구리 추출을 위한 황화광 분리 방법은?

2025-11-11

황화광에서 구리 추출은 일반적으로 구리 함량이 높은 물질을 광물(폐기물)에서 분리하고 순수한 구리 금속을 추출하기 위해 물리적, 화학적, 열적 공정을 결합하는 과정을 포함합니다. 다음은 황화광이 구리 추출을 위해 일반적으로 처리되는 단계별 개요입니다:

1. 채굴

황화구리광석(예: 황철석 – CuFeS₂, 보나이트 – Cu₅FeS₄)은 먼저 광산에서 추출됩니다. 이는 일반적으로 노천 채굴 또는 지하 채굴 방법을 통해 수행됩니다.

2. 분쇄 및 미세화

광석은 민감한 암석(광체)에서 구리 광물을 분리하기 위해 압축하고 미세한 입자로 분쇄됩니다. 이것은 광석을 농축할 준비를 합니다.

3. 폼 부유를 통한 농축

거품 부유법은 구리의 황화광을 농축하는 데 널리 사용되는 선별 과정입니다. 이 과정은 다음을 포함합니다:

• 물, 시약(집합체, 거품형성제 및 억제제와 같은) 및 공기 방울을 플로타이션 탱크에 고운 광석에 추가합니다.
• 구리가 포함된 황화물 입자가 공기 방울에 부착되어 표면으로 떠오르며 거품을 형성합니다. 다른 폐기물(갱) 물질은 바닥에 남아 있습니다.
• 구리 광물이 고농도로 함유된 거품은 추가 가공을 위해 걷어냅니다.

4. 로스팅 (선택 사항)

일부 경우, 농축된 광석은 로스팅을 받습니다. 이는 산소가 있는 상태에서 광석을 가열하여 황화물을 산화물로 변환하고 이산화황 가스(SO₂)를 방출하는 과정을 포함합니다. 이 단계는 재료를 추가 제련을 위해 준비하는 데 도움이 되지만, 현대의 방법에서는 로스팅과 제련을 결합하는 경우가 많기 때문에 항상 필요하지는 않습니다.

5. 매트 제련

• 농축된 광석은 플럭스(보통 실리카)와 혼합되어 제련로에 공급되며, 이곳에서 매우 높은 온도(약 1200°C)로 가열됩니다.
• 제련 과정에서 실리카(SiO₂)는 철과 반응하여 철 실리케이트 슬래그를 형성하고, 이는 위에서 떠서 제거됩니다. 용융된 구리와 다른 황화물(매트)은 바닥에 모입니다.
• 구리 매트는 일반적으로 30-70%의 구리를 포함합니다.

변환 중

• 매트는 변환로로 옮겨져, 녹은 매트 안으로 산소가 불어넣어집니다.
• 황은 추가로 이산화황(SO₂)으로 산화되며, 이는 많은 현대 공장에서 포집되어 유황산으로 전환됩니다.
• 철은 슬래그로 제거되고, 블리스터 구리(약 98-99% 순수 구리)가 생산됩니다.

7. 정제

블리스터 구리는 순수 구리를 생산하기 위해 정제됩니다:

• 화련:불순물인 황과 철을 산화시켜 제거하는 과정을 포함하며, 약 99.5-99.7% 순수한 구리를 생산합니다.
• 전해 정제 순동은 전기분해를 통해 얻어진다. 블리스터 동은 전해 셀에서 양극으로 사용되며, 얇은 순동 시트가 음극으로 작용한다. 양극에서 동 이온이 전해질(산성 구리 황산염 용액)로 용해되어 음극에 순동(99.99%)으로 침착된다.

최종 제품

이 과정의 결과는 순수 구리 금속으로, 이는 산업용으로 막대, 와이어, 시트 또는 기타 제품으로 추가 가공될 수 있습니다.

이 과정은 효율적이지만, 오염물질인 이산화황 가스를 생성하며, 이는 환경 영향을 최소화하기 위해 관리해야 하며, 종종 황산이나 다른 부산물로 전환됩니다. 환경 기술의 발전은 구리 추출과 관련된 많은 오염을 완화했습니다.

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