مقاله 36 : روش های تولیدمس

[hamid96]

1. كليات روش هاي توليد مس
روش هاي توليد مس از سنگ معدن در صنعت، شامل دو روش عمده پيرومتالورژي و هيدرومتالورژي مي باشد. روش پيرومتالورژي شامل مراحل استخراج كانسنگ، پرعياركردن، ذوب و ريخته گري آند و در نهايت پالايش الكتروليزي و دستيابي به مس خالص مي باشد. روش هيدرومتالورژي شامل مراحل استخراج كانسنگ، خردابش/آگلومراسيون، انحلال و پالايش است.

2. هيدرومتالورژي و ضرورت آن
امروزه جهت گيري و رويكرد صنعت توليد مس به سوي روش هاي هيدرومتالورژي مي باشد. اين امر با توجه هزينه هاي سنگين مواد اوليه، سرمايه گذاري بالا ، نيروي انساني و وجود مشكلاتي نظير آلودگي‫هاي زيست محيطي، مصرف بالاي انرژي و عدم امكان استفاده مجدد از مواد مصرفي، روز به روز از اهميت بيشتري برخوردار مي گردد.
تحولات و پيشرفت اين رشته در صنعت متالورژي استخراجي، ناشي از سازگاري بيشتر اين روش با محيط زيست و مصرف كمتر انرژي مي باشد كه گسترش آن مرهون كشف و ساخت حلال ها و رزين‫هاي آلي انتخابي و كاربرد ميكروارگانيسم ها بوده است. آمار و اطلاعات گزارش شده نشان مي‫دهد كه با پيشرفت و توسعه فرآيندهاي هيدرومتالورژي در سال هاي اخير، روند افزايش توليد مس و ساير فلزات پايه از اين روش افزايش چشمگيري داشته است. به طوري كه سهم توليد مس به كمك روش هيدرومتالورژي، از 15 درصد در سال 1998 به 20 درصد در سال 2003 افزايش يافته است و بررسي ها و پيش بيني هاي انجام شده توسط سازمان هاي معتبر بين المللي حاكي از استمرار روند صعودي توليد هيدرومتالورژي و كاهش توليد به روش پيرومتالورژي در سال‫هاي آينده مي‫باشد.

3. روش هيدرومتالورژي
در روش هيدرومتالورژي، كانسنگ هاي معدني پس از استخراج از معدن تحت عمليات خردايش و آگلومراسيون قرار گرفته و با انجام عمليات انحلال (ليچينگ ) بر روي آن، محلول حاوي عنصر معدني حاصل مي‫شود. در ادامه فلز مس از اين محلول به كمك فرآيند هاي پالايش (جدايش با حلال يا تبادل يونيو الكترووينينگ) استحصال مي گردد. روش هاي انحلال عموماً به دو دسته اصلي انحلال بدون كمك ميكروارگانيسم و انحلال به كمك ميكروارگانيسم ها قابل تفكيك مي‫باشد.
در طي فرآيند ليچينگ، كانسنگ حاوي كاني هاي عناصر (مانند مس) قابل حل توسط يك عامل شيميايي (مانند اسيد سولفوريك)، با قرار گرفتن در مجاورت محلول آبي حاوي اين عامل در شرايط شيميايي و فيزيكي مناسب، دچار انحلال شده و عناصر مورد نظر در اثر اين انحلال به صورت يون درآمده و از آن جدا مي شوند. روش ليچينگ خود به انواع مختلف شامل ليچينگ توده اي، ليچينگ درجا، ليچينگ با همزن، ليچينگ حوضچه ايو ليچينگ تحت فشار تقسيم مي گردد. در روش ليچينگ توده اي يا هيپ ليچينگ،كانسنگ به صورت توده اي در محلي انباشته شده و محلول حاوي عامل شيميايي از بالا بر روي آن ريخته مي‫شود تا در اثر جريان ثقل از ميان خلل و فرج موجود در توده كانسنگ عبور كرده و كاني مورد نظر را حل كند. در مورد كانسنگ مس، كاني‫هاي اصلي مس‫دار شامل كاني هاي اكسيدي (مانند مالاكيت يا كربنات مس و.....) و كاني هاي سولفيدي (مانند كالكوپيريت يا سولفيد مس و آهن و....) هستند.
در روش هيپ ليچينگ با پاشش محلول اسيد سولفوريك تحت شرايط شيميايي و فيزيكي مناسب، كاني هاي اكسيدي مس به راحتي حل مي‫شوند. ليكن در مورد كاني هاي سولفيدي اين فرآيند قدري پيچيده تر مي شود و اسيد به تنهايي امكان انحلال سريع اين كاني ها را ندارد. بنابراين از گذشته تاكنون كوشش هاي در اين راستا صورت گرفته است تا بتوان كاني هاي سولفيدي مس را به روش ليچينگ حل نمود كه اين تلاش ها منجر به ابداع روش هاي مختلفي از جمله بيوليچينگ گرديد.

 

[hamid96]

