Processus de fusion
Fonderie pyrométallurgique de cuivre
Le cuivre cathodique, également connu sous le nom de cuivre électrolytique, est produit par fusion et affinage électrolytique, ce qui convient généralement aux minerais de sulfure de cuivre à haute teneur-. La pyrométallurgie consiste généralement à augmenter d'abord la teneur en cuivre du minerai d'origine avec quelques pour cent ou millièmes de cuivre jusqu'à 20 à 30 % par enrichissement, puis à fondre la matte fondue (mate) dans un haut fourneau fermé, un four à réverbère, un four électrique ou un four flash sous forme de concentré de cuivre. La matte fondue (mate) produite est ensuite envoyée vers un convertisseur pour être soufflée en cuivre brut, puis oxydée et raffinée dans un autre four à réverbère pour éliminer les impuretés, ou coulée dans des plaques d'anode pour électrolyse afin d'obtenir du cuivre électrolytique d'une teneur allant jusqu'à 99,9 %. Le processus est court et adaptable, et le taux de récupération du cuivre peut atteindre 95 %. Cependant, étant donné que le soufre contenu dans le minerai est rejeté sous forme de gaz résiduaire de dioxyde de soufre au cours des deux étapes de fabrication de la matte et de soufflage, il n'est pas facile à récupérer et est facile à polluer. Dans les années 1990, la fusion en bain fondu telle que la méthode de l'argent, la méthode Noranda et la méthode japonaise Mitsubishi est apparue, et la pyrométallurgie s'est progressivement développée vers une production continue et automatisée.
Fusion du cuivre à partir du minerai de cuivre : en prenant la chalcopyrite comme exemple, le sable concentré, le fondant (calcaire, sable, etc.) et le combustible (coke, charbon de bois ou anthracite) sont mélangés et placés dans un haut fourneau "fermé" pour être fondus à environ 1 000 degrés. En conséquence, une partie du soufre présent dans le minerai devient SO₂ (utilisé pour fabriquer de l'acide sulfurique), et la plupart des impuretés telles que l'arsenic et l'antimoine deviennent des substances volatiles telles que As₂O₃ et Sb₂O₃ et sont éliminées : 2CuFeS₂+O₂=Cu₂S+2FeS+SO₂↑. Une partie du sulfure de fer est transformée en oxyde : 2FeS+3O₂=2FeO+2SO₂↑. Cu2S et le FeS restant, etc. fondent ensemble pour former une « mate » (principalement formée par la dissolution mutuelle de Cu2S et FeS, avec une teneur en cuivre comprise entre 20 % et 50 % et une teneur en soufre entre 23 % et 27 %), et FeO et SiO2 forment des scories : FeO+SiO2=FeSiO2. Les scories flottent sur la matte fondue et se séparent facilement, éliminant ainsi certaines impuretés. La matte est ensuite déplacée dans un convertisseur et après avoir ajouté du flux (sable de quartz), de l'air est insufflé pour le soufflage (1 100-1 300 degrés). Étant donné que le fer a une plus grande affinité pour l'oxygène que le cuivre, et que le cuivre a une plus grande affinité pour le soufre que le fer, le FeS dans la matte est d'abord converti en FeO, combiné avec le flux pour former des scories, puis Cu2S est converti en Cu2O, qui réagit avec Cu2S pour former du cuivre brut (contenant environ 98,5 % cuivre). 2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂↑, 2Cu₂O+Cu₂S=6Cu+SO₂↑, puis déplacez le cuivre brut dans le four à réverbère, ajoutez du flux (sable de quartz) et laissez entrer l'air pour oxyder les impuretés dans le du cuivre brut, qui sera éliminé en formant des scories avec le flux. Une fois les impuretés éliminées dans une certaine mesure, le pétrole lourd est pulvérisé et les gaz réducteurs tels que le monoxyde de carbone produits par la combustion du pétrole lourd réduisent l'oxyde cuivreux en cuivre à haute température. Le cuivre affiné obtenu contient environ 99,7 % de cuivre.
