Fusione del rame
Fusione del rame
Il minerale di rame estratto dalla miniera di rame diventa concentrato di rame o sabbia di minerale di rame con un alto contenuto di rame dopo l'arricchimento. Il concentrato di rame deve essere fuso ed estratto prima di poter diventare rame raffinato e prodotti di rame.
A. Rame elettrolitico e rame raffinato
Il rame utilizzato nell'industria comprende il rame elettrolitico (contenente dal 99,9% al 99,95% di rame) e il rame raffinato (contenente dal 99,5% al 99,7% di rame). Il primo è utilizzato nell'industria elettrica per realizzare leghe speciali, fili metallici e fili. Il secondo è utilizzato per realizzare altre leghe, tubi di rame, piastre di rame, alberi, ecc.
B. Processo di fusione del rame
Lo sviluppo della tecnologia metallurgica del rame ha attraversato un lungo processo, ma la fusione del rame si basa ancora principalmente sulla pirometallurgia e la sua produzione rappresenta circa l'85% della produzione mondiale di rame. La moderna tecnologia idrometallurgica viene gradualmente promossa e l'introduzione dell'idrometallurgia ha notevolmente ridotto i costi di fusione del rame.
Diamo un'occhiata più da vicino ai due metodi di fusione del rame: pirometallurgia e idrometallurgia (SX-EX).
a. Fusione pirometallurgica del rame:
Il rame catodico, noto anche come rame elettrolitico, viene prodotto tramite fusione e raffinazione elettrolitica, che è generalmente adatta per minerali di solfuro di rame di alta qualità. La pirometallurgia generalmente comporta prima l'aumento del contenuto di rame del minerale originale con alcune percentuali o millesimi di rame al 20-30% tramite la lavorazione del minerale, e poi il suo utilizzo come concentrato di rame per la fusione del matte in un altoforno chiuso, forno a riverbero, forno elettrico o forno flash. Il matte risultante (matte) viene quindi inviato a un convertitore per essere soffiato in rame grezzo, quindi ossidato e raffinato in un altro forno a riverbero per rimuovere le impurità, o fuso in piastre anodiche per elettrolisi, per ottenere rame elettrolitico con un grado fino al 99,9%. Questo processo è breve e adattabile e il tasso di recupero del rame può raggiungere il 95%, ma poiché lo zolfo nel minerale viene scaricato come gas di scarico di anidride solforosa nelle due fasi di produzione e soffiaggio del matte, non è facile da recuperare ed è soggetto a inquinamento. Negli ultimi anni la pirometallurgia si è progressivamente evoluta verso la fusione continua e automatizzata, come ad esempio il metodo dell'argento, il metodo Noranda e il metodo Mitsubishi in Giappone.
Oltre al concentrato di rame, il rame di scarto è anche la materia prima principale per il rame raffinato, compresi i vecchi rottami di rame e i nuovi rottami di rame. I vecchi rottami di rame provengono da vecchie attrezzature e vecchi macchinari, edifici abbandonati e tubi sotterranei; i nuovi rottami di rame provengono da rottami di rame scartati dagli impianti di lavorazione (il rapporto di produzione dei materiali di rame è di circa il 50%). In genere, la fornitura di rottami di rame è relativamente stabile. I rottami di rame possono essere suddivisi in: rottami di rame nudi (grado superiore al 90%); rottami di rame gialli (fili); materiali contenenti rame (vecchi motori, circuiti stampati); rame prodotto da rottami di rame e altri materiali simili, noto anche come rame riciclato.
b. Fusione del rame a umido:
Una nave è adatta per ossido di rame di bassa qualità e il rame raffinato prodotto è rame elettrolitico. La moderna fusione a umido include l'arrostimento con acido solforico-lisciviazione-elettrolitica, lisciviazione-estrazione-elettrolitica, lisciviazione batterica e altri metodi, che sono adatti per lisciviazione in cumulo, lisciviazione in vasca o lisciviazione in situ di minerali complessi di bassa qualità, minerali di ossido di rame e minerali di scarto contenenti rame. La tecnologia di fusione a umido viene gradualmente promossa e si prevede che raggiungerà il 20% della produzione totale entro la fine di questo secolo. L'introduzione della fusione a umido ha notevolmente ridotto i costi di fusione del rame.
Il diagramma di flusso del processo è il seguente: tra questi, l'estrazione del rame (il processo mediante il quale il rame penetra nello strato organico dallo strato d'acqua) e la retroestrazione (il processo mediante il quale il rame penetra nello strato organico dallo strato d'acqua) sono importanti mezzi tecnologici dell'idrometallurgia moderna.
I due processi di pirometallurgia e idrometallurgia presentano le seguenti caratteristiche:
(1) L'attrezzatura di fusione di quest'ultimo è più semplice, ma il contenuto di impurità è più elevato, il che rappresenta un vantaggioso complemento al primo.
(2) Quest'ultimo ha delle limitazioni ed è soggetto al grado e al tipo di minerale.
(3) Il costo del primo è più elevato di quello del secondo.
Si può vedere che la tecnologia idrometallurgica ha notevoli vantaggi, ma il suo ambito di applicazione è limitato. Non tutte le miniere di rame possono essere fuse utilizzando questo processo. Tuttavia, attraverso miglioramenti tecnologici, negli ultimi anni, sempre più paesi, tra cui Stati Uniti, Cile, Canada, Australia, Messico e Perù, hanno applicato questo processo a più miniere di rame. Il miglioramento della tecnologia idrometallurgica e la promozione della sua applicazione hanno ridotto il costo di produzione del rame, aumentato la capacità produttiva delle miniere di rame, aumentato l'offerta di risorse sociali a breve termine, causato un surplus relativo dell'offerta sociale totale e avuto un effetto trainante sui prezzi.
