فرایند استخراج مس

صورت قطعات بزرگ در کانادا یافت شده اندچنین مسی حیت تا درجه خلوص 92/99 در صد می تواند وجود داشته باشد.

معادن مس: معادن مس در دنیا به صورت روباز و زیر زمینی وجود دارد که امروز 50%مس دنیا از معادن روبازاستخراج می گردد .مشروط برا ینکه حداقل مس موجود در سنگ معدن به طریق روباز4/.%در صد باشد ودر معادن زیر زمینی حداقل 7/.%در صد مس داشته باشدکه درصورت اقتصادی بودن استخراج می شود.

در ایران مس در نقاط مختلفی از کشوروجود دارد،از مهمترین مادن مس در ایران مس سرچشمه کرمان است معدن مس سرچشمه یکی از بزرگترین معادن مس و مولیبدن جهان است که حدود 25 میلیون سال پیش در امتداد رشته کوه زاگرس تشکیل گردید ومیزان استخراج مس در این معدن روزانه 40 هزار تن سنگ سولفوره مس می باشد.

منطقه کانی سازی مس سرچشمه محدوده ای بیضی شکل به ابعاد حدود 1200*2300 متروعمقی حدود 612 متر ومجموع ذخایر آن بالغ بر 400/887/223/1 تن با عیار 69% می باشد.

عملیات استخراج در معدن شامل 4 مرحله 1)حفاری 2)انفجار 3)بارگیری 4)باربری است  که بعد از این مرحله وارد قسمت پر عیار کردن می شود.

پر عیار کردن:

مرحله به بعد سنگ معدن وارد قسمت پر عیار کردن می شود که فرایندی چند گانه است ومی توان آنرا به سه قسمت تقسیم کرد: 1)سنگ شکن ها 2)آسیا ها 3) فلو تاسیون

1) سنگ شکن ها :

شامل دو دسته سنگ شکن اولیه و ثانویه تقسیم میشود که بر حسب نیاز از چند نوع سنگ شکن استفاده می شود واین قسمت پر هزینه ترین قسمت از نظر مصرف انرژی می باشد.

2) آسیاها:

قسمت نرم کردن شامل انواع آسیاها بوده ومتداولترین ای ن آسیاها آسیای گلوله ای می باشد واگر منظور نرم کردن بسیار زیاد باشد آسیای میله ای وسپس آسیای گلوله ای را به طور سری قرار می دهند.

3) فلوتاسیون:

قسمت سوم عملیات پرعیارکردن فلوتاسیون است،که براساس جذب انتخابی هوا توسط سطح جامدی که در یک مایع غوطه ور شده واین سطح توسط معرفهای فلوتاسیون قبلا مورد یک سری عملیات قرار گرفته قرار دارد مخلوط مواد جامد وآب که به آن مقدار کمی از معرفهای فلوتاسیون اضافه شده است از داخل سلولهایی که به شدت به هم زده شده وحباب هوا به داخل آن دمیده ممی شود عبور می کند ودر نتیجه سطوح جامدی که توسط معرفهای فلوتاسیون مورد عمل قرار گرفته وفیلمی از معرف روی آنرا پوشانده وسطح آنرا آبران کرده است جذب هوا کرده وشناور می گردد معرفهایی که روی سطح ذرات تشکیل فیلم می دهند کلکتور می نامند وبدین ترتیب هر کلکتور روی کانه خاص با ترکیب شیمیایی وبا شبکه بلوری معین تشکیل فیلم داده وسطح آنرا آماده برای جذب حباب هوا میکند وسایر ذرات که کلکتور روی آنها فیلمی تشکیل نداده است فاقد جذب هوا بوده ودر نتیجه شناور نخواهد شد وبدین ترتیب می توان ذرات خاصی را از مجموع ذرات شناور کرده و جدا کرد.

