Proces topljenja
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 u originalnoj rudi sa nekoliko postotaka ili hiljaditih dijelova bakra do 20%-30% putem beneficiranja, a zatim topljenje rastopljenog mat (mat) u zatvorenoj visokoj peći, reverberatornoj peći, električna peć ili fleš peć kao koncentrat bakra. Proizvedeni rastopljeni mat (mat) se zatim šalje u pretvarač za puhanje u sirovi bakar, a zatim se oksidira i rafinira u drugoj peći za odjek radi uklanjanja nečistoća, ili se lijeva u anodne ploče za elektrolizu kako bi se dobio elektrolitički bakar do 99,9. %. Proces je kratak i prilagodljiv, a stopa izvlačenja bakra može doseći 95%. Međutim, budući da se sumpor u rudi ispušta kao otpadni plin sumpor-dioksida u dvije faze izrade mat i puhanja, nije ga lako oporaviti i lako je uzrokovati zagađenje. Devedesetih godina prošlog stoljeća pojavilo se topljenje rastopljenog bazena kao što je metoda srebra i metoda Noranda i japanska Mitsubishi metoda, a pirometalurgija se postepeno razvijala prema kontinuiranoj i automatiziranoj.
Topljenje bakra iz rude bakra: Uzimajući za primjer halkopirit, prvo se miješaju koncentrat pijeska, fluks (krečnjak, pijesak itd.) i gorivo (koks, drveni ugalj ili antracit) i stavljaju u "zatvorenu" visoku peć za topljenje na oko 1000 stepeni. Kao rezultat toga, dio sumpora u rudi postaje SO₂ (koristi se za proizvodnju sumporne kiseline), a većina nečistoća kao što su arsen i antimon postaju isparljive tvari kao što su As₂O₃ i Sb₂O₃ i uklanjaju se: 2CuFeS₂+O₂{{3} }Cu₂S+2FeS+SO₂↑. Dio željeznog sulfida se pretvara u oksid: 2FeS+3O₂=2FeO+2SO₂↑. Cu2S i preostali FeS itd. se tope zajedno da formiraju "mat" (uglavnom nastao međusobnim otapanjem Cu2S i FeS, sa sadržajem bakra između 20% i 50% i sadržajem sumpora između 23% i 27%), i FeO i SiO2 formiraju šljaku: FeO+SiO2=FeSiO2. Šljaka pluta na rastopljenom matu i lako se odvaja, čime se uklanjaju neke nečistoće. Mat se zatim premešta u konvertor, a nakon dodavanja fluksa (kvarcnog pijeska), uduvava se vazduh za duvanje (1100-1300 stepen). Pošto gvožđe ima veći afinitet za kiseonik od bakra, a bakar ima veći afinitet za sumpor od gvožđa, FeS u matu se prvo pretvara u FeO, u kombinaciji sa fluksom da formira šljaku, a zatim se Cu2S pretvara u Cu2O, koji reaguje sa Cu2S i formira sirovi bakar (koji sadrži oko 98,5% bakra). 2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂↑, 2Cu₂O+Cu₂S=6Cu+SO₂↑, zatim premjestite sirovi bakar u reverberatorsku peć (kvartz pijesak) , i pustiti u zrak da oksidira nečistoće u sirovom bakru, koje će se ukloniti formiranjem šljake sa fluksom. Nakon što se nečistoće uklone do određene mjere, raspršuje se teško ulje, a redukcijski plinovi poput ugljičnog monoksida koji nastaju sagorijevanjem teškog ulja reduciraju bakrov oksid u bakar na visokoj temperaturi. Dobiveni rafinirani bakar sadrži oko 99,7% bakra.
Pored koncentrata bakra, otpadni bakar je jedna od glavnih 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: razred iznad 90%; Žuti otpadni bakar (žica): materijali koji sadrže bakar (stari motori, ploče); Bakar proizveden od otpadnog bakra i drugih sličnih materijala naziva se i reciklirani bakar.
Mokro topljenje bakra
Brod je pogodan za bakreni oksid niskog kvaliteta, a rafinirani bakar koji se proizvodi naziva se elektrolitički bakar. Moderno mokro topljenje uključuje sumpornu kiselinu prženje-luženje-elektrolitičku, ispiranje-ekstrakciju-elektrolitičku, bakterijsko ispiranje i druge metode, koje su pogodne za ispiranje na hrpu, ispiranje iz rezervoara ili ispiranje na licu mjesta složenih ruda niskog kvaliteta, ruda bakrenih oksida 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.
Domaći status
Industrija topljenja bakra je osnovna industrija u nacionalnoj ekonomiji. Konkretno, moja zemlja je u fazi industrijalizacije, a potražnja za bakrom je zadržala visoku stopu rasta. Status industrije topljenja bakra u nacionalnoj ekonomiji nastaviće da se poboljšava.
Svjetska distribucija
Svjetski resursi rude bakra su relativno bogati. Bakar nije teško izvući iz njegove rude, ali su eksploatirajuća nalazišta relativno rijetka. Neki, poput rudnika bakra u Falunu u Švedskoj, bili su izvor velikog bogatstva od 13. vijeka. Jedan od načina za ekstrakciju ovog metala je ispeći sulfidnu rudu, a zatim odvojiti bakar sulfat koji se njime formira sa vodom. Nakon što pređe preko površine gvozdenih opiljaka, bakar će se istaložiti, a formirani tanki sloj se lako odvaja. Provjereni bakar u svijetu iznosi oko 350 miliona do 570 miliona tona, od čega rudnici bakra porfira čine oko 76% ukupne količine. Iz perspektive regionalne distribucije, postoji pet regiona sa najbogatijim rezervama bakra na svetu:
Afrika: Luilu (Kolwezi) u Kongu, Shituru, Luanshya i Baliba u Zambiji, Mufulira, Nchanga TLP, Nkana (Rokana).
Azija: Kina Silver (Jinchuan)/Gansu, Shandong/Yanggu Xiangguang Copper Daye, Guixi, Huludao, Jinchang, Šangaj, Tianjin, Yunnan, Indija Parla Copper (Dahei), Tuticorin, Iran Sarchesme, Japan Besshi/Ehime (Toyo Topionica), Kosaka (Akita) Naoshima (Kagawa), Onahama (Fukushima), Saga Seki (Oita), Tamano (Okayama), Kazahstan Balkashmis, Zhezkazgan Smelter, Južna Koreja Onsan Smelter I, Onsan Smelter II, Filipini Isabel/Wright (Filipinsko topljenje i prerada Udruženje), Uzbekistan Almalyk topionica.
Evropa: Brixlegg, Austrija; Beerse, Belgija; Hoboken, UM Pirdop, Finska; Hamburg, Njemačka; Hetterstein, Lunen 170, Italija; Podemagra, Poljska; Glogov I, Glogov II, Topionica Legnica, Rumunija; Kirovgrad (Karata), Rusija; Topionica Krasnouralsk, Nadeždinski, Noriljska topionica, Topionica Centralnog Urala, Španija; Ostrvo Lun, Švedska; Walsall, UK; Bor, Jugoslavija.