Outre le concentré de cuivre, les déchets de cuivre sont l'une des principales matières premières pour le cuivre affiné, y compris les vieux déchets de cuivre et les nouveaux déchets de cuivre. Les vieux déchets de cuivre proviennent d'anciens équipements et de vieilles machines, de bâtiments abandonnés et de canalisations souterraines ; les nouveaux déchets de cuivre proviennent de déchets de cuivre rejetés par les usines de transformation (le taux de production de matériaux en cuivre est d'environ 50 %). En général, l’approvisionnement en ferraille de cuivre est relativement stable. Les déchets de cuivre peuvent être divisés en : Déchets de cuivre nus : teneur supérieure à 90 % ; Déchets de cuivre jaune (fil) : matériaux contenant du cuivre- (vieux moteurs, circuits imprimés) ; Le cuivre produit à partir de déchets de cuivre et d’autres matériaux similaires est également appelé cuivre recyclé.
Fusion de cuivre humide
Un navire convient à l'oxyde de cuivre de faible-qualité, et le cuivre raffiné produit est appelé cuivre électrolytique. La fusion humide moderne comprend le grillage à l'acide sulfurique-la lixiviation-électrolytique, la lixiviation-l'extraction-électrolytique, la lixiviation bactérienne et d'autres méthodes, qui conviennent à la lixiviation en tas, à la lixiviation en réservoir ou à la lixiviation sur site-de minerais complexes à faible teneur, de minerais d'oxyde de cuivre et de minerais de déchets contenant du cuivre-contenant du cuivre. La technologie de fusion humide est progressivement promue et devrait atteindre 20 % de la production totale d'ici la fin de ce siècle. L’introduction de la fusion humide a considérablement réduit le coût de fusion du cuivre.
Statut national
L'industrie de la fusion du cuivre est une industrie de base dans l'économie nationale. En particulier, mon pays est en phase d'industrialisation et la demande de cuivre a maintenu un taux de croissance élevé. La situation de l’industrie de la fusion du cuivre dans l’économie nationale continuera de s’améliorer.
Répartition mondiale
Les ressources mondiales en minerai de cuivre sont relativement riches. Le cuivre n’est pas difficile à extraire de son minerai, mais les gisements exploitables sont relativement rares. Certaines, comme la mine de cuivre de Falun, en Suède, sont une source de grande richesse depuis le XIIIe siècle. Une façon d’extraire ce métal consiste à cuire le minerai sulfuré, puis à séparer le sulfate de cuivre formé par celui-ci avec de l’eau. Après avoir coulé sur la surface de la limaille de fer, le cuivre va précipiter et la fine couche formée est facile à séparer. La production mondiale prouvée de cuivre est d'environ 350 à 570 millions de tonnes, dont les mines de cuivre porphyrique représentent environ 76 % du total. Du point de vue de la répartition régionale, il existe cinq régions possédant les réserves de cuivre les plus riches au monde :
Afrique : Luilu (Kolwezi) au Congo, Shituru, Luanshya et Baliba en Zambie, Mufulira, Nchanga TLP, Nkana (Rokana).
Asie : Chine Argent (Jinchuan)/Gansu, Shandong/Yanggu Xiangguang Cuivre Daye, Guixi, Huludao, Jinchang, Shanghai, Tianjin, Yunnan, Inde Parla Copper (Dahei), Tuticorin, Japon Besshi/Ehime (Toyo Fonderie), Kosaka (Akita) Naoshima (Kagawa), Onahama (Fukushima), Saga Seki (Oita), Tamano (Okayama), Kazakhstan Balkashmis, Zhezkazgan Smelter, Corée du Sud Onsan Smelter I, Onsan Smelter II, Philippines Isabel/Wright (Philippine Smelting and Refining Association), Ouzbékistan Almalyk Smelter.