استخراجمس ازسنگ معدن مس دوروش 1)پیرو متالورژی(متالورژی خشک)2) هیدرو متالورژی (متالورژی تر)

روش پیرو متالورژی:                                               

در این روش از کانه سولفیدی استفاده می‌شود. پس از طی مراحل عملیات استخراج (حفاری- انفجار- بار گیری باربری)سنگ معدن وارد سنگ شکن اولیه(سنگ شکن فکی)شده و بعدخرد شدن وارد سنگ شکن ثانویه شده و به ابعادی در حدود 12 میلی متر در آمده و در نهایت واردآسیای گلوله ای شده و بامواد شیمیایی وشیر آهک ترکیب شده وبه صورت دوغاب در آمده و اندازه دانه ها در این مرحله به 74 میکرون می رسدسپس دوغاب حاصله وارد قسمت سوم پر عیار کردن یعنی فلوتاسیون شده  وکنستانتره مس ومولیبدن به دست می آید  ه پس جدا سازی مولیبدن کنستانتره مس وارد قسمت صافی شده  وبه شکل خمیره در می آیدو سپس وارد کوره های خشک کن شده ورطوبت آن گرفته شده رادرکوره های روربر و یا شعله ای ذوب می‌کنند، حاصل این کوره ترکیبی از مس و سایرمواد ناخالصی نظیرگوگرد،آهن،طلا و ... می‌باشد که تقریباً حاوی 45 درصد مس می‌باشدو آن را مات مس می‌نامند.مات مس را در کوره های مبدل یا کنورتر ریخته وبا عبور هوا و اکسیژن از آن, ناخالصیها و به خصوص آهن و گوگرد را اکسیده می‌کنند وبه سرباره انتقال می‌دهند. این مس نیز ناخالص است و به دلیل وجود عناصر مختلف ومواد غیر فلزی و تخلخل بیش از اندازه آن را مس بلیستر یا مس جوشدار و یا مس خاممی‌نامند.مس خام در این مرحله بیش از 3/99 درصد مس دارد وسپس توسط پاتیلهایی وارد کوره های آند شده ودر این کوره هابا تزریق گاز پروپان ناخالصی های موجود مجدداٌ سوخته و خارج می شود درجه خلوص آن تاعیار 7/99درصد نیز می‌رسد.و سپس خروجی کوره اند به چرخ ریخته گری وارد می شود.مذاب مسخام بهصورت صفحاتی بزرگ ریخته و آنها را به عنوان آند درالکترولیزمسبه کار می‌برند.وکاتد را که از صفحات مس بسیار خالص تشکیل یافته را به همراه آند(مس خام)درمحلول الکترولیت اسید سولفوریک و سولفات مس است وارد می کنند. پس از عبور جریانمعین و حساب شده، مس به صورت یک یون دو ظرفیتی از آند جدا شده و بر روی کاتدمی‌نشیند. عناصر و فلزات ناخالص در محلول الکترولیت حل نمی‌شوند و از این رو در کفکوره الکترولیز به صورت لجن رسوب می‌کنند. کاتدها را که حاوی مس الکترولیز شدهمی‌باشند و معمولاً در مرحله اول الکترولیز حدود 9/99 درصد مس دارند، ذوب کرده و درشکل و اندازه های معین و بر اساس برنامه تنظیمی‌می‌ریزند.پس از آنکه آند در عملیات الکترولیز تصفیه شد وبه کاتد پیوست، اکنون کاتد به عنوان مس خالص آماده ورود به عرصه صنعت و بازار کارمی‌باشد که در این موقع ممکن است کاتد از روشهای نورد به فرمهای متنوع شکل گیرد وازطریق کشش به شکل سیم در مصارف برقی ویا به صورت لوله در مصارف برودتی به کار گرفتهشود. بخش دیگری از کاتد راهی کارخانه های آلیاژ سازی شده ودر تولید آلیاژهای مس بهکار گرفته می‌شود.

روش هیدرو متالورژی :

در این روش از کانه اکسیدی، سولفیدی کم عیار یاکنسانترهسولفیدی تشویه شده برای استخراج مس استفاده می‌شود. همانطور که در بخش اول گفته شد سنگهای اکسیدی کم عیار که استخراج مس از آن به روش پیرو متالورژی مقرون به صرفه نیست پس از بررسی های انجام گرفته روش هیدرو متالورژی(انحلال سنگ اکسید در اسید سولفوریک)و استخراج مس از محلول توسط حلال و الکترو وینینگ از سایر روشها انتخاب شد.که طی مراحل زیر مس خالص بدست می آید:

بعد از بستر سازی یک منطقه شیب دار و مناسب جهت کارتوسط ماشین  آلات سنگین و کشیدن یک پلاستیک پلی اتیلن وقرار دادن یک لوله پلی اتیلن جهت خروج محلول حاصل خاک های اکسیدی را روی ان پخش می کنند وبا ریختن اسید سولفوریک بر روی خاک اکسیدی محلولی به صورت  CuSo4_FeSo4  وارد لوله پلی اتیلن شده  وبه حوضچه انحلال می ریزد.

