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구리의 기적적인 여행: 구리 광석이 어떻게 금속으로 변환되는지 아십니까?
구리 추출은 다양한 물리적, 화학적, 전기화학적 방법을 포함한 복잡하고 다양한 과정을 거쳐 광석에서 금속 구리를 추출하는 과정입니다. 기술이 발전함에 따라 국가마다 추출 방법이 달라지고 있으며, 광물 자원, 지역 환경 규정 및 기타 영향 요소에 따라 차이가 있습니다.
역사적 배경구리의 사용은 오랜 역사를 가지고 있으며, 기원전 7480년으로 거슬러 올라가며, 북미의 고대 청동기 문화는 세계 최초의 구리 광석 추출 기술 중 하나를 기록하고 있습니다.
인간이 구리를 채굴하기 시작한 것은 신석기 시대로 거슬러 올라가는데, 그때 최초로 구리를 냉간 단조하여 유물을 만들었습니다. 터키 동부의 차이요누 테페시에서 발견된 유물은 기원전 7200~6600년의 것으로 추정되며, 이는 초기 인류가 이미 구리를 사용하고 있었음을 보여줍니다. 이스라엘의 팀나 계곡은 가장 오래된 구리 광산으로, 기원전 4000년경부터 채굴이 시작되었습니다.
용융 과정
20세기 후반까지 황화물 광석을 제련하는 것이 구리 금속을 추출하는 유일한 방법이었습니다. 2002년을 기준으로, 전 세계 1차 구리 생산량의 80%가 구리-철-유황 광물에서 나왔으며, 이 중 대부분은 제련을 통해 추출되었습니다. 전통적으로 제련 작업은 운송 비용을 줄이기 위해 광산 근처에 위치해 왔습니다. 구리 광석은 채굴할수록 금속 함량이 점차 감소하므로 에너지 비용을 줄이기 위해 먼저 광석을 농축한 다음 제련해야 합니다.
거품 부유 기술의 개발은 광물 처리에 있어서 큰 진전을 이루었으며, 이를 통해 구리 추출 효율이 효과적으로 증가하고 손실은 감소했습니다.
집중기술
21세기에 구리 광석의 평균 품위는 0.6% 미만이었고, 경제적으로 추출 가능한 광물의 비율은 총 광석 부피의 2% 미만이었습니다. 그러므로 모든 채굴 작업은 집중해서 진행되어야 합니다. 일반적인 처리 방법은 잠수 장비를 사용하여 미네랄을 분리하고 거품 부유 기술을 사용하여 농도를 높이는 것입니다.
거품 부유
거품 부유법은 파쇄된 광석을 물과 화학물질과 섞어 황화물 광물을 공기 방울에 부착시키는 방법입니다. 이러한 거품은 거품으로 표면으로 올라오는데, 여기서 농축된 구리 광물이 수집됩니다. 때로는 다른 원치 않는 미네랄 불순물을 제거하고 구리의 순도를 더욱 높이기 위해 2차 가공을 수행하기도 합니다.
수소 야금 기술
산화구리 광석은 일반적으로 수소 야금 기술을 사용하여 추출됩니다. 즉, 산화물은 힙 리칭이나 덤핑을 통해 침출됩니다. 이 공정에서는 황산으로 구리를 침출시킨 다음 용매 추출을 통해 구리 잔류 용액을 정제합니다.
올바른 추출 방법을 선택하는 것은 다양한 광석 유형의 화학적 구성과 물리적 특성이 추출 효율에 상당한 영향을 미칠 수 있기 때문에 매우 중요합니다.
용융 및 변환 프로세스
제련 시 생성되는 구리 슬래그의 구리 함량은 대부분 30%~70%입니다. 이 단계에서는 용융 구리 슬래그에서 니켈과 유황을 제거하는 과정이 포함됩니다. 제련된 제품은 확장 구리라고 불리며, 순도는 최대 98%에 달합니다. 이 시스템은 효율적인 구리 금속을 생산할 뿐만 아니라 황산과 같은 부산물도 생산하는데, 이는 환경 보호와 자원 재활용을 더욱 촉진합니다.
정제 과정
구리는 제련 후 화염 정련을 통해 추가 정제 과정을 거쳐 최종적으로 고품질의 구리 금속을 얻습니다. 이 과정에서는 에너지 소비 관리와 운영 안전에도 주의를 기울입니다.
구리 광석에서 이루어지는 이러한 일련의 추출 과정은 기술의 진화를 나타낼 뿐만 아니라 인간 사회 발전의 일부이기도 합니다. 구리 추출은 평범해 보이지만, 이 작업에는 여러 과학적 원리와 기술적 과제가 수반됩니다. 다양한 선박용 광석 유형과 증가하는 수요에 직면하여, 미래의 채굴 기술은 효율성을 최적화하고 환경을 보호하는 방법에 대한 중대한 시험에 직면하게 될 것입니다.
