Mbinu za kusafisha zilizoajiriwa na wazalishaji wa shaba zinategemea aina ya madini, pamoja na mambo mengine ya kiuchumi na ya mazingira. Hivi sasa, asilimia 80 ya uzalishaji wa shaba duniani hutolewa kwenye vyanzo vya sulfide.
Bila kujali aina ya ore, madini ya madini ya madini yanapaswa kujilimbikizwa ili kuondoa gangue, vifaa visivyohitajika vilivyowekwa ndani ya saa.
Hatua ya kwanza katika mchakato huu ni kusagwa na poda ya poda katika mpira au fimbo.
Sulfide Ores
Karibu kila aina ya shaba ya sulfidi, ikiwa ni pamoja na chalcocite (Cu 2 S), chalcopyrite (CuFeS 2 ) na covellite (CuS), hupatiwa na smelting.
Baada ya kusagwa poda kwa unga mwembamba, kisha hujilimbikizwa na flotation ya froth, ambayo inahitaji kuchanganya ore ya unga na reagents zinazochanganya na shaba ili kuifanya hydrophobic. Mchanganyiko huo hupasuka ndani ya maji pamoja na wakala wa kupumua, ambayo inahimiza kuchochea.
Jets ya hewa hupigwa kwa njia ya maji ambayo hutengeneza Bubbles ambazo zinazunguka chembe za shaba za maji kwenye uso. Frith, ambayo ina asilimia 30 ya shaba, chuma cha asilimia 27 na sulufu ya asilimia 33, imefungwa na kuchukuliwa kwa kuchoma.
Ikiwa kiuchumi, uchafu mdogo ambao huenda ukawa katika ore, vile molybdenum , risasi , dhahabu na fedha , pia inaweza kusindika na kufutwa kwa wakati huu kwa njia ya flotation ya kuchagua.
Katika joto kati ya 932-1292 ° F (500-700 ° C), mengi ya maudhui ya sulfuri iliyobaki inafutwa kama gesi ya sulfudi, na kusababisha mchanganyiko wa oksidi za shaba na sulfuri.
Fluxes huongezwa kwenye shaba ya calcine, ambayo sasa ni asilimia 60 safi, kabla ya joto, wakati huu hadi 2192 ° F (1200C ° C).
Katika joto hili, silica na fluxes ya chokaa huchanganya na misombo isiyohitajika, kama vile oksidi ya feri, na kuwaleta kwenye uso ili kuondolewa kama slag. Mchanganyiko iliyobaki ni sulfidi ya shaba iliyoyeyushwa inayoitwa 'matte'.
Hatua inayofuata katika mchakato wa kusafisha ni oxidize matte ya maji ili kuondoa chuma na, tena, kuchoma maudhui ya sulfide kama dioksidi ya sulfuri. Matokeo yake ni asilimia 97-99 ya shaba ya shaba. Neno 'shaba ya shaba' linatokana na Bubbles zinazozalishwa na dioksidi ya sulfuri kwenye uso wa shaba.
Ili kuzalisha cathodes ya shaba ya shaba ya soko, shaba la shaba lazima kwanza liponywe katika anodes na kutibiwa kwa umeme. Imeingia ndani ya tank ya sulfidi ya shaba na asidi ya sulfuriki, pamoja na karatasi ya shaba ya cathode ya shaba safi, shaba ya shaba huwa anode katika kiini cha galvanic. Ficha za cathode za chuma cha pua hutumiwa pia katika baadhi ya raffineries, kama vile Mine ya Rio Tinto ya Kennecott Copper katika Utah.
Kama sasa inavyoletwa, ions za shaba zinaanza kuhamia kwenye cathode, au karatasi ya mwanzo, na kuunda cathodes ya shaba safi ya 99.9-99.99%.
Oxydi Ore Processing na SX / EW
Baada ya kusagwa ores shaba ya shaba, kama vile azurite (2CuCO 3 · Cu (OH) 3), brochantite (CuSO 4 ), chrysocolla (CuSiO 3 · 2H 2 O) na cuprite (Cu2O), dilute asidi sulfuriki hutumiwa kwa uso wa nyenzo juu ya usafi wa leaching au mizinga ya leaching.
Kama asidi hupitia kupitia madini, huchanganya na shaba, huzalisha suluhisho dhaifu la shaba sulfate.
Ufumbuzi unaoitwa 'mimba' (au mvinyo wa mimba) hutumiwa kwa kutumia mchakato wa hydrometallurgiska inayojulikana kama uchimbaji wa solvent na electro-winning (au SX-EW).