روش های تولید مس

روش های تولید مس

3-1- بيوليچينگ
بخش زيادي از ذخاير معدن مس جهان، متشكل ازانواع كانسنگ هاي سولفيدي مي باشد، حال آنكه حداكثر 10 درصد از ذخاير مس جهان از نوع كانسنگ هاي اكسيدي است كه امكان انحلال آنها به كمك اسيدسولفوريك وجود دارد. بنابراين يافتن راه حلي جهت به كارگيري حجم عظيم كانسنگ‫هاي سولفيدي با روش ليچينگ، همواره در سرلوحه امور پژوهشي و تحقيقاتي كشورهاي صاحب اين صنعت قرار داشته است.
يكي از راهكارهاي پيشنهاد شده در اين زمينه كمك گرفتن از عملكرد انواع عوامل بيولوژيكي به ويژه باكتري هاي مختلف است. انديشه اين راهكار از آنجا به وجود آمد كه در بسياري از معادن مس جهان مشاهده مي شد توده هاي كانسنگ سولفيدي در اثر نفوذ آب تا حدي دچار انحلال مي گردند و محلول هاي سبزرنگ (حاوي يون آهن) و آبي رنگ (حاوي يون مس) از آنها تراوش مي كند. با بررسي و مطالعه عوامل اين پديده، پژوهشگران به عملكرد بعضي از باكتري هاي موجود در اين آب ها مشكوك شدند و در تحقيقات بعدي ثابت شد كه اين عوامل بيولوژيكي، هنگامي كه محيط مناسبي براي حيات داشته باشند، انرژي موردنياز و غذاي خود را از اكسيداسيون گوگرد و آهن موجود در كاني هاي سولفيدي اين كانسنگ ها به دست مي آورند. در تحقيقات بعدي انواع اين باكتري ها شناسايي شد كه هركدام در شرايط شيميايي و فيزيكي خاصي (اعم از دما و pH) مي توانستند به حيات و عملكرد خود ادامه دهند.
به تدريج بشر به اين فكر افتاد كه از اين فرآيند به نحوي اقتصادي بهره برداري كند و اين باكتري ها را جهت دستيابي به منافع اقتصادي خود به كار گيرد. در اين ارتباط از حدود 50 سال قبل فعاليت هايي آغاز شده و با گسترش تكنولوژي ليچينگ جهت استحصال مس از كانسنگ هاي اكسيدي، تلاش بر اين شد كه با پاشش محلول اسيد و باكتري برروي توده هاي كانسنگ سولفيدي، بتوان محلول حاوي يون مس به دست آورد. با انجام اين فعاليت ها مشخص گرديدكه تكنولوژي جديد ليچينگ با عوامل بيولوژيكي يا به اختصار بيوليچينگ، به ويژه در مورد كانسنگ هاي سولفيدي كم‫عيار اقتصادي ترمي باشد.
بيوليچينگ به مفهوم استفاده از قابليت ميكروارگانيسم ها در عمليات انحلال سولفيدهاي فلزي به منظور بازيابي و توليد فلزات مي‫باشد. سابقه استفاده از اين تكنولوژي به سال هاي 1950 برمي‫گردد. توسعه اين روش در دنيا به حدي بوده است كه امروزه در امريكا بيش از 20 درصد از استحصال مس به روش ميكروبي مي باشد. در بسياري از كشورهاي ديگر از جمله شيلي، استراليا، آفريقاي جنوبي، كانادا، چين، پرو و ديگر مناطق از اين تكنيك براي بازيابي فلزات اصلي و گرانبها استفاده مي شود.

3-1-1- مكانيزم فرآيند بيوليچينگ
ميكروارگانيسم هاي مورد استفاده در فرآيند بيوليچينگ انرژي مورد نياز خود را ازاكسيداسيون آهنFe2+ به Fe3+ (31kg/mol Fe2+) به دست مي آورند. بسياري از باكتري هايي كه آهن را اكسيد مي كنند، قادر به اكسيداسيون گوگرد نيز مي باشند. اين باكتري ها تنها در محيط هاي اسيدي مي‫توانند به حيات خود ادامه دهند.
كاني سولفيد آهن (FeS2) تقريباً در هر سنگ معدني سولفيدي وجود دارد و اكسيداسيون آن توسط باكتري منجر به تشكيل يون فريك مي گردد. اين يون نيز عامل اكسيد كننده مناسبي براي كاني هاي سولفيدي است. واكنش سولفيد مس با يون فريك، باعث انحلال مس و تشكيل Fe2+ مي شود.

CuS +Fe3+ + H2O ­­­­­––––­­> Fe2+ + Cu2+ + SO42-​

از طرفي باكتري با اكسيد كردن Fe2+ (طرف دوم واكنش) به Fe3+ (مورد نياز در طرف اول واكنش) موجب افزايش سرعت واكنش مي گردد. به اين ترتيب باكتري نقش كاتاليزور را ايفا مي كند.

3-1-2- باكتري هاي مورد استفاده در فرآيند بيوليچينگ
باكتري ها يكي از ساده ترين انواع موجودات زنده هستند كه مهمترين پارامترهاي تقسيم بندي آنها شامل شكل باكتري، مقاومت حرارتي باكتري و خودكفايي غذايي باكتري مي باشند. به طور كلي باكتري ها از نظر شكل به سه دسته كلي باسيلي (ميله اي)، كوكسي (كروي)، اسپريل (مارپيچي) تقسيم بندي مي شوند. ضمناً از نظر مقاومت در مقابل حرارت، اين موجودات را مي توان به چهار دسته ساكروفيل ، مزوفيل، ترموفيل معتدل، ترموفيل مطلق دسته بندي نمود. ساكروفيل ها كه به باكتري هاي سرما دوست معروف هستند، در دماي زير 15 درجه سانتيگراد قادر به فعاليت مي باشند. مزوفيل ها در دماي بين 25 الي 45 درجه سانتيگراد زندگي مي كنند كه مهمترين آنها تيوباسيلوس‫ فرواكسيدانس و تيوباسيلوس تيواكسيدانس و لپتوسپيريليوم فرواكسيدانس مي باشد. اين باكتري ها اسيددوست بوده و pH مناسب براي فعاليت آنها 5/1 الي 5/3 است. ترموفيل‫هاي معتدل در دماي 45 الي 60 درجه سانتيگراد زندگي مي كنند كه مهمترين آنها سولفوباسيلوس‫ها مي باشند. باكتري هاي ترموفيل مطلق به باكتري هاي گرمادوست معروف هستند كه در دماي بالاتر از 60 درجه سانتيگراد زندگي مي كنند و مهمترين گونه آنها سولفولوبوس ها هستند.
باكتري ها از نظر خودكفايي غذايي به دو دسته اتوتروف و هتروتروف طبقه بندي مي شوند. اتوتروف ها كه قادر به تامين مواد موردنياز خود مي باشند، اكسيژن، كربن و نيتروژن موردنيازشان را از CO2 ونيتروژن موجود در هوا به دست مي آورند. هتروتروف ها قادر به تامين مواد مورد نيازشان نيستند و مواد لازم بايد در اختيارشان قرار گيرد. آنها كربن موردنيازشان را از مواد آلي به دست مي‫آورند.

