فرآوری مس و تصفیه سنگ‌های معدنی مس

فرآوری مس : استخراج و تصفیه سنگ‌های معدنی فرآوری مس فرآیندی پیچیده است که از استخراج سنگ معدن (که مس آن کمتر از 1% است) شروع شده و به تولید ورق‌های مس خالص 99.99% به نام کاتد می‌رسد که در نهایت به محصولات مختلف تبدیل می‌شود. سنگ‌های معدنی مس به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: مس اکسیدی و مس سولفیدی. فرآیندهای متفاوتی برای هر یک از این نوع سنگ‌ها استفاده می‌شود؛ مس اکسیدی عمدتاً با استفاده از فرآیند هیدرومتالورژی و مس سولفیدی با پیرومتالورژی فرآوری می‌شود.

فرآوری سنگ معدن اکسیدی

سنگ‌های معدنی مس اکسیدی به‌طور معمول با استفاده از هیدرومتالورژی فرآوری می‌شوند. این فرآیند با استفاده از محلول‌های آبی (بر پایه آب) مس را از سنگ معدن اکسیدی استخراج می‌کند. فرآیند هیدرومتالورژی معمولاً در سه مرحله انجام می‌شود:

لیچینگ (اسیدشویی)

توده‌ای (Heap Leaching)

استخراج حلال (Solvent Extraction)

و الکترولیز (Electrowinning)

 

لیچینگ (اسیدشویی) توده‌ای و استخراج حلال

در فرآیند لیچینگ (اسیدشویی) توده‌ای، سنگ معدن خرد شده به صورت توده‌هایی روی یک لایه نفوذناپذیر قرار می‌گیرد. سپس محلول رقیق اسید سولفوریک از طریق اسپری‌های مخصوص بر روی توده‌ها ریخته می‌شود و مس موجود در سنگ معدن را حل می‌کند. این محلول مس را در خود حل کرده و به آن محلول باردار می‌گویند که حاوی مس سولفات است. سپس این محلول در یک حوضچه جمع‌آوری می‌شود.

در مرحله استخراج حلال، محلول باردار با یک حلال خاص مخلوط می‌شود که مس را از محلول به خود جذب می‌کند. پس از مخلوط کردن، محلول‌ها از هم جدا می‌شوند و مس در حلال باقی می‌ماند. محلول باقی‌مانده (که دیگر مس ندارد) دوباره به فرآیند لیچینگ(اسیدشویی)باز می‌گردد

الکترولیز

مرحله آخر الکترولیز است که در آن جریان الکتریکی از طریق محلول مسی عبور داده می‌شود. مس به صورت یون‌های مثبت (کاتیون‌ها) از محلول خارج شده و بر روی کاتد رسوب می‌کند و در نهایت مس خالص 99.99% تولید می‌شود.

فرآوری کانسنگ سولفیدی مس

سنگ‌های معدنی مس سولفیدی با استفاده از پیرومتالورژی، فرآیند استخراج و تصفیه مس را انجام می‌دهند. این فرآیند شامل مراحل فیزیکی و حرارتی است که برای استخراج و تصفیه مس از سنگ معدن سولفیدی به کار می‌روند. این مراحل شامل

شناورسازی کف (Froth Flotation)

آبگیری (Thickening)

ذوب (Smelting)

و الکترولیز می‌باشند.

شناورسازی کف

پس از استخراج، حمل و نقل و خرد کردن سنگ معدن به اندازه‌ی مناسب، سنگ معدن به یک آسیاب می‌رود و به صورت دوغاب درمی‌آید که ترکیبی از مواد معدنی مس و مواد باطله  است. این دوغاب به یک تانک شناورسازی منتقل می‌شود و در آنجا با استفاده از مواد شیمیایی خاص (کاکتور‌ها) مس به سطح می‌آید و بر روی کف شناور می‌شود. حباب‌های هوا که به دوغاب دمیده می‌شوند، باعث بالا آمدن مس و جدا شدن آن از مواد باطله (گنگ) می‌شوند.

