Tehnike rafiniranja koje koriste proizvođači bakra zavise od vrste rude, kao i drugih ekonomskih i okolinskih faktora. Trenutno, oko 80 posto svetske proizvodnje bakra je izvučeno iz sulfidnih izvora.
Bez obzira na vrstu rude, rudnik bakra mora prvo biti koncentrisan kako bi se uklonili gangi, neželjeni materijali ugrađeni u rudu.
Prvi korak u ovom procesu je drobljenje i prašenje rude u kugli ili šipku.
Sulfidne rude
Gotovo sve bakarne rude od sulfidnog tipa, uključujući halcocite (Cu 2 S), halkoprite (CuFeS 2 ) i kovelit (CuS), tretiraju se topljenjem.
Posle rušenja rude na fini prah, onda se koncentriše pjenom flotacijom, što zahteva mešanje praškaste rude sa reagensima koji se kombinuju sa bakrom kako bi bio hidrofobičan. Mešavina se potopi u vodu zajedno sa sredstvom za pjenjenje, što podstiče frenčiranje.
Vazdušne mlazne čaure se upuštaju kroz vodene mjehuriće koje plutaju vodonepropusne bakarne čestice na površinu. Pena, koja sadrži oko 30 posto bakra, 27 posto gvožđa i 33 posto sumpora, je posejana i uzeta za pečenje.
Ukoliko se ekonomske, manje nečistoće koje mogu biti prisutne u rudama, takav molibden , olovo , zlato i srebro , takođe mogu biti obrađeni i uklonjeni u ovom trenutku putem selektivne flotacije.
Na temperaturama između 932-1292 ° F (500-700 ° C), veliki deo sadržaja sumpora se sagoreva kao sulfidni gas, što rezultira u kalcinskoj mešavini bakarnih oksida i sulfida.
Fluxe se dodaju kalcinskom bakru, koji je sada oko 60 posto čist, pre nego što se ponovo zagreje, ovaj put do 2192 ° F (1200C ° C).
Na ovoj temperaturi, silika i krečnjački fluksi kombinuju se sa neželjenim jedinjenjima, kao što je oksid železa, i dovode ih do površine kako bi se uklonili kao šljaka. Preostala mešavina je rastopljeni bakar sulfid nazvan "mat".
Sledeći korak u procesu rafiniranja je oksidirati tečnost mat, kako bi se uklonilo gvožđe i, opet, spaliti sadržaj sulfida kao sumpor-dioksid. Rezultat je 97-99% blister bakra. Termin "blister bakar" dolazi od mjehurića koje proizvodi sumpor dioksid na površini bakra.
Da bi se proizvele bakarne katode na bazi tržišta, blister bakra mora prvo biti bačeni u anode i tretiran elektrolitički. Uronjen u rezervoar bakar sulfata i sumporne kiseline, zajedno sa čistim bakrom katodnim starterom, blister bakar postaje anoda u galvanskoj ćeliji. Ketode od nehrđajućeg čelika se takođe koriste u nekim rafinerijama, kao što je Rio Tinto Kennecott Copper Mines u Utahu.
Kako je uvedena struja, jonovi bakra počinju da migriraju na katodu, ili starter list, formirajući 99,9-99,99% čistih bakarnih katoda.
Obrada oksidne rude i SX / EW
Posle rušenja oksidnih bakarnih ruda, kao što su azurit (2CuCO 3 · Cu (OH) 3), brohantit (CuSO 4 ), hrizokola (CuSiO 3 · 2H 2 O) i cuprit (Cu2O), razređena sumporna kiselina se primenjuje na površinu materijala na podloškama za ispiranje ili u rezervoare za ispiranje.
Kako se kiselina probija kroz rudu, ona se kombinuje sa bakrom, stvarajući slabi bakar sulfatni rastvor.
Takozvani "trudni" rastvor (ili trudna tečnost) se zatim obrađuje korišćenjem hidrometalururškog procesa poznatog kao ekstrakcija rastvarača i elektro-pobednik (ili SX-EW).
