Tehnike rafiniranja koje rabe proizvođači bakra ovise o vrsti rude, kao io drugim ekonomskim i okolišnim čimbenicima. Trenutno, oko 80 posto svjetske proizvodnje bakra izvlači se iz izvora sumpora.
Bez obzira na vrstu ruda, minirana bakrena ruda mora se najprije koncentrirati kako bi se uklonila gangua, neželjeni materijal ugrađen u rude.
Prvi korak u tom procesu je drobljenje i prašak rude u kugli ili štapiću.
Sulfidne rude
Gotovo sve sulfatne bakrene rude, uključujući kalcocite (Cu2S), kalcopyrite (CuFeS2) i covellite (CuS), tretiraju se taljenjem.
Nakon razbijanja rude u fini prašak, tada se koncentrira pjenjenjem pjenom koja zahtijeva miješanje praškaste rude s reagensima koji se kombiniraju s bakrom da bi ga hidrofobni. Smjesa se zatim kupelji u vodi zajedno s sredstvom za pjenjenje, koja potiče pjenjenje.
Mjehurići zraka pucali su se kroz mjehuriće koji stvaraju vodu koji plutaju vodonepropusne čestice bakra na površinu. Pjena koja sadrži oko 30 posto bakra, 27 posto željeza i 33 posto sumpora, obriše se i uzimaju za prženje.
Ako je ekonomično, manja nečistoća koja može biti prisutna u rudi, takav molibden , olovo , zlato i srebro , također se može preraditi i ukloniti u ovom trenutku selektivnom flotacijom.
Pri temperaturama između 932-1292 ° F (500-700 ° C), većina preostalog sadržaja sumpora spaljuje se kao sulfidni plin, što rezultira mješavinom bakrenih bakarnih oksida i sulfida.
Krivulje se dodaju u bakreni kalcin, koji je sada oko 60 posto čist, prije nego se ponovno zagrije, ovaj put do 2192 ° F (1200 ° C).
Na toj temperaturi, silicijev dioksid i vapnenački tokovi se kombiniraju sa neželjenim spojevima, poput željeznog oksida i dovode ih na površinu koja se uklanja kao troska. Preostala smjesa je rastopljeni bakreni sulfid koji se naziva "mat".
Sljedeći korak u procesu rafiniranja je oksidiranje tekućeg matta radi uklanjanja željeza i, opet, spaljivanja sadržaja sulfida kao sumpornog dioksida. Rezultat je 97-99 posto blister bakra. Pojam "bakreni blister" dolazi od mjehurića koji nastaju sumpornim dioksidom na površini bakra.
Da bi se proizveli bakreni katodi s tržišnim stupnjem, bakreni mjehurić prvo se mora baciti u anode i tretirati elektrolitički. Ubačene u spremnik bakrenog sulfata i sumporne kiseline, zajedno s čistim bakrenim katodnim lancem, bakreni mjehurić postaje anoda u galvanskoj ćeliji. Katodični blokovi od nehrđajućeg čelika se također koriste u nekim rafinerijama, kao što je rudnik bakra Kennecott Rio Tinta u Utahu.
Kao što je struja uvedena, bakreni ioni počinju migrirati na katodu ili početnu ploču, tvoreći 99,9-99,99% čiste bakrene katode.
Obrada oksidne ore i SX / EW
Nakon drobljenja oksidnih bakrenih ruda, kao što je azurit (2CuCO3 · Cu (OH) 3), brochantit (CuSO4), krizosku (CuSiO3 · 2H20) i cuprite (Cu2O), razrijeđena sumporna kiselina površinu materijala na ispirnim jastučićima ili u spremnicima za ispiranje.
Kao što kiselina protječe kroz rude, ona se kombinira s bakrom, stvarajući slabu otopinu bakrenog sulfata.
Takozvana "trudna" otopina za ispiranje (ili trudna tekućina) se zatim obrađuje pomoću hidrometalurškog postupka poznatog kao ekstrakcija otapalom i elektro-pobjednika (ili SX-EW).
