Медеплавильное производство предполагает извлечение меди из руд., преимущественно двумя способами: пирометаллургия и гидрометаллургия.
Пирометаллургия: Доминирующий метод плавки меди
Пирометаллургия остается наиболее широко используемым методом для плавки меди, особенно для обработки сульфидные руды. Процесс включает высокие температуры для извлечения меди из ее руды, с несколькими ключевыми этапами для обеспечения эффективного восстановления металла:
1. Руда заправка и Флотация
Первый шаг в пирометаллургии - это руда, который включает отделение ценных минералов от отходов в руде. Обычно используются методы физического разделения, такие как гравитационное разделение и магнитное разделение, Но флотация является наиболее важной. В флотации, Медная руда смешивается с водой и химическими веществами, вызывая частицы медной руды для прикрепления к пузырькам. Эти пузырьки плавают на поверхность, формирование пены, и медная руда отделена от других минералов, повышение эффективности последующих процессов.
2. Кальцинирование (Обжарить)
Концентраты флотации затем подвергаются кальцинирование или обжаривание, где они нагревают, чтобы удалить примеси, такие как сера и кислород. Этот шаг преобразуется сульфидные медные руды в Окисленная медная руда и помогает улетучить или разложить нежелательные элементы. Есть два типа жарки:
- Полуоксидантная жаркая используется, когда содержание серы низкое.
- Полностью окислительное обжаривание используется для концентратов с более высоким содержанием серы, Для обеспечения тщательного окисления перед дальнейшей обработкой.
3. Плавка
Сылье является ядром извлечения меди, где жареная руда подвергается дальнейшей химической реакции при высоких температурах. Цель состоит в том, чтобы отделить медь от железа и ганга, производительность матового матового. Два основных процесса плавки:
- Флэш -плавка: В этом методе, мелко высушенный концентрат вводится в реакционную печь, где он подвергается воздействию воздуха, богатого кислородом. Концентрат подвергается быстрому плавилю, и полученные расплавленные продукты (матовая и шлак) разделены в рассеянном резервуаре. Этот метод очень эффективен, Производство как медного матового, так и диоксидного газа серы, который может быть дополнительно обработан для восстановления серы.
- Шпиль для ванны: В этом методе, Богатый кислородом воздух взорван в расплавленную ванну матового и шлака, с добавленным концентратом. Ванна энергично перемешивается, Обеспечение полного плавки. Типы печи для плавки ванны включают горизонтальный, вертикальный, ротари, и фиксированные печи. Тип используемого удара - с помощью, вершина, или внизу - влияет на эффективность и характеристики процесса плавки.
4. Дует
После плавки, Следующий шаг дует, что помогает дополнительно уточнить медь путем окисления и удаления примесей, таких как серная и железо. Этот процесс обычно выполняется в P-S Конвертеры, Но новые технологии, как непрерывное уточнение и флэш -рафинирование также становятся все более распространенными.
5. Переработка
Уточнение дальнейшего очищения меди, И есть два основных метода:
- Пирометаллургическое уточнение: Этот процесс использует различия в сродстве различных примесей к кислороду. Примеси удаляются путем окисления, Шлака, или улетучение.
- Электролитическое переработка: Этот метод включает в себя электролиз для удаления оставшихся примесей, Получив медную чистоту (катодная медь) с чистотой до 99.99%. Электролитическое рафинирование является наиболее широко используемой техникой для производства изысканной меди.
Гидрометаллургия: Более экологичный вариант
Гидрометаллургия - еще один эффективный метод для плавки меди, особенно для низкосортные руды и Окисленные медные руды. Этот метод опирается на химические реакции, а не на высокую температуру для извлечения меди из руды, предлагая несколько экологических преимуществ, Хотя это, как правило, менее эффективно, чем пирометаллургия.
1. Руда сокрушительный
Первый шаг в гидрометаллургии - раздавить и измельчать руду, Увеличение площади поверхности и обеспечение лучшего взаимодействия с раствором для выщелачивания. Этот шаг имеет решающее значение для повышения эффективности последующего процесса выщелачивания.
2. Выщелачивание лечения
Измельченная руда затем подвергается выщелачивание уход, где он смешивается с подходящим раствором - раствором разбавленной серной кислоты. Серная кислота растворяет медные минералы в руде, формирование сульфата меди в растворе. Этот шаг можно сделать в куча выщелачивания, взволнованное выщелачивание, или выщелачивание танков, в зависимости от характеристик руды.
3. Фильтрационное разделение
После выщелачивания, тот выщелачивание (раствор, содержащий растворенную медь) отделяется от твердых отходов (остаток) к Фильтрация. Этот шаг гарантирует, что растворенная медь готова к следующей стадии извлечения.
4. Извлечение и очищение
Медные ионы извлекаются из выщелачивания с использованием Экстрактор. Затем извлеченная медь дополнительно очищается для удаления оставшихся примесей. Этот этап очистки может включить извлечение растворителя, где химический агент избирательно связывается с ионами меди, или осадки Методы с использованием восстановительных агентов.
5. Электролиз или замена
Окончательно, Медные ионы превращаются в металлическую медь через либо электролиз или замена процессы:
- В электролиз, Медные ионы уменьшаются в катоде, образуя чистый медный металл, который собирается и обрабатывается в катодную медь.
- Замена включает использование более реактивного металла, например, железо, Чтобы вытеснить медь из решения, осаждение меди в твердой форме.
Заключение
Пока пирометаллургия более эффективен и широко используется для высококлассных и сульфидных медных руд, гидрометаллургия предлагает более экологически численную альтернативу для низкокачественных или окисленных руд.
