Despre cupru

Procedee tehnologice

 

Cuprul se găseşte în zăcăminte naturale din întreaga lume. Această pagină explică traseul de producție de la minereu până la un produs finit, care este un metalul comercial de cea mai mare puritate, fiind folosit într-o varietate mare de aplicații esențiale pentru o viață modernă.

Minerale de cupru

Mineralele de cupru se găsesc în întreaga scoarță terestră. Ele apar atât în rocile sedimentare cât și în cele vulcanice. Scoarţa exterioară terestră de 10 km conține 33 g de cupru pentru fiecare tonă de rocă și, în unele locuri, cu milioane de ani în urmă activitatea vulcanică a depus mai mult cupru topit într-un singur loc. În aceste zone se află în prezent minele, deoarece acestea conțin suficient cupru pentru un minerit profitabil. Împreună cu cuprul valoros se află multă rocă sterilă (numită gangă), care trebuie îndepărtată.


copper ore rock in hand closeup

Minereuri de cupru

Minereul este o rocă conținând suficiente minerale valoroase pentru care merită exploatat. În cazul cuprului, minereul merită exploatat când se află aproximativ 2 kg de cupru în 1.000 kg de minereu (0,2%). Minerale de cupru se găsesc în peste o sută de varietăţi, deși doar câteva au fost prelucrate pentru cupru pe scară largă. Minereurile mai abundente sunt calcopirita și bornitul, care conțin atât cupru cât și sulfuri de fier. Acestea reprezintă aproximativ 80% din minereurile cunoscute din lume.

Exploatarea cuprului

În cele ce urmează Vă oferim o imagine de ansamblu al modului prin care cuprul este exploatat din minereu și transformat în metal pur.

Exploatare

Minereul este scos din sol în cariere sau mine subterane. În subteran – se realizează un foraj vertical în pământ pentru a ajunge la minereul de cupru și se conduc tuneluri orizontale în minereu. Cariere - 90% din minereu este exploatat prin această metodă. Minereurile care se află aprope de suprafață pot fi exploatate după îndepărtarea straturilor de suprafață.

Minereul

Minereul este o rocă conţinând suficient metal pentru care merită exploatat.

Măcinare

Minereul este zdrobit, apoi măcinat în praf.

Concentrarea

Minereul este îmbogățit cu ajutorul unui procedeu numit flotație de spumă. Materialul nedorit (denumit gangă) se scufundă și se îndepărtează.

Prăjirea

Aici încep reacțiile chimice. Minereul îmbogățit şi în formă de pulbere este încălzit în aer între 500°C și 700°C pentru a elimina ceva sulf și pentru a usca minereul, care este încă solid şi este calcinat.

Topirea cu material de adaos (flux).

Materialul de adaos este o substanță care este adăugată la minereu ca să se topească mai ușor. Calcinul solid  este încălzit la 1200°C și se topește. Unele impurități sunt îndepărtate formând un amestec de cupru lichid și sulfură de fier.

Turnare anod

Amestecul este turnat în anozi pentru electroliză.

Rafinare electrolitică

Cupru este purificat la 99,99% prin electroliză.

Traseul de producție sus descris, arată progresia de la o rocă ce conține aproximativ 0,2% cupru la un catod de cupru de 99,99% puritate.

Extracţia prin leşiere

Ectracţia prin leşiere oferă o alternativă la mineritul cuprului. În prima fază, minereul este tratat cu acid sulfuric diluat. Acesta se prelinge încet în minereu, pe o perioadă de mai multe luni, dizolvând cuprul, pentru a forma o soluție slabă de sulfat de cupru. Cuprul este apoi recuperat prin electroliză. Acest procedeu este cunoscut sub numele SX-EW (extracție/ electroliză solventă).

Avantajele acestor procedee sunt:

-Se foloseşte mult mai puţină energie ca în mineritul tradiţional

-Nu se eliberează gaze reziduale

-Investiţii reduse de capital

-Abilitatea de a se opera la o scară mai mică dpdv economic.

Poate fi aplicat pe un minereu cu mai puțin de 0,1% cupru - pentru acest motiv extracţia prin  leșiere crește în importanță. Se estimează că în 2011 SX-EW a reprezentat 17% din totalul producției de cupru rafinat.

Reciclare

O altă sursă importantă de cupru este reciclarea deşeurilor, descrise ca producție secundară de cupru, ceea ce în 2011 a reprezentat 41% din producția totală de cupru rafinat. Utilizarea deșeurilor este un exemplu care ilustrează natura sustenabilă a cuprului.