1. ضرورت انتخاب روش بيوليچينگ در ايران (شركت ملي صنايع مس ايران، مجتمع مس سرچشمه)
با توجه به حجم عظيم ذخاير كانسنگ هاي سولفيدي در كشور، در راستاي دستيابي به تكنولوژي بيوليچينگ جهت فرآوري انواع مختلف كانسنگ هاي مس، كنسانتره ها و حتي سرباره هاي فرآيندهاي ذوب مس، تلاش هاي شايان توجهي توسط كارشناسان مجتمع مس سرچشمه صورت گرفته است. اين پژوهش ها و مطالعات كه از اوايل سال 1373 (1994 ميلادي) آغاز شده، تاكنون نتايج پرباري در پي داشته است كه در ادامه به آن پرداخته شده است.
در اين ارتباط پژوهش ها و مطالعات ياد شده با هدايت مديريت بخش هاي زير در مجتمع به انجام رسيده است و هم اكنون نيز ادامه دارد:
طرح هيدرومتالورژي مجتمع مس سرچشمه
امور تحقيقات و توسعه مجتمع مس سرچشمه

4-1- فعاليت هاي انجام شده
در اين راستا انواع آزمايش ها و مطالعات بيوليچينگ بر روي نمونه هاي مختلف شامل كانسنگ، كنسانتره و سرباره مس صورت گرفته است كه از ديدگاه هاي مختلف داراي تنوع مي باشد:

 

[hamid96]

روش های تولید مس

روش های تولید مس

4-1-1- نوع ماده معدني:
· انواع مختلف كانسنگ مربوط به معادن مختلف مس ايران (مس سرچشمه، مس دره زار، مس ميدوك، مس سونگون اهر، مس دره زرشك يزد،......)، كنسانتره مس محصول كارخانه تغليظ سرچشمه، سرباره هاي كوره ذوب
4-1-2- مطالعات و تست هاي آزمايشگاهي:
انواع تست هاي آزمايشگاهي به شرح زير به انجام رسيده است:
· تست هاي Roll Bottle وShake Flask جهت بررسي امكان پاسخ دهي كانسنگ به فرآيند بيوليچينگ
· تست هاي شناسايي، جداسازي، كشت و پرورش باكتري ها
· تست هاي مرتبط با شناسايي و انتخاب محيط كشت بهينه براي باكتري ها
· تست هاي سم شناسي و امكان حيات باكتري در شرايط فيزيكي و شيميايي مختلف
· تست هاي سينتكي و مطالعات ژنتيكي
4-1-3- تست هاي ستوني:
تست هاي ستوني به تعداد زياد با تغيير پارامتر هاي مختلف به شرح زير انجام شده است:
· تغيير نوع و دانه بندي كانسنگ
· تغيير قطر وارتفاع ستون
· تغيير شرايط شيميايي (مصرف اسيد، دبي پاشش، pH،......)
· تغيير ميكروارگانيسم ها (تيوباسيلوس تيواكسيدانس، تيوباسيلوس فرواكسيدانس، لپتوسپريليوم فرواكسيدانس،......)
4-1-4- طراحي بيوهيپ در مقياس نيمه صنعتي:
· مطالعات فني و اقتصادي جهت افزايش مقياس آزمايش ها و استفاده از نتايج آنها در مقياس پايلوت
· احداث دو بيوهيپ در محوطه اي درغرب معدن مس سرچشمه همراه با كارخانه كوچك SX/EW (SX/EW Mini Plant) (سال 1375، 1996) و نيز واحد سمانتاسيون جهت:
· بررسي صحت و سقم نتايج پيشين حاصل از مطالعات آزمايشگاهي
· افزايش حجم نمونه ها جهت بررسي ميزان نماينده بودن آنها
· دسترسي به اطلاعات عملياتي و معيار هاي طراحي بيوهيپ صنعتي
4-1-5- اجراي عمليات نيمه صنعتي (1380-1375)
· استفاده از كانسنگ مس كم عيار معادن مس سرچشمه و دره زار
· احداث دو بيوهيپ با تناژ كانسنگ 1800 تن در m2460 به ارتفاع 5 متر با بازيابي حدود 60 درصد

1. اقدامات در حال انجام و برنامه هاي آينده
5-1- عمليات نيمه صنعتي بزرگ مقياس (پايلوت بيوهيپ ليچينگ سرچشمه)
عمليات احداث پايلوت بيوهيپ ليچينگ سرچشمه با هدف انجام آزمايش هاي تكميلي نهايي جهت بررسي امكان استحصال مس از كانسنگ مس سولفيدي كم عيار ( مخلوط كاني هاي كالكوپيريت[1] و كالكوسيت معدن دره زار) از سال 1382 آغاز و به مدت حدود 2 سال ادامه خواهد داشت. البته مطالعات آزمايشگاهي و تكميلي اين بخش از سال 1380 آغاز شده و تا اواخر سال 1382 ادامه داشت. اين پروژه در قالب طرح هيدرومتالورژي مجتمع مس سرچشمه شامل 3 بخش معدن مس دره زار، بيوهيپ و كارخانه SX/EW مي باشد (افتخار طراحي اين كارخانه متعلق به كارشناسان شركت صنايع مس ايران است).
در طي عمليات اجرايي 3 بيوهيپ جداگانه هر كدام با تناژ حدود 25000 تن متشكل از مخلوط كانسنگ هاي كم عيار معدن مس دره زار شامل سوپرژن (حدود 30٪) و هيپوژن (حدود 70٪) احداث خواهد شد. جهت بازيابي مس از محلول حاصل از عمليات بيوليچينگ، يك كارخانه پايلوت SX/EW به ظرفيت توليد روزانه 1 الي 2 تن مس كاتد احداث مي شود (اين پروژه تاكنون حدود 50 درصد پيشرفت داشته است).
در اين ارتباط جهت بهره گيري از اطلاعات، دانش فني و تجربيات و نيز همگامي با ساير كشور‫هاي پيشرو در زمينه تكنولوژي بيوليچينگ، شركت Mintek آفريقاي جنوبي به عنوان مشاور خارجي و شركت NIPEC به عنوان مشاور داخلي طرح به همكاري دعوت شده اند. ضمناً دو شركت ملي صنايع مس ايران NICICo. وMintek در مالكيت تكنولوژي حاصل شده سهيم خواهند بود.

