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)

In some cases, the concentrated ore is subjected to roasting. This involves heating the ore in the presence of oxygen to convert sulfides into oxides and release sulfur dioxide gas (SO₂). This step helps prepare the material for further smelting but is not always necessary, as modern methods often combine roasting and smelting.

5. Matte Smelting

• The concentrated ore is mixed with a flux (usually silica) and fed into a smelter, where it is heated to very high temperatures (around 1200°C).
• During smelting, the silica (SiO₂) reacts with iron to form an iron silicate slag, which floats on top and is removed. The molten copper and other sulfides (matte) collect at the bottom.
• The copper matte typically contains 30-70% copper.

6. Converting

• The matte is transferred to a converter furnace, where oxygen is blown through the molten matte.
• The sulfur is further oxidized to sulfur dioxide (SO₂), which is captured and converted into sulfuric acid in many modern plants.
• Iron is removed as slag, and blister copper (about 98-99% pure copper) is produced.

7. Refining

The blister copper is refined to produce pure copper:

• Fire Refining: Involves removing impurities such as sulfur and iron by oxidation in a furnace, producing about 99.5-99.7% pure copper.
• विद्युत अपघटनी परिष्करण: Pure copper is obtained by electrolysis. Blister copper is used as the anode in an electrolytic cell, and a thin sheet of pure copper acts as the cathode. Copper ions from the anode dissolve into the electrolyte (acidified copper sulfate solution) and deposit onto the cathode as pure copper (99.99%).

अंतिम उत्पाद

The result of this process is pure copper metal, which can be further shaped into rods, wires, sheets, or other products for industrial use.

This process is efficient but produces sulfur dioxide gas, a pollutant, which must be managed to minimize environmental impacts, often by converting it into sulfuric acid or other byproducts. Advances in environmental technology have mitigated much of the pollution associated with copper extraction.

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