Smältprocess
Pyrometallurgisk kopparsmältning
Katodkoppar, även känd som elektrolytisk koppar, produceras genom smältning och elektrolytisk raffinering, vilket i allmänhet är lämpligt för högvärdiga kopparsulfidmalmer. Pyrometallurgi innebär i allmänhet att först öka kopparhalten i den ursprungliga malmen med några procent eller tusendelar av koppar till 20 %-30 % genom förädling, och sedan smälta den smälta skärstenen (skärsten) i en sluten masugn, efterklangsugn, elektrisk ugn eller flashugn som kopparkoncentrat. Den smälta skärstenen (matten) som produceras skickas sedan till en omvandlare för att blåsas in i rå koppar, och oxideras sedan och raffineras i en annan efterklangsugn för att avlägsna föroreningar, eller gjuts till anodplattor för elektrolys för att erhålla elektrolytisk koppar med en kvalitet på upp till 99,9 %. Processen är kort och anpassningsbar, och kopparåtervinningsgraden kan nå 95%. Men eftersom svavlet i malmen släpps ut som svaveldioxidavgas i de två stegen av skärstenstillverkning och -blåsning, är det inte lätt att återvinna och lätt att orsaka föroreningar. På 1990-talet dök smältpoolsmältning som silvermetoden och Norandametoden och Japans Mitsubishi-metod upp och pyrometallurgin utvecklades gradvis mot kontinuerlig och automatiserad.
Smälta koppar ur kopparmalm: Med koluprit som exempel blandas först koncentratet av sand, flussmedel (kalksten, sand etc.) och bränsle (koks, träkol eller antracit) och placeras i en "sluten" masugn för smältning kl. ca 1000 grader. Som ett resultat blir en del av svavlet i malmen SO₂ (används för att göra svavelsyra), och de flesta föroreningar som arsenik och antimon blir flyktiga ämnen som As₂O3 och Sb₂O₃ och tas bort: 2CuFeS₂+O₂{{3} }Cu₂S+2FeS+SO₂↑. En del av järnsulfiden omvandlas till oxid: 2FeS+3O₂=2FeO+2SO₂↑. Cu2S och resterande FeS etc. smälter samman för att bilda "matt" (huvudsakligen bildad genom ömsesidig upplösning av Cu2S och FeS, med en kopparhalt mellan 20% och 50% och en svavelhalt mellan 23% och 27%), och FeO och SiO2 bildar slagg: FeO+SiO2=FeSiO2. Slaggen flyter på den smälta skärstenen och är lätt att separera och tar därigenom bort en del föroreningar. Matten flyttas sedan in i en omvandlare och efter tillsats av flussmedel (kvartssand) blåses luft in för blåsning (1100-1300 grad ). Eftersom järn har en större affinitet för syre än koppar och koppar har en större affinitet för svavel än järn, omvandlas FeS i skärstenen först till FeO, kombineras med flussmedlet för att bilda slagg, och sedan omvandlas Cu2S till Cu2O, vilket reagerar med Cu2S för att bilda rå koppar (innehållande cirka 98,5 % koppar). 2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂↑, 2Cu₂O+Cu₂S=6Cu+SO₂↑, flytta sedan den råa kopparn in i efterklangsugnen (kvartssand, lägg till) flux , och släpp in luft för att oxidera föroreningarna i den råa kopparn, som kommer att avlägsnas genom att bilda slagg med flussmedlet. Efter att föroreningarna har avlägsnats i viss utsträckning sprutas tungolja in och de reducerande gaserna som kolmonoxid som produceras vid förbränning av tung olja reducerar kopparoxid till koppar vid hög temperatur. Den erhållna raffinerade kopparn innehåller cirka 99,7 % koppar.
