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Il rame è tipicamente estratto da minerali di ossido e solfuro che contengono fra 0 e 2 0 per cento di rame.
Le tecniche di raffinazione utilizzate dai produttori di rame dipendono dal tipo di minerale, nonché da altri fattori economici e ambientali. Attualmente, circa l'80 per cento della produzione mondiale di rame è estratto dalle fonti di solfuro.
Indipendentemente dal tipo di minerale, il minerale di rame minerario deve prima essere concentrato per rimuovere le gangue, materiali indesiderati incorporati nel minerale.
Il primo passo in questo processo è la frantumazione e la polverizzazione del minerale in un mulino a sfera oa stelo.
Ore di solfuro
Praticamente tutti i minerali di rame di tipo solfuro, compresi i calcociti (Cu 2 S), il calcopirite (CuFeS 2 ) e il covellite (CuS) fusione.
Dopo aver frantumato l'ossigeno in una polvere fine, viene quindi concentrato dalla flottazione schiuma, che richiede la miscelazione del minerale in polvere con reagenti che si combinano con il rame per renderlo idrofobico. La miscela è quindi bagnata in acqua insieme ad un agente schiumogeno, che favorisce la schiumatura.
Gli aerei di aria sono sparati attraverso l'acqua che creano bolle che galleggiano le particelle di rame idrorepellente alla superficie. La schiuma, che contiene circa il 30 per cento di rame, il 27 per cento di ferro e il 33 per cento di zolfo, è scremato e portato per la torrefazione.
Se economiche, minime impurità che possono essere presenti nel minerale, tali molibdeno, piombo, oro e argento, possono anche essere elaborati e rimossi in questo momento tramite flottazione selettiva.
A temperature tra 932-1292° F (500-700 ° C), gran parte del tenore di zolfo rimanente viene bruciata come gas solfidrico, con conseguente miscela di calcina di ossidi e solfuri di rame. I flussaggi vengono aggiunti al rame calcinato, che è attualmente circa 60 per cento puro, prima di essere riscaldato nuovamente, questa volta a 2192 ° F (1200 ° C).
A questa temperatura i flussi di silice e calcare si combinano con composti indesiderati, come l'ossido ferroso, e li portano alla superficie da rimuovere come scorie. La miscela rimanente è un solfuro di rame fuso denominato "opaco".
Il passo successivo nel processo di raffinazione è quello di ossidare la matita liquida per rimuovere il ferro e, di nuovo, per bruciare il contenuto di solfuro come anidride solforosa. Il risultato è il 97-99% di rame in blister. Il termine 'blister copper' deriva dalle bolle prodotte dall'anidride solforosa sulla superficie del rame.
Per produrre catodi di rame di grado di mercato, il rame di blister deve prima essere gettato in anodi e trattato elettroliticamente. Immerso in un serbatoio di solfato di rame e acido solforico, insieme ad un foglio di starter a catodo di rame puro, il rame blister diventa l'anodo in una cella galvanica. In alcuni raffineri sono utilizzati anche gli spazi vuoti in catodo di acciaio inossidabile, come la miniera di rame di Kennecott di Rio Tinto in Utah.
Come viene introdotta una corrente, gli ioni di rame iniziano a migrare nel catodo o nel foglio di avviamento, formando 99. 9-99. Catodi di rame puro 99%.
Ore Processing Ossido e SX / EW
Dopo la frantumazione di minerali di rame tipo ossido, come azurite (2CuCO
3 · Cu (OH) 3), brochantite (CuSO 4 >), crisocolla (CuSiO 3 2H 2 O) e cuprite (Cu2O), l'acido solforico diluito viene applicato alla superficie del materiale su pastiglie di recupero o in serbatoi di lavaggio. Mentre l'acido scorre attraverso l'ossigeno, si combina con il rame, producendo una soluzione di solfato di rame di scarsa. La cosiddetta soluzione di leach "incinta" (o liquido incinta) viene quindi trattata con un processo idrometallurgico noto come estrazione di solventi e elettro-vincente (o SX-EW).
