Postopek taljenja
Pirometalurško taljenje bakra
Katodni baker, znan tudi kot elektrolitski baker, se proizvaja s taljenjem in elektrolitskim rafiniranjem, ki je na splošno primerno za visoko-stopenjske bakrove sulfidne rude. Pirometalurgija na splošno vključuje najprej povečanje vsebnosti bakra v prvotni rudi z nekaj odstotki ali tisočinkami bakra na 20 %-30 % z bogatenjem in nato taljenje staljenega kamna (mate) v zaprtem plavžu, odmevni peči, električni peči ali bliskovni peči kot bakrov koncentrat. Proizvedeni staljeni 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 se pridobi elektrolitski baker s stopnjo do 99,9 %. Postopek je kratek in prilagodljiv, stopnja izkoristka bakra pa lahko doseže 95 %. Ker pa se žveplo v rudi odvaja kot odpadni plin žveplov dioksid v dveh stopnjah izdelave mat in pihanja, ga ni lahko obnoviti in lahko povzroči onesnaženje. V 90. letih prejšnjega stoletja se je pojavilo taljenje v bazenih s stalino, kot sta metoda srebra in metoda Noranda ter japonska metoda Mitsubishi, pirometalurgija pa se je postopoma razvila v smeri kontinuirane in avtomatizirane.
Taljenje bakra iz bakrove rude: Če za primer vzamemo halkopirit, najprej zmešamo koncentrat peska, talila (apnenec, pesek itd.) in goriva (koks, oglje ali antracit) in damo v "zaprt" plavž za taljenje pri približno 1000 stopinjah. Zaradi tega del žvepla v rudi postane SO₂ (ki se uporablja za izdelavo žveplove kisline), večina nečistoč, kot sta arzen in antimon, pa postanejo hlapne snovi, kot sta As₂O₃ in Sb₂O3, in se odstranijo: 2CuFeS₂+O₂=Cu₂S+2FeS+SO₂↑. Del železovega sulfida se pretvori v oksid: 2FeS+3O₂=2FeO+2SO₂↑. Cu2S in preostali FeS itd. se stopita skupaj, da tvorita "mat" (večinoma nastane z medsebojnim raztapljanjem Cu2S in FeS, z vsebnostjo bakra med 20 % in 50 % in vsebnostjo žvepla med 23 % in 27 %), FeO in SiO2 pa tvorita žlindro: FeO+SiO2=FeSiO2. Žlindra plava na staljenem kamnu in jo je enostavno ločiti, s čimer se odstranijo nekatere nečistoče. Mat se nato premakne v pretvornik in po dodajanju fluksa (kremenčevega peska) se vpiha zrak za vpihovanje (1100-1300 stopinj). Ker ima železo večjo afiniteto za kisik kot baker in ima baker večjo afiniteto za žveplo kot železo, se FeS v matu najprej pretvori v FeO, skupaj s fluksom, da nastane žlindra, nato pa se Cu2S pretvori v Cu2O, ki reagira s Cu2S in tvori surovi baker (ki vsebuje približno 98,5 % baker). 2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂↑, 2Cu₂O+Cu₂S=6Cu+SO₂↑, nato premaknite surovi baker v odsevno peč, dodajte fluks (kremenčev pesek) in pustite zrak v oksidirajo nečistoče v surovem bakru, ki bodo odstranjene s tvorbo žlindre s talilom. Ko so nečistoče do določene mere odstranjene, se razprši težko olje in redukcijski plini, kot je ogljikov monoksid, ki nastanejo pri zgorevanju težkega olja, pri visoki temperaturi reducirajo bakrov oksid v baker. Pridobljeni rafinirani baker vsebuje približno 99,7 % bakra.
Poleg bakrovega koncentrata je odpadni baker ena glavnih surovin 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: stopnja nad 90 %; Rumeni odpadni baker (žica): materiali,-ki vsebujejo baker (stari motorji, vezja); Baker, proizveden iz odpadnega bakra in drugih podobnih materialov, se imenuje tudi reciklirani baker.
Mokro taljenje bakra
Ladja je primerna za bakrov oksid nizke-stopnje, proizvedeni rafinirani baker pa se imenuje elektrolitski baker. Sodobno mokro taljenje vključuje praženje z žveplovo kislino-luženje-elektrolitsko, lužilno-ekstrakcijo-elektrolitsko, bakterijsko luženje in druge metode, ki so primerne za kupno luženje, luženje rezervoarjev ali-luženje na kraju samem nizko-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.
Domači status
Talilništvo bakra je osnovna panoga v nacionalnem gospodarstvu. Zlasti moja država je v fazi industrializacije in povpraševanje po bakru je ohranilo visoko stopnjo rasti. Položaj bakrene industrije v nacionalnem gospodarstvu se bo še naprej izboljševal.
Svetovna distribucija
Svetovni viri bakrove rude so razmeroma bogati. Bakra ni težko pridobivati iz njegove rude, vendar so nahajališča, ki jih je mogoče izkoriščati, relativno redka. Nekateri, kot je rudnik bakra v Falunu na Švedskem, so že od 13. stoletja vir velikega bogastva. Eden od načinov pridobivanja te kovine je pečenje sulfidne rude in nato ločitev bakrovega sulfata, ki ga tvori, z vodo. Ko teče po površini železnih opilkov, se bo baker izločil in nastalo tanko plast je enostavno ločiti. Preizkušeni svetovni baker je približno 350 milijonov do 570 milijonov ton, od tega rudniki porfirnega bakra predstavljajo približno 76% celotne količine. Z vidika regionalne porazdelitve je pet regij z najbogatejšimi zalogami bakra na svetu:
Afrika: Luilu (Kolwezi) v Kongu, Shituru, Luanshya in Baliba v Zambiji, Mufulira, Nchanga TLP, Nkana (Rokana).
Azija: China Silver (Jinchuan)/Gansu, Shandong/Yanggu Xiangguang Copper Daye, Guixi, Huludao, Jinchang, Shanghai, Tianjin, Yunnan, India Parla Copper (Dahei), Tuticorin, Japonska Besshi/Ehime (Toyo Smelter), Kosaka (Akita) Naoshima (Kagawa), Onahama (Fukushima), Saga Seki (Oita), Tamano (Okayama), Kazahstan Balkashmis, Zhezkazgan Smelter, Južna Koreja Onsan Smelter I, Onsan Smelter II, Filipini Isabel/Wright (Filipinsko združenje za taljenje in rafiniranje), Uzbekistan Almalyk Smelter.