2. اهداف
اهداف كلان راه اندازي اين طرح را مي توان به صورت زير برشمرد:
· اثبات قطعي كارآيي تكنولوژي بيوليچينگ جهت استحصال مس از كانسنگ‫هاي سولفيدي (كم عيار، مخلوط كالكوپيريت و كالكوسيت)

 

[hamid96]

روش های تولید مس

روش های تولید مس

· دستيابي به اطلاعات و دانش فني جهت انجام مطالعات امكان سنجي فني و اقتصادي براي راه اندازي واحد صنعتي بيوهيپ ليچينگ (80 ميليون تني با ظرفيت توليد 15000 تن مس كاتد در سال)
· ارسال محلول حاوي يون مس ( [1]PLS) حاصل از عمليات بيوهيپ ليچينگ در مقياس صنعتي جهت امكان استفاده طولاني مدت از كارخانه SX/EW سرچشمه (با توجه به اتمام ذخاير اكسيدي اين معدن تا پايان سال1384 )
· در فاز هاي بعدي به كمك اين تكنولوژي توليد سالانه مس كاتد افزايش خواهد يافت كه با به كارگيري بخشي از كانسنگ سولفيدي كم‫عيار معدن مس سرچشمه و نيز با استفاده از ذخاير سولفيدي كم عيار معادن مس ميدوك شهر بابك، سونگون اهر و دره زرشك يزد، ميزان افزايش توليد مس كاتد با اين روش در كشور به مرز 25 هزار تن در سال خواهد رسيد.
· ضمناً شركت هاي .NICICo و Mintek آماده صدور تكنولوژي به ساير كشور هاي دنيا و توسعه آن در سطح جهان خواهند بود.

 

[hamid96]

توضیحات یشتر درباره مس

توضیحات یشتر درباره مس

تاريخچه:​

مس براي تعدادي از تمدنهاي قديمي ثبت شده، شناخته شده بود و تاريخ استفاده از آن حد اقل به 10000
سال پيش مي رسد. يك آويزه مسي، متعلق به سال 8700 قبل از ميلاد در شمال عراق كنوني پيدا شد.نشانه هايي
مبني بر ذوب و خالص كردن مس از اكسيدهاي آن مانند مالاكيت و آزوريت تا سال 5000 قبل از ميلاد وجود
دارد.در عوض اولين نشانه هاي استفاده از طلا تقريبا​

" به 4000 سال قبل از ميلاد بر مي گردد. مصنوعات مسي و
برنزي كه از شهرهاي سومري و مصنوعات مصري كه از مس و آلياژ آن با قلع يافت شده تقريبا " متعلق به 3000
سال قبل از ميلاد هستند. در يكي از اهرام يك سامانه لوله كشي با مس پيدا شده كه مربوط به 5000 سال پيش
است. مصريان دريافتند افزودن مقدار كمي قلع، قالب گيري مس را آسان تر مي كند بنابراين آلياژهاي برنزي كه در
مصر كشف مي شوند تقريبا" قدمتي همانند مس دارند. استفاده از مس در چين باستان حداقل به 2000 سال قبل از
ميلاد مربوط بوده و تا 1200 سال قبل از ميلاد در اين كشوربرنز مرغوب ساخته مي شده است.در نظر داشته باشيد
چون مس به راحتي براي استفاده و كاربرد مجدد ذوب مي شود، دوران ذكر شده تحت تاثير جنگها و كشورگشائيها
مردي كه به دقت نگهداري مي شود و متعلق به 3200 سال قبل از ميلاد ، Oetzi قرار مي گيرد.در اروپا مرد يخي
99 % م ي باشد. مقدار زياد آرسنيك موجود در / است، تبري با نوك مسي در دست دارد كه درجه خلوص فلز آن 7
موهاي او نشان دهنده سرو و كار او با پالايش مس مي باشد. استفاده ار برونز در مرحله اي از تمدن به قدري فراگير
بود كه آن مرحله را عصر برونز مي نامند. برنج براي يونانيان شناخته شده بود اما اولين بار بصورت گسترده توسط
روميان بكار رفت. به خاطر زيبايي درخشانش- بطوريكه در باستان براي ساخت آئينه از آن استفاده مي شد -ونيزبه
دليل ارتباط آن با قبرس كه مربوط به الهه بود ،در اسطوره شناسي و كيمياگري فلز مس با الهه هاي آفروديت و
ونوس پيوند دارد.در كيمياگري علامتي را كه براي مس در نظر گرفته بودند ،علامت سياره ناهيد نيز بود.​

تركيبات:​

و عدد اتمي آن 29 م ي باشد.آلياژهاي بسياري از​

Cu مس يكي از عناصر جدول تناوبي است كه نماد آن
مس وجود دارد- برنج آلياژ مس/روي و برنز آلياژ مس/ قلع است. متداول ترين حالات اكسيداسيون مس شامل حالت​

