מבוא למיצוי נחושת
מיצוי נחושת מתייחס לשיטות המשמשות להשגת נחושת מהעפרות שלה. ההמרה של נחושת מורכבת מסדרה של תהליכים פיזיקליים ואלקטרוכימיים. השיטות התפתחו ומשתנות בהתאם למדינה בהתאם למקור העפר, תקנות סביבתיות מקומיות וגורמים אחרים. כמו בכל פעולות הכרייה, יש להפיק את העפרה בדרך כלל (לרכז).
תהליך הכרייה
תהליך הפקת הנחושת מעפרות נחושת משתנה בהתאם לסוג העפר ולפי הטוהר הרצוי של המוצר הסופי. כל תהליך מורכב ממספר שלבים שבהם חומרים לא רצויים מוסרים פיזית או כימית, וריכוז הנחושת גדל בהדרגה.
כרייה של עפרות נחושת
השלב הראשון בכריית עפרות נחושת הוא ריסוק. עפרת הנחושת מפורקת לגדלי חלקיקים קטנים. זה מושג על ידי מגוון של שלבי עיבוד עוקבים. השלב הבא בזרימת התהליך הוא התכה עבור תרכיז עפרות סולפיד ומיצוי ממס לתמיסת שטיפת עפרות תחמוצת.
עיבוד עפרות נחושת
השלב הבא בזרימת התהליך הוא התכה עבור תרכיז עפרות סולפיד ומיצוי ממס לתמיסת שטיפת עפרות תחמוצת. תהליך הפקת הנחושת מעפרות נחושת משתנה בהתאם לסוג העפר ולפי הטוהר הרצוי של המוצר הסופי. כל תהליך מורכב ממספר שלבים שבהם חומרים לא רצויים מוסרים פיזית או כימית, וריכוז הנחושת גדל בהדרגה.
טבלה: תהליך מיצוי נחושת
| שלב | תהליך |
|---|---|
| 1 | כרייה של עפרות נחושת |
| 2 | גְרִיסָה |
| 3 | התכה עבור תרכיז עפרות סולפיד |
| 4 | מיצוי ממס לתמיסת שטיפת עפרות אוקסיד |
| 5 | זיקוק אלקטרוליטי |
| 6 | המרה של נחושת |
זיקוק אלקטרוליטי
השלב האחרון של עיבוד נחושת נקרא זיקוק אלקטרוליטי. תהליך זה משתמש בסדרה של תאים אלקטרוליטים, שכל אחד מכיל אנודה וקתודה. האנודה היא גוש של נחושת לא טהורה והקתודה היא יריעה דקה של נחושת טהורה. כאשר מועבר זרם חשמלי דרך התאים, האנודה מתמוססת ונחושת טהורה מונחת על הקתודה.
המרה של נחושת
השלב האחרון בתהליך הוא המרה של נחושת. זה מושג על ידי מגוון תהליכים, כולל פירו-מטלורגיה, הידרו-מטלורגיה ואלקטרו-מטלורגיה. בפירומטלורגיה, נחושת מחוממת באוויר כדי לייצר תחמוצת נחושת. בהידרופטלורגיה, נחושת מומסת בתמיסת חומצה לייצור גופרת נחושת. באלקטרו-מטלורגיה, נחושת מזוקקת אלקטרוליטית ויוצקת למטילים.
סיכום
תהליך מיצוי הנחושת מתחיל בכריית העפרה (פחות מ-1% נחושת) ומסתיים ביריעות של 99.99% נחושת טהורה הנקראות קתודות, שבסופו של דבר יהפכו למוצרים לשימוש יומיומי. הסוגים הנפוצים ביותר של עפרות, תחמוצת נחושת וגופרית נחושת, עוברים שני תהליכים שונים, הידרומטלורגיה ופירומטלורגיה, בהתאמה, בשל הכימיה השונה של העפרה.
