Produção de cobre: ​​como é fabricado em cobre?

O cobre é tipicamente extraído de minérios de óxido e sulfureto que contêm entre 0 e 2 e 0 por cento de cobre.

As técnicas de refinação empregadas pelos produtores de cobre dependem do tipo de minério, bem como de outros fatores econômicos e ambientais. Atualmente, cerca de 80% da produção global de cobre é extraída de fontes de sulfetos.

Independentemente do tipo de minério, o minério de cobre extraído deve primeiro ser concentrado para remover a ganga, materiais indesejados embutidos no minério.

O primeiro passo nesse processo é a trituração e pulverização de minério em um moinho de bolas ou tiras.

Sulfide Ores

Praticamente todos os minérios de cobre do tipo sulfeto, incluindo chalcocite (Cu ₂ S), chalcopyrite (CuFeS ₂ ) e covellite (CuS), são tratados por fundição.

Depois de esmagar o minério para um pó fino, é então concentrado por flutuação de espuma, o que requer a mistura do minério em pó com reagentes que combinam com o cobre para torná-lo hidrófobo. A mistura é então banhada em água juntamente com um agente espumante, o que incentiva a formação de espuma.

Jatos de ar são disparados através das bolhas formadoras de água que flutuam as partículas de cobre repelentes de água para a superfície. A espuma, que contém cerca de 30 por cento de cobre, 27 por cento de ferro e 33 por cento de enxofre, é desnatada e tomada para assar.

Se econômico, as impurezas menores que podem estar presentes no minério, como molibdênio, chumbo, ouro e prata, também podem ser processadas e removidas neste momento através de uma flutuação seletiva.

A temperaturas entre 932-1292 ° F (500-700 ° C), grande parte do teor de enxofre restante é queimado como gás sulfureto, resultando em uma mistura de calcina de óxidos e sulfetos de cobre.

Fluxos são adicionados ao cobre de calcina, que agora é de cerca de 60 por cento puro, antes de ser aquecido novamente, desta vez para 1200 ° C (2192 ° F).

A esta temperatura, os fluxos de sílica e calcário se combinam com compostos indesejados, como o óxido ferroso, e os levam à superfície para serem removidos como escória. A mistura remanescente é um sulfeto de cobre fundido referido como "matte".

O próximo passo no processo de refinação é oxidar o mate líquido para remover o ferro e, novamente, queimar o teor de sulfureto como dióxido de enxofre. O resultado é 97-99 por cento de cobre em blister. O termo "cobre blister" vem das bolhas produzidas pelo dióxido de enxofre na superfície do cobre.

Para produzir cátodos de cobre de grau de mercado, o cobre em blister deve primeiro ser lançado em ânodos e tratado eletronicamente. Imerso em um tanque de sulfato de cobre e ácido sulfúrico, juntamente com uma folha de iniciador de cátodo de cobre puro, o cobre em blister torna-se o ânodo em uma célula galvânica. Os espaços em branco do cátodo de aço inoxidável também são usados ​​em algumas refinarias, como a Kennecott Copper Mine da Rio Tinto em Utah.

À medida que uma corrente é introduzida, os iões de cobre começam a migrar para o cátodo, ou folha de partida, formando 99. 9-99. Catodos de cobre puro a 99%.

Processamento de Minério de Óxido e SX / EW

Após esmagamento de minérios de cobre tipo óxido, como azurite (2CuCO ₃ · Cu (OH) 3), brochantite (CuSO _{4 >), é aplicada a superfície do material em almofadas de lixiviação ou em tanques de lixiviação, Chrysocolla (CuSiO} 3 _{· 2H} 2 _{O) e cuprite (Cu2O), ácido sulfúrico diluído.} À medida que o ácido escorre através do minério, ele combina com o cobre, produzindo uma fraca solução de sulfato de cobre.

A chamada solução de lixiviação "grávida" (ou licor grávida) é então processada usando um processo hidrometalúrgico conhecido como extração de solvente e eletro-vencedor (ou SX-EW).

A extração de solvente envolve a remoção do cobre do licor grávido usando um solvente orgânico ou extrator. Durante esta reação, os íons de cobre são trocados por íons de hidrogênio, permitindo que a solução ácida seja recuperada e reutilizada no processo de lixiviação.

A solução aquosa rica em cobre é então transferida para um tanque eletrolítico onde ocorre a parte eletrolítica do processo. Sob carga elétrica, os íons de cobre migram da solução para os cátodos de cobre que são fabricados a partir de folhas de cobre de alta pureza.

Outros elementos que podem estar presentes na solução, como ouro, prata, platina, selênio e telúrio, recolhem no fundo do tanque como "limas" e podem ser recuperados através de processamento posterior.

Os cátodos de cobre eletro-ganhos são de pureza igual ou maior do que aqueles produzidos por fundição tradicional, mas requerem apenas um quarto a um terço da quantidade de energia por unidade de produção.

O desenvolvimento do SX-EW permitiu a extração de cobre em áreas onde o ácido sulfúrico não está disponível ou não pode ser produzido a partir de enxofre dentro do minério de cobre, bem como de minerais de sulfetos antigos que foram oxidados por exposição a ar ou bactérias lixiviação e outros materiais de resíduos que anteriormente foram descartados.

O cobre pode, alternativamente, ser precipitado para fora da solução grávida via cimentação com sucata. No entanto, isso produz um cobre menos puro que o SX-EW e, portanto, é menos empregado.

Lixiviação In Situ (ISL)

A lixiviação in situ também foi utilizada para recuperar cobre de áreas adequadas de depósitos de minério.

Este processo envolve perfuração de furos e bombeamento de uma solução de lixiviação - geralmente ácido sulfúrico ou clorídrico - no corpo de minério. O lixiviado dissolve minerais de cobre antes de ser recuperado através de um segundo furo. A refinação adicional usando SX-EW ou a precipitação química produz cátodos de cobre comercializáveis.

A ISL é freqüentemente realizada em minério de cobre de baixa qualidade em paradas de aterro (também conhecido como

lixiviação de escatim ) minério em áreas abatidas de minas subterrâneas. Os minérios de cobre mais acessíveis para ISL incluem o carbonato de cobre da malaquite e azurite, bem como a tenorite e a chrysocolla.

A produção mundial de minas de cobre é estimada pelo US Geological Survey para chegar a 16.1 milhão de toneladas métricas em 2011. A principal fonte de cobre é o Chile, que produz aproximadamente um terço da oferta mundial total. Outros grandes produtores incluem os EUA, China e Peru.

Devido ao alto valor do cobre puro, uma grande parcela da produção de cobre agora vem de fontes recicladas. Nos EUA, o cobre reciclado representa cerca de 32% do suprimento anual. Globalmente, estima-se que esse número seja mais próximo de 20%.

O maior produtor corporativo de cobre mundial é a empresa estatal chilena Codelco. A Codelco produziu 1,76 milhão de toneladas métricas de cobre refinado em 2010, ou cerca de 11% da produção global total. Outros grandes produtores incluem Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd. e Xstrata Plc.

Fontes

Escola Ciência. co. Reino Unido. Cobre - Um elemento vital. Mineração de cobre.

URL: // recursos. escolasciência. co. uk / cda / 14-16 / cumining / copch2pg2. html
Wikipedia. Técnicas de extração de cobre.
URL: // en. wikipedia. org / wiki / Copper_extraction
Copper Development Association. Produção.
URL: // www. cobre. org / educação / produção de cobre /