استخراج ورق مس از کانه‌های سولفیدی – بخش دو

عمل تشویه در ورق مس

عمل تشویه در ورق مس شامل اکسایش جزئی سولفیدهای پرعیار حاصل از فلوتاسیون و حذف جزئی گوگرد از آن‌ها به شکل So2 است.

عمل تشویه در ورق مس توسط واکنش کانی پرعیار شده با هوا در دماهایی بین ۷۰۰- ۵۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد، در کوره‌های تشویه‌ی اجاقی یا تشویه‌کننده‌ی بستر سیال در شرایط کاملاً کنترل شده، انجام می‌گیرد.

محصول کوره‌ی تشویه کلسین نامیده می‌شود و از آن می توان به رول مس دست یافت که مخلوطی از اکسیدها، سولفات‌ها و سولفیدهاست و ترکیب شیمیایی آن توسط کنترل دمای فرآیند تشویه و نسبت هوا به کانی پرعیار شده، تغییر می‌کند.

عمل تشویه در ورق مس معمولاً خودسوز است و جریان تغلیظ شده‌ای از گاز So2حدود ۱۵-۵% تولید می‌کند.

از عمل تشویه اصولاً در کوره‌های ذوب شعله‌ای استفاده می‌شود که هدف اصلی از آن خشک‌کردن و گرمایش بار کوره‌ی شعله‌ای، با استفاده از حرارت واکنش‌های گرمازای تشویه، است.

محصولات گرم کوره‌ی تشویه نسبت به کانی پرعیار شده‌ی خیس و سرد، به انرژی کمتری برای ذوب نیاز دارند، بطوری که عمل تشویه باعث صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای در سوخت و افزایش آهنگ ذوب می‌شود.

همچنین عمل تشویه باعث افزایش غلظت ورق مس در مات FeS : Cu2S تولیدی در حین ذوب می‌شود، عاملی که مقدار تبدیل ناگزیر بعدی (حذفFe و S) را کاهش می‌دهد.

ذوب مات

هدف از ذوب مات تهیه‌ی فاز سولفیدی مذاب (مات)، شامل تمامی رول مس موجود در بار و فاز سرباره‌ی مذاب بدون رول مس است.

مات متعاقباً برای تشکیل ورق مس حفره‌دار ناخالص اکسید می‌شود و سرباره‌ی مرحله‌ی ذوب مستقیماً یا بعد از مرحله‌ی بازیابی رول مس دور ریخته می‌شود.
عمل ذوب توسط ذوب تمامی بار کوره در دمایی حدود ۱۲۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد معمولاً همراه با روان‌ساز سیلیسی، انجام می‌گیرد.

سیلیس، آلومین، اکسیدهای‌ آهن، آهک و سایر اکسیدهای جزئی، سرباره‌ی مذاب را تشکیل داده و ورق مس، گوگرد، آهن اکسید نشده و فلزات قیمتی، مات را تشکیل می‌دهند. سرباره سبک‌تر از مات و در آن تقریباً غیر قابل حل است و به سهولت از آن جدا می‌شود.

ذوب مات

یکی از هدف‌های مهم ذوب مات، تولید سرباره‌ای جداشدنی شامل حداقل میزان مس است.

این کار توسط اشباع تقریبی سرباره از سیلیس، از طریق گرم نگه‌داشتن کوره به حد کافی بطوری که سرباره‌ مذاب و سیال باشد، و با اجتناب از شرایط اکسیدی اضافی، عملی است.

این شرایط اخیر برای کاهش هر چه بیشتر تشکیل منیتیت جامد الزامی است چراکه شرایط چسبنده‌ای ایجاد می‌کند و مانع جدا شدن مات از سرباره می‌شود.
عمل ذوب اغلب اوقات در کوره‌های شعله‌ای سنتی انجام می‌گیرد.

کوره‌های دمشی هنوز در برخی نقاط، به‌ویژه در جاهایی که کانه‌ها به صورت تکه‌ای در دسترس باشند، به‌کار می‌روند، و کوره‌های الکتریکی در بعضی مناطق که نیروی برق آسان است مورد استفاده قرار می‌گیرند.

یک فرآیند جدیدتر به‌نام ذوب تشعشعی از واکنش‌های تشویه به عنوان منبع گرمایی جهت ذوب استفاده می‌کند که به علت نیاز کم آن به سوخت در تعدادی ار کارخانه‌های جدید به کار گرفته شده است.