O mědi

Zpracování

 

Měď se po celém světě vyskytuje v přírodní rudě. Tato stránka popisuje proces výroby z horniny, obsahující rudu, po konečný výrobek, kterým je komerční kov nejvyšší čistoty, používaný v široké škále aplikací, nezbytných pro život moderního člověka.

Měděné minerály

Měděné minerály se vyskytují v celé zemské kůře. Vyskytují se jak v sedimentárních, tak ve vyvřelých horninách. Vnějších 10 km kůry obsahuje 33 g mědi na každou tunu horniny a na některých místech sopečná činnost před miliony lety uložila roztavenou měď na jedinou lokalitu. Právě tyto oblasti se dnes těží, protože obsahují dostatek mědi, aby těžba byla rentabilní. Kromě cenné mědi je zde mnoho odpadní horniny (tzv. hlušiny), kterou je nutné odstranit.


copper ore rock in hand closeup

Měděné rudy

Ruda je hornina, obsahující dost cenného minerálu pro těžbu. V případě mědi se extrakce vyplatí, pokud jsou asi 2 kg mědi na 1 000 kg rudy (0,2%). Měděné minerály se vyskytují ve více než sto druzích, ale jen málo z nich se ve velkém měřítku zpracovává pro měď. Nejhojnější rudy jsou chalkopyrit a bornit, které obsahují sulfidy mědi i železa. Ty tvoří asi 80% na světě známých rud.

Těžba mědi

Následuje přehled, jak se měď extrahuje z rudy a transformuje do ryzího kovu.

Těžba

Ruda se dobývá ze země buď v povrchových nebo hlubinných dolech. Hlubinný - zanořuje se svislou šachtou pod zem, kde dosáhne měděné rudy a odkud se razí do rudy vodorovné tunely.  Povrchový - 90% rudy se těží v povrchových dolech. Rudy v blízkosti povrchu lze těžit po odstranění povrchových vrstev.

Ruda

Ruda je hornina, obsahující dost kovu, aby se těžba vyplatila.

Mletí

Ruda se drtí a následně mele na prášek.

Koncentrace

Ruda se koncentruje procesem, zvaným flotace pěnou. Nežádoucí materiál (tzv. hlušina) klesá ke dnu a je odstraněn.

Pražení

Zde přichází ke slovu chemické reakce. Prášková, koncentrovaná ruda se zahřívá na vzduchu mezi 500°C a 700°C, čímž se částečně odstraní síra a ruda se vysuší, výsledkem je pevný praženec (výpražek).

Tavení s tavidly

Tavidlo je látka, která se přidává do rudy, aby se snadněji tavila. Pevný praženec se zahřeje na 1200 °C a taví se. Tavení oddělí nečistoty (jalovina) do strusky a vznikne kamínek (tavenina sulfidů mědi a železa).

Konverze (besemerování) kamínku

Do tekutého kamínku je vháněn vzduch, takže vzniká blistr mědi, nazvaný tak, protože bublinky plynu, uvězněné v pevné hmotě, vytváří na povrchu puchýře.

Anodové tavení

Blistr je odléván do anod pro elektrolýzu.

Elektrolytická rafinace

Měď se elektrolýzou čistí na 99,99%.  

Výše popsaný postup výroby zobrazuje celý proces od horniny, obsahující asi 0,2% mědi, po měděné katody s čistotou 99,99%.


Loužení (mokrá cesta)

Loužení nabízí alternativu k těžbě mědi. Nejprve se ruda zpracovává zředěnou kyselinou sírovou. Ta po dobu několika měsíců stéká pomalu přes rudu, rozpouštění mědi tvoří slabý roztok síranu měďnatého. Měď se potom získává elektrolýzou. Tento proces je známý jako SX-EW (solvent extraction/electrowinning - extrakce rozpouštědlem / elektrolytické získávání).

 Takové zpracování má následující výhody:

  • používá se mnohem méně energie, než u tradiční těžby
  • ·neodchází žádné odpadní plyny
  • ·nízké investice
  • možnost pracovat ekonomicky v malém měřítku.

Extrakci loužením lze použít na rudy s pouhými 0,1% mědi - z tohoto důvodu získává na významu. Odhaduje se, že v roce 2011 proces SX-EW představoval 17% z celkové výroby rafinované mědi.

Recyklace

Dalším důležitým zdrojem mědi je recyklace odpadu, označovaná jako sekundární výroba mědi, která v roce 2011 tvořila 41% celkové produkce rafinované mědi. Použití šrotu je příkladem, ilustrujícím trvalý charakter mědi.

copper application industrial