Uchimbaji wa kutengenezea unahusisha kuondoa shaba kutoka kwa mvinyo wajawazito kwa kutumia kutengenezea kikaboni, au kuchichota. Wakati wa mmenyuko huu, ions za shaba zinachanganyikiwa kwa ions za hidrojeni, kuruhusu ufumbuzi wa asidi kurejeshwa na kutumika tena katika mchakato wa leaching.
Suluhisho la maji yenye shaba ni kisha kuhamishiwa kwenye tank ya electrolytic ambapo sehemu ya mchakato wa electro-winning hutokea. Chini ya malipo ya umeme, ions za shaba huhamia kutoka kwenye suluhisho kwa cathodes ya shaba ya shaba ambayo hufanywa kutoka kwa karatasi ya shaba iliyo safi.
Vipengele vingine vinavyoweza kuwapo katika suluhisho, kama vile dhahabu, fedha, platinum , selenium na telluriamu , kukusanya chini ya tangi kama 'slimes' na inaweza kupatikana kupitia usindikaji zaidi.
Cathodes ya shaba ya shaba ya umeme ni ya usafi sawa au zaidi kuliko yale yaliyozalishwa na smelting ya jadi, lakini inahitaji robo moja hadi moja tu ya kiasi cha nishati kwa kila kitengo cha uzalishaji.
Uendelezaji wa SX-EW umeruhusu uchimbaji wa shaba katika maeneo ambapo asidi ya sulfuriki haipatikani au hauwezi kuzalishwa kutokana na sulfuri ndani ya mwili wa shaba ya shaba, na pia kutoka kwenye madini ya zamani ya sulfudi ambayo yameksidishwa na kuambukizwa kwa leaching ya hewa au bakteria na nyingine vifaa vya taka ambavyo vilikuwa vimewekwa kabla ya kusindika.
Copper inaweza pia kuingiliwa kutoka suluhisho la mjamzito kupitia saruji kwa kutumia chuma chakavu. Hata hivyo, hii hutoa shaba isiyo safi zaidi kuliko SX-EW na, kwa hiyo, haitumiwi mara nyingi.
In-Situ Leaching (ISL)
Inaching situ-in situ pia imekuwa kutumika kupona shaba kutoka maeneo yanafaa ya amana ya madini.
Utaratibu huu unahusisha visima vya kuchimba visima na kusukuma ufumbuzi wa leachate - kwa kawaida sulfuriki au hidrokloric acid - ndani ya mwili wa ore. Leachate inafuta madini ya shaba kabla ya kurejeshwa kupitia kwenye shimo la pili. Kuboresha zaidi kwa kutumia SX-EW au precipitation ya kemikali hutoa cathodes za shaba za kibiashara.
ISL mara nyingi hufanyika kwenye madini ya shaba ya chini ya shaba katika vituo vya nyuma (pia vinajulikana kama stope leaching ) katika maeneo yaliyopangwa ya migodi ya chini ya ardhi.
Ores za shaba ambazo zinafaa zaidi kwa ISL ni pamoja na carbonates shaba malachite na azurite, pamoja na tenorite na chrysocolla.
Uzalishaji wa mgodi wa kimataifa wa shaba inakadiriwa na Utafiti wa Jiolojia wa Marekani umefikia tani milioni 16.1 mwaka 2011. Chanzo kikuu cha shaba ni Chile, ambayo huzalisha karibu theluthi moja ya ugavi wa dunia nzima. Wazalishaji wengine wengine ni pamoja na Marekani, China, na Peru.
Kutokana na thamani kubwa ya shaba safi, sehemu kubwa ya uzalishaji wa shaba sasa inatoka kwenye vyanzo vya kuchapishwa. Nchini Marekani, akaunti za shaba zimehifadhiwa kwa asilimia 32 ya ugavi wa kila mwaka. Kote duniani, idadi hii inakadiriwa kuwa karibu na asilimia 20.
Mzalishaji mkubwa wa shaba duniani kote ni Codelco kampuni ya serikali ya Chile. Codelco ilizalisha tani milioni 1.76 ya shaba iliyosafishwa mwaka 2010, au kuhusu 11% ya jumla ya uzalishaji wa kimataifa. Wazalishaji wengine wengine ni pamoja na Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd , na Xstrata Plc .
Vyanzo
Shulecience.co.uk. Nyemba - Kitu Kikuu. Uchimbaji wa Copper.
URL: http://resources.schoolscience.co.uk/cda/14-16/cumining/copch2pg2.html
Wikipedia. Mbinu za Extraction za Copper.
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Copper_extraction
Chama cha Maendeleo ya Copper. Uzalishaji.
URL: https://www.copper.org/education/copper-production/