การถลุงทองแดงเกี่ยวข้องกับการสกัดทองแดงออกจากแร่, เบื้องต้นผ่านสองวิธี: ไพโรเมทัลวิทยา และ แหล่งน้ำ.
Pyrometallurgy: วิธีการถลุงทองแดงที่โดดเด่น
Pyrometallurgy ยังคงเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการถลุงทองแดง, โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผล แร่ซัลไฟด์. กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิสูงในการสกัดทองแดงจากแร่, ด้วยขั้นตอนสำคัญหลายประการเพื่อให้แน่ใจว่าการกู้คืนโลหะที่มีประสิทธิภาพ:
1. การแต่งตัวแร่และ การลอย
ขั้นตอนแรกใน pyrometallurgy คือการแต่งตัวแร่, ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแยกแร่ธาตุที่มีค่าออกจากของเสียในแร่. วิธีการแยกทางกายภาพเช่นการแยกแรงโน้มถ่วงและการแยกแม่เหล็กมักใช้, แต่การลอยตัวเป็นสิ่งสำคัญที่สุด. ในการลอยตัว, แร่ทองแดงผสมกับน้ำและสารเคมี, ทำให้อนุภาคแร่ทองแดงติดกับฟองสบู่. ฟองเหล่านี้ลอยไปที่พื้นผิว, การขึ้นรูปโฟม, และแร่ทองแดงจะถูกแยกออกจากแร่ธาตุอื่น ๆ, การปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการที่ตามมา.
2. การเผา (การคั่ว)
การลอยตัวจะมีความเข้มข้นอยู่ภายใต้ การเผา หรือย่าง, ที่พวกเขาถูกทำให้ร้อนเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกเช่นซัลเฟอร์และออกซิเจน. ขั้นตอนนี้แปลง แร่ทองแดงซัลไฟด์ เข้าไปข้างใน แร่ทองแดงออกซิไดซ์ และช่วยระเหยหรือย่อยสลายองค์ประกอบที่ไม่ต้องการ. มีการคั่วสองประเภท:
- การคั่วกึ่งออกซิเดชั่น ใช้เมื่อปริมาณกำมะถันต่ำ.
- การคั่วออกซิเดทีฟอย่างเต็มที่ ใช้สำหรับเข้มข้นที่มีปริมาณกำมะถันสูงขึ้น, เพื่อให้แน่ใจว่าเกิดออกซิเดชันอย่างละเอียดก่อนการประมวลผลเพิ่มเติม.
3. การถลุง
การหลอมเป็นแกนหลักของการสกัดทองแดง, ในกรณีที่แร่คั่วจะผ่านปฏิกิริยาทางเคมีเพิ่มเติมที่อุณหภูมิสูง. เป้าหมายคือการแยกทองแดงออกจากเหล็กและ gangue, การผลิตด้านที่อุดมด้วยทองแดง. กระบวนการหลอมหลักสองกระบวนการคือ:
- แฟลชหลอม: ในวิธีนี้, เข้มข้นแห้งอย่างประณีตจะถูกฉีดเข้าไปในเตาปฏิกิริยา, ที่ซึ่งสัมผัสกับอากาศที่อุดมไปด้วยออกซิเจน. สมาธิผ่านการหลอมอย่างรวดเร็ว, และผลิตภัณฑ์หลอมเหลวที่เกิดขึ้น (ด้านและตะกรัน) ถูกแยกออกในถังตกตะกอน. วิธีนี้มีประสิทธิภาพสูง, ผลิตทั้งทองแดงเคลือบและซัลเฟอร์ไดออกไซด์, ซึ่งสามารถประมวลผลเพิ่มเติมสำหรับการกู้คืนซัลเฟอร์.
- โรงถลุง: ในวิธีนี้, อากาศที่อุดมไปด้วยออกซิเจนถูกเป่าเข้าไปในอ่างอาบน้ำที่หลอมเหลวและตะกรัน, ด้วยการเพิ่มสมาธิ. อ่างอาบน้ำอย่างแรง, สร้างความมั่นใจในการหลอมอย่างสมบูรณ์. ประเภทเตาสำหรับการถลุงอาบน้ำรวมถึงแนวนอน, แนวตั้ง, แบบหมุน, และเตาเผาคงที่. ประเภทของการระเบิดที่ใช้ - ด้านข้าง, สูงสุด, หรือด้านล่างส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพและลักษณะของกระบวนการหลอม.
4. การเป่า
หลังจากถลุง, ขั้นตอนต่อไปคือ การเป่า, ซึ่งช่วยปรับแต่งทองแดงโดยการออกซิไดซ์และกำจัดสิ่งสกปรกเช่นซัลเฟอร์และเหล็ก. กระบวนการนี้มักจะทำใน ตัวแปลง P-S, แต่เทคโนโลยีใหม่ ๆ เช่น การกลั่นอย่างต่อเนื่อง และ การกลั่นแฟลช ก็กลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น.
