구리 생산
광석
구리 판재의 80%는 황화 광석과 산화 광석에서 생산됩니다. 이들 광석에는 많은 양의 비유용 광물이 포함되어 있으므로 제련 전에 농축 과정을 거칩니다. 구리 생산 자체는 제련, 소성, 컨버터, 전해 정련, 화염 정련의 여러 단계로 구성됩니다.
소성
구리의 추가 생산 과정에는 소성이 포함됩니다. 소성할 때 대부분의 불순물 황화물이 산화물로 변합니다. 예를 들어, 많은 구리 광석의 주요 불순물인 황철석(FeS2)은 Fe2O3으로 변합니다. 소성 과정 중에 생성된 가스는 이산화황(SO2)를 포함하며, 이는 황산을 생산하는 데 사용됩니다. 이 과정에서 아연, 철 및 기타 불순물의 산화물은 제련 시 슬래그 형태로 분리됩니다. 구리 매트(Cu2S 및 FeS 혼합물)는 컨버터로 보내 공기를 주입하여 컨버터 처리를 통해 이산화황과 함께 조리된 구리를 얻습니다.
화염 정련
귀금속(Ag, Au, Te 등)의 추출과 다양한 유해 불순물 제거를 위해 정제하지 않은 금속은 먼저 화염 정련과 그 후 전해 정제를 거칩니다. 화염 정련 중 액체 구리는 산소와 접촉하여 아연, 코발트, 철 등 불순물이 산화되고 슬래그로 분리되며 이후 제거됩니다. 그런 다음 금속은 주형에 주조되어 전해 정제 공정 시 양극으로 사용됩니다.
전해 정련
전해질의 주요 구성 요소는 일반적이고 저렴한 구리 염인 CuSO4입니다. 전도성을 높이기 위해 전해액에 황산이 첨가됩니다. 또한, 조밀한 구리 침전물을 얻기 위해 소량의 첨가제가 첨가됩니다. 정제되지 않은 구리에 있는 금속 불순물은 두 그룹으로 나뉩니다.
양극 슬러지
1. Au, Ag, Pb, Sn. 귀금속(Ag, Au)은 양극에서 녹지 않으며, 다른 불순물과 함께 양극 슬러지를 형성하여 주기적으로 제거됩니다. 구리와 함께 납과 주석도 녹지만, 전해액에서 불용성 화합물로 침전되어 제거됩니다.
황산염
2. Zn, Fe, Co, Ni. 이들 금속은 구리보다 전기 화학적 전위가 낮아 양극에서 구리와 함께 용해되지만, 음극에서는 침전되지 않고 전해질에 황산염으로 축적됩니다. 따라서 전해액은 주기적으로 교체해야 합니다.
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