Taljenje bakra
Taljenje bakra
Bakrova ruda, pridobljena iz rudnika bakra, po obogatenju postane bakrov koncentrat ali pesek iz bakrove rude z visoko vsebnostjo bakra. Bakrov koncentrat je treba stopiti in ekstrahirati, preden lahko postane rafiniran baker in bakreni izdelki.
A. Elektrolitski in rafinirani baker
Baker, ki se uporablja v industriji, vključuje elektrolitski baker (ki vsebuje 99,9 % do 99,95 % bakra) in rafiniran baker (vsebuje 99.0 % do 99,7 % bakra). Prvi se uporablja v elektroindustriji za izdelavo posebnih zlitin, kovinskih žic in žic. Slednji se uporablja za izdelavo drugih zlitin, bakrenih cevi, bakrenih plošč, gredi itd.
B. Postopek taljenja bakra
Razvoj metalurške tehnologije bakra je šel skozi dolg proces, vendar taljenje bakra še vedno temelji predvsem na pirometalurgiji, njegova proizvodnja pa predstavlja približno 85% svetovne proizvodnje bakra. Postopoma se uveljavlja sodobna hidrometalurška tehnologija, uvedba hidrometalurgije pa je močno znižala stroške taljenja bakra.
Oglejmo si podrobneje dve metodi taljenja bakra, pirometalurgijo in hidrometalurgijo (SX-EX).
a. Pirometalurško taljenje bakra:
Katodni baker, znan tudi kot elektrolitski baker, se proizvaja s taljenjem in elektrolitskim rafiniranjem, ki je na splošno primerno za visoko kakovostne bakrove sulfidne rude. Pirometalurgija na splošno vključuje najprej povečanje vsebnosti bakra v izvirni rudi z nekaj odstotki ali tisočinkami bakra na 20-30% z obogatitvijo rude in nato uporabo kot bakrov koncentrat za taljenje mat v zaprtem plavžu, odmevni peči, električna peč ali bliskovna peč. Nastali mat (mat) se nato pošlje v pretvornik za vpihovanje v surovi baker, nato pa se oksidira in rafinira v drugi odsevni peči, da se odstranijo nečistoče, ali pa se vlije v anodne plošče za elektrolizo, da dobimo elektrolitski baker s stopnjo do 99,9. %. Ta postopek je kratek in prilagodljiv, stopnja izkoristka bakra pa lahko doseže 95 %, a ker se žveplo v rudi odvaja kot odpadni plin žveplov dioksid v dveh stopnjah izdelave mat in vpihavanja, ga ni lahko obnoviti in je nagnjen do onesnaženja. V zadnjih letih se je pirometalurgija postopoma razvila v smeri kontinuiranega in avtomatiziranega taljenja, kot je metoda srebra, metoda Noranda in metoda Mitsubishi na Japonskem.
Poleg bakrovega koncentrata je odpadni baker tudi glavna surovina za rafiniran baker, vključno s starim odpadnim bakrom in novim odpadnim bakrom. Stari odpadni baker prihaja iz stare opreme in starih strojev, zapuščenih zgradb in podzemnih cevi; nov odpadni baker prihaja iz bakrenih ostankov, ki jih zavržejo predelovalni obrati (razmerje proizvodnje bakrenih materialov je približno 50 %). Na splošno je dobava odpadnega bakra razmeroma stabilna. Odpadni baker lahko razdelimo na: goli odpadni baker (razred nad 90 %); rumeni odpadni baker (žice); materiali, ki vsebujejo baker (stari motorji, vezja); baker, proizveden iz odpadnega bakra in drugih podobnih materialov, znan tudi kot recikliran baker.
b. Mokro taljenje bakra:
Ladja je primerna za bakrov oksid nizke stopnje, proizvedeni rafinirani baker pa je elektrolitski baker. Sodobno mokro taljenje vključuje žveplovo kislinsko praženje-luženje-elektrolitsko, luženje-ekstrakcijo-elektrolitsko, bakterijsko luženje in druge metode, ki so primerne za kupno luženje, luženje rezervoarjev ali in situ luženje nizkokakovostnih kompleksnih rud, rud bakrovega oksida in odpadne rude, ki vsebujejo baker. Tehnologija mokrega taljenja se postopoma spodbuja in pričakuje se, da bo do konca tega stoletja dosegla 20 % celotne proizvodnje. Uvedba mokrega taljenja je močno znižala stroške taljenja bakra.
Diagram poteka procesa je naslednji: med njimi sta ekstrakcija bakra (proces vstopa bakra v organsko plast iz vodne plasti) in povratna ekstrakcija (proces bakra, ki vstopi v vodno plast iz organske plasti) pomembna tehnološka sredstva sodobnega hidrometalurgija.
Dva postopka pirometalurgije in hidrometalurgije imata naslednje značilnosti:
(1) Oprema za taljenje slednjega je preprostejša, vendar je vsebnost nečistoč višja, kar je ugoden dodatek k prvemu.
(2) Slednje ima omejitve in je odvisno od kakovosti in vrste rude.
(3) Stroški prvega so višji od stroškov drugega.
Vidimo lahko, da ima hidrometalurška tehnologija precejšnje prednosti, vendar je obseg njene uporabe omejen. S tem postopkom ni mogoče taliti vseh rudnikov bakra. Vendar pa je s tehnološkimi izboljšavami v zadnjih letih vse več držav, vključno z Združenimi državami, Čilom, Kanado, Avstralijo, Mehiko in Perujem, uporabilo ta postopek v več rudnikih bakra. Izboljšanje tehnologije hidrometalurgije in spodbujanje njene uporabe sta zmanjšala proizvodne stroške bakra, povečala proizvodno zmogljivost rudnikov bakra, kratkoročno povečala ponudbo družbenih virov, povzročila relativni presežek celotne družbene ponudbe in imela vlečni učinek na cene.
