Vario gamintojų naudojami rafinavimo būdai priklauso nuo rūdos tipo, taip pat nuo kitų ekonominių ir aplinkos veiksnių. Šiuo metu apie 80 proc. Pasaulio vario gaminama iš sulfido šaltinių.
Nepriklausomai nuo rūdos tipo, išpopuliarintos vario rūdos pirmiausia turi būti koncentruojamos, kad būtų pašalinta gaudyklė, nepageidaujamos medžiagos, įterptos į rūdą.
Pirmasis žingsnis šiame procese - smulkinimas ir rūdos malimas rutuliniame arba ritininiame malūne.
Sulfidiniai rūdos
Lydyti apdorojami beveik visi sulfido tipo vario rūsiai, įskaitant chalkocitą (Cu 2 S), chalcopyrite (CuFeS 2 ) ir kovleidą (CuS).
Susmulkinus rūdą į smulkų miltelius, jis sukoncentruojamas plūduriuojant putplasčiu, kuris reikalauja sumaišyti miltelių rūdą su reagentais, kurie derinami su variu, kad jis būtų hidrofobinis. Tada mišinys nuplaunamas vandenyje kartu su putojančiu agentu, kuris skatina putojimą.
Oro srovės iššluostomos per vandenį formuojančius burbuliukus, kurie plaukia vandenį atsparius vario daleles paviršiumi. Putas, kuriame yra apie 30 procentų vario, 27 procentų geležies ir 33 procentų sieros, nugriebtas ir imamas skrudinti.
Jei ekonomiškos, mažesnės priemaišos, kurios gali būti rūdoje, pvz., Molibdeną , švą , auksą ir sidabrą , šiuo metu taip pat gali būti perdirbamos ir pašalinamos pasirinktinai flotaciniu būdu.
Esant 932-1292 ° F (500-700 ° C) temperatūrai, didžioji dalis likusio sieros kiekio sudeginama sulfido dujomis, todėl vario oksidų ir sulfidų kalcio mišinys.
Šiam laikui iki 2192 ° F (1200 ° C) temperatūrai vėl dedama į kalcinuotą varį, kuri šiuo metu yra apie 60% grynos.
Esant šiai temperatūrai, silicio dioksidas ir kalkių srautai sujungiami su nepageidaujamais junginiais, tokiais kaip geležies oksidas, ir paverčiami į paviršių, kad jie būtų pašalinami kaip šlakas. Likęs mišinys yra išlydytas vario sulfidas, vadinamas "matiniu".
Kitas žingsnis rafinavimo procese yra oksiduoti skystą matą, kad pašalintų geležį ir vėl sulenktų sulfido kiekį kaip sieros dioksidą. Rezultatas yra 97-99 proc. Lizdinės vario. Terminas "lizdinis varis" gaunamas iš burbulų, kuriuos gamina sieros dioksidas vario paviršiuje.
Norint pagaminti turgus vario katodus, lizdinis varis pirmiausia turi būti įleistas į anodus ir elektrolitiniu būdu apdorotas. Varšto sulfato ir sieros rūgšties rezervuaras, kartu su grynu vario katodo pradiniu lakštu, lakštinio vario tampa anodu galvaninėje kameroje. Nerūdijančio plieno katodo ruošiniai taip pat naudojami kai kuriuose naftos perdirbimo gamyklose, pavyzdžiui, "Rio Tinto" variklyje "Kennecott" Jute.
Įvedus srovę, vario jonai pradeda migruoti į katodą arba į pradinį lakštą, sudarantys 99,9-99,99% grynius vario katodus.
Oksidų rūdos perdirbimas ir SX / EW
Sumaišius oksidų tipo vario rūdas, tokias kaip azuritas (2CuCO 3 · Cu (OH) 3), brochantitas (CuSO 4 ), chrysocolla (CuSiO 3 · 2H 2 O) ir cupretas (Cu2O), praskiestos sieros rūgšties medžiagos paviršius dėl išplovimo trinkelių arba išplovimo talpyklose.
Kadangi rūgštis prasiskverbia per rūdą, ji derinama su variu, gaminant silpną vario sulfato tirpalą.