2+​

م ي باشد.كربنات مس به رنگ سبز است كه Cu،cupric 1+ و حالت Cu ،cuprous مربوط به مس يك طرفيتي
بوسيله آن ظاهر منحصر به فرد بامها يا گنبدهاي با پوشش مس روي بعضي ساختمانها ساخته مي شوند.​

2​

پايه هاي بسياري از ابر (​

YBCO يا δ Yba2Cu3O اكسيدهاي مس(مانند :اكسيد مس ايتريم و باريم 7
رساناهاي غيرمعمول را تشكي لمي دهند.​

ويژگيهاي مهم فلز:​

مس فلز نسبتا​

" قرمز رنگي است كه از خاصيت هدايت الكتريكي و حرارتي بسيار بالايي برخوردار است.(در
بين فلزات خالص، تنها خاصيت هدايت الكتريكي نقره در حرارت اطاق از مس بيشتر است) چون قدمت مصنوعات
مسي كشف شده به سال 8700 قبل از ميلاد برمي گردد، احتمالا " اين فلز قديمي ترين فلز مورد استفاده انسان
م ي باشد.مس علاوه بر اينكه در سنگهاي معدني گوناگون وجود دارد، به حالت فلزي نيز يافت مي شود.( مثلا مس
مي شناختند.چون مقدار بسيار زيادي از اين Chalkos خالص در بعضي مناطق). اين فلز را يونانيان تحت عنوان
درآمد cuprum مي ناميدند. بعدها اين واژه به فرم ساده تر aes Cyprium فلزدر قبرس استخراج مي شدروميان آ نرا
تبديل شد. Copper و در نهايت انگليسي شده و به لغت​

كاربردها:​

مس فلزي قابل انعطاف و چكش خوار است كه كاربردهاي زيادي مانند موارد زير دارد: سيم هاي مسي
لوله هاي مسي دستگيره هاي درب و ساير وسايل منزل (تنديسگري). مثلا​

" مجسمه آزادي شامل 179000 پوند مس
م ي باشد. آهنرباهاي الكتريكي. موتورها، مخصوص موتورهاي الكترومغناطيسي. موتور بخار وات. كليدها و تقويت
كننده هاي الكتريكي. لامپهاي خلاء، لامپهاي پرتوي كاتدي و مگنترونهاي(اجاقهاي مايكروويو) هدايت كننده موج
ها به جاي IC براي تشعشع مايكروويو. به علت خاصيت هدايت بهتر آن نسبت به آلومينيوم، كاربرد مس در
آلومينيوم رو به افزايش است. به عنوان جزئي از سكه ها. در وسايل آشپزي، از جمله ماهي تابه. بيشتر سرويسهاي
قاشق(چنگال)و چاقوها داراي مقاديري مس هستند (نقره نيكلي). اگر نقره استرلينگ در ظروف غذاخوري بكار رفته
باشد ،حتما"بايد داراي درصد كمي مس باشد. به عنوان بخشي از لعاب سراميكي و در رنگ آميزي شيشه. وسايل
موسيقي ،بخصوص سازهاي بادي. به عنوان يكا(بيواستاتك)در بمارستانها و پوشاندن قسمت هاي مختلف كشتي براي
حفاظت در برابر بارناكلها و ماسلها. تركيباتي مانند محلول(فلينگ)كه در شيمي كاربرد دارد. سولفات مس نيز
به عنوان سم و تصفي هكننده آب كاربرد دارد.​

 

[hamid96]

توضیحات یشتر درباره مس

توضیحات یشتر درباره مس

استخراج مس:​

به طور كلي مس از دو روش مهم استخراج مي شود كه شامل روش پيرومتالورژي (خشك) و روش هيدرومتالورژي
(تر) مي باشد. در حدود 90 % مس توليد شده در دنيا از كانه هاي سولفوري و از روش پيرومتالورژي حاصل مي شود و
روش هيدرومتالورژي براي استخراج مس از كانه هاي اكسيدي به خصوص كربناتها، سيليكات ها و سولفات ها و
همچنين دورريز كارخانه ها بكار مي رود.
روش هاي الكتروشيميايي نيز براي توليد مس خالص نهايي مورد استفاده قرار مي گيرند كه شامل تصفيه ي
الكتريكي آندها در حالت استخراج از روش پيرومتالورژي و استخراج الكتروليزي از محلول در روش هيدرومتالورژي​

مي باشد​

.​

استخراج مس از كانه هاي سولفيدي (پيرومتالورژي):​

تقريباً 90 % كانه ي مس اوليه ي دنيا به صورت كانه هاي سولفيدي است. سولفيدها به سهولت تحت عمليات
هيدرومتالورژيكي قرار نمي گيرند، زيرا به راحتي حل نمي شوند. بنابراين قسمت اعظم استخراج مس توسط روش هاي
پيرومتالورژي يا آتشي با كاني پرعيار شده ي مس انجام مي شود. عمل استخراج شامل مراحل زير مي باشد:​

-1​

​

پرعيار كردن به روش فلوتاسيون، 2- تو سيه (مرحله ي اختياري)، 3- ذوب به صورت مات (در كوره هاي
دمشي، شعله اي، الكتريكي يا تشعشي)، 4- مرحله تبديل به مس حفره دار.
محصول نهايي اين مراحل متوالي، مس ناخالص حفره دار است كه بايد قبل از ساخت و كاربرد، پالايش گرمايي
(شعله اي) و الكتروليتي شود.​