Förutom kopparkoncentrat är kopparskrot en av de viktigaste råvarorna för raffinerad koppar, inklusive gammal kopparskrot och ny kopparskrot. Gammalt kopparskrot kommer från gammal utrustning och gamla maskiner, övergivna byggnader och underjordiska rör; nytt kopparskrot kommer från kopparskrot som kasseras av bearbetningsanläggningar (produktionskvoten för kopparmaterial är cirka 50%). I allmänhet är tillgången på kopparskrot relativt stabil. Kopparskrot kan delas in i: Bar skrotkoppar: kvalitet över 90 %; Gult kopparskrot (tråd): kopparinnehållande material (gamla motorer, kretskort); Koppar som framställs av kopparskrot och andra liknande material kallas också för återvunnen koppar.
Våt kopparsmältning
Ett fartyg är lämpligt för låggradig kopparoxid, och den raffinerade koppar som produceras kallas elektrolytisk koppar. Modern våtsmältning inkluderar svavelsyrarostning-lakning-elektrolytisk, urlakning-extraktion-elektrolytisk, bakteriell urlakning och andra metoder, som är lämpliga för höglakning, tankurlakning eller urlakning på plats av lågvärdiga komplexmalmer, kopparoxidmalmer och kopparhaltiga avfallsmalmer. Våtsmältningstekniken främjas gradvis och den förväntas nå 20 % av den totala produktionen i slutet av detta århundrade. Införandet av våtsmältning har kraftigt minskat smältkostnaden för koppar.
Inhemsk status
Kopparsmältningsindustrin är en basindustri i samhällsekonomin. Särskilt mitt land befinner sig i industrialiseringsstadiet och efterfrågan på koppar har upprätthållit en hög tillväxttakt. Kopparsmältningsindustrins status i den nationella ekonomin kommer att fortsätta att förbättras.
Världsfördelning
Världens kopparmalmtillgångar är relativt rika. Koppar är inte svårt att utvinna ur sin malm, men de exploateringsbara fyndigheterna är relativt få. Vissa, som koppargruvan i Falun, Sverige, har varit en källa till stor rikedom sedan 1200-talet. Ett sätt att extrahera denna metall är att baka sulfidmalmen och sedan separera kopparsulfatet som bildas av den med vatten. Efter att ha flytt över ytan av järnspån, kommer kopparn att fällas ut, och det tunna skiktet som bildas är lätt att separera. Världens beprövade koppar är cirka 350 miljoner till 570 miljoner ton, varav porfyrkoppargruvor står för cirka 76% av totalen. Ur regional distributionsperspektiv finns det fem regioner med de rikaste kopparreserverna i världen:
Afrika: Luilu (Kolwezi) i Kongo, Shituru, Luanshya och Baliba i Zambia, Mufulira, Nchanga TLP, Nkana (Rokana).
Asien: China Silver (Jinchuan)/Gansu, Shandong/Yanggu Xiangguang Copper Daye, Guixi, Huludao, Jinchang, Shanghai, Tianjin, Yunnan, Indien Parla Copper (Dahei), Tuticorin, Iran Sarchesme, Japan Besshi/Ehime (Toyo Smelter), Kosaka (Akita) Naoshima (Kagawa), Onahama (Fukushima), Saga Seki (Oita), Tamano (Okayama), Kazakstan Balkashmis, Zhezkazgan Smelter, Sydkorea Onsan Smelter I, Onsan Smelter II, Filippinerna Isabel/Wright (Filippinsk smältning och raffinering Association), Uzbekistan Almalyk Smelter.
Europa: Brixlegg, Österrike; Beerse, Belgien; Hoboken, UM Pirdop, Finland; Hamburg, Tyskland; Hetterstein, Lunen 170, Italien; Podemagra, Polen; Głogów I, Głogów II, Legnica Smelter, Rumänien; Kirovgrad (Karata), Ryssland; Krasnouralsk Smältverk, Nadezhdinsky, Norilsk Smältverk, Central Urals Smältverk, Spanien; Lun Island, Sverige; Walsall, Storbritannien; Bor, Jugoslavien.
