Kobbersmeltning
Kobbersmeltning
Kobbermalmen udvundet fra kobberminen bliver til kobberkoncentrat eller kobbermalmsand med et højt kobberindhold efter beneficering. Kobberkoncentratet skal smeltes og udvindes, før det kan blive til raffinerede kobber- og kobberprodukter.
A. Elektrolytisk kobber og raffineret kobber
Det kobber, der anvendes i industrien, omfatter elektrolytisk kobber (indeholdende 99,9 % til 99,95 % kobber) og raffineret kobber (indeholdende 99,0 % til 99,7 % kobber). Førstnævnte bruges i den elektriske industri til fremstilling af specielle legeringer, metaltråde og ledninger. Sidstnævnte bruges til at fremstille andre legeringer, kobberrør, kobberplader, aksler mv.
B. Kobbersmelteproces
Udviklingen af kobbermetallurgisk teknologi har gennemgået en lang proces, men kobbersmeltning er stadig hovedsageligt baseret på pyrometallurgi, og dens produktion udgør omkring 85 % af verdens kobberproduktion. Moderne hydrometallurgisk teknologi fremmes gradvist, og indførelsen af hydrometallurgi har i høj grad reduceret smelteomkostningerne for kobber.
Lad os se nærmere på de to kobbersmeltningsmetoder pyrometallurgi og hydrometallurgi (SX-EX).
en. Pyrometallurgisk kobbersmeltning:
Katodekobber, også kendt som elektrolytisk kobber, fremstilles gennem smeltning og elektrolytisk raffinering, som generelt er velegnet til kobbersulfidmalme af høj kvalitet. Pyrometallurgi involverer generelt først at øge kobberindholdet i den oprindelige malm med nogle få procent eller tusindedele kobber til 20-30% gennem malmbehandling og derefter bruge det som kobberkoncentrat til matsmeltning i en lukket højovn, efterklangsovn, elektrisk ovn eller flash ovn. Den resulterende matte (matte) sendes derefter til en konverter for at blæse til råkobber og derefter oxideres og raffineres i en anden efterklangsovn for at fjerne urenheder, eller støbes ind i anodeplader til elektrolyse for at opnå elektrolytisk kobber med en kvalitet på op til 99,9 %. Denne proces er kort og tilpasningsdygtig, og kobbergenvindingsgraden kan nå op på 95 %, men fordi svovlen i malmen udledes som svovldioxid-affaldsgas i de to stadier af mattefremstilling og -blæsning, er den ikke let at genvinde og er tilbøjelig til forurening. I de senere år har pyrometallurgi gradvist udviklet sig mod kontinuerlig og automatiseret smeltning, såsom sølvmetoden, Noranda-metoden og Mitsubishi-metoden i Japan.
Udover kobberkoncentrat er kobberskrot også det vigtigste råmateriale til raffineret kobber, herunder gammelt kobberskrot og nyt kobberskrot. Gammelt kobberskrot kommer fra gammelt udstyr og gamle maskiner, forladte bygninger og underjordiske rør; nyt kobberskrot kommer fra kobberaffald, der kasseres af forarbejdningsanlæg (produktionsforholdet for kobbermaterialer er ca. 50%). Generelt er forsyningen af kobberskrot relativt stabil. Skrot kobber kan opdeles i: bart skrot kobber (kvalitet over 90%); gult kobberskrot (tråde); kobberholdige materialer (gamle motorer, printplader); kobber fremstillet af kobberskrot og andre lignende materialer, også kendt som genanvendt kobber.
b. Våd kobbersmeltning:
Et skib er velegnet til lavkvalitets kobberoxid, og det fremstillede raffinerede kobber er elektrolytisk kobber. Moderne vådsmeltning omfatter svovlsyreristning-udvaskning-elektrolytisk, udvaskning-ekstraktion-elektrolytisk, bakteriel udvaskning og andre metoder, som er egnede til bunkeudvaskning, tankudvaskning eller in-situ-udvaskning af lavkvalitets komplekse malme, kobberoxidmalme og kobberholdige affaldsmalme. Vådsmelteteknologien fremmes gradvist, og den forventes at nå op på 20% af den samlede produktion ved udgangen af dette århundrede. Indførelsen af vådsmeltning har i høj grad reduceret smelteomkostningerne for kobber.
Processens flowdiagram er som følger: Blandt dem er kobberekstraktion (processen med kobber, der kommer ind i det organiske lag fra vandlaget) og tilbageekstraktion (processen, hvor kobber kommer ind i vandlaget fra det organiske lag) vigtige teknologiske midler i moderne hydrometallurgi.
De to processer inden for pyrometallurgi og hydrometallurgi har følgende egenskaber:
(1) Smelteudstyret i sidstnævnte er enklere, men urenhedsindholdet er højere, hvilket er et gavnligt supplement til førstnævnte.
(2) Sidstnævnte har begrænsninger og er underlagt malmens kvalitet og type.
(3) Omkostningerne ved førstnævnte er højere end for sidstnævnte.
Det kan ses, at hydrometallurgiteknologi har betydelige fordele, men dens anvendelsesområde er begrænset. Ikke alle kobberminer kan smeltes ved hjælp af denne proces. Men gennem teknologiske forbedringer har flere og flere lande, herunder USA, Chile, Canada, Australien, Mexico og Peru, i de senere år anvendt denne proces på flere kobberminer. Forbedringen af hydrometallurgiteknologi og fremme af dens anvendelse har reduceret produktionsomkostningerne for kobber, øget produktionskapaciteten i kobberminer, øget udbuddet af sociale ressourcer på kort sigt, forårsaget et relativt overskud af det samlede sociale udbud og haft en trækkende effekt på priserne.