-1​

​

پرعيار كردن به روش فلوتاسيون:
كانه هاي مس كه امروزه استخراج مي شوند، كم عيارتر از آنند كه مستقيماً ذوب شوند. گرمايش و ذوب مقدار
عظيمي مواد زائد، محتاج مقدار گزافي سوخت است. خوشبختانه، كاني هاي مس موجود در سنگ معدن را مي توان
توسط روش هاي فيزيكي پرعيار و به نحو اقتصادي ذوب كرد.
موثرترين روش پرعيار كردن، فلوتاسيون است، كه در آن كاني هاي مس به شيوه ي انتخابي به حباب هاي هوايي
كه از ميان پالپ آبي حاصل از كانه ي نرم شده بالا مي آيند، متصل مي شوند. انتخابي بودن فلوتاسيون ناشي از به كار
بردن معرف هايي است كه كاني هاي مس را آب ران مي سازند، در حالي كه كاني هاي باطله آب گير باقي مي مانند.
كاني هاي شناور شده در كف پايداري در بالاي محفظه فلوتاسيون جمع آوري مي شوند و به صورت كانه پرعيار شده
20 % مس است. - درمي آيند. كاني پرعيار شده مس معمولا حاوي 30​

4​

خردكردن و نرم كردن كانه به ذرات ريز، پيش از عمل فلوتاسيون الزامي است وكاربرد فلوتاسيون باعث تغيير
شيوه ي ذوب ازكوره يدمشي به كوره هايي از نوع اجاقي مي شود، چرا كه باركوره ي قبلي فقط بايد مواد تكه اي باشد.​

-2​

​

تو سيه:
عمل ت و سيه شامل اكسايش جزئي سولفيدهاي پرعيار حاصل از فلوتاسيون و حذف جزئي گوگرد از آن ها به
500 درجه ي سانتي گراد، - است. اين كار توسط واكنش كاني پرعيار شده با هوا در دماهايي بين 700 So شكل 2​

در كوره هاي تشويه ي اجاقي يا تو سيه كننده ي بستر سيال در شرايط كاملاً كنترل شده، انجام مي گيرد. محصول
كوره ي تو سيه كلسين ناميده مي شود كه مخلوطي از اكسيدها، سولفات ها و سولفيدهاست و تركيب شيميايي آن
توسط كنترل دماي فرآيند تو سيه و نسبت هوا به كاني پرعيار شده، تغيير مي كند. فرآيند تشويه معمولاً خودسوز
5% توليد مي كند. - حدود 15​

So است و جريان تغليظ شده اي از گاز 2​

از عمل تسويه اصولاً در كوره هاي ذوب شعله اي استفاده مي شود كه هدف اصلي از آن خشك كردن و گرمايش
بار كوره ي شعله اي، با استفاده از حرارت واكنش هاي گرمازاي تسويه، است. محصولات گرم كوره ي تسويه نسبت
به كاني پرعيار شده ي خيس و سرد، به انرژي كمتري براي ذوب نياز دارند، بطوري كه عمل تو سيه باعث
صرفه جويي قابل ملاحظه اي در سوخت و افزايش آهنگ ذوب مي شود. همچنين عمل تو سيه باعث افزايش
و​

Fe توليدي در حين ذوب مي شود، عاملي كه مقدار تبديل ناگزير بعدي (حذف FeS : Cu2S غلظت مس در مات
را كاهش مي دهد. (S​

-3​

​

ذوب مات:
هدف از ذوب مات تهيه ي از ف سولفيدي مذاب (مات)، شامل تمامي مس موجود در بار و فاز سرباره ي مذاب
بدون مس است. مات متعاقباً براي تشكيل مس حفره دار ناخالص اكسيد مي شود و سرباره ي مرحله ي ذوب
مستقيماً يا بعد از مرحله ي بازيابي مس دور ريخته مي شود.
عمل ذوب توسط ذوب تمامي بار كوره در دمايي حدود 1200 درجه ي سانتي گراد معمولاً همراه با روان ساز
سيليسي، انجام مي گيرد. سيليس، آلومين، اكسيدهاي آهن، آهك و ساير اكسيدهاي جزئي، سرباره ي مذاب را
تشكيل داده و مس، گوگرد، آهن اكسيد نشده و فلزات قيمتي، مات را تشكيل مي دهند. سرباره سبك تر از مات
و در آن تقريباً غير قابل حل است و به سهولت از آن جدا مي شود.
يكي از هدف هاي مهم ذوب مات، توليد سرباره اي جداشدني شامل حداقل ميزان مس است. اين كار توسط
اشباع تقريبي سرباره از سيليس، از طريق گرم نگه داشتن كوره به حد كافي بطوري كه سرباره مذاب و سيال
باشد، و با اجتناب از شرايط اكسيدي اضافي، عملي است.​

 

[hamid96]

توضیحات یشتر درباره مس

توضیحات یشتر درباره مس

اين شرايط اخير براي كاهش هر چه بيشتر تشكيل منيتيت جامد الزامي است چراكه شرايط چسبنده اي ايجاد
مي كند و مانع جدا شدن مات از سرباره مي شود.
عمل ذوب اغلب اوقات در كوره هاي شعله اي سنتي انجام مي گيرد. كوره هاي دمشي هنوز در برخي نقاط،
به ويژه در جاهايي كه كانه ها به صورت تكه اي در دسترس باشند، به كار مي روند، و كوره هاي الكتريكي در
بعضي مناطق كه نيروي برق آسان است مورد استفاده قرار مي گيرند. يك فرآيند جديدتر به نام ذوب تشعشعي از
واكنش هاي تشويه به عنوان منبع گرمايي جهت ذوب استفاده مي كند كه به علت نياز كم آن به سوخت در
تعدادي ار كارخانه هاي جديد به كار گرفته شده است.​

