خام النحاس: التعدين والتكرير والودائع وحقائق مثيرة للاهتمام

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

يستخدم النحاس على نطاق واسع في أي من الصناعات الحالية تقريبًا ، وهو يتميز عن مجموعة متنوعة من الخامات لأنه الأكثر طلبًا. خام النحاس هو مورد طبيعي مشتق من خام يسمى بورنيت وغالبًا ما يستخدم في الصناعة. ظهر طلب كبير على هذا الخام ليس فقط بسبب كمية النحاس الكبيرة في التكوين ، ولكن أيضًا بسبب الاحتياطيات الجيدة من البورنيت في الأرض.

رواسب خام النحاس

هذا الخام عبارة عن مزيج من عدة معادن ، حيث يوجد بالإضافة إليه عناصر كيميائية أخرى ، بما في ذلك النيكل. خامات النحاس هي تلك التي يوجد بها الكثير من النحاس ومن الأفضل استخراجه بالطرق الصناعية. يتم استيفاء هذا الشرط عن طريق الخامات ، حيث يكون مؤشر النحاس 0.5-1٪. هناك العديد من الموارد على الأرض تحتوي على النحاس ، 90٪ منها عبارة عن خامات من النحاس والنيكل.

تقع أكبر رواسب خامات النحاس في روسيا على أراضي شرق سيبيريا ، فيشبه جزيرة الأورال وكولا. تنتج كل دولة النحاس بطريقتها الخاصة. الرواسب الكبيرة من النحاس وخامات القصدير ، بالإضافة إلى روسيا ، موجودة أيضًا في بلدان أخرى ، على سبيل المثال ، في بولندا وكازاخستان وكندا.

عادة ما يتم تقسيم رواسب الخامات إلى مجموعات تختلف في خصائص مختلفة:

1. Stratiform ، تتكون هذه المجموعة بشكل أساسي من الصخر الزيتي والأحجار الرملية.
2. نوع بيريت ، على سبيل المثال ، الوريد أو النحاس الأصلي.
3. الخامات الحرارية المائية ، والتي تشمل خامات النحاس السماقي.
4. خامات نارية
5. نوع خام Skarn.
6. خامات كربونات

على أراضي روسيا ، يتم استخراج خام النحاس من أنواع الرمل أو الصخر الزيتي بشكل أساسي ، وهي تحتوي على النحاس في عدة أشكال.

مركبات النحاس الطبيعية

تم العثور على شذرات من النحاس النقي في أرضنا بكميات صغيرة. يتم تعدينها بشكل أساسي مع عناصر أخرى ، وهنا أشهرها:

1. Bornite هو معدن سمي على اسم العالم التشيكي Born. إنه خام كبريتيد. كما أن لها أسماء بديلة ، مثل البنفسجي النحاسي. يتم تعدينها في نوعين: درجة حرارة منخفضة رباعي الزوايا - سكالينوهيدرال و درجة حرارة عالية مكعب سداسي الاوكتاهدرا. يعتمد الاختلاف في أنواع هذه المواد على مكان نشأتها. البورنيت الخارجي هو كبريتيد ثانوي مبكر ، وهو غير مستقر وعرضة للتدمير عند تعرضها للرياح. البورنيت الداخلي له مادة كيميائية قابلة للاستبدالالتكوين ، قد يحتوي على عناصر مختلفة ، على سبيل المثال ، الكالكوسيت والجالينا. من الناحية النظرية ، يمكن أن يشتمل تكوين البورنيت على 11٪ حديد وأكثر من 63٪ نحاس ، ولكن لسوء الحظ ، لا يتم الحفاظ على هذه التركيبة عمليًا.
2. Chalcopyrite - هذا النوع من المعادن يحمل في الأصل الاسم - البيريت النحاسي ، ينشأ بوسائل مائية حرارية. ينتمي الكالكوبايرايت إلى فئة الخامات المتعددة الفلزات. بالإضافة إلى النحاس ، يحتوي هذا المعدن على الحديد والكبريت. يتشكل نتيجة العمليات المتحولة ، وهو موجود في الأنواع الميتاسوماتيكية لخامات النحاس.
3. Chalcozine - يحتوي هذا الخام على كمية كبيرة من النحاس ، تقارب 80٪ ، ويشغل الكبريت المساحة المتبقية. غالبًا ما يسمى هذا النوع بالبريق النحاسي ، حيث يبدو سطحه وكأنه معدن لامع ، متلألئ في عدة ظلال. في الخامات ، يتشكل الكالكوسايت كإدراج دقيق أو كثيف.
4. الكوبريت - ينتمي هذا المعدن إلى مجموعة الأكسيد ، وينشأ في تلك الأماكن التي يوجد بها النحاس الأصلي أو الملكيت.
5. Covellin - يتكون هذا المعدن فقط بطريقة ميتاسوماتيكية. يحتوي على ما يقرب من 67٪ نحاس. يوجد مخزون كبير من خامات النحاس في صربيا وإيطاليا والولايات المتحدة الأمريكية.
6. الملكيت ، أو كما يطلق عليه أيضًا حجر الزينة ، يحظى بشعبية كبيرة ، فهو نحاسي أخضر كربوني. إذا تم العثور على هذا المعدن في مكان ما ، فهذا يعني أنه يمكن العثور على الآخرين في مكان قريب ، تحتوي على النحاس في تركيبتها.

