Sulatusprosessi
Pyrometallurginen kuparin sulatus
Katodikuparia, joka tunnetaan myös nimellä elektrolyyttinen kupari, tuotetaan sulattamalla ja elektrolyyttisellä raffinaatiolla, mikä yleensä sopii korkealaatuisille kuparisulfidimalmeille. Pyrometallurgiaan kuuluu yleensä ensin alkuperäisen malmin kuparipitoisuuden lisääminen muutamalla prosentilla tai tuhannesosalla kuparia 20 %-30 %:iin rikastamalla ja sitten sulatetun kiven (kiven) sulattaminen suljetussa masuunissa, kaikuuunissa, sähköuuni tai liekkiuuni kuparirikasteena. Syntynyt sula matta (matta) lähetetään sitten konvertteriin puhallusta varten raakakupariksi, ja sitten hapetetaan ja puhdistetaan toisessa kaikuuunissa epäpuhtauksien poistamiseksi tai valetaan anodilevyiksi elektrolyysiä varten, jolloin saadaan elektrolyyttistä kuparia, jonka laatu on jopa 99,9. %. Prosessi on lyhyt ja mukautuva, ja kuparin talteenottoaste voi olla 95%. Koska malmissa oleva rikki kuitenkin poistuu rikkidioksidin jätekaasuna kiven valmistuksen ja puhalluksen kahdessa vaiheessa, sitä ei ole helppo ottaa talteen ja se on helppo aiheuttaa saastumista. 1990-luvulla ilmestyi sulaallassulatus, kuten hopeamenetelmä ja Noranda-menetelmä sekä japanilainen Mitsubishi-menetelmä, ja pyrometallurgia kehittyi vähitellen kohti jatkuvaa ja automatisoitua.
Kuparin sulatus kuparimalmista: Esimerkkinä kalkopyriittistä, ensin sekoitetaan rikastehiekka, sulate (kalkkikivi, hiekka jne.) ja polttoaine (koksi, puuhiili tai antrasiitti) ja laitetaan "suljettuun" masuuniin sulatusta varten noin 1000 astetta. Tämän seurauksena osa malmin rikistä muuttuu SO₂:ksi (käytetään rikkihapon valmistukseen), ja useimmat epäpuhtaudet, kuten arseen ja antimoni, muuttuvat haihtuviksi aineiksi, kuten As2O3 ja Sb2O3, ja ne poistetaan: 2CuFeS₂+O₂{{3} }Cu₂S+2FeS+SO₂↑. Osa rautasulfidista muuttuu oksidiksi: 2FeS+3O₂=2FeO+2SO₂↑. Cu2S ja jäljelle jäänyt FeS jne. sulavat yhdessä muodostaen "matta" (jota muodostuu pääasiassa Cu2S:n ja FeS:n keskinäisestä liukenemisesta, kuparipitoisuus 20-50 % ja rikkipitoisuus 23-27 %) ja FeO ja SiO2 muodostavat kuonaa: FeO+SiO2=FeSiO2. Kuona kelluu sulalla mattapinnalla ja on helppo erottaa, mikä poistaa osan epäpuhtauksista. Matto siirretään sitten konvertteriin, ja juoksutteen (kvartsihiekka) lisäämisen jälkeen puhalletaan ilmaa puhaltamista varten (1100-1300 astetta). Koska raudalla on suurempi affiniteetti happea kohtaan kuin kuparilla ja kuparilla on suurempi affiniteetti rikkiin kuin raudalla, kiven FeS muunnetaan ensin FeO:ksi, yhdistettynä juoksutteeseen kuonaa, ja sitten Cu2S muunnetaan Cu2O:ksi, joka reagoi Cu2S:n kanssa muodostaen raakakuparia (sisältää noin 98,5 % kuparia). 2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂↑, 2Cu₂O+Cu₂S=6Cu+SO₂↑, siirrä sitten raakakupari jälkikaiuntauuniin (kvartsi, lisää virtaus) ja päästää ilmaan hapettamaan raakakuparissa olevat epäpuhtaudet, jotka poistetaan muodostamalla kuonaa juoksutteen mukana. Kun epäpuhtaudet on poistettu tietyssä määrin, raskasöljyä ruiskutetaan sisään, ja raskasöljyn palaessa syntyneet pelkistävät kaasut, kuten hiilimonoksidi, pelkistävät kuparioksidin kupariksi korkeassa lämpötilassa. Saatu puhdistettu kupari sisältää noin 99,7 % kuparia.