متداول ترين روش هاي ذوب به شرح زير مي باشند:​

الف- كوره ي دمشي:
اگر چه استفاده گسترده از روش فلوتاسيون جهت تهيه كاني پرعيار شده باعث كاهش استفاده از كوره ي
دمشي (بلند) شده است، اما هنوز تعدادي از كارخانه ها به ويژه در ژاپن و آفريقا از آن استفاده مي كنند. كوره ي
دمشي دستگاهي است كه به طور مداوم كار مي كند و در آن بار سرد از يك تنوره ي عمودي، هم زمان با صعود
گازهاي گرم (حاصل از سوختن كك و سولفيدهاي موجود در بار با هوايي كه از نزديك كف كوره بدان دميده
مي شود) پايين مي آيد. نتيجه ي اين عمل خشك شدن، گرمايش و ذوب بسيار موثر بار، هم زمان با نزول آن
براي تشكيل مات و سرباره در كف كوره است.
ذوب مواد سولفيدي مس در كوره ي دمشي توسط كلوخه هايي از كك متالورژي (كه از تخريب زغال سنگ
5% شارژ مي رسد. كك به عنوان قسمتي از سوخت مورد نياز بوده و از - قيري بدست مي آيد) و مقدار آن به 10
طرفي باعث ايجاد قابليت نفوذ و نگهداري بار مي شود. بقيه ي مواد تشكيل دهنده ي بار نيز بايد كلوخه اي باشند
تا گازهاي داغ بتوانند از ميان فضاهاي موجود در بار بالا روند. بنابراين، مواد حاوي مس بايد از تكه هاي درشت
سنگ معدن يا كاني پرعيار شده اي كه هم جوشي شده ،تشكيل شده باشند.
محصولات كوره ي دمشي سرباره و مات مذاب است كه پس از جمع آوري به تناوب خارج مي شوند. گرماي
لازم براي ذوب توسط احتراق كك و گوگرد توليد مي شود. مي توان جهت تامين گرماي اضافي براي فرآيند،
سوخت هاي مايع (مازوت) يا گازي (گاز طبيعي) را از طريق زنبورك ها به كوره تزريق كرد​

.​

6​

ب- كوره ي شعله اي:
كوره ي شعله اي در حقيقت كوره اي اجاقي است كه در آن بار جامد شامل كاني پرعيار شده، كلسين (ماده
تشويه شده) و روان سازهاي همراه با سرباره ي حاوي مس برگشتي از كنورتر و گرد و غبار، تا 1200 يا 1250
درجه سانتيگراد توسط گازهاي احتراقي داغ كه در سرتاسر حمام در حركت اند، گرما مي بيند. اين كوره شامل يك
اجاق است كه توسط مواد ديرگداز (معمولاً منيزيت يا كروم - منيزيت) آسترشده و سقف آن از نوع قوس دار
ثابت (سيليسي) يا آويزان (منيزيتي) است. كوره ي شعله اي توسط سوختن پودر زغال، سوخت نفتي يا گاز طبيعي
در يك انتها گرم مي شود و گازهاي داغي را به وجود مي آورد كه در سرتاسر كوره حركت كرده و بار را ذوب
مي كنند. محصولات كوره ي شعله اي عبارتند از سرباره ي مذاب كه جدا مي شود و مات مذاب كه براي اكسيد
شدن و تبديل به مس حفره دار يا بليستر به كنورتر فرستاده مي شود. مات و سرباره در و كره جمع و جداگانه از آن
خارج مي شوند.
كوره ي شعله اي دو اشكال اساسي دارد: يكي اين كه در مقايسه با ساير واحدهاي ذوب كننده انرژي قابل
ملاحظه اي مصرف مي كند (به شكل سوخت هاي هيدروكربني) و ديگر اين كه حجم زيادي از گازهاي احتراقي
از گازها با چنين غلظت كمي مشكل است و​

SO هستند. جداسازي موثر 2 SO توليد مي كند كه داراي اندكي 2​

بنابراين كوره هاي شعله اي باعث بروز مسائلي در زمينه ي آلودگي هوا مي شوند. به همين دليل فرآيند شعله اي در
آينده بتدريج توسط روش هاي ذوب ديگر نظير روش هاي ذوب تشعشعي، الكتريكي يا پيوسته جايگزين خواهد
شد. پيشنهاد ممكن ديگر بازيابي هيدرومتالورژيكي مستقيم مس از كاني هاي پرعيار شده ي سولفيدي است اما
اين روش هنوز در مراحل تحقيقاتي و تاسيس واحدهاي پيشاهنگ قرار دارد .​

 

[hamid96]

توضیحات یشتر درباره مس

توضیحات یشتر درباره مس

ج- كوره ي الكتريكي:
ذوب در كوره ي الكتريكي مشابه ذوب در كوره ي شعله اي است، با اين تفاوت كه هيچ گونه سوخت خارجي
به كار برده نمي شود. گرماي لازم جهت ذوب، ناشي از مقاومت سرباره است در برابر عبور جريان با آمپر بالا بين
الكترودهاي كربني سنگيني كه در سرباره فروبرده شده اند. اس فا تده از كوره ي الكتريكي مقرون به صرفه است،
خارج مي شود، نسبتاً كم است. به هرحال، انرژي الكتريكي ​

​

SO زيرا مقدار گرمايي كه توسط گازها خصوصاً 2
گران است و استفاده از كوره ي الكتريكي تنها به مناطقي كه برق فراوان و نسبتاً ارزان باشد، محدود مي شود.
كوره ي اكلتريكي داراي مزاياي كنترل و تنظيم پذيري دماست و چون فاقد محصولات احتراق است، كنترل
شرايط اكسايش در آن به خوبي انجام مي شود. اين دو عامل باعث كنترل عالي خواص سرباره نظير غلظت
منيتيت و ويسكوزيته مي شود و در نتيجه اتلاف مس در سرباره هاي مرحله ي ذوب كاهش مي يابد.​

