تولید مس کاتد

معادن مس به طور کلی سه دسته هستند:

۱- کانی‌های اکسیدی که تقریبا نزدیک به سطح زمین و در دسترس‌ترین معادن به شمار می‌روند.

۲- معادن سوپرژن که محتوی کانی‌های مس- گوگرد هستند و نسبت به سطح زمین بعد از معادن کانی‌های اکسیدی قرار دارند.

۳- معادن هیپوژن که دورترین معادن نسبت به زمین هستند و حاوی کانی‌های مس آهن و گوگرد هستند.

روش‌های تولید و استخراج هر کدام از کانی‌های فوق متفاوت است.

سنگ معدن سولفید مس به طور معمول سودمندترین کانی مس برای استخراج است زیرا مس بالایی دارد و مس موجود در آن از مواد معدنی اضافی جدا می‌شود. اما روش پیرومتالورژی با چالش‌هایی از قبیل هزینه‌های سنگین مواد اولیه، سرمایه‌گذاری بالا، به‌کارگیری نیروی انسانی زیاد و وجود مشکلاتی نظیر آلودگی‌های زیست‌محیطی، مصرف انرژی زیاد و عدم امکان استفاده مجدد از مواد مصرفی مواجه است. به علت وجود مشکلات زیاد روش پیرومتالورژی و وجود معادن اکسیدی مس، امروزه صنعت تولید مس کاتدی رو به سوی روش‌های هیدرومتالورژی می‌رود.

روش هیدرومتالوژی به ویژه هیپ لیچینگ و لیچنگ حوضچه‌ای و یا باکتری لیچینگ، جهت تولید مس از کانسنگ‌های اکسیدی و سولفیدی استفاده می‌شود و شامل مراحل زیر است:

استخراج کانسنگ معدنی

خردایش کانسنگ (و در صورت لوزم آگلومراسیون)

انحلال مس موجود در کانسنگ به دو روش لیچینگ و بیولیچینگ

پالایش محلول حاوی مس به روش استخراج با حلال

الکترووینینگ (جداسازی مس کاتدی از محلول پالایش شده توسط جریان برق)

فلز مس با توجه به نوع معدن، با دو روش پیرومتالورژی و هیدرومتالورژی فرآوری می‌شود. روش پیرومتالورژی همراه با فرآیند سنگ‌شکنی، تغلیظ، تولید مس با ذوب مستقیم و تصفیه حرارتی و الکتریکی و تولید مس کاتد است. بعد از تولید مس کاتد، در فرایند ریخته‌گری محصولات متنوعی تولید می‌شوند تا برای مصارف مختلف به بازار عرضه شوند.

تغلیظ

پس از استخراج سنگ معدن باید ابتدا کنسانتره سازی را انجام دهیم. سپس توسط سنگ شکن اولیه و سنگ شکن ثانویه به اندازه‌های ۱۲ میلیمتری خردایش می‌شود. سپس به بالمیل منتقل و در آنجا با مواد شیمیایی و شیر آهک ترکیب و به صورت دوغاب در می‌آید . ذرات در دوغاب به کمتر از  ۱۰۰ میکرون می‌رسد. در مرحله فلوتاسیون یا شناورسازی، دوغاب حاصله به صورت کنستانتره مس و کنستانتره مولیبدن جداسازی و تغلیظ می‌شود. به این ترتیب کنسانتره مس و کنسانتره مولیبدن با عیار ۲۵ درصد برای مراحل بعدی آماده سازی می‌شوند.

خالص سازی

کنستانتره مس را که به شکل خمیره است پس از عبور از فیلتر در کوره‌های خشک‌کن رطوبت‌گیری می‌کنیم و برای ذوب در کوره قرار می‌دهیم. مواد مذاب متشکل از مس عیار ۴۵ درصد و ناخالصی‌های دیگر است و به آن مات مس می‌گویند. مات مس در کوره‌های مبدل تحت تاثیر هوا و اکسیژن قرار می‌گیرد تا بیشتر ناخالصی‌های آن به خصوص آهن و گوگرد اکسید به سرباره منتقل شود. چیزی که بعد از این مرحله تولید می‌شود مس بلیستر (blister) یا جوشدار نام دارد که متخلخل است و هنوز برخی ناخالصی‌ها در آن وجود دارد. این ناخالصی‌ها را در کوره‌های دیگری با گاز پروپان می‌سوزانیم و سپس مس خالص در ریخته‌گری به صورت صفحات بزرگ آند برای الکترولیز آماده است.

الکترولیز مس کاتد

در مرحله الکترولیز مس، صفحات آند به همراه صفحات کاتد در محلول الکترولیت اسید سولفوریک و سولفات مس قرار می‌گیرند. سپس انرژی برق تحت ولتاژ بسیار پایین از آنها عبور می‌کند. طی واکنش‌های شیمیایی، مس به صورت یون از آند جدا می‌شود و به کاتد می‌چسبد‌‌. بقیه ناخالصی‌های موجود مثل فلزات گرانبها نظیر طلا و نقره در محلول الکترولیت حل نمی‌شوند و به همین جهت در کف سلول الکترولیز به صورت لجن رسوب می‌کنند.

گروه صنعتی معدنی فرامین آسیا قادر به ارائه خدمات در زمینه مس کاتد می‌باشد. جهت دریافت مشاوره تخصصی در حوزه تولید مس کاتد مجموعه صنعتی معدنی فرامین آسیا از قسمت تماس با ما استفاده فرمایید.