Kuparirikasteen lisäksi kupariromu on yksi jalostetun kuparin pääraaka-aineista, mukaan lukien vanha kupariromu ja uusi kupariromu. Vanha kupariromu tulee vanhoista laitteista ja vanhoista koneista, hylätyistä rakennuksista ja maanalaisista putkista; uusi kupariromu tulee jalostuslaitosten hylätystä kupariromusta (kuparimateriaalien tuotantosuhde on noin 50 %). Yleensä kupariromun tarjonta on suhteellisen vakaata. Kupariromu voidaan jakaa: Paljas kupariromu: laatu yli 90 %; Keltainen kupariromu (lanka): kuparia sisältävät materiaalit (vanhat moottorit, piirilevyt); Romukuparista ja muista vastaavista materiaaleista valmistettua kuparia kutsutaan myös kierrätyskupariksi.
Märkä kuparin sulatus
Laiva soveltuu matala-asteiselle kuparioksidille, ja valmistettua jalostettua kuparia kutsutaan elektrolyyttiseksi kupariksi. Nykyaikaiseen märkäsulatukseen kuuluvat rikkihappopasutus-liuotus-elektrolyyttinen, liuotus-uutto-elektrolyyttinen, bakteeriliuottaminen ja muut menetelmät, jotka soveltuvat huonolaatuisten kompleksimalmien, kuparioksidimalmien ja kuparia sisältävät jätemalmit. Märkäsulatustekniikkaa edistetään vähitellen, ja sen odotetaan saavuttavan 20 % kokonaistuotannosta tämän vuosisadan loppuun mennessä. Märkäsulatuksen käyttöönotto on laskenut huomattavasti kuparin sulatuskustannuksia.
Kotimainen status
Kuparin sulattoteollisuus on kansantalouden perustoimiala. Erityisesti kotimaani on teollistumisvaiheessa, ja kuparin kysyntä on säilyttänyt korkean kasvuvauhdin. Kuparin sulattoteollisuuden asema kansantaloudessa paranee edelleen.
Maailman jakelu
Maailman kuparimalmivarat ovat suhteellisen runsaat. Kuparia ei ole vaikea erottaa sen malmista, mutta hyödynnettävät esiintymät ovat suhteellisen niukat. Jotkut, kuten kuparikaivos Falunissa Ruotsissa, ovat olleet suuren vaurauden lähde 1200-luvulta lähtien. Yksi tapa uuttaa tämä metalli on paistaa sulfidimalmi ja sitten erottaa sen muodostama kuparisulfaatti vedellä. Kun kupari on valunut rautaviilan pinnan yli, se saostuu ja muodostunut ohut kerros on helppo erottaa. Maailman todistetusti kuparia on noin 350–570 miljoonaa tonnia, josta porfyyrikuparikaivokset muodostavat noin 76 % kokonaismäärästä. Alueellisen jakautumisen näkökulmasta on viisi aluetta, joilla on maailman rikkaimmat kuparivarannot:
Afrikka: Luilu (Kolwezi) Kongossa, Shituru, Luanshya ja Baliba Sambiassa, Mufulira, Nchanga TLP, Nkana (Rokana).
Aasia: China Silver (Jinchuan)/Gansu, Shandong/Yanggu Xiangguang Copper Daye, Guixi, Huludao, Jinchang, Shanghai, Tianjin, Yunnan, Intia 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, Etelä-Korea Onsan Smelter I, Onsan Smelter II, Filippiinit Isabel/Wright (Filipiinien sulatus ja jalostus) Association), Uzbekistan Almalyk Smelter.
Eurooppa: Brixlegg, Itävalta; Beerse, Belgia; Hoboken, UM Pirdop, Suomi; Hampuri, Saksa; Hetterstein, Lunen 170, Italia; Podemagra, Puola; Głogów I, Głogów II, Legnican sulatto, Romania; Kirovgrad (Karata), Venäjä; Krasnouralskin sulatto, Nadezhdinsky, Norilskin sulatto, Keski-Uralin sulatto, Espanja; Lun Island, Ruotsi; Walsall, Iso-Britannia; Bor, Jugoslavia.