غلظت و ذوب

محلول غلیظ شده در مرحله شناورسازی به تیکنرها  انتقال می‌یابد، جایی که آب اضافی از آن جدا می‌شود. پس از آن، کنسانتره مس به کوره ذوب منتقل می‌شود، جایی که تحت دمای بالا (2300 درجه فارنهایت) قرار می‌گیرد و ذوب می‌شود. در این کوره، مس با گوگرد و آهن ترکیب شده و یک ماده به نام سمانته تولید می‌کند که حاوی 58-60% مس است.

فرآیند کوره مبدل و تولید مس بلستر

سمانته به کوره منتقل می‌شود تا باقی‌مانده آهن و گوگرد سوزانده شوند. نتیجه این مرحله مس بلستر است که دارای 98% مس است. این مس در کوره آند ذوب می‌شود و به حالت مذاب درمی‌آید.

الکترولیز

در مرحله نهایی، مس آند در الکترولیز تصفیه می‌شود. مس آند به تانک‌های الکترولیز منتقل می‌شود که در آن محلولی از اسید سولفوریک و سولفات مس قرار دارد. جریان الکتریکی از طریق این محلول عبور می‌کند و مس از آند به کاتد انتقال پیدا می‌کند. در این فرآیند، مس خالص 99.99% بر روی کاتد رسوب می‌کند.

بازیافت مس

علاوه بر استخراج مس از سنگ معدن، مس قدیمی و جدید نیز می‌تواند بازیافت شود. بازیافت مس شامل ذوب و تصفیه ضایعات مس به منظور تولید مس جدید است. این فرآیند می‌تواند تأمین‌کننده 50% از مس مورد نیاز صنعت باشد. در سال 2010، 770,000 تن مس بازیافت شد که ارزشی بالغ بر شش میلیارد دلار داشت.

این فرآیندهای پیچیده شامل مراحل مختلفی هستند که برای تولید مس خالص از سنگ معدن‌های مختلف طراحی شده‌اند. بازیافت مس نیز سهم قابل توجهی در تأمین مس مورد نیاز صنایع مختلف ایفا می‌کند.

اهمیت مس در صنعت و اقتصاد جهانی

مس یکی از فلزات بسیار مهم در صنعت و اقتصاد جهانی است که به دلیل ویژگی‌های خاص خود از جمله هدایت الکتریکی بالا، مقاومت به خوردگی و شکل‌پذیری عالی، در صنایع مختلف از جمله الکترونیک، برق، ساخت‌وساز، و صنایع شیمیایی کاربردفراوان دارد. این فلز برای تولید کابل‌های برق، تجهیزات الکتریکی، قطعات خودرو، لوازم خانگی، و حتی برای ساخت سکه‌ها و زیورآلات استفاده می‌شود. مس در دنیای مدرن به عنوان یک ماده حیاتی برای پیشبرد فناوری‌های نوین شناخته می‌شود.

بازار مس ايران

ایران از جمله کشورهای مهم در تولید و صادرات مس در منطقه خاورمیانه است. معدن مس سرچشمه در استان کرمان بزرگ‌ترین معدن مس ایران و یکی از بزرگ‌ترین معادن مس جهان است که میزان ذخایر آن بسیار قابل توجه است. ایران علاوه بر تولید مس، در صادرات مس نیز نقش قابل توجهی دارد. مس تولیدی در ایران عمدتاً به کشورهای آسیایی و اروپایی صادر می‌شود و در بازارهای جهانی با قیمت‌های متغیری عرضه می‌گردد.

نتیجه‌گیری

مس به عنوان یک فلز پایه و استراتژیک در بسیاری از صنایع مختلف کاربرد دارد و جایگاه خود را در بازار جهانی حفظ کرده است. ایران با داشتن ذخایر غنی مس و توانایی تولید و صادرات این فلز، نقش مهمی در بازارهای جهانی دارد. با توجه به افزایش تقاضا در صنایع مختلف، به ویژه در بخش انرژی‌های تجدیدپذیر و خودروهای الکتریکی، آینده بازار مس ایران روشن به نظر می‌رسد، به شرطی که چالش‌ها و محدودیت‌های موجود در این صنعت رفع شود.

 جهت خريد فروش معدن با پشتيباني آرا ارتباط برقرار فرماييد.