Bakır üreticilerinin kullandıkları rafinasyon teknikleri, cevher tipine ve diğer ekonomik ve çevresel faktörlere bağlıdır. Halihazırda, dünya bakır üretiminin yaklaşık yüzde 80'i sülfit kaynaklarından elde edilmektedir.
Cevher tipine bakılmaksızın, cevher içerisine gömülmüş istenmeyen materyaller çıkarılmak için, önce cevher bakır cevheri konsantre hale getirilmelidir.
Bu süreçteki ilk adım, bir bilye veya çubuk değirmeninde cevheri öğütmek ve toz haline getirmektir.
Sülfür cevheri
Hemen hemen tüm sülfür-tipi bakır cevherleri, kalsiyum (Cu2S), kalkopirit (CuFeS 2 ) ve covellit (CuS) dahil olmak üzere, ergitme ile muamele edilir.
Cevheri ince bir toz haline getirdikten sonra, tozlu cevherin, hidrofobik hale getirmek için bakırla birleşen reaktifler ile karıştırılmasını gerektiren, köpüklü flotasyon ile konsantre edilir. Karışım daha sonra köpürmeyi teşvik eden bir köpüklendirme maddesiyle birlikte su içinde yıkanır.
Hava püskürtücüleri, su itici bakır parçacıklarını yüzeye doğru akıtan su oluşturan kabarcıkların içinden vurulur. Yaklaşık yüzde 30 bakır, yüzde 27 demir ve yüzde 33 sülfür içeren köpük, kaynamış ve kavrulur.
Eğer cevherde bulunabilecek ekonomik, daha az safsızlıklar, bu tür molibden , kurşun , altın ve gümüş , seçici flotasyon ile bu zamanda işlenebilir ve çıkarılabilir.
932-1292 ° F (500-700 ° C) arasındaki sıcaklıklarda, kalan sülfür içeriğinin çoğu sülfür gazı olarak yakılır ve bu da bakır oksitlerin ve sülfürlerin bir kalsin karışımına neden olur.
Akılar, tekrar ısıtılmadan önce yaklaşık yüzde 60 oranında saf olan kalsine bakır ilave edilir, bu sefer 2192 ° F'ye (1200C ° C).
Bu sıcaklıkta, silika ve kireçtaşı akıntıları, demir oksit gibi istenmeyen bileşiklerle birleşir ve cüruf olarak çıkarılacak yüzeye getirilir. Geri kalan karışım, 'mat' olarak belirtilen bir erimiş bakır sülfürdür.
Rafinasyon işleminin bir sonraki adımı, ütüyü çıkarmak için sıvı matı okside etmek ve yine sülfür dioksit olarak sülfit içeriğini yakmaktır. Sonuç yüzde 97-99 oranında blister bakırdır. 'Kabarık bakır' terimi, bakırın yüzeyindeki sülfür dioksit tarafından üretilen kabarcıklardan gelir.
Piyasa sınıfı bakır katotlar üretmek için, ilk önce blister bakırın anotlara dökülmesi ve elektrolitik olarak işlenmesi gerekir. Bakır sülfat ve sülfürik asit içeren bir tankta, saf bakır katot başlangıç plakası ile birlikte batırılmış bakır, bir galvanik hücrede anod haline gelir. Paslanmaz çelik katot boşlukları, Utah'daki Rio Tinto'nun Kennecott Bakır Madeni gibi bazı rafinerilerde de kullanılıyor.
Bir akım verildiğinde, bakır iyonları% 99.9-99.99 saf bakır katotlar oluşturan katoda veya başlangıç tabakasına göç etmeye başlar.
Oksit Cevheri İşleme ve SX / EW
Azürit (2CuCO 3 · Cu (OH) 3), brotitit (CuSO4), kriyololak (CuSiO 3 · 2H 2 O) ve cuprite (Cu2O) gibi oksit tipi bakır cevherleri ezildikten sonra seyreltik sülfürik asit uygulanır. Malzemenin liç tabanındaki veya liç tanklarındaki yüzeyleri.
Asit cevherin içinden akarken, bakır ile birleşerek zayıf bir bakır sülfat çözeltisi üretir.
Sözde 'hamile' süzdürme çözeltisi (veya hamile likör) daha sonra çözücü ekstraksiyonu ve elektro kazancı (veya SX-EW) olarak bilinen bir hidrometalurjik işlem kullanılarak işlenir.