تكنولوجيا النحاس

لمن أجل الحصول على النحاس مما ورد أعلاه ، يتم استخدام ثلاث تقنيات حاليًا: التحليل الكهربائي ، المعالجة بالمعدن ، استخلاص المعادن بالحرارة.

يتم أخذ الكالكوبايرايت كمادة خام لطريقة استخلاص النحاس بالحرارة. عند استخدام هذه التقنية ، تحتاج إلى تنفيذ عدد معين من الإجراءات المتسلسلة. في البداية ، يتم الاستفادة من خام النحاس عن طريق التحميص أو التعويم. التعويم هو ترطيب مادة البداية في حمام مملوء بتركيبة سائلة. تتشكل فقاعات الهواء في تلك الأجزاء التي تحتوي على العناصر المعدنية ، وتتحرك إلى الأعلى مع هذه الفقاعات. نتيجة لذلك ، يمتلئ الجزء العلوي من الحمام بالنحاس البثور ، حيث يحتوي على ما يصل إلى 35٪. ثم يتم تحويل هذا المسحوق إلى نحاس نقي.

إطلاق الأكسدة يختلف قليلا. عند استخدام هذه الطريقة ، يتم إثراء خام النحاس ؛ حيث يحتوي على كمية كبيرة من الكبريت. يتم تسخين الخام إلى درجة حرارة عالية ، وبعد ذلك تتأكسد الكبريتيدات ، وتنخفض كمية الكبريت في تكوين الخام مرتين تقريبًا. علاوة على ذلك ، يتم صهر الخام في أفران خاصة ، ويتم الحصول على سبيكة تحتوي على الحديد والنحاس.

يجب تحسين المواد الناتجة ، ويتم ذلك عن طريق النفخ في محول أفقي ، دون توفير وقود إضافي. بعد هذا الإجراء ، يحدث أكسدة الحديد والكبريتيد. والنتيجة هي نفطة من النحاس ، بنسبة تصل إلى 91٪ من النحاس. لتنقية المعدن بشكل أكبر ، فهي مصنوعةالتكرير ، عن طريق إزالة الشوائب الغريبة ، باستخدام محلول كبريتات النحاس. ونتيجة لذلك تزداد كمية النحاس في المعدن لتصل إلى 99.9٪.

طريقة بديلة لإثراء النحاس

هناك طريقة أخرى جيدة لإثراء النحاس ، ويتم ذلك باستخدام حامض الكبريتيك من أجل عزل المعدن الضروري.

والنتيجة هي حل يتم من خلاله استخراج خامات النحاس لاحقًا ، ويمكن الحصول على الذهب بنفس الطريقة. تستخدم هذه الطريقة في الحالات التي يكون فيها وجود النحاس في تكوين الخام غير كبير.

هل يمكنني صهر النحاس في المنزل؟

قد تكون مترددًا في القيام بذلك حيث لا تتوفر لديك جميع المواد الكيميائية اللازمة لنقش النحاس ، ولكن يمكنك أن تأخذ قضيبًا نحاسيًا جاهزًا وتذويبه. يوجد النحاس عادة في الأسلاك السميكة ، والملفات الكهرومغناطيسية على شكل نفس السلك ، وكذلك في أجزاء الكمبيوتر.

يمكن عمل ذوبان النحاس عند درجة حرارة عالية ، لذلك في هذه الحالة ستحتاج إلى موقد - غرفة احتراق خاصة من النوع المغلق ، يدخل فيها الغاز تحت ضغط عالٍ ويشتعل هناك ، ولكن في نفس الوقت يتم توجيهه بواسطة فوهة حتى لا تخرج الحرارة بدون داع إلى الجدران.

في الختام

نأمل بعد قراءة هذا المقال أن تفهم مدى أهمية تعدين النحاس وتنقيته. نحن لا نوصي بشدة لك شخصيًااستخدم طرق التخليل الموضحة ، وكذلك الذوبان ، ففي هذه الحالات يمكن أن تسبب ضررًا لا يمكن إصلاحه لصحتك.