광석에서 구리를 어떻게 추출합니까?
구리는 광석의 종류 (황화물 또는 산화물)에 따라 여러 단계의 공정을 거쳐 추출됩니다. 아래는 구리 추출에 사용되는 방법의 단계별 설명입니다.
1. 채굴
- 광석 채취: 구리는 일반적으로 황동석(CuFeS₂), 말라카이트(Cu₂CO₃(OH)₂), 또는 적동석(Cu₂O)과 같은 광석 형태로 존재합니다.
- 광석은 갱도 또는 지하 광산에서 채굴됩니다.
2. 광석 농축
- 채굴된 광석은 불순물과 낮은 함량의 구리를 포함합니다. 다음과 같은 방법으로 농축됩니다.
- 파쇄 및 분쇄: 광석은 작은 조각으로 부서지고 미세한 분말로 갈립니다.
- 거품 부상법 (황화광석의 경우): 미세하게 갈린 광석은 물, 화학 물질, 공기와 혼합됩니다. 구리 함량이 높은 입자는 공기 방울에 부착되어 표면으로 떠올라 거품을 형성하고, 이 거품은 걷어냅니다.
3. 구리로의 전환
농축된 광석은 유형에 따라 추가로 처리됩니다.
A. 황화광석 (예: 황동석)
로스팅:
- 농축된 광석을 공기 존재 하에서 가열합니다.
- 황화물은 산화물로 전환되어 이산화황 가스를 방출합니다:\[2CuFeS_2 + O_2 \rightarrow Cu_2S + 2FeS + SO_2\]
용해:
- 소성된 광석을 실리카와 용제와 함께 용광로에서 가열합니다.
- 철 불순물은 실리카와 결합하여 슬래그를 형성하고, 황동 매트(Cu₂S)가 얻어집니다.
블리스터 구리로의 전환:
- 황동 매트를 산소와 함께 전환로에서 가열합니다.
- 황은 이산화황으로 제거되고, 블리스터 구리(~99% 순수)가 생산됩니다:\[Cu_2S + O_2 \rightarrow 2Cu + SO_2\]
정제:
- 블리스터 구리는 전해를 통해 정제됩니다. 구리가 양극으로 작용하고, 순수한 구리가 음극에 침전됩니다.
- 불순물은 양극 슬러지로 침전됩니다.
B. 산화물 광석 (예: 말라카이트, 큐프라이트)
용출:
- 산화물 광석은 용해제 (예: 황산)로 처리하여 구리를 용해합니다:\[CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O\]
용매 추출 및 전기 정련 (SX-EW):
- 용매 추출 공정을 사용하여 용출액에서 구리를 추출합니다.
- 그런 다음 구리 함량이 높은 용액을전기침출, 구리 카ソード에 순수 금속으로 전착된다.
4. 최종 정제
- 추출된 구리는 산업용으로 종종 99.9%를 넘는 높은 순도를 달성하기 위해 추가로 정제된다.
환경적 고려사항
- 구리 추출은 슬래그, 이산화황 및 폐석과 같은 부산물을 생성하며, 환경 영향을 최소화하기 위해 적절한 관리가 필요하다.
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