Ekstrakcija rastvarača podrazumeva uklanjanje bakra iz trudnoće pomoću organskog rastvarača ili ekstrakta. Tokom ove reakcije, bakarni joni se razmjenjuju za jonove vodonika, omogućavajući da se kiseli rastvor oporavi i ponovo koristi u procesu isticanja.
Vodeni rastvor bogat bakrom se zatim prebacuje u elektrolitički rezervoar gde se javlja elektro-pobednički deo procesa. Pod električnim nabojem, bakarni ioni se migriraju iz rastvora na katodne bakarne startere koji su napravljeni od bakarne folije visoke čistoće.
Ostali elementi koji mogu biti prisutni u rastvoru, kao što su zlato, srebro, platina , selen i telurium , sakupljaju se u dnu rezervoara kao "slimes" i mogu se oporaviti daljom obradom.
Elektro-osvojene bakarne katode su jednake ili veće čistoće od onih proizvedenih tradicionalnim topljenjem, ali zahtevaju samo jednu četvrtinu do jednu trećinu količinu energije po jedinici proizvodnje.
Razvoj SX-EW omogućio je ekstrakciju bakra u područjima gdje sumporna kiselina nije dostupna ili se ne može proizvesti iz sumpora unutar tijela bakra rude, kao i od starih sulfidnih minerala koji su oksidovani izloženim zrakom ili bakterijskim izlučivanjem i drugim otpadni materijal koji bi prethodno bio uklonjen neobrađenim.
Alternativno, bakar se može napuniti iz trudnog rastvora cementacijom pomoću otpadnog gvožđa. Međutim, ovo proizvodi manje čistu bakru od SX-EW i, tako, manje se koristi.
In-Situ izlivanje (ISL)
Izlivanje na licu mesta takođe se koristi za oporavak bakra iz odgovarajućih područja rudnih naslaga.
Ovaj proces podrazumeva bušenje bušotina i pumpanje rastvora za ispiranje - obično sumporne ili hlorovodonične kiseline - u telo rude. Iscrpljivanje rastvara bakarne minerale pre nego što se oporavi kroz drugu bušotinu. Dalja prerada pomoću SX-EW ili hemijskih padavina proizvodi tržišne bakarne katode.
ISL se često provodi na niskokvalitetnoj bakarnoj rupi u pratecim stopama (takođe poznato kao ručak za ispupčenje ) rude u izkletenim područjima podzemnih rudnika.
Bakarne rude koje su najugroženije za ISL uključuju bakar karbonati malahit i azurit, kao i tenorit i hrizokla.
Geološko istraživanje Sjedinjenih Američkih Država procenjuje globalnu proizvodnju bakra u 2011. godini, u 2011. godini dostigao je 16,1 miliona metričkih tona. Primarni izvor bakra je Čile, koji proizvodi otprilike jednu trećinu ukupne svetske ponude. Ostali veliki proizvođači uključuju SAD, Kinu i Peru.
Zbog visoke vrijednosti čistog bakra, veliki dio proizvodnje bakra sada dolazi iz recikliranih izvora. U SAD-u, reciklirani bakar čini oko 32 posto godišnje ponude. Procenjuje se da je ovaj broj bliži 20 posto na globalnom nivou.
Najveći korporativni proizvođač bakra širom sveta je čileansko državno preduzeće Codelco. Codelco je u 2010. godini proizveo 1,76 miliona metričkih tona rafinisanog bakra, ili oko 11% ukupne globalne proizvodnje. Ostali veliki proizvođači uključuju Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd. i Xstrata Plc .
Izvori
Schoolscience.co.uk. Bakar - Vitalni element. Rudarstvo bakra.
URL adresa: http://resources.schoolscience.co.uk/cda/14-16/cumining/copch2pg2.html
Wikipedia. Tehnike bušenja bakra.
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Copper_extraction
Udruženje za razvoj bakra. Proizvodnja.
URL: https://www.copper.org/education/copper-production/