7​

كارگزاري بانك ملي ايران(سايت بورس اوراق بهادار)
د- كوره ي تشعشعي:
تمامي كوره هاي دمشي، شعله اي و الكتريكي، مقدار قابل توجهي سوخت هيدروكربني يا انرژي الكتريكي
جهت ذوب مصرف مي كنند در حالي كه مي توان انرژي قابل ملاحظه اي از اكسايش بار سولفيدي آن ها بدست
آورد. به عبارت ديگر، ذوب در كوره هاي تشعشعي باعث استفاده ي قابل ملاحظه اي از انرژي احتراق سولفيدها
توسط اكسيد كردن قسمتي از بار سولفيدي و استفاده از گرماي آزاد شده براي ذوب بار و سرباره مي شود.
مزاياي اساسي فرآيندهاي كوره ي تشعشعي عبارت است از: نياز اندك به سوخت هيدروكربني و سهولت
از گازهاي خروجي اين كوره ها. تنها عيب اين كوره، اتلاف نسبتاً بالاي مس در سرباره و گردوغبار​

SO حذف 2​

خروجي از دودكش است اما مقدار بيشتر اين مس بازيابي مي شود.​

-4​

​

تبديل:
تبديل (كنورتور) مس شامل اكسيد كردن مات مذاب بدست آمده از مرحله ي ذوب (توسط هوا) است. عمل
تبديل، آهن و گوگرد را از مات جدا كرده و مس حفره دار خام 99 % توليد مي كند. اين فرآيند عموماً در يك
كنورتر افقي استوآن هاي پيريس- اسميت كه با آجرهاي دير گداز آستر شده انجام مي گيرد. گاهي اوقات كنورتر
داراي يك سيستم پيشرفته جمع آوري گاز است.
مات مذاب ازطريق يك دهانه ي مركزي بزرگ به داخل كنورتر ريخته مي شود و هواي اكسنده از طريق يك
رديف زنبورك كه درطو لكنورتر قراردارند،دميده مي شود. مات بادماي حدود 1100 درجه ي سانتي گراد افزوده
مي شود وگرماي توليد شده دركنورتركه ناشي از اكسايش آهن وگوگرد است براي خودسوزكردن فرآيند كافي
0.02 % گوگرد دارد. تا زمان يكه مقدار گوگرد به كمتر - است. محصول فرآيند تبديل، مس حفره دار اس تكه 0.1
از 0.02 % كاهش نيابد اكسيد مس به نحوچشمگيري تشكيل نمي شود، بنابراين اكسايش مس مسئله ساز نيست.​

توليد پيوسته و تك مرحله اي مس:​

با توجه به آن چه گفته شد، هرسه مرحله ي استخراج پيرومتالورژيكي، يعني تو سيه ذوب و تبديل،كنترل كننده ي
فرآيند اكسايش مي باشندكه بطور متوال يدي اكسيدگوگرد،اكسيدآهن (كه به همراه مواد باطل هو روان ساز به صورت
سرباره درمي آيد) و نهايتاً مس فلزي توليد مي كنند. اين روش تركيبي، با روش تشويه و ذوب بطور توام در كوره
تشعشعي شروع شده و با ذوب مقدار ي ان كي پرعيار شده دركنورترهاو ا بحضوراكسيژن فراوان ادامه مي يابد.در
به مس حفره دار بطورموفقيت آميزي به صورت روش مداوم​

Cu2S سال ها ياخير، مرحله ي سوم يا اكسايش
درآمده است كه توليد مس بليستر يا حفره دار را در يك مرحله امكان پذير مي سازد. از جمله فرآيندهاي مهم در
توليد پيوسته مس مي توان به فرآيندهاي نورندا، وركراوميتسوبيشي اشاره نمود .​

 

[kazem2114]

اگه مطالبی در مورد جوش مس داشتید برام بفرستید. ممنونم
www.kazem2114@yahoo.com

 

[قاسم معتمدی]

مس

فلزی است قرمز رنگ با جلایفلزی – قابلیت جوشکاری و هدایت الکتریسته و حرارت مس خوب است. نقطه ذوب 1083درجهسانتی گراد است و آن را از سنگ معدن استخراج می کنند مس با اکسیژن ترکیب شده واکسید مس می دهد.
جوشکاری مس با برق

بهترین راه جوشکاری مس با جوش گازاکسیژنوکاربید است. ولی می توان جوشکاری را با قوس الکتریکی نیز انجام داد. ورقه های مس رامانند ورقه های آهنی برای جوشکاری آماده می کنند ولی چون قابلیت هدایت حرارت مسزیاد است باید مقدارآمپررا قدری بیشتر درنظر گرفت و بهتر است همیشه با قطب مستقیم جوشکاری را انجام داد . زاویه الکترودنسبت به قطعه کار مانند جوشکاری فولاد است. طول قوس باید 10 تا 15 میلیمتر باشد.

برای جوشکاری مس می توان از الکترودهای ذغال استفاده کرد. الکترودهایجوشکاری مس بیشتر از آلیاژ، مس و قلع و فسفر ساخته شده است. گاهی از الکترودهائی کهدارای فسفر برنز، سیلیکان با آلومینیوم هستند استفاده می شود.
معرفی منبع:تکنولوژی جوشکاری ،کوکبی

 

[siavash1359]

به نظر شما اساتید آیا میشه به روش ساده و ابتدایی فلز مس کانی با این آنالیز رو استحصال کرد البته منظورم گرفتن مس مات است.
آنالیز
اکسید مس = 31 %
سیلیس =62%
اکسید آهن = 3%
کربنات کلسیم=4%
http://www.www.www.iran-eng.ir/images/statusicon/user_online.gif http://www.www.www.iran-eng.ir/images/buttons/reputation.gif http://www.www.www.iran-eng.ir/images/buttons/report.gif http://www.www.www.iran-eng.ir/images/misc/progress.gif http://www.www.www.iran-eng.ir/images/buttons/edit.gif