Производство на мед: Как се прави мед?

Преработката на мед е сложен процес, който включва много стъпки, тъй като производителят преработва рудата от нейното сурово, добивано състояние в пречистена форма за използване в много индустрии. мед обикновено се извлича от оксидни и сулфидни руди, които съдържат между 0,5 и 2,0% мед.

Техниките за рафиниране, използвани от производителите на мед, зависят от вида на рудата, както и от други икономически и екологични фактори. В момента около 80% от световното производство на мед се добива от сулфидни източници.

Независимо от вида на рудата, добиваната медна руда трябва първо да бъде концентрирана, за да се отстранят ганг или нежелани материали, вградени в рудата. Първата стъпка в този процес е смачкване и прахообразна руда в мелница за топка или пръчка.

На практика всички медни руди от сулфиден тип, включително халкоцит (Cu₂S), халкопирит (CuFeS₂) и кавелити (CuS), се обработват чрез топене. След раздробяване на рудата до фин прах, тя се концентрира чрез флотационна флотация, което изисква смесване на прахообразната руда с реагенти, които се комбинират с медта, за да стане хидрофобна. След това сместа се къпе във вода заедно с разпенващ агент, който насърчава пененето.

Струите на въздуха се изстрелват през образуващите мехурчета вода, които плуват водоотблъскващи медни частици на повърхността. Пяната, която съдържа около 30% мед, 27% желязо и 33% сяра, се обезмаслява и се приема за печене.

Ако са икономични, по-малко примеси, които могат да присъстват в рудата, като напр молибден, олово, злато и сребро, също могат да бъдат обработени и отстранени по това време чрез селективна флотация. При температури между 932-1292°F (500-700°В) голяма част от останалото съдържание на сяра се изгаря като сулфиден газ, което води до калцинова смес от медни оксиди и сулфиди.

Потокът се добавя към калциновата мед, която вече е около 60% чиста, преди да се нагрее отново, този път до 2192 ° F (1200 ° С). При тази температура потоците от силициев диоксид и варовик се комбинират с нежелани съединения, като железен оксид, и ги извеждат на повърхността, за да бъдат отстранени като шлака. Останалата смес е разтопен меден сулфид, наричан матов.

Следващата стъпка в процеса на рафиниране е окисляване на течен мат, за да се отстрани желязото, за да се изгори съдържанието на сулфид като серен диоксид. Резултатът е 97-99%, блистер мед. Терминът блистер мед идва от мехурчетата, получени от серен диоксид на повърхността на медта.

За да се получат медни катоди с пазарен клас, блистерната мед трябва първо да се хвърли в аноди и да се обработи електролитно. Потопена в резервоар с меден сулфат и сярна киселина, заедно с чист меден катоден стартов лист, блистерната мед се превръща в анод в галванична клетка. Катодните заготовки от неръждаема стомана се използват и в някои рафинерии, като например медната мина в Кенекот на Rio Tinto в Юта.

С въвеждането на ток медните йони започват да мигрират към катода или стартерния лист, образувайки 99,9-99,99% чисти медни катоди.

След раздробяване на медни руди от оксид, като азурит (2CuCO₃ · Cu (OH) 3), брохантит (CuSO)₄), хризокола (CuSiO₃ · 2Н₂О) и куприт (Cu2O), разтворена сярна киселина се нанася върху повърхността на материала върху подложки за излужване или в резервоари за промиване. Докато киселината преминава през рудата, тя се комбинира с медта, като се получава слаб разтвор на меден сулфат.

Така нареченият разтвор на бременни излугвания (или бременни течности) след това се обработва с помощта на хидрометалургичен процес, известен като екстракция на разтворители и печелене на електроенергия (или SX-EW).

Екстракцията на разтворители включва отстраняване на медта от бременната луга с помощта на органичен разтворител или екстрагент. По време на тази реакция медните йони се обменят на водородни йони, което позволява да се възстанови киселият разтвор и да се използва повторно в процеса на излугване.

След това богатият на мед воден разтвор се прехвърля в електролитен резервоар, където се получава електропечелившата част от процеса. Под електрически заряд медни йони мигрират от разтвора към медни стартерни катоди, които са направени от медно фолио с висока чистота.

Други елементи, които могат да присъстват в разтвора, като злато, сребро, платина, селен и телур, събират се в дъното на резервоара като тънки и могат да бъдат възстановени чрез по-нататъшна обработка.

Електропечатаните медни катоди са с еднаква или по-голяма чистота от тези, получени при традиционното топене, но изискват само една четвърт до една трета от количеството енергия за единица продукция.

Разработката на SX-EW позволи извличането на мед в райони, в които сярна киселина не е налична или не може да се произвежда от сяра в тялото на медната руда. както от стари сулфидни минерали, които са били окислени от излагане на въздух или бактериални излугвания и други отпадни материали, които преди това са били изхвърлени непреработена.

Като алтернатива може медта да се утаи от бременния разтвор чрез циментиране, като се използва скрап. Това обаче произвежда по-малко чиста мед от SX-EW и затова се използва по-рядко.

Извличането на място се използва и за извличане на мед от подходящи зони на рудни находища.

Този процес включва пробиване на сондажи и изпомпване на течен разтвор - обикновено сярна или солна киселина - в тялото на рудата. Течният разтвор разтваря медни минерали, преди да бъде възстановен чрез втори отвор. По-нататъшното рафиниране с помощта на SX-EW или химическо утаяване произвежда продаваеми медни катоди.

ISL често се провежда в нискокачествена медна руда в запълнени тръби (известни също като стопиране на стопиране) руда в пещерни райони на подземни мини.

Медните руди, които са най-податливи на ISL, включват медните карбонати малахит и азурит, както и тенорит и хризокола.

Счита се, че световното производство на мед за 2017 г. е надхвърлило 19 милиона метрични тона. Основният източник на мед е Чили, който произвежда приблизително една трета от общото световно предлагане. Други големи производители включват САЩ, Китай и Перу.

Поради високата стойност на чистата мед, голяма част от производството на мед идва от рециклирани източници. В САЩ рециклираната мед представлява около 32% от годишните доставки. В световен мащаб този брой се оценява на по-близо до 20%.

Най- най-големият корпоративен производител на мед в световен мащаб е чилийското държавно предприятие Codelco. Codelco произведе 1,84 милиона метрични тона рафинирана мед през 2017 г. Други големи производители включват Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd. и Xstrata Plc.