvije metode topljenja bakra pirometalurgije i hidrometalurgije (SX-EX).
a. Pirometalurško topljenje bakra:
Katodni bakar, poznat i kao elektrolitički bakar, proizvodi se topljenjem i elektrolitičkom rafinacijom, što je općenito pogodno za rude bakra sulfida visokog kvaliteta. Pirometalurgija općenito uključuje prvo povećanje sadržaja bakra od nekoliko postotaka ili nekoliko hiljaditih dionica originalne rude na 20-30% kroz obradu rude, a zatim korištenje kao koncentrata bakra za topljenje mat u zatvorenoj visokoj peći, reverberatornoj peći, električna peć ili fleš peć. Dobijeni mat (mat) se zatim šalje u konvertor za puhanje u sirovi bakar, a zatim oksidira i rafinira u drugoj peći za reverberaciju radi uklanjanja nečistoća, ili se lijeva u anodne ploče za elektrolizu, kako bi se dobio elektrolitički bakar do 99,9. %. Ovaj proces je kratak i prilagodljiv, a stopa povrata bakra može doseći 95%, ali budući da se sumpor u rudi ispušta kao otpadni plin sumpor-dioksida u dvije faze izrade i puhanja mat, nije ga lako oporaviti i sklon je do zagađenja. Posljednjih godina pirometalurgija se postepeno razvija prema kontinuiranom i automatiziranom topljenju, kao što su metoda srebra, metoda Noranda i metoda Mitsubishi u Japanu.
Osim koncentrata bakra, otpadni bakar je također glavna sirovina za rafinirani bakar, uključujući stari otpadni bakar i novi otpadni bakar. Stari otpad od bakra dolazi iz stare opreme i starih mašina, napuštenih zgrada i podzemnih cijevi; novi otpad bakra dolazi od otpada bakra koji se odbacuje u prerađivačkim postrojenjima (izlazni odnos bakarnih materijala je oko 50%). Općenito, opskrba otpadnim bakrom je relativno stabilna. Otpad bakra se može podijeliti na: goli otpad bakra (klasa iznad 90%); žuti otpadni bakar (žice); materijali koji sadrže bakar (stari motori, ploče); bakar proizveden od otpadnog bakra i drugih sličnih materijala, također poznat kao reciklirani bakar.
b. Mokro topljenje bakra:
Brod je pogodan za bakreni oksid niskog kvaliteta, a rafinirani bakar koji se proizvodi je elektrolitski bakar. Moderno mokro topljenje uključuje sumpornu kiselinu prženje-luženje-elektrolitičku, luženje-ekstrakciju-elektrolitičku, bakterijsko ispiranje i druge metode, koje su pogodne za ispiranje iz gomile, ispiranje iz rezervoara ili ispiranje na licu mjesta složenih ruda niskog kvaliteta, ruda oksida bakra i otpadne rude koje sadrže bakar. Tehnologija mokrog topljenja se postepeno promoviše, a očekuje se da će do kraja ovog stoljeća dostići 20% ukupne proizvodnje. Uvođenje mokrog topljenja uvelike je smanjilo troškove topljenja bakra.
Dijagram toka procesa je sljedeći: Među njima, ekstrakcija bakra (proces ulaska bakra u organski sloj iz sloja vode) i povratna ekstrakcija (proces ulaska bakra u sloj vode iz organskog sloja) su važna tehnološka sredstva moderne hidrometalurgija.
Dva procesa pirometalurgije i hidrometalurgije imaju sljedeće karakteristike:
(1) Oprema za topljenje ovog drugog je jednostavnija, ali je sadržaj nečistoća veći, što je koristan dodatak prvom.
(2) Potonji ima ograničenja i podliježe vrsti i vrsti rude.
(3) Trošak prvog je veći od drugog.
Vidi se da hidrometalurška tehnologija ima značajne prednosti, ali je njen opseg primjene ograničen. Ne mogu se svi rudnici bakra topiti ovim postupkom. Međutim, kroz tehnološka poboljšanja, posljednjih godina, sve više zemalja, uključujući Sjedinjene Države, Čile, Kanadu, Australiju, Meksiko i Peru, primjenjuje ovaj proces na sve više rudnika bakra. Unapređenje hidrometalurške tehnologije i promocija njene primene smanjili su cenu proizvodnje bakra, povećali proizvodni kapacitet rudnika bakra, povećali ponudu društvenih resursa u kratkom roku, izazvali relativni višak ukupne društvene ponude i imali povlačeći efekat na cene.
