A rézről

A réz világszerte megtalálható természetes érclelőhelyeken. Bemutatjuk, hogy az érctartalmú kőzettől milyen termelési úton keresztül jutunk el a végső termékig, a kereskedelmi forgalomban kapható legnagyobb tisztaságú fémig, amit a legkülönbözőbb módokon használnak fel a modern világban.

Rézásványok

Rézásványok a földkéregben mindenhol megtalálhatóak. Előfordulnak mind az üledékes, mind a magmás kőzetekben. A földkéreg külső 10 kilométere 33 gramm rezet tartalmaz tonnánként. Néhány helyen a vulkáni működésnek köszönhetően évmilliókkal ezelőtt olvadt réz halmozódott fel egy helyen. Napjainkban ezeken a helyeken bányásznak, mert itt található elegendő réz a nyereséges kitermeléshez. Az értékes réz mellett sok úgynevezett meddő kőzet is van, amit külön kell válogatni.

Rézércek

Az érc olyan kőzet, ami elegendő értékes ásványt tartalmaz ahhoz, hogy megérje kitermelni. A réz esetében elegendő, ha 1000 kg érc 2 kg rezet tartalmaz (0,2%). A rézásványok több mint száz variációban fellelhetőek, habár csak néhányat dolgoznak fel széles körben rézzé. A leggyakoribb ércek a kalkopirit és a bornit, melyek réz- és vas szulfidot is tartalmaznak. Ezek a világ ismert érceinek 80%-át adják.

Rézbányászat és kohászat

Az alábbiakban áttekintjük a réz ércből történő kinyerésének módjait, illetve, hogy hogyan alakítják át tiszta fémmé.

Bányászat

Az ércet külszíni fejtéssel vagy mélyművelésű bányákból nyerjük. A föld alá egy függőleges aknát eresztenek, amíg el nem érik az ércet, majd vízszintes csatornát vezetve az ércbe bányásszák azt.
Az ércbányászat 90%-ban külszíni fejtéssel történik.  A felszínhez közeli érceket a felszíni rétegek eltávolítása után fejtik ki.

Az érc
Az érc egy olyan kőzet, ami elég fémet tartalmaz ahhoz, hogy érdemes legyen kitermelni.

Őrlés
Az ércet összetörik és porrá zúzzák.

Dúsítás
Az ércet ún. lebegtetés (flotálás) módszerével dúsítják, melynek során vizet adnak az érchez és habképző anyag alkalmazásával a nem kívánt anyag (ún. zagy) lesüllyed és így eltávolítható.

Pörkölés
Innentől kezdődik a kémiai reakciók sora. A porrá tört, dúsított ércet 500°C és 700°C közötti hőmérsékletű levegővel melegítik, hogy eltávolítsák a ként és kiszárítsák az ércet, ami még mindig szilárd állapotú ún. pörkölék.

Olvasztás folyósító szerrel

A folyósító szer egy olyan anyag, amit az érchez adnak, hogy könnyebben olvadjon. A kemény pörkölék 1200°C-ra melegítve megolvad, amely folyamat során a fölösleges vasat és más szennyező elemeket salakba viszik. A szennyező anyagot eltávolításával folyékony réz és vasszulfid keveréket (kéneskő) állítanak elő.

A réz és vasszulfid szétválasztása
A kéneskő olvadékból a réz oxidációval nyerhető ki, levegőt fújnak a folyékony kéneskő keverékbe, így alakul ki az ún. bliszterréz (nyersréz) amelynek hólyagos a felszíne, mivel a gáz beszorul a szilárd állapotú hólyagokba a felszínen.

Anódkészítés
A bliszterrezet anódokká öntik a további elektrolízises finomításhoz.

Elektrolízises finomítás
Az anódot elektrolízissel finomítják tovább, a szennyezőktől mentes réz egy vékony, már tisztított rézkatódon válik ki. A végeredmény a 99,99%-os tisztaságúra réz.

A rézkohászat egyes lépéseinek megismerése után látjuk, hogy a kb. 0,2% réz tartalmú ásványból hogyan lesz 99,99%-os tisztaságú rézkatód.

Hidrometallurgiai módszer

A nedves eljárás alternatív lehetőség, a rézkohászatban kisebb mértékben alkalmazzák. A művelet során az ércet először hígított kénsavval kezeljük. Ez lassan átszivárog az ércen, több hónapon át, feloldva a rezet egy híg réz szulfid oldattá. Ezután a rezet elektrolízissel nyerik ki. Ezt a folyamatot SX-EW-nek (solvent extraction/electrowinning) nevezik.

Az eljárás előnyei:

  • sokkal kevesebb energiát igényel, mint a hagyományos bányászat
  • ·nincs káros gáz kibocsátás
  • alacsony beruházási költség
  • kis méretben is gazdaságosan üzemeltethető

Kevesebb, mint 1% rezet tartalmazó érceknél is használható, ezért a nedves eljárás fontossága egyre nő. Becslések szerint 2011-ben a finomított réz előállítás 17%-a SX-EW eljárással történt.

Újrahasznosítás

Egy másik fontos rézforrás az újrahasznosított hulladék, amely úgy is ismert, mint másodlagos réztermelés, és amely 2011-ben a finomított réz termelés 41%-át adta. A hulladék felhasználása az egyik példa a réz fenntartható jellegének szemléltetésére.


Rézérc



 Az érc olyan kőzet, ami elegendő értékes ásványt tartalmaz ahhoz, hogy megérje kitermelni. A réz esetében elegendő, ha 1000 kg érc 2 kg rezet tartalmaz (0,2%). A rézásványok több mint száz variációban fellelhetőek, habár csak néhányat dolgoznak fel széles körben rézzé. A leggyakoribb ércek a kalkopirit és a bornit, melyek réz- és vas szulfidot is tartalmaznak. Ezek a világ ismert érceinek 80%-át adják.

Olvasztás folyósító szerrel



A folyósító szer egy olyan anyag, amit az érchez adnak, hogy könnyebben olvadjon. A kemény pörkölék 1200°C-ra melegítve megolvad, amely folyamat során a fölösleges vasat és más szennyező elemeket salakba viszik. A szennyező anyagot eltávolításával folyékony réz és vasszulfid keveréket (kéneskő) állítanak elő.

Anódkészítés



A bliszterrezet anódokká öntik a további elektrolízises finomításhoz.