Metalúrgia del coure

La metalúrgia del coure és un sector específic de la metalúrgia, que es referix a la tècnica relacionada en el tractament dels minerals en alt contingut de coure, en la finalitat d'obtindre dit metal o alguna de les seues aleacions. El coure està present en la corfa terrestre en forma de minerals sulfurats i òxits, tenint dos vies de tractament: el tractament pirometalúrgico per als sulfur i el tractament hidrometalúrgico per als òxits. El mineral s'obté del jaciment per mig de l'us d'explosius i maquinària pesada, i es transporta per al seu posterior tractament. Degut a que els minerals es troben associats a la ganga, es fa necessària la reducció del tamany, de manera que es lliberen els grans de mineral des de la matriu.

La reducció de tamany és l'etapa de major consum energètic, per lo que deu ser òptima per a assegurar una bona lliberació de les partícules i evitar la sobre molienda, que provocaria un excés de consum, ademés de generar partícules massa fines, que resulten perjudicials en l'etapa global de concentració.

Extracció de coure

Nom	Fòrmula	% De coure en mineral pur
Archiu:Chalcopyrite perou.jpgCalcopirita	CuFeS2	34.63%
Archiu:Chalcocite.jpgCalcosina	Cu2S	79.85%
Archiu:Covellite- caps block 3 .jpg Covellina	CuS	66.5%
Archiu:Bornite.jpgBornita	2Cu2S•CuS•FES	63.3%
Archiu:Tetraedrite.jpgTetraedrita	Cu3SbS3 + x(Fe,Zn)6Sb2S9	32-45%
Archiu:Malachite Macro 43.jpg Malaquita	CuCO3•Cu(OH)2	57.3%
Archiu:Azuritechessy.jpg Azurita	2CuCO3•Cu(OH)2	55.1%
Archiu:Cuprite.jpg Cuprita	Cu2O	88.8%
Archiu:Chrysocolla caps block 6 .jpg Crisocola	CuO•SiO2•2H2O	37.9%
Minerals en contingut de coure

Cobre natiu

El coure natiu s'utilisava en l'antiguetat. En l'actualitat, rarament s'utilisa en fins industrials, ya que és preferible extraure el coure dels minerals més abundants com la cuprita, la calcopirita, la covellina o covelita i la tetraedrita.

Es troba en cantitats relativament chicotetes en:

• Europa: Alemània, Finlàndia, Rússia, en els màrgens del riu Ems, Hesse-Nassau, Cornualles (Regne Unit) i Puget Théniers (França);
  • Itàlia: Val vaig donar Cecina (província de Pisa), Impruneta (província de Florencia), Valmalenco (Província de Sondrio) i Saint-Marcel (Valle de Aosta);
• Amèrica del Sur: Bolívia i Chile;
  • EE. UU.: Llac Superior (mostres de vàries tonellades), Arizona, Nova Jersey, Míchigan i Nou Mèxic.

Minerals oxidados

Inclús l'us dels òxits és molt llimitat el dia de hui, per la baixa cantitat de mineral disponible (no és fàcil de trobar). En el cas dels òxits, és possible seguir un procediment de producció similar al del ferro.

Minerals de sulfur

El mineral de sulfur és la principal font de coure primari.

Despuix de l'extracció en les mines, els minerals són esclafats i mòlts per a obtindre una granulometría adequada a les etapes següents, en les que separen els agregats a partir de fraccions riques en coure.

Per flotació les pols emulsionados en líquits tensoactivos es coloquen en tancs de gran tamany a on es lleva la bromera en la superfície que és rica en alambique de coure unit al sofre. S'obtenen a continuació el fanc, que se seca i es concentra en els passos posteriors: en un primer moment mecánicamente (concentració) i, a continuació, tèrmicament (torre facció).

En el forn, a través de bufat d'aire o oxigen, s'obté la formació de SO₂ gaseosa que se separa del metal líquit.

