هیدرومتالوژی کنستانتره مس

Mabna.

Active member
مس یکی از مفیدترین و پرمصرف‌ترین عناصر فلزی است. اولین کارخانه ذوب مس در حدود 6000 سال قبل از میلاد در تل ابلیس (کوههای اطراف کرمان) ساخته شده است. درحدود 3000 سال قبل از میلاد ، مس از طریق آسیای مرکزی به اروپا و سایر کشورهای جهان راه یافت.معادن مس روباز و یا زیرزمینی هستند.

مینرال‌های غالب مس، سولفیدی و عیار مس در سنگ معدن کمتر از یک درصد مي‌باشد. برای تولید کنسانتره مس، سنگ معدن استخراج شده از معدن پس از خردایش و آسیاب به ذرات ریزی تبدیل مي‌شوند. در کارخانه تغلیظ نرمه‌ها با آب و مواد شیمیايي مخلوط شده، وارد سلول‌های تغلیظ مي‌شوند با دمش هوا به درون سلول‌ها، کف ایجاد شده به‌همراه خود ترکیبات مس را به سطح سلول مي‌آورد و در نهایت کنسانتره با عیار بیش از 20 درصد به‌دست مي‌آید.

با توجه به‌نوع مینرال مس، برای استخراج و تولید آن روش‌های پیرومتالورژی (حرارتی) و روش‌های هیدرو متالورژی (لیچینگ) به‌کار گرفته مي‌شود.معمولاً مس از کنسانتره سولفیدی که شامل سولفید مس و سولفید آهن است با روش حرارتی (ذوب) استحصال مي‌شود. اما ترکیبات اکسیدی با روش لیچینگ فرآوری مي‌شوند.
 

Mabna.

Active member
در روش حرارتی کنسانتره سولفیدی خشک شده و در کوره‌های متنوعی ذوب مي‌شود. لایه مات شامل سولفید آهن و مس در زیر لایه سرباره (باطله) در کوره تشکیل مي‌شود دمای کوره حدود 1300_1200 درجه سانتي گراد است. معمولاً عیار مس درمات بیش از 30 درصد است.

در صورتی‌که مس سرباره قابل ملاحظه باشد با استفاده از کوره الکتریکی بازیابی مي‌شود و در غیر این صورت دورریز مي‌شود. مات مس مذاب به کنورتور منتقل شده و با استفاده از دمش هوا طی دو مرحله ناخالصی‌های آن که آهن و گوگرد مي‌باشد حذف مي‌گردد و مس بلیستر تولید مي‌شود . آهن را در مرحله اول دمش با افزودن سیلیس خارج مي‌کنند و گوگرد به صورت SO2 خارج مي‌شود. SO2 موجود در گازهای کنورتور و کوره ذوب به واحد تولید اسید سولفوریک منتقل مي‌شود و از اسید تولید شده جهت تولید کود شیمیايي و یا لیچینگ استفاده مي‌کنند.

مس بلیستر با عیار 5/98 درصد در کوره‌های تصفیه حرارتی طی دو مرحله با هوا و گاز طبیعی، گوگرد و اکسیژن‌زدايي مي‌شود. سپس به صورت آند جهت پالایش الکتریکی ریخته‌گری مي‌گردد. پس از پالایش، مس کاتد با عیار 99/99 درصد به‌دست مي‌آید که هم به‌صورت ورق کاتد و یا با ذوب مجدد به صورت اسلب، بیلت و مفتول به بازار عرضه مي‌شود.یکی دیگر از روش‌های استخراج مس خاک‌های اکسیدی، انحلال این خاک‌ها به روش هیدرومتالورژی مي‌باشد.

در صنعت باطله‌های اکسیدی معدن مس و کانی‌های اکسیدی مس با اسید سولفوریک لیچ شده و از محلول مس‌دار با استخراج حلالی و الکترودینینگ مس کاتدی تولید مي‌شود.
 

Mabna.

Active member
در روش‌های حرارتی گوگرد موجود در کنسانتره که حدود دوبرابر مس است به دی اکسید گوگرد SO2 تبدیل مي‌شود لذا سالانه حدود 400 هزار تن SO2 به فضا پراکنده مي‌شود.
جهت جلوگیری از آلودگی محیط‌زیست باید این گاز به اسید سولفوریک تبدیل واز آن کود شیمیايي تولید و عرضه شود.روش بیولیچینگ مشابه روش لیچینگ است اما تفاوت‌های عمده آن این است که امکان انحلال مستقیم کانه‌های سولفیدی مس به‌ویژه کالکوپیریت با اسید سولفوریک میسر نمی‌باشد لذا در روش بیولیچینگ از باکتری در مرحله لیچینگ استفاده مي‌کنند تا امکان انحلال کالکوپیریت میسر شود، سپس با استخراج حلالی و الکترووینینگ مشابه روش معمولی لیچینگ، مس کاتدی تولید مي‌شود.

هم‌اکنون از 15 میلیون تن مس تولیدی جهان 80 درصد با روش حرارتی و 20 درصد با روش غیر حرارتی (لیچینگ) تولید مي‌شود. در لیچینگ از سنگ‌های اکسیدی استفاده مي‌شود و روش‌های دیگر هیدرو متالورژی در مقیاس صنعتی سهم بسیار اندکی دارند. در زمینه بیو لیچینگ، یک پروژه تحقیقاتی در مجتمع مس سرچشمه در حال اجرا مي‌باشد. هزینه تمام شده کاتد مس در روش لیچینگ نسبت به کاتد به‌دست آمده با روش حرارتی بسیار کمتر است
 

Mabna.

Active member
روش جدید Hydro Copper

روش معمول استحصال مس از کنسانتره، ذوب است.
اما روش‌های هیدرومتالورژی به‌عنوان جایگزین ذوب از دیر زمان مورد مطالعه و تحقیق قرار گرفته‌اند. دراین روش‌ها، کنسانتره مس در راکتورهای هم‌‌زن‌دار و در شرایط اکسیدی تجزیه و حل مي‌شود اما کالکوپیریت که مینرال غالب مس است در حضور اسیدسولفوریک به راحتی حل نمی‌شود لذا برای حل آن شرایط قلیايي و اتوکلاوهای دما و فشار بالا نیاز است.

بیش از 100 سال است که توانايي لیچینگ محلول‌های کلریدی برای همگان شناخته شده است. در تحقیقات آزمایشگاهی انحلال کالکوپیریت زیر نقطه جوش آب با استفاده از یون مس دو ظریتی (اکسیدان) به اثبات رسیده است.

مزیت دیگر محلول‌های کلریدی، پایداری مس یک ظرفیتی و گوگرد عنصری است که در اثر تجزیه و انحلال مینــرال سولفیدی (کالکوپیریت) به‌دست مي‌آید. در مقایسه با لیچینگ با اسید سولفوریک انرژی بیشتری صرفه‌جويی مي‌شود زیرا در لیچینگ با اسیدسولفوریک، مس و گوگرد به‌مراتب بالاتری اکسید مي‌شوند، مس به ظرفیت 2 و گوگرد به ظرفیت 6 مي‌رسد.

فرآیند H.C شامل سه بخش است:

1. لیچینگ کنسانتره مس (لیچینگ ، تخلیص محلول و ترسیب

2. تولید مس (احیاء Cu2O، ذوب و ریخته‌گری)

3. تولید مواد شیمیايي (الکترولیز قلیائی_ کلر)
 

Similar threads

بالا