INDUSTRIA COPPERULUI
INDUSTRIA COPPERULUI. Cuprul a fost unul dintre primele metale pe care omul a învățat să le folosească și cel mai utilizat metale de la începutul istoriei scrise până în Evul Mediu, când s-au dezvoltat metode industriale de obținere a fierului și apoi oțel. Astăzi, în ciuda prezenței multor metale, aliaje și a altor materiale, cuprul își păstrează importanța.
Minereuri de cupru.
Numeroase depozite de cupru se află în vestul și sud-vestul SUA. precum și în buc. Michigan și Tennessee. Rezervele semnificative de minereu de cupru din Chile. Rusia (Ural), Kazahstan (Dzhezkazgan), Canada. Zambia și Zair. Există, de asemenea, depozite în Polonia. Peru. în Filipine. în Australia. în RPC. Mexic și o serie de alte țări.
Sursa principală pentru producerea de cupru este minereurile de sulfuri, care conțin cel mai adesea chalcopirite CuFeS2. numita pirită de cupru (cupru de 35%) sau alte minerale sulfuroase din cupru, de exemplu, chalcocite Cu2S (cupru 70%). Cu toate acestea, mineralele de cupru sunt însoțite de o cantitate mare de rocă sterilă - supraîncărcare și impurități de rocă. Prin urmare, înainte de topire, minereul este supus îmbogățirii.
Metalurgie.
Aproape toată cuprul este produs din minereurile de sulfuri. În procesul de îmbogățire a minereului, flotarea produce un concentrat conținând până la 35% cupru și îl topește în mat. Matte este un amestec de cupru și sulfuri de fier, conținând până la 60% cupru. Oxidarea matului produce cupru negru (conținând până la 98% cupru), care este rafinat până la un metal de înaltă puritate care intră pe piață.
Îmbogățirea.
Îmbogățirea minereurilor de calitate scăzută (săracă) se realizează prin flotarea spumei. Minele măcinate se amestecă cu apă, cu o cantitate mică de ulei, cu un surfactant, cu un agent de spumare, iar amestecul este amestecat într-un rezervor de mașină de flotație. Particulele de sulf se colectează la suprafață și sunt purtate de spumă, iar o piatră care nu conține cupru se așază în fund.
Topire.
Concentratul la care se adaugă carbonatul de nisip sau calciu este încălzit până la topire. În același timp, o parte a fierului este îndepărtată sub formă de silicat de fier, iar sulful este parțial oxidat la oxidul de sulf. Cuprul topit de mat este colectat pe vatră; acesta este turnat într-un convertor cilindric în formă de butoi, cu un rând lateral de duză și aer purjat. La sfârșitul procesului, cuprul metalic format ca urmare a oxidării sulfului (Cu2S + O2®2Cu + SO2) este turnat prin matrițe. Când această cupru cu blister este răcit (cu concentrație de Cu
98%) din acesta este eliberat dioxid de sulf dizolvat, deci suprafața sa are un aspect cu bule. Dioxidul de sulf eliberat în timpul procesului de topire și prelucrare a convertorului este capturat și din acesta este obținut acid sulfuric, care este fie vândut, fie utilizat pentru lustruirea minereurilor de oxid din haldele de rocă.
Leșiere.
Aceasta este o altă metodă hidrometalurgică de procesare a unor minereuri de cupru. Soluția de sulfat de cupru se obține prin liofilizarea acidului sulfuric din minereul de oxid de pământ. (Anterior levigare a fost realizată în rezervoare mari, dar în zilele noastre se face în mare măsură de locația direct gropilor de gunoi sau vrac minereu măcinat.) Soluția a fost purificată printr-o metodă de extracție cu solvent, și apoi supus electrolizei, care dă la catod de cupru de mare puritate. Uneori, minereul este leșiată folosind bacterii care contribuie la oxidarea de transfer necesară cu cupru în soluții acide. apa Arbore pompat din minele de minereu de cupru conțin adesea cantități mari de cupru, sub formă de compuși dizolvați. Pentru a prinde această mină de cupru, apa este folosită în procesul de leșiere.
Rafinare.
Aproape toată cuprul brut este rafinat succesiv prin două metode - incendiu (pyrometalurgic) și electrolitic. Rafinarea incendiu într-un cuptor cu reverberație sunt îndepărtate din impuritățile de cupru blister Fe, Zn, Co, Ni și sulf sub formă de oxizi, iar gazele apoi dizolvate, apoi dezoxidat cupru. Anterior, pentru îndepărtarea gazelor dizolvate din cupru și reducerea Cu2O în metalul de baie, au fost scufundați stâlpi de lemn umed, lemnul căruia eliberează hidrocarburi gazoase, amestecând viguros topitura. Acum, lemnul brut este înlocuit cu gaz natural, un amestec fumigant, subproduse de hidrocarburi ale altor industrii. După rafinarea focului, cuprul este alimentat la mașinile de turnare pentru turnarea anodelor - plăci pătrate cu urechi pentru a fi agățate într-un electrolizer. Anozii sunt plasați în băi cu soluție de sulfat de cupru acidifiat. O foaie subțire de cupru pur servește ca un catod. În procesul de electroliză, cuprul și alte metale de bază (fier, zinc, plumb și nichel) se dizolvă, lăsând pe anod argint, aur și platină. Diferența dintre potențialele electrice ale cuprului și a altor impurități de metal de bază este suficient de mare pentru a se asigura că cuprul din soluția acidă este depozitată în mod selectiv pe catod, cu o puritate de aproximativ 99,9%.
Aplicație.
Cupru aliaje - un grup de aliaje comune, ale căror proprietăți variază foarte mult. Unele aliaje de cupru care conțin cadmiu, crom, argint sau telur au o rezistență ridicată, cu o mare capacitate de prelucrare și o bună conductivitate electrică. Cele mai cunoscute și cele mai utilizate aliaje de cupru sunt alamă (aliaje cu zinc) și bronz (aliaje cu staniu).
Cupru de topire - dezvoltare și perspective. Alma-Ata, 1978
Vanyukov A.V. Utkin M.I. Prelucrarea complexă a materiilor prime din cupru și nichel. Chelyabinsk, 1988