Ekstrakcija otapala uključuje uklanjanje bakra iz trudne tekućine korištenjem organskog otapala ili ekstrahirajućeg sredstva. Tijekom ove reakcije, ioni bakra se izmjenjuju za vodikove ione, omogućujući da se kiselinska otopina ponovno dobije i ponovno upotrijebi u postupku ispiranja.
Vodena otopina bogata bakrenjem se zatim prenosi u elektrolitički spremnik u kojem dolazi elektro-pobjednički dio procesa. Pod električnim nabojem, bakreni ioni migriraju iz otopine na bakrene starter katode, izrađene od bakrene folije visoke čistoće.
Drugi elementi koji mogu biti prisutni u otopini, kao što su zlato, srebro, platina , selen i telurij , skupljaju se u dnu spremnika kao "slimes" i mogu se nadoknaditi daljnjom preradom.
Elektrovanjski bakreni katodi imaju jednaku ili veću čistoću od onih proizvedenih tradicionalnim taljenjem, ali zahtijevaju samo jednu četvrtinu do jedne trećine količine energije po jedinici proizvodnje.
Razvoj SX-EW omogućio je ekstrakciju bakra u područjima gdje sumporna kiselina nije dostupna ili se ne može proizvesti od sumpora unutar tijela bakrene rude, kao i od starih sulfidnih minerala koji su oksidirani izloženost zraku ili bistrih ispiranja i drugih otpadne materijale koji bi prethodno bili odloženi u neprocesuirani.
Bakar se alternativno može precipitira iz trudne otopine putem cementiranja pomoću otpadnog željeza. Međutim, to daje manje čisti bakar od SX-EW i tako je rjeđe korišten.
In-Situ Leaching (ISL)
Istaloženje na licu mjesta također je korišteno za oporavak bakra iz prikladnih površina rudnih naslaga.
Ovaj proces uključuje bušenje bušotina i pumpanje otopine procjedne vode - obično sumporna ili kloridna kiselina - u rudarsko tijelo. Kvačica otapa minerale bakra prije nego se obnovi pomoću drugog bušotina. Daljnje rafiniranje pomoću SX-EW ili kemijskih taloženja proizvodi tržišne bakrene katode.
ISL se često provodi na niskom stupnju bakrene rude u napunjenim stopama (također poznatima kao ispuštanje stope ) rude u hrskavim područjima podzemnih rudnika.
Bakreni rudnici koji su najprikladniji za ISL uključuju bakar bakarate malakit i azurit, kao i tenorit i krizokolu.
Globalna proizvodnja bakra procjenjuje se u US Geological Surveyu, koji je dosegao 16,1 milijuna tona tona u 2011. Primarni izvor bakra je Čile, koji proizvodi oko jedne trećine ukupne svjetske ponude. Drugi veliki proizvođači uključuju SAD, Kinu i Peru.
Zbog visoke vrijednosti čistog bakra, veliki dio proizvodnje bakra sada dolazi od recikliranih izvora. U SAD-u, reciklirani bakar čini oko 32 posto godišnje ponude. Globalno, taj se broj procjenjuje bliže 20 posto.
Najveći korporativni proizvođač bakra širom svijeta je čileansko državno poduzeće Codelco. Codelco je u 2010. godini proizvodio 1,76 milijuna metrijskih tona rafiniranog bakra, odnosno oko 11% ukupne svjetske proizvodnje. Drugi veliki proizvođači uključuju Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd. i Xstrata Plc .
izvori
Schoolscience.co.uk. Bakar - vitalni element. Rudarstvo bakra.
URL: http://resources.schoolscience.co.uk/cda/14-16/cumining/copch2pg2.html
Wikipedia. Tehnike ekstrakcije bakra.
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Copper_extraction
Udruga za razvoj bakra. Proizvodnja.
URL: https://www.copper.org/education/copper-production/