Tada vadinamasis "nėščios" išplovimo tirpalas (arba nėščia alkoholis) yra apdorojamas hidrometalurginiu procesu, vadinamu tirpiklio ekstrakcija, ir elektroliais (arba SX-EW).
Tirpiklio ekstrahavimas apima vario pašalinimą iš pastarojo skysčio naudojant organinį tirpiklį arba ekstraktorių. Šios reakcijos metu vario jonai keičiami vandenilio jonais, leidžiant rūgšties tirpalui regeneruoti ir pakartotinai panaudoti išplovimo procese.
Turtingas vario vandeninis tirpalas yra perkeltas į elektrolitinį rezervuarą, kuriame vyksta elektrolitinis proceso dalis. Atsižvelgiant į elektros krūvį, vario jonai migruoja iš tirpalo į vario starterio katodus, pagamintus iš didelio grynumo vario folijos.
Kiti tirpale esantys elementai, tokie kaip auksas, sidabras, platina , selenas ir teluras , tankio dugne surenkami kaip "dumbliai" ir gali būti išgaunami tolesniu būdu.
Elektriniu būdu pagaminti vario katodai yra vienodo ar didesnio grynumo nei tie, kurie gaminami naudojant tradicinį lydymą, tačiau reikalaujama tik vieno ketvirtadalio iki trečdalio energijos vienam gamybos vienetui.
SX-EW plėtra leido išgauti varį tose vietose, kur sieros rūgštis nėra arba negali būti gaminama iš sieros vario rūdos kūne, taip pat iš senų sulfido mineralų, kurie buvo oksiduojami veikiant oru, bakterijų išplovimu ir kitais atliekos, kurios anksčiau buvo pašalintos neperdirbtos.
Alternatyviai varis gali būti nusodintas iš pastarojo tirpalo cementuojant laužą. Tačiau tai sukuria mažiau švarų varį nei SX-EW, taigi, jis naudojamas rečiau.
In-situ išplovimas (ISL)
In-situ išplovimas taip pat buvo naudojamas išgaunant varį iš tinkamų rūdos nuosėdų.
Šis procesas apima gręžimo gręžinius ir siurblio tirpalo, paprastai sieros ar druskos rūgšties, siurblį į rūdos kūną. Išskleistuvė ištirps vario mineralus, kol ji atsigaus per antrą gręžinį. Tolesnis rafinavimas naudojant SX-EW arba cheminius nusodinimus generuoja parduodamus vario katodus.
ISL dažnai yra vykdoma žemos kokybės vario rūdoje, užpildytose stulpeliuose (taip pat žinoma kaip " išstumimo išplovimas" ), rūdos, esančios užtvankose esančiose požeminėse minose.
Vario rūdos, labiausiai tinkamos ISL, yra vario karbonatai, malachitas ir azuritas, taip pat tenoritas ir chrysocolla.
Pasaulinė vario gamyba kasykloje yra apskaičiuota JAV geologijos tarnybos duomenimis, 2011 m. Ji pasiekė 16,1 milijono metrinių tonų. Pagrindinis vario šaltinis yra Čilė, kuri gamina maždaug vieną trečdalį viso pasaulio tiekimo. Kiti dideli gamintojai yra JAV, Kinija ir Peru.
Dėl didelio gryno vario vertės, didžioji vario gamybos dalis dabar gaunama iš perdirbtų šaltinių. JAV perdirbtu variu sudaro apie 32 proc. Metinio tiekimo. Apskaičiuota, kad visame pasaulyje šis skaičius yra arčiau 20 proc.
Didžiausias pasaulyje vario gamintojas yra Čilės valstybinė įmonė "Codelco". "Codelco" gamino 1,76 mln. Metrinių tonų rafinuotojo vario 2010 m. Arba apie 11% visos pasaulinės produkcijos. Kiti dideli gamintojai yra Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd. ir Xstrata Plc .
Šaltiniai
Schoolscience.co.uk. Varis - gyvybinis elementas. Vario kasyba.
URL: http://resources.schoolscience.co.uk/cda/14-16/cumining/copch2pg2.html
Vikipedija. Vario gavybos metodai.
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Copper_extraction
Vario plėtros asociacija. Gamyba.
URL: https://www.copper.org/education/copper-production/