Proces taljenja
Pirometalurško taljenje bakra
Katodni bakar, poznat i kao elektrolitski bakar, proizvodi se taljenjem i elektrolitičkim rafiniranjem, što je općenito prikladno za visokovrijedne rude bakrenog sulfida. Pirometalurgija općenito uključuje prvo povećanje sadržaja bakra u izvornoj rudi s nekoliko postotaka ili tisućinki bakra na 20%-30% kroz obogaćivanje, a zatim taljenje rastaljenog kamena (mate) u zatvorenoj visokoj peći, reverberacijskoj peći, električne peći ili plamene peći kao koncentrat bakra. Proizvedeni rastaljeni mat (mat) zatim se šalje u pretvarač za upuhivanje u sirovi bakar, a zatim se oksidira i rafinira u drugoj reverberacijskoj peći kako bi se uklonile nečistoće ili se lije u anodne ploče za elektrolizu kako bi se dobio elektrolitski bakar s ocjenom do 99,9 %. Proces je kratak i prilagodljiv, a iskorištenje bakra može doseći 95%. Međutim, budući da se sumpor u rudi ispušta kao otpadni plin sumpor dioksid u dvije faze stvaranja matte i upuhivanja, nije ga lako obnoviti i lako je izazvati onečišćenje. U 1990-ima pojavilo se taljenje u bazenu s taljenjem kao što su srebrna metoda i Noranda metoda te japanska Mitsubishi metoda, a pirometalurgija se postupno razvila prema kontinuiranoj i automatiziranoj.
Taljenje bakra iz bakrene rude: Uzimajući kalkopirit kao primjer, prvo se koncentrat pijeska, topitelja (vapnenca, pijeska itd.) i goriva (koksa, drvenog ugljena ili antracita) miješa i stavlja u "zatvorenu" visoku peć za taljenje na oko 1000 stupnjeva. Kao rezultat toga, dio sumpora u rudi postaje SO₂ (koristi se za proizvodnju sumporne kiseline), a većina nečistoća kao što su arsen i antimon postaju hlapljive tvari kao što su As₂O₃ i Sb₂O₃ te se uklanjaju: 2CuFeS₂+O₂{{3} }Cu₂S+2FeS+SO₂↑. Dio željeznog sulfida pretvara se u oksid: 2FeS+3O₂=2FeO+2SO₂↑. Cu2S i preostali FeS itd. zajedno se tope kako bi formirali "mat" (uglavnom nastao međusobnim otapanjem Cu2S i FeS, sa sadržajem bakra između 20% i 50% i sadržajem sumpora između 23% i 27%), i FeO i SiO2 tvore trosku: FeO+SiO2=FeSiO2. Troska pluta na rastaljenom kamenu i lako se odvaja, čime se uklanjaju neke nečistoće. Mat se zatim premješta u pretvarač, a nakon dodavanja fluksa (kvarcnog pijeska), upuhuje se zrak za upuhivanje (1100-1300 stupnjeva). Budući da željezo ima veći afinitet prema kisiku od bakra, a bakar ima veći afinitet prema sumporu od željeza, FeS u matu se prvo pretvara u FeO, u kombinaciji s fluksom da nastane troska, a zatim se Cu2S pretvara u Cu2O, koji reagira s Cu2S stvarajući sirovi bakar (koji sadrži oko 98,5% bakra). 2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂↑, 2Cu₂O+Cu₂S=6Cu+SO₂↑, zatim premjestite sirovi bakar u reverberacijsku peć, dodajte fluks (kvarcni pijesak) , i pustiti zrak da oksidira nečistoće u sirovom bakru, koje će biti uklonjene stvaranjem troske s topilom. Nakon što se nečistoće uklone do određene mjere, raspršuje se teško ulje, a redukcijski plinovi poput ugljikovog monoksida koji nastaju izgaranjem teškog ulja reduciraju bakrov oksid u bakar na visokoj temperaturi. Dobiveni rafinirani bakar sadrži oko 99,7% bakra.