Solvent ekstraksiyonu, organik çözücü veya ekstraktant kullanarak gebe likörden bakırın çıkarılmasını içerir. Bu reaksiyon sırasında, bakır iyonları hidrojen iyonları ile değiştirilir ve asit çözeltisinin geri alınmasına ve liç işleminde tekrar kullanılmasına izin verilir.
Bakır açısından zengin sulu çözelti, daha sonra elektro-kazanan işlemin gerçekleştiği elektrolitik bir tanka aktarılır. Elektriksel yük altında, bakır iyonları çözeltiden, yüksek saflıkta bakır folyodan yapılan bakır starter katodlarına göç eder.
Altın, gümüş, platin , selenyum ve tellür gibi çözelti içinde bulunabilecek diğer elementler, tankın tabanında 'inceltme' olarak toplanır ve daha ileri işleme ile geri kazanılabilir.
Elektro-kazanılmış bakır katotlar, geleneksel eritme işlemiyle üretilenlerden eşit ya da daha büyük bir saflığa sahiptir, fakat üretim birimi başına enerji miktarının sadece dörtte birine üçte biri kadarını gerektirir.
SX-EW'nin geliştirilmesi, sülfürik asidin bulunmadığı veya bakır cevheri gövdesindeki kükürtten üretilemediği alanlarda ve ayrıca havaya veya bakteriyel liç ve başka bir maddeye maruz bırakılarak oksitlenmiş olan eski sülfit minerallerinden elde edilen bakır ekstraksiyonuna olanak sağlamıştır. Daha önce işlenmemiş olarak bertaraf edilecek atık malzemeler.
Bakır, alternatif olarak, hurda demir kullanılarak sementasyon yoluyla gebe çözeltiden çökeltilebilir. Bununla birlikte, bu SX-EW'den daha az saf bir bakır üretir ve bu nedenle daha az sıklıkla kullanılır.
In-Situ Liç (ISL)
In-situ liç, aynı zamanda, cevher yataklarının uygun alanlarından bakır elde etmek için de kullanılmıştır.
Bu işlem, sondaj delikleri delmek ve cevher gövdesine bir sızıntı suyu çözeltisi (genellikle sülfürik veya hidroklorik asit) pompalanmasını içerir. Sızıntı, ikinci bir sondaj deliği vasıtasıyla geri kazanılmadan önce bakır minerallerini çözer. SX-EW veya kimyasal çökeltme kullanılarak daha fazla inceltme işlemi, pazarlanabilir bakır katotlar üretir.
ISL genellikle yeraltı madenlerinin döşeli alanlarındaki geri kazanılmış duruşlarda (aynı zamanda hazne süzme olarak da bilinir) düşük dereceli bakır cevheri üzerinde gerçekleştirilmektedir.
ISL'ye en çok bağlanan bakır cevherleri arasında bakır karbonatlar malahit ve azurit, ayrıca tenorit ve krysocolla bulunur.
Küresel madeni bakır üretimi ABD Jeoloji Araştırmaları tarafından 2011 yılında 16,1 milyon metrik tona ulaştığı tahmin edilmektedir. Ana bakır kaynağı, dünya tedarikinin yaklaşık üçte birini üreten Şili'dir. Diğer büyük üreticiler ABD, Çin ve Peru'yu içerir.
Saf bakırın yüksek değeri nedeniyle, bakır üretiminin büyük bir kısmı artık geri dönüştürülmüş kaynaklardan gelmektedir. ABD'de, geri dönüştürülmüş bakır yıllık arzın yaklaşık yüzde 32'sini oluşturuyor. Küresel olarak, bu sayının yüzde 20'ye yakın olduğu tahmin edilmektedir.
Dünya çapındaki en büyük bakır üreticisi , Şili devlet kuruluşu Codelco'dur. Codelco, 2010 yılında 1,76 milyon metrik ton rafine edilmiş bakır veya toplam küresel üretimin yaklaşık% 11'ini üretmiştir. Diğer büyük üreticiler arasında Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd. ve Xstrata Plc bulunmaktadır .
Kaynaklar
Schoolscience.co.uk. Bakır - Önemli Bir Eleman. Bakır madenciliği.
URL: http://resources.schoolscience.co.uk/cda/14-16/cumining/copch2pg2.html
Vikipedi. Bakır Ekstraksiyon Teknikleri.
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Copper_extraction
Bakır Geliştirme Derneği. Üretim.
URL: https://www.copper.org/education/copper-production/