L'estrazione del solvente prevede l'estrazione del rame dal liquido incinta utilizzando un solvente organico o un estrattore. Durante questa reazione, gli ioni di rame vengono scambiati per ioni idrogeno, consentendo la recupero e la riutilizzazione della soluzione acida nel processo di lisciviazione.
La soluzione acquosa ricca di rame viene poi trasferita in un serbatoio elettrolitico in cui avviene la parte elettrolitica del processo. Nelle cariche elettriche, gli ioni di rame migrano dalla soluzione ai catodi di avviamento in rame, realizzati in fogli di rame ad alta purezza.
Altri elementi che possono essere presenti nella soluzione, come l'oro, l'argento, il platino, il selenio e il tellurio, raccolgono nella parte inferiore del serbatoio come "slimes" e possono essere recuperati mediante ulteriore elaborazione.
I catodi di rame elettro-vince sono di purezza uguale o maggiore di quelli prodotti dalla fusione tradizionale, ma richiedono solo un quarto di un terzo della quantità di energia per unità di produzione.
Lo sviluppo di SX-EW ha consentito l'estrazione del rame in aree in cui l'acido solforico non è disponibile o non può essere prodotto da zolfo all'interno del corpo di rame, così come da vecchi minerali di solfuro che sono stati ossidati dall'esposizione all'aria o ai batteri lisciviazione e altri materiali di scarto che sarebbero stati precedentemente smaltiti non elaborati.
Il rame può alternativamente essere precipitato dalla soluzione incinta tramite la cementazione utilizzando ferro rotto. Tuttavia, questo produce un rame meno puro di SX-EW e, quindi, è meno spesso impiegato.
La fuoriuscita in situ (ISL)
La perdita in situ è stata usata anche per recuperare rame da opportune zone di depositi di minerali.
Questo processo prevede la foratura di fori e il pompaggio di una soluzione di solfato - solitamente acido solforico o cloridrico - nel corpo del minerale. Il percolato scioglie i minerali di rame prima che venga recuperato attraverso un secondo foro. L'ulteriore raffinazione usando SX-EW o precipitazioni chimiche produce catodi di rame commerciabili.
L'ISL è spesso condotto su minerali di rame di scarso grado in tappi riempiti (conosciuti anche come
lisciviazione
) in zone colate di miniere sotterranee. I minerali di rame più suscettibili a ISL includono il carbonato di rame malachite e azurite, così come tenorite e crisocolla. La produzione globale di miniera di rame è stimata dall'Assagine Geologica statunitense per aver raggiunto il 16%.1 milione di tonnellate nel 2011. La fonte primaria del rame è il Cile, che produce circa un terzo dell'offerta globale mondiale. Altri grandi produttori includono gli Stati Uniti, la Cina e il Perù.
A causa dell'elevato valore del rame puro, una gran parte della produzione di rame è ora proveniente da fonti riciclate. Negli Stati Uniti, il rame riciclato rappresenta circa il 32% della fornitura annua. Globalmente, questo numero è stimato vicino al 20 per cento.
Il più grande produttore mondiale di rame in tutto il mondo è l'azienda statale cilena Codelco. Codelco ha prodotto 1. 76 milioni di tonnellate di rame raffinato nel 2010, ovvero circa l'11% della produzione mondiale totale. Altri grandi produttori includono Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd. e Xstrata Plc.
Sorgenti
Schoolscience. co. UK. Rame - un elemento vitale. Minerario di rame.
URL: // risorse. schoolscience. co. uk / CDA / 14-16 / cumining / copch2pg2. html
Wikipedia. Tecniche di estrazione di rame.
URL: // it. wikipedia. org / wiki / Copper_extraction
Copper Development Association. Produzione.
URL: // www. rame. org / istruzione / rame-produzione /
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