Процес топљења
Пирометалуршко топљење бакра
Катодни бакар, такође познат као електролитички бакар, производи се топљењем и електролитичком рафинацијом, што је генерално погодно за руде бакра сулфида високог квалитета. Пирометалургија генерално подразумева прво повећање садржаја бакра у оригиналној руди са неколико процената или хиљадитих делова бакра до 20%-30% кроз обогаћивање, а затим топљење растопљеног мат (мат) у затвореној високој пећи, ревербераторној пећи, електрична пећ или флеш пећ као концентрат бакра. Произведени растопљени мат (мат) се затим шаље у конвертор за дување у сирови бакар, а затим се оксидује и рафинише у другој пећи за реверберацију да би се уклониле нечистоће, или се излива у анодне плоче за електролизу да би се добио електролитички бакар са степеном до 99,9. %. Процес је кратак и прилагодљив, а стопа опоравка бакра може достићи 95%. Међутим, пошто се сумпор у руди испушта као отпадни гас сумпор-диоксида у две фазе израде и дувања, није га лако опоравити и лако је изазвати загађење. Деведесетих година прошлог века појавило се топљење растопљеног базена као што је метода сребра и метода Норанда и јапанска Митсубисхи метода, а пирометалургија се постепено развија ка континуираној и аутоматизованој.
Топљење бакра из руде бакра: Узимајући за пример халкопирит, прво се мешају концентрат песка, флукс (кречњак, песак, итд.) и гориво (кокс, дрвени угаљ или антрацит) и стављају у „затворену“ високу пећ за топљење на око 1000 степени. Као резултат тога, део сумпора у руди постаје СО₂ (користи се за производњу сумпорне киселине), а већина нечистоћа као што су арсен и антимон постају испарљиве супстанце као што су Ас₂О₃ и Сб₂О₃ и уклањају се: 2ЦуФеС₂+О₂{{3 }Цу₂С+2ФеС+СО₂↑. Део гвожђе сулфида се претвара у оксид: 2ФеС+3О₂=2ФеО+2СО₂↑. Цу2С и преостали ФеС итд. се топе заједно и формирају "мат" (углавном настао међусобним растварањем Цу2С и ФеС, са садржајем бакра између 20% и 50% и садржајем сумпора између 23% и 27%), и ФеО и СиО2 формирају шљаку: ФеО+СиО2=ФеСиО2. Шљака плута на растопљеном мату и лако се одваја, чиме се уклањају неке нечистоће. Мат се затим премешта у конвертор, а након додавања флукса (кварцног песка), удувава се ваздух за дување (1100-1300 степен). Пошто гвожђе има већи афинитет за кисеоник од бакра, а бакар има већи афинитет за сумпор од гвожђа, ФеС у мату се прво претвара у ФеО, комбинован са флуксом да би се формирала шљака, а затим се Цу2С претвара у Цу2О, који реагује са Цу2С и формира сирови бакар (који садржи око 98,5% бакра). 2Цу₂С+3О₂=2Цу₂О+2СО₂↑, 2Цу₂О+Цу₂С=6Цу+СО₂↑, а затим преместите сирови бакар у реверберациону пећ (квартз, додајте песак) , и пустити у ваздух да оксидира нечистоће у сировом бакру, које ће се уклонити формирањем шљаке са флуксом. Након што се нечистоће уклоне до одређене мере, тешко уље се распршује, а редукциони гасови као што је угљен моноксид који настаје сагоревањем тешке нафте редукују бакров оксид у бакар на високој температури. Добијени рафинисани бакар садржи око 99,7% бакра.
Поред концентрата бакра, отпадни бакар је једна од главних сировина за рафинисани бакар, укључујући стари отпадни бакар и нови отпадни бакар. Стари отпад од бакра потиче од старе опреме и старих машина, напуштених зграда и подземних цеви; нови отпадни бакар долази од отпада бакра који се одбацује у прерађивачким постројењима (производни однос бакарних материјала је око 50%). Генерално, снабдевање отпадним бакром је релативно стабилно. Отпад од бакра се може поделити на: Голи отпад бакра: степен изнад 90%; Жути отпадни бакар (жица): материјали који садрже бакар (стари мотори, плоче); Бакар произведен од отпадног бакра и других сличних материјала назива се и рециклирани бакар.
Мокро топљење бакра
Брод је погодан за бакарни оксид ниског квалитета, а рафинисани бакар који се производи назива се електролитички бакар. Модерно мокро топљење обухвата сумпорну киселину пржење-лужење-електролитичку, лужење-екстракцију-електролитичку, бактеријско лужење и друге методе, које су погодне за испирање из гомиле, испирање из резервоара или испирање на лицу места комплексних руда ниског квалитета, руда оксида бакра и отпадне руде које садрже бакар. Технологија мокрог топљења се постепено промовише, а очекује се да ће до краја овог века достићи 20% укупне производње. Увођење мокрог топљења у великој мери је смањило трошкове топљења бакра.
Домаћи статус
Индустрија топљења бакра је основна индустрија у националној привреди. Конкретно, моја земља је у фази индустријализације, а потражња за бакром је задржала високу стопу раста. Статус индустрије топионице бакра у националној привреди наставиће да се побољшава.
Светска дистрибуција
Светски ресурси руде бакра су релативно богати. Бакар није тешко извући из његове руде, али налазишта која се могу искористити су релативно ретка. Неки, као што је рудник бакра у Фалуну у Шведској, били су извор великог богатства од 13. века. Један од начина за екстракцију овог метала је испећи сулфидну руду, а затим одвојити бакар сулфат који се њиме формира са водом. Након што пређе преко површине гвоздених струготина, бакар ће се таложити, а формирани танак слој се лако одваја. Светски доказани бакар износи око 350 милиона до 570 милиона тона, од чега рудници порфирног бакра чине око 76% укупног броја. Из перспективе регионалне дистрибуције, постоји пет региона са најбогатијим резервама бакра на свету:
Африка: Луилу (Колвези) у Конгу, Шитуру, Луаншија и Балиба у Замбији, Муфулира, Нчанга ТЛП, Нкана (Рокана).
Азија: Кина Силвер (Јинцхуан)/Гансу, Шандонг/Ианггу Ксианггуанг Цоппер Даие, Гуики, Хулудао, Јинцханг, Шангај, Тиањин, Јунан, Индија Парла Цоппер (Дахеи), Тутицорин, Иран Сарцхесме, Јапан Бессхи/Ехиме (Тоио Топионица), Косака (Акита) Наошима (Кагава), Онахама (Фукушима), Сага Секи (Оита), Тамано (Окаиама), Казахстан Балкашмис, Жезказган топионица, Јужна Кореја Онсан топионица И, Онсан топионица ИИ, Филипини Исабел/Вригхт (Филипинско топљење и прерада Удружење), Узбекистан Алмалик топионица.
Европа: Брикслег, Аустрија; Беерсе, Белгија; Хобокен, УМ Пирдоп, Финска; Хамбург, Немачка; Хетерштајн, Лунен 170, Италија; Подемагра, Пољска; Глогов И, Глогов ИИ, Топионица Легница, Румунија; Кировград (Карата), Русија; Топионица Красноуралск, Надеждински, Нориљска топионица, Топионица Централног Урала, Шпанија; Острво Лун, Шведска; Валсалл, УК; Бор, Југославија.
