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Kupferproduktion

Erze

80% des Kupfers wird aus Sulfid- und Oxiderzen gewonnen. Da sie große Mengen an Abfallgestein enthalten, werden die Erze vor der Verhüttung angereichert. Die eigentliche Kupferproduktion besteht aus mehreren Vorgängen: Schmelzen, Rösten, Umwandlung, elektrolytische Raffination und Feuerraffination.

Glühen

Die weitere Produktion von Kupfer erfolgt durch Rösten. Durch das Rösten werden die meisten verunreinigten Sulfide in Oxide umgewandelt. So wird zum Beispiel die Hauptverunreinigung vieler FeS 2-Kupfererze, Pyrit, in Fe2 O3 umgewandelt. Die Gase, die beim Rösten entstehen, enthalten SO2 und werden zur Herstellung von Schwefelsäure verwendet. Die Oxide von Zink, Eisen und anderen Verunreinigungen, die beim Brennen entstehen, werden bei der Verhüttung als Schlacke abgetrennt. Die Kupfermatte (Cu2 S und eine Verunreinigung aus FeS) wird in einen Konverter geleitet, durch den Luft geblasen wird. Nach der Umwandlung entsteht Roh- oder Blisterkupfer mit Schwefeldioxidemissionen.

Raffination

Um die wertvollen Elemente (Ag, Au, Te usw .) zu gewinnen und verschiedene Verunreinigungen zu entfernen, wird das Blistermetall zunächst durch Feuer und dann durch elektrolytische Raffination raffiniert. Das flüssige Kupfer wird während des Raffinationsprozesses mit Sauerstoff angereichert. Die Zink-, Kobalt- und Eisenverunreinigungen werden oxidiert, dann in Schlacke umgewandelt, dann entfernt und das Metall in Gussformen gegossen. Diese Gussstücke dienen als Anoden für den elektrolytischen Raffinationsprozess.

Elektrolytische Raffination

Der Hauptbestandteil der elektrolytischen Lösung ist CuS-Sulfat, da es das gängigste und billigste Kupfersalz ist. Um die elektrische Leitfähigkeit von CuSO4 zu erhöhen, wird dem Elektrolyten Schwefelsäure zugesetzt. Außerdem werden der Lösung geringe Mengen an Additiven zugesetzt, um einen kompakten Kupferniederschlag zu erzeugen. Die im Rohkupfer enthaltenen Metallverunreinigungen werden in zwei Gruppen unterteilt.

Anodenschlamm

Au, Ag, Pb, Sn. Edelmetalle (Ag, Au) werden nicht anodisch aufgelöst und bilden zusammen mit anderen Verunreinigungen Anodenschlamm, der periodisch abgezogen wird. Blei und Zinn lösen sich mit Kupfer auf, es bilden sich jedoch im Elektrolyten schwerlösliche Verbindungen, die ausfallen und entfernt werden.

Sulfate

2. Zn, Fe, Co, Ni. Diese Metalle haben ein wesentlich negativeres Elektrodenpotential als Kupfer und werden daher zusammen mit Kupfer von der Anode gelöst, fallen aber nicht an der Kathode aus, sondern reichern sich im Elektrolyten als Sulfate an. Daher muss der Elektrolyt regelmäßig ausgetauscht werden.

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