Uz koncentrat bakra, otpadni bakar je jedna od glavnih sirovina za rafinirani bakar, uključujući stari i novi otpadni bakar. Stari otpadni bakar dolazi od stare opreme i starih strojeva, napuštenih zgrada i podzemnih cijevi; novi bakreni otpad dolazi od bakrenih ostataka odbačenih u pogonima za preradu (omjer proizvodnje bakrenih materijala je oko 50%). Općenito, opskrba otpadnim bakrom je relativno stabilna. Otpadni bakar može se podijeliti na: Goli otpadni bakar: stupanj iznad 90%; Žuti otpadni bakar (žica): materijali koji sadrže bakar (stari motori, strujne ploče); Bakar proizveden od otpadnog bakra i drugih sličnih materijala naziva se i reciklirani bakar.
Mokro taljenje bakra
Brod je prikladan za niskokvalitetni bakreni oksid, a proizvedeni rafinirani bakar naziva se elektrolitički bakar. Suvremeno mokro taljenje uključuje sumpornu kiselinu prženje-luženje-elektrolitičko, luženje-ekstrakciju-elektrolitičko, bakterijsko luženje i druge metode, koje su prikladne za ispiranje gomile, ispiranje spremnika ili ispiranje na licu mjesta složenih ruda niskog stupnja, ruda bakrenog oksida i otpadne rude koje sadrže bakar. Tehnologija mokrog taljenja postupno se promiče, a očekuje se da će dosegnuti 20% ukupne proizvodnje do kraja ovog stoljeća. Uvođenje mokrog taljenja uvelike je smanjilo troškove taljenja bakra.
Domaći status
Industrija taljenja bakra temeljna je industrija u nacionalnom gospodarstvu. Konkretno, moja je zemlja u fazi industrijalizacije, a potražnja za bakrom održala je visoku stopu rasta. Status industrije taljenja bakra u nacionalnom gospodarstvu nastavit će se poboljšavati.
Svjetska distribucija
Svjetski resursi bakrene rude su relativno bogati. Bakar nije teško izdvojiti iz njegove rude, ali su nalazišta koja se mogu iskoristiti relativno rijetka. Neki, poput rudnika bakra u Falunu u Švedskoj, bili su izvor velikog bogatstva još od 13. stoljeća. Jedan od načina ekstrakcije ovog metala je pečenje sulfidne rude i zatim odvajanje bakrenog sulfata koji je nastala iz nje s vodom. Nakon što teče preko površine željeznih strugotina, bakar će se istaložiti, a formirani tanki sloj je lako odvojiti. Svjetski dokazani bakar iznosi oko 350 milijuna do 570 milijuna tona, od čega rudnici porfirnog bakra čine oko 76% ukupne količine. Iz perspektive regionalne distribucije, pet je regija s najbogatijim rezervama bakra u svijetu:
Afrika: Luilu (Kolwezi) u Kongu, Shituru, Luanshya i Baliba u Zambiji, Mufulira, Nchanga TLP, Nkana (Rokana).
Azija: Kina Srebro (Jinchuan)/Gansu, Shandong/Yanggu Xiangguang Bakar Daye, Guixi, Huludao, Jinchang, Šangaj, Tianjin, Yunnan, Indija Parla Bakar (Dahei), Tuticorin, Iran Sarchesme, Japan Besshi/Ehime (talionica Toyo), Kosaka (Akita) Naoshima (Kagawa), Onahama (Fukushima), Saga Seki (Oita), Tamano (Okayama), Kazahstan Balkashmis, Zhezkazgan Smelter, Južna Koreja Onsan Smelter I, Onsan Smelter II, Filipini Isabel/Wright (Filipinsko taljenje i rafiniranje Udruga), Uzbekistan Almalyk Smelter.
Europa: Brixlegg, Austrija; Beerse, Belgija; Hoboken, UM Pirdop, Finska; Hamburg, Njemačka; Hetterstein, Lunen 170, Italija; Podemagra, Poljska; Głogów I, Głogów II, talionica Legnica, Rumunjska; Kirovgrad (Karata), Rusija; Krasnouralsk Smelter, Nadezhdinsky, Norilsk Smelter, Central Urals Smelter, Španjolska; otok Lun, Švedska; Walsall, Velika Britanija; Bor, Jugoslavija.
