Ποιες αντιδράσεις εξάγουν το μεταλλικό χαλκό από το μεταλλεύμα;
1. Εξόρυξη και συγκέντρωση
* εξόρυξη: Το χαλκό μεταλλεύμα, τυπικά χαλκοπυρίτη (CUFES2), εξορύσσεται από τη γη.
* Συγκέντρωση: Το μετάλλευμα είναι θρυμματισμένο και αλεσμένο για να διαχωρίσει τα ορυκτά που περιέχουν χαλκό από άλλους βράχους. Αυτό γίνεται μέσω διαφόρων μεθόδων όπως η επίπλευση του αφρού.
2. Χυτήριο
* ψήσιμο: Το συμπυκνωμένο μεταλλεύμα ψήνεται στον αέρα για να απομακρύνει το θείο και να το μετατρέψει σε οξείδιο του χαλκού:
* 2 cufes₂ + 3 o₂ → 2 cu₂s + 2 feo + 2 so₂
* Smelting: Το ψητό μετάλλευμα αναμιγνύεται στη συνέχεια με οπτάνθρακα (άνθρακα) και πυρίτιο (Sio₂) σε φούρνο. Ο οπτάνθρακας μειώνει το οξείδιο του χαλκού σε σουλφίδιο χαλκού:
* cu₂s + o₂ → 2 cu + so₂
* feo + sio₂ → fesio₃ (slag)
* Το πυρίτιο αντιδρά με οξείδιο του σιδήρου για να σχηματίσει σκωρία, ένα προϊόν λιωμένων αποβλήτων που αφαιρείται.
3. Μετατροπή
* Το λιωμένο σουλφίδιο χαλκού επεξεργάζεται περαιτέρω σε μετατροπέα. Εδώ, ο αέρας εκτοξεύεται στο τετηγμένο σουλφίδιο, οξειδώνοντας το σε χαλκό μέταλλο:
* cu₂s + o₂ → 2 cu + so₂
4. Διευθυντής
* Ο χαλκός που λαμβάνεται από τον μετατροπέα εξακολουθεί να είναι ακάθαρτη. Είναι εξευγενισμένο είτε:
* Ηλεκτρολυτική διύλιση: Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρολυτικό κύτταρο για την απομάκρυνση ακαθαρσιών όπως το ασήμι και το χρυσό.
* Fire Recining: Ο ακάθαρτος χαλκός λιωθεί και ανατινάξει με αέρα για να οξειδώσει τις ακαθαρσίες, οι οποίες στη συνέχεια αφαιρούνται ως σκωρία.
Συνολικές αντιδράσεις:
Ενώ η διαδικασία είναι πολύπλοκη, οι συνολικές αντιδράσεις για την εξαγωγή χαλκού μπορούν να απλοποιηθούν ως εξής:
cufes₂ + o₂ → cu + feo + so₂
Βασικά σημεία:
* Οι αντιδράσεις έχουν σχεδιαστεί για να απομακρύνουν το θείο, το σίδηρο και άλλες ακαθαρσίες από το μεταλλεύμα χαλκού.
* Η διαδικασία τήξης χρησιμοποιεί έναν αναγωγικό παράγοντα (οπτάνθρακα) για να μετατρέψει το οξείδιο του χαλκού σε σουλφίδιο χαλκού.
* Το στάδιο της μετατροπής οξειδώνει το θειούχο χαλκού σε μεταλλικό χαλκό.
* Η διύλιση είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή χαλκού υψηλής καθαρότητας για διάφορες εφαρμογές.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με οποιοδήποτε συγκεκριμένο στάδιο ή αντίδραση!
