Techniky rafinace používané výrobci mědi závisí na druhu rudy, stejně jako dalších ekonomických a environmentálních faktorech. V současnosti je ze sulfidových zdrojů extrahováno přibližně 80 procent celosvětové produkce mědi.
Bez ohledu na typ rudy musí být nejdříve vyhořelá měděná ruda koncentrována, aby se odstranila gangue, nežádoucí materiály zabudované do rudy.
Prvním krokem v tomto procesu je drcení a prášková ruda v kulovém nebo tyčovém mlýně.
Sulfidové rudy
Prakticky všechny měděné rudy sulfidového typu, včetně chalcocitu (Cu 2S), chalcopyrit (CuFeS 2 ) a covelit (CuS), jsou zpracovány tavením.
Po rozmělnění rudy na jemný prášek se pak koncentruje na flotaci pěny, což vyžaduje smíchání práškové rudy s činidly, které se kombinují s mědí, aby byly hydrofobní. Směs se pak omyje ve vodě spolu s pěnivým činidlem, což podporuje pěnění.
Vzduchové proudy jsou vysouvány bublinami vytvářejícími vodu, které na hladinu vznášejí vodoodpudivé částice mědi. Pěna, která obsahuje asi 30 procent mědi, 27 procent železa a 33 procent síry, se odstředí a upečí.
Pokud mohou být v rudě ekonomicky méně nečistoty, takový molybden , olovo , zlato a stříbro mohou být také zpracovány a odstraněny v této době selektivní flotací.
Při teplotách mezi 500-700 ° C se většina zbývajícího obsahu síry spaluje jako sulfidový plyn, což vede k kalcinační směsi oxidů měďnatých a sulfidů.
Toky mědi se přidávají do kalcinované mědi, která je nyní asi 60 procent čistá, než se znovu zahřeje, tentokrát na 1200 ° C.
Při této teplotě se toky oxidu křemičitého a vápence spojují s nežádoucími sloučeninami, jako je oxid železnatý, a přivedou je na povrch, aby se odstranily jako struska. Zbývající směsí je roztavený měďnatý sulfid označovaný jako "matný".
Dalším krokem procesu rafinace je oxidace kapalné matné za účelem odstranění železa a opět spalování obsahu sulfidu jako oxidu siřičitého. Výsledkem je 97-99 procent blistrové mědi. Termín "bublina měď" pochází z bublin vytvářených oxidem siřičitým na povrchu mědi.
Za účelem výroby měděných katod v tržním stupni musí být blistrová měď nejprve odlit do anod a elektrolyticky zpracována. Ponořený do nádrže s síranem měďnatým a kyselinou sírovou, spolu s čistě měděnou katodou startovací fólií, se blistr mědi stává anodou v galvanické buňce. Nerezové katodové polotovary se používají také v některých rafinériích, jako je Kennecottova důl Rio Tinto v Utahu.
Jak je zaveden proud, ionty mědi začínají migrovat na katodu, nebo startovací list, tvořící 99,9-99,99% čisté měděné katody.
Zpracování oxidů a SX / EW
Po rozmělnění měděných rud oxidů, jako je azurit (2CuCO3 · Cu (OH) 3), brochantit (CuSO 4 ), chrysocolla (CuSiO 3 · 2H 2 O) a cuprit (Cu2O) povrch materiálu na louhovacích podložkách nebo v láhvích pro vyluhování.
Jak kyselina prochází rudou, kombinuje se s mědí, což vytváří slabý roztok síranu měďnatého.
Takzvaný "těhotný" roztok výluhu (nebo těhotná kapalina) se pak zpracovává za použití hydrometalurgického procesu známého jako extrakce rozpouštědlem a elektro-vítězného (nebo SX-EW).
Extrakce rozpouštědlem zahrnuje oddělení mědi od tekuté tekutiny za použití organického rozpouštědla nebo extrakčního činidla. Během této reakce se ionty mědi vyměňují za ionty vodíku, což umožňuje, aby byl roztok kyseliny regenerován a znovu použit v procesu vyluhování.
Vodný roztok bohatý na měď se potom přenese do elektrolytické nádrže, kde dochází k elektro-vítězné části procesu. Při elektrickém náboji migrují ionty mědi z roztoku do měděných spouštěcích katod, které jsou vyrobeny z měděné fólie vysoké čistoty.
Jiné složky, které mohou být přítomny v roztoku, jako je zlato, stříbro, platina , selén a telur , se shromažďují na dně nádrže jako "slizy" a mohou být získány dalším zpracováním.
Elektronické měděné katody mají stejnou nebo větší čistotu než ty, které jsou vyráběny tradičním tavením, ale vyžadují pouze jednu čtvrtinu až jednu třetinu množství energie na jednotku výroby.
Vývoj SX-EW umožnil extrakci mědi v oblastech, kde kyselina sírová není dostupná nebo nemůže být vyrobena ze síry v těle měděné rudy, stejně jako ze starých sulfidových minerálů, které byly oxidovány vystavením vzdušnému či bakteriálnímu loužení a jiným odpadní materiály, které by byly dříve zneškodněny.
Měď může být alternativně vyloučena z těhotných roztoků prostřednictvím cementace železným šrotem. Toto však produkuje méně čistou měď než SX-EW, a proto je méně často používáno.
In-situ loužení (ISL)
Lepení in-situ bylo také použito k získání mědi z vhodných oblastí ložisek rudy.
Tento proces zahrnuje vrtání vrtů a čerpání roztoku výluhu - obvykle kyseliny sírové nebo kyseliny chlorovodíkové - do těla rudy. Tento výluh rozpouští měděné minerály předtím, než se zotaví přes druhý vrt. Další rafinace za použití SX-EW nebo chemických srážek produkuje měděné katody, které se dají obchodovat.
ISL se často provádí na měděné rudě nízkého stupně v zastavěných zastávkách (také známých jako loupání pachů ) rudy v podzemních dolech.
Mezi měděné rudy, které jsou nejčastěji použitelné pro ISL, patří uhličitan měďnatý, malachit a azurit, stejně jako tenorit a chrysocolla.
Globální důlní výroba mědi odhaduje geologický průzkum USA, že v roce 2011 dosáhl 16,1 milionu metrických tun. Primárním zdrojem mědi je Chile, které produkuje přibližně jednu třetinu světové nabídky. Mezi další velké výrobce patří USA, Čína a Peru.
Vzhledem k vysoké hodnotě čisté mědi, velká část výroby mědi pochází z recyklovaných zdrojů. Ve Spojených státech představuje recyklovaná měď asi 32 procent ročních dodávek. Celosvětově se toto číslo odhaduje na 20 procent.
Největším korporátním výrobcem mědi po celém světě je chilský státní podnik Codelco. Společnost Codelco vyrobila v roce 2010 1,76 milionu metrických tun rafinované mědi, což představuje zhruba 11% celkové celosvětové produkce. Mezi další velké výrobce patří společnosti Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., společnost BHP Billiton Ltd. a společnost Xstrata Plc .
Zdroje
Schoolcience.co.uk. Měď - důležitý prvek. Těžba mědi.
URL: http://resources.schoolscience.co.uk/cda/14-16/cumining/copch2pg2.html
Wikipedia. Techniky extrakce mědi.
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Copper_extraction
Sdružení pro rozvoj mědi. Výroba.
URL: https://www.copper.org/education/copper-production/