استخراجالکترولیتی مس (الکترووینینگ) :

در این مرحله مس فلزی از محلول غلیظ مس (ازاستخراج حلالی یا لیچینگ با اسید غلیظ) را با استفاده از یک روش الکتروشیمیاییاستخراج می‌کنند. این روش هم همانند روش تصفیه الکترولیتی در روش پیرومتالورژیمی‌باشد، با این تفاوت که در آنجا آند استفاده شده از جنس مس بود، ولی در اینجا ازجنس سرب می‌باشد و ولتاژ سلول الکتروشیمی‌2 تا 5/2 ولت می‌باشد.در طی واکنش انجام شده در سلول الکتروشیمی ‌یونمس داخل محلول بر روی آند سربی رسوب می‌دهد:  Cu2+ + 2e- --> Cu

بعد از مدتی مس رسوب داده شده بر روی آند سربیرا با کاردک جدا می‌کنند و حال مس فلزی با درجه خلوص بسیار بالا آماده است.

الکترولیزمس:


مس آندی حاصل از مرحله قبل به صورت قطعاتی (معمولاً 40عدد) به عنوان آند و همان تعداد قطعه دیگر به عنوان کاتد در یک وان الکترولیز قرارمی‌گیرند.

کاتد مورد استفاده از جنس مس خالص می‌باشد. حالآندها به یک قطب و کاتدها به قطب دیگر متصل می‌شوند. ولتاژی در حدود 0.2-3V به دوسر آندها و کاتدها اعمال می‌شود. آندها به تدریج خورده می‌شوند و به صورت یون Cu2+ در می‌آیند، یونها وارد الکترولیت می‌شوند و روی سطح کاتد احیا می‌شوند و طی اینفرآیند مس تصفیه می‌شود و عیار آن به 99/99% افزایش می‌یابد. در طی فرآیندالکترولیتی فوق واکنشهای زیر اتفاق می‌افتد:

الف) بر روی آند: مسآندی با دادن دو الکترون به یون مس تبدیل می‌شود:Cua --> Cu2+ + 2e-

ب) بر روی کاتد: یون با گرفتن دو الکترون بهصورت مس کاتدی روی کاتد رسوب می‌دهد:

Cu2+ + 2e- --> Cuc

به این ترتیب واکنش زیر انجاممی‌شود:Cua --> Cuc

و در نهایت به صورتهای مختلف جهت مصارف خاص تولید و به بازار عرضه می شود.

/ 14 نظر / 1971 بازدید
نمایش نظرات قبلی
حمید

با سلام تقدیر و تشکر از شما جنابعالی خیلی عالی بود اگه امکانش هست من به مطالب بیشتری نیاز دارم لطفا شماره تماس درصورت امکان برای ما ارسال فرمایید البته تا همینجا هم کمک شایانی به من کردید! با سپاس

قاسم

تشکر عالی بود

حسین

با تشکر از شما واقعا وبلاگ خوبی هست دستت درد نکنه

شهرام باقری

از اطلاعاتی که در دسترس گذاشتید استفاده کردم و از شما کمال تشکر را دارم. انشاله در تمام مراحل زندگی موفق باشید.

حجت الله جهانگیری

ضمن تشکر از زحمات شما اطلاعهت بشتری در خصوص فراوری مس می خواستم خواهشمند است روشهای هیدرو متالورژی و پیرو متالورژی را بیشتر توضیح داده ومعایب ومزایا هرکدام را توضیح دهید . در پایان اگر کتابی را دراین مورد سراق دارید معرفی نمائید به تشکر جهانگیری

سلام بخشید یک سوال وقتی در هیپ محلول باردار که جمع آوری بشه اگه مقدار فلزت در آن کم باشه و محلول را دوباره بر روی هیپ بریزیم آیا ممکن است مقدار فلز رسوب کند معایب و مزایای این روش را میشه توضیح بدید مرسی

للللللللللللل

محمد علی

سلام ببخشید اگه غلظت محلول باردار ما در هیپ کم باشه و بخواهیم دوباره محلول را بر روی هیپ بریزیم ایا احتمال رسوب فلز وجود دارد ؟ اگه بله چکار کنیم این مشکل پیش نیاد؟ میشه بگید این روش چه معایب و مزایایی دارد ؟ ممنون از راهنماییتون

محمد

واقعا دستتون درد نکنه کلی کارم جلو افتاد

فرزانه

بسیار عالی بود،ممنون