5. การกลั่นกรอง
การปรับแต่งทองแดงให้บริสุทธิ์ต่อไป, และมีสองวิธีหลักที่ใช้:
- การกลั่น Pyrometallurgical: กระบวนการนี้ใช้ประโยชน์จากความแตกต่างในความสัมพันธ์ของสิ่งสกปรกต่าง ๆ สำหรับออกซิเจน. สิ่งสกปรกจะถูกลบออกผ่านการออกซิเดชั่น, การถล่ม, หรือการระเหย.
- การกลั่นด้วยไฟฟ้า: วิธีนี้เกี่ยวข้องกับอิเล็กโทรไลซิสเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกที่เหลืออยู่, ให้ผลผลิตทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูง (ทองแดงแคโทด) ด้วยความบริสุทธิ์สูงถึง 99.99%. การกลั่นด้วยไฟฟ้าเป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตทองแดงกลั่น.
แหล่งน้ำ: ตัวเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
Hydrometallurgy เป็นอีกวิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพสำหรับการถลุงทองแดง, โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ แร่คุณภาพต่ำ และ แร่ทองแดงออกซิไดซ์. เทคนิคนี้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาทางเคมีมากกว่าความร้อนสูงในการสกัดทองแดงจากแร่, เสนอข้อได้เปรียบด้านสิ่งแวดล้อมหลายประการ, แม้ว่าโดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่า pyrometallurgy.
1. แร่บดขยี้
ขั้นตอนแรกใน Hydrometallurgy คือการบดขยี้และบดแร่, การเพิ่มพื้นที่ผิวและช่วยให้การโต้ตอบกับสารละลายชะล้างได้ดีขึ้น. ขั้นตอนนี้มีความสำคัญต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการชะล้างที่ตามมา.
2. การชะล้าง
แร่ที่ถูกบดจะอยู่ภายใต้ไฟล์ การชะล้าง การรักษา, โดยผสมกับตัวทำละลายที่เหมาะสม - โดยทั่วไปแล้วสารละลายกรดซัลฟูริกเจือจาง. กรดซัลฟิวริกละลายแร่ธาตุทองแดงในแร่, การสร้างคอปเปอร์ซัลเฟตในสารละลาย. ขั้นตอนนี้สามารถทำได้ใน การชะ, ปั่นป่วน, หรือ การชะ, ขึ้นอยู่กับลักษณะของแร่.
3. การแยกการกรอง
หลังจากชะล้าง, ที่ ชะล้าง (สารละลายที่มีทองแดงละลาย) ถูกแยกออกจากขยะมูลฝอย (สารตกค้าง) โดย การกรอง. ขั้นตอนนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าทองแดงที่ละลายแล้วพร้อมสำหรับการสกัดขั้นต่อไป.
4. การสกัดและการทำให้บริสุทธิ์
ไอออนทองแดงถูกสกัดจากน้ำชะ เครื่องสกัด. จากนั้นทองแดงสกัดจะถูกทำให้บริสุทธิ์ต่อไปเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนที่เหลืออยู่. ขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์นี้สามารถเกี่ยวข้องกับ การสกัดตัวทำละลาย, ในกรณีที่สารเคมีเลือกพันธะกับไอออนทองแดง, หรือ การเร่งรัด วิธีการใช้สารลด.
5. กระแสไฟฟ้า หรือเปลี่ยน
ในที่สุด, ไอออนทองแดงจะลดลงเป็นทองแดงโลหะผ่านอย่างใดอย่างหนึ่ง อิเล็กโทรไลซิส หรือ การเปลี่ยน กระบวนการ:
- ใน อิเล็กโทรไลซิส, ไอออนทองแดงจะลดลงที่แคโทดเพื่อสร้างโลหะทองแดงบริสุทธิ์, ซึ่งรวบรวมและประมวลผลเป็น Cathode Copper.
- การเปลี่ยน เกี่ยวข้องกับการใช้โลหะที่มีปฏิกิริยามากขึ้น, เช่นเหล็ก, เพื่อแทนที่ทองแดงจากการแก้ปัญหา, ตกตะกอนทองแดงในรูปแบบที่เป็นของแข็ง.
บทสรุป
ในขณะที่ ไพโรเมทัลวิทยา มีประสิทธิภาพมากขึ้นและใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับแร่ทองแดงคุณภาพสูงและซัลไฟด์, แหล่งน้ำ เสนอทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นสำหรับแร่คุณภาพต่ำหรือออกซิไดซ์.
