Language
Country/Area
No result found
رحلة النحاس العجيبة: هل تعلم كيف يتحول خام النحاس إلى معدن؟
يعتبر استخراج النحاس عملية معقدة ومتنوعة تتضمن مجموعة متنوعة من الأساليب الفيزيائية والكيميائية والكهروكيميائية لاستخراج النحاس المعدني من خامه. مع تقدم التكنولوجيا، تختلف أساليب الاستخراج من بلد إلى آخر، مع وجود اختلافات تغطي مصادر المعادن واللوائح البيئية المحلية وعوامل مؤثرة أخرى.
الخلفية التاريخية يمكن إرجاع استخراج الإنسان للنحاس إلى العصر الحجري الحديث، عندما تم تشكيل النحاس على البارد في شكل قطع أثرية. تشير الأشياء مثل تلك التي عُثر عليها في موقع شايونو تيبسي في شرق تركيا، والتي قد يعود تاريخها إلى ما بين 7200 و6600 قبل الميلاد، إلى أن البشر الأوائل كانوا بالفعل يستخدمون النحاس. يعد وادي تمناع في إسرائيل أقدم موقع لاستخراج النحاس، والذي كان قيد الاستخدام منذ عام 4000 قبل الميلاد.يعود تاريخ استخدام النحاس إلى عام 7480 قبل الميلاد، وتسجل ثقافة البرونز القديمة في أمريكا الشمالية واحدة من أقدم تقنيات استخراج خام النحاس في العالم.
عملية الصهر
حتى النصف الثاني من القرن العشرين، كان صهر خامات الكبريتيد هو الطريقة الوحيدة تقريبًا لاستخراج معدن النحاس. اعتبارًا من عام 2002، جاء 80% من إنتاج النحاس الأولي العالمي من معادن النحاس والحديد والكبريت، وتم استخراج الغالبية العظمى منها عن طريق الصهر. تقليديا، يتم وضع عمليات الصهر بالقرب من التعدين لتقليل تكاليف النقل. مع استخراج خام النحاس، ينخفض محتواه المعدني تدريجيا، لذا يجب تركيز الخام أولا ثم صهره لتقليل تكاليف الطاقة.لقد شكل تطوير تقنية تعويم الرغوة تقدمًا كبيرًا في معالجة المعادن، مما أدى بشكل فعال إلى زيادة كفاءة استخراج النحاس وتقليل الخسائر.
تكنولوجيا التركيز
في القرن الحادي والعشرين، كان متوسط درجة خام النحاس أقل من 0.6%، وكانت نسبة المعادن القابلة للاستخراج اقتصاديًا أقل من 2% من إجمالي حجم الخام. لذلك، يجب التعامل مع كافة عمليات التعدين بتركيز. الطريقة المعتادة للمعالجة هي فصل المعادن باستخدام معدات غاطسة وزيادة التركيز بمساعدة تقنية التعويم الرغوي.تعويم الرغوة
أثناء عملية التعويم الرغوي، يتم خلط الخام المسحوق بالماء والمواد الكيميائية للتسبب في التصاق المعادن الكبريتيدية بالفقاعات الهوائية. تطفو هذه الفقاعات إلى السطح على شكل رغوة، يتم جمع المعادن النحاسية المركزة منها. في بعض الأحيان، يتم إجراء المعالجة الثانوية لإزالة الشوائب المعدنية غير المرغوب فيها الأخرى وتحسين نقاء النحاس بشكل أكبر.
تكنولوجيا المعادن الهيدروجينية
يتم استخراج خامات أكسيد النحاس عادة باستخدام تكنولوجيا المعالجة الهيدروجينية المعدنية، أي أن الأكسيد يتم استخلاصه عن طريق الاستخلاص بالكومة أو الإغراق. في هذه العملية، يقوم حمض الكبريتيك بتصفية النحاس، يليه استخلاص المذيبات لتنقية محلول احتجاز النحاس.
يعد اختيار طريقة الاستخراج الصحيحة أمرًا بالغ الأهمية لأن التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية لأنواع الخام المختلفة يمكن أن تؤثر بشكل كبير على كفاءة الاستخراج.
عملية الصهر والتحويل
يتراوح محتوى النحاس في خبث النحاس الناتج عن الصهر في الغالب بين 30% و70%. تتضمن هذه المرحلة إزالة النيكل والكبريت من خبث النحاس المنصهر. يُطلق على منتج الصهر اسم النحاس الموسع، والذي يمكن أن يصل نقاؤه إلى 98%. لا يقوم هذا النظام بإنتاج معدن النحاس بكفاءة فحسب، بل ينتج أيضًا منتجات ثانوية مثل حمض الكبريتيك، مما يعزز حماية البيئة وإعادة تدوير الموارد.
عملية التكرير
بعد الصهر، يحتاج النحاس إلى مزيد من التنقية من خلال التكرير بالنار للحصول أخيرًا على معدن نحاسي عالي الجودة. وفي هذه العملية، يتم الاهتمام أيضًا بإدارة استهلاك الطاقة والسلامة التشغيلية.
إن هذه السلسلة من عمليات الاستخراج من خام النحاس لا تمثل تطور التكنولوجيا فحسب، بل إنها أيضًا جزء من تطور المجتمع البشري. قد يبدو استخراج النحاس أمراً عادياً، لكنه يتضمن مبادئ علمية متعددة وتحديات تقنية. في ظل تنوع أنواع الخام المستخدمة في السفن والطلب المتزايد عليها، ستواجه تكنولوجيا الاستخراج المستقبلية اختباراً رئيسياً حول كيفية تحسين الكفاءة وحماية البيئة؟
