कॉपर निष्कर्षण के लिए सल्फाइड अयस्कों को कैसे अलग करें?

2025-11-11

साल्फाइड अयस्कों से तांबे का निष्कर्षण आमतौर पर तांबे-समृद्ध सामग्री को गेंग (अपशिष्ट सामग्री) से अलग करने और शुद्ध तांबा धातु निकालने के लिए भौतिक, रासायनिक और गर्मीय प्रक्रियाओं के संयोजन को शामिल करता है। यहाँ तांबे के निष्कर्षण के लिए साल्फाइड अयस्कों के सामान्य प्रसंस्करण की चरण-दर-चरण अवलोकन दी गई है:

1. खनन

सल्फाइड कॉपर अयस्क (जैसे, चालकोपेराइट – CuFeS₂, बॉर्नाइट – Cu₅FeS₄) पहले पृथ्वी से खनन करके निकाले जाते हैं। यह सामान्यतः ओपन-पिट या भूमिगत खनन विधियों के द्वारा किया जाता है।

2. कुचलना और पीसना

खनिज को कुचला और छोटे कणों में पीसा जाता है ताकि कॉपर मिनरल्स को चारों ओर की चट्टान (गैंग) से मुक्त किया जा सके। यह खनिज को सांद्रित करने के लिए तैयार करता है।

3. फ्रोथ फ्लोटेशन द्वारा सांद्रण

फ्रोथ फ्लोटेशन एक व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली लाभकारी प्रक्रिया है जो तांबे के सल्फाइड अयस्कों को केंद्रित करने के लिए है। इस प्रक्रिया में शामिल हैं:

• फ्लोटेशन टैंक में बारीक पीसे गए अयस्क में पानी, अभिकारकों (जैसे संकलक, झाग बनाने वाले, और दबाव कम करने वाले) और हवा के बुलबुले मिलाना।
• तांबे युक्त सल्फाइड कण वायु बुलबुलों से चिपक जाते हैं और सतह पर उठते हैं, जिससे झाग बनता है। अन्य अपशिष्ट सामग्री (गैंग) तल पर रहती है।
• फेन, जिसमें तांबे के खनिजों का उच्च सांद्रण होता है, को आगे की प्रक्रिया के लिए हटा दिया जाता है।

4. भूनना (वैकल्पिक)

कुछ मामलों में, संकेंद्रित अयस्क को भट्ठी में भुनाने के लिए रखा जाता है। इसमें अयस्क को ऑक्सीजन की उपस्थिति में गर्म करना शामिल होता है ताकि सल्फाइड को ऑक्साइड में परिवर्तित किया जा सके और सल्फर डाइऑक्साइड गैस (SO₂) मुक्त की जा सके। यह चरण सामग्री को आगे के पिघलाने के लिए तैयार करने में मदद करता है, लेकिन यह हमेशा आवश्यक नहीं होता है, क्योंकि आधुनिक विधियाँ अक्सर भट्ठी में भुनाने और पिघलाने को जोड़ती हैं।

5. मैट स्मेल्टिंग

• संकेन्द्रित अयस्क को एक फ्लक्स (आमतौर पर सिलिका) के साथ मिलाया जाता है और इसे एक स्मेल्टर में डाला जाता है, जहाँ इसे बहुत उच्च तापमान (लगभग 1200°C) तक गर्म किया जाता है।
• धातुकर्मीकरण के दौरान, सिलिका (SiO₂) लोहे के साथ प्रतिक्रिया करके एक लोहे का सिलिकेट स्लैग बनाती है, जो ऊपरी सतह पर तैरता है और हटा दिया जाता है। पिघला हुआ तांबा और अन्य सल्फाइड (मैट) नीचे इकट्ठा होते हैं।
• तांबे का मैट आमतौर पर 30-70% तांबा sisält करता है।

6. रूपांतरित करना

• मैट को एक कन्वर्टर भट्ठी में स्थानांतरित किया जाता है, जहाँ शुद्ध मैट में ऑक्सीजन उड़ाई जाती है।
• सल्फर को आगे ऑक्सीकृत किया जाता है ताकि सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) बन सके, जिसे कई आधुनिक संयंत्रों में पकड़ा जाता है और सल्फ्यूरिक एसिड में परिवर्तित किया जाता है।
• लोहे को स्लैग के रूप में हटा दिया जाता है, और ब्लिस्टर कॉपर (लगभग 98-99% शुद्ध तांबा) उत्पन्न होता है।

7. परिष्करण

ब्लिस्टर तांबा शुद्ध तांबा बनाने के लिए शुद्ध किया जाता है:

• फायर रिफाइनिंग:यह सल्फर और लोहे जैसी अशुद्धियों को भट्टि में ऑक्सीडेशन द्वारा हटाने की प्रक्रिया है, जिससे लगभग 99.5-99.7% शुद्ध तांबा उत्पादित होता है।
• विद्युत अपघटनी परिष्करण: शुद्ध तांबा विद्युत अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है। फफोलेदार तांबा विद्युत व्यवस्थापिका कोशिका में एनोड के रूप में उपयोग किया जाता है, और शुद्ध तांबे की एक पतली चादर कैथोड का कार्य करती है। एनोड से तांबे के आयन इलेक्ट्रोलाइट (अम्लीय तांबा सल्फेट घोल) में घुल जाते हैं और कैथोड पर शुद्ध तांबे (99.99%) के रूप में जमा हो जाते हैं।

अंतिम उत्पाद

इस प्रक्रिया का परिणाम शुद्ध तांबे का धातु है, जिसे आगे छड़ों, तारों, चादरों या औद्योगिक उपयोग के लिए अन्य उत्पादों में आकार दिया जा सकता है।

यह प्रक्रिया प्रभावी है लेकिन यह सल्फर डाइऑक्साइड गैस का उत्पादन करती है, जो एक प्रदूषक है, जिसे पर्यावरण पर प्रभाव को कम करने के लिए प्रबंधित करना आवश्यक है, अक्सर इसे सल्फ्यूरिक एसिड या अन्य उप-उत्पादों में परिवर्तित करके। पर्यावरण प्रौद्योगिकी में प्रगति ने तांबे के निष्कर्षण से जुड़े अधिकांश प्रदूषण को कम कर दिया है।

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