2CuFeS_2(s) + 3O_2(g) → 2LLEIG_(s) + 2CuS_(s) + 2SO_2(g)

Al mateix temps l'adició de silici permet l'eliminació de ferro present: l'escoria, compost de silicat.

LLEIG_(s) + SiO_{2 (s)} → LLEIG.SiO_{2 (l)}

2FES_(l) + 3O₂ + SiO_{2 (l)}2 → 2LLEIG.SiO_2(l) + 2SO_2(g)

Refinación tèrmica

2Cu₂S + 3O₂ → 2Cu₂O + 2SO₂

Cu₂S + Cu₂O → Cu + SO₂

El sulfur de ferro ve resumit:

FES + O₂ → LLEIG + SO₂

LLEIG + SiO₂ → FeSiO₃

Refinación electrolítica

Per a la màxima purea del coure, és necessari portar a terme una refinación electrolítica. Una solució d'H₂SO₄ i CuSO₄ són dos llocs electrodos: el càtodo de coure pur i l'ànodo de coure per a purificar. El coure es deposita en càtodos, les impurees que consistixen dels metals bàsics (incloent arsènic, bismut i níquel) permaneixen en solució, aquells que consta de més metals nobles, incloent or, argent i platí precipitat en l'ànodo, formant el cridat "fanc ànodo".

Tot càtodo: Cu_(s) → Cu²⁺_(aq) + 2i^–

para ànodo: Cu²⁺_(aq) + 2i^– → Cu_(s)

Els càtodos són de coure obtingut en una purea superior al 99,99%, per lo general en fulls de paper de 96 × 95 × 1 cm, des del pes de prop de 100 kg. El coure electrolític obtingut d'esta manera encara no està llest per a ser processat directament; es deu re-adaptar a fer Billet, plaques o barres, que s'obtenen per al treball plàstic de varis semi-acabats (com a cables, tubos, barres, tires o fulls).

Hidrometalurgia

Una atra tècnica és la hidrometalurgia, que, no obstant, és poc utilisada. S'utilisa principalment per a l'extracció de coure a partir d'aigües de mina. El coure deu estar en la forma d'òxit; si és en forma de sulfur és necessari fer abans d'un torrat en l'aire.

El método consistix en dissoldre en àcit sulfúric o sulfat fèrric l'òxit de coure. Mentres que este últim és el ferro soluble i ganga no ho són. Es recupera la electro-deposición de metals o la pluja.

Producció per bactèries

Cal afegir que el percentage de coure extret en les mines és cada volta més gran gràcies als ardits de la biotecnología. El mineral es trenca i es coloquen en tancs en els que l'aigua es bombeja enriquit en bactèries, tals com Acidithiobacillus ferroxidans i Acidithiobacillus thiooxidans. Estos microorganismes oxidan el sulfur de coure (insoluble en aigua) transformant-ho en sulfat (soluble), l'obtenció d'energia per a les seues funcions vitals. Este sistema permet un aforro considerable d'energia en comparació a l'extracció tradicional (fins a 30%) i no llibera a l'atmòsfera gasos nocius.

Reciclage i els dos tipos de reciclar.

El reciclage del coure és una font important de matèria primera: en Itàlia 40,5% del consum de coure es complix per mig del reciclage (promig per a 2003-07), mentres que en el món, este percentage és d'al voltant de 34%.

El coure de reciclage pot ser de dos tipos:

• Del primer tipo o la recuperació, quan es tracta del desmantellament i el derrocament dels productes al final de la seua vida útil (per eixemple, les llínees de contacte de ferrocarril, canonades elèctriques, bobinados del motor, les monedes);
• D'un segon tipo o la producció, quan es tracta de retallades i retallades del cicle de producció de productes semi-acabaments i en el processament posterior de semi-acabaments propis dels productes (per eixemple: arrancada de borumballa per aixetes i vàlvules, cort de la cinta de les monedes).