Language
Country/Area
No result found
Hành trình kỳ diệu của đồng: Bạn có biết quặng đồng được biến đổi thành kim loại như thế nào không?
Việc khai thác đồng là một quá trình phức tạp và đa dạng, bao gồm nhiều phương pháp vật lý, hóa học và điện hóa để chiết xuất đồng kim loại từ quặng. Khi công nghệ tiến bộ, phương pháp khai thác sẽ khác nhau ở mỗi quốc gia, tùy thuộc vào nguồn khoáng sản, quy định về môi trường địa phương và các yếu tố ảnh hưởng khác.
Bối cảnh lịch sửViệc sử dụng đồng có lịch sử lâu đời, bắt đầu từ năm 7480 trước Công nguyên, và nền văn hóa đồ đồng cổ đại ở Bắc Mỹ ghi nhận một trong những công nghệ khai thác quặng đồng sớm nhất trên thế giới.
Việc khai thác đồng của con người có thể bắt nguồn từ thời đồ đá mới, khi đồng đầu tiên được rèn nguội thành các đồ tạo tác. Những đồ vật như những đồ vật được tìm thấy ở Çayönü Tepesi ở miền đông Thổ Nhĩ Kỳ, có thể có niên đại từ năm 7200 đến 6600 trước Công nguyên, cho thấy con người thời kỳ đầu đã sử dụng đồng. Thung lũng Timna ở Israel là địa điểm khai thác đồng lâu đời nhất, đã được sử dụng từ năm 4000 trước Công nguyên.
Quá trình nấu chảy
Cho đến nửa sau thế kỷ 20, nấu chảy quặng sulfua gần như là cách duy nhất để chiết xuất kim loại đồng. Tính đến năm 2002, 80% sản lượng đồng nguyên sinh toàn cầu đến từ khoáng sản đồng-sắt-lưu huỳnh, phần lớn trong số đó được khai thác thông qua quá trình nấu chảy. Theo truyền thống, các hoạt động nấu chảy thường được đặt gần khu vực khai thác để giảm chi phí vận chuyển. Khi khai thác quặng đồng, hàm lượng kim loại trong quặng giảm dần, do đó cần phải cô đặc quặng trước rồi mới nấu chảy để giảm chi phí năng lượng.
Sự phát triển của công nghệ tuyển nổi bọt đánh dấu bước tiến lớn trong chế biến khoáng sản, giúp tăng hiệu quả khai thác đồng và giảm thất thoát.
Công nghệ tập trung
Vào thế kỷ 21, hàm lượng quặng đồng trung bình dưới 0,6% và tỷ lệ khoáng sản có thể khai thác kinh tế dưới 2% tổng khối lượng quặng. Vì vậy, mọi hoạt động khai thác phải được xử lý tập trung. Phương pháp xử lý thông thường là tách khoáng chất bằng thiết bị chìm và tăng nồng độ bằng công nghệ tuyển nổi bọt.
Nổi bọt
Trong quá trình tuyển nổi bọt, quặng nghiền được trộn với nước và hóa chất để khiến khoáng chất sunfua bám vào các bong bóng khí. Những bong bóng này nổi lên bề mặt dưới dạng bọt, từ đó thu thập được các khoáng chất đồng cô đặc. Đôi khi, quá trình xử lý thứ cấp được thực hiện để loại bỏ các tạp chất khoáng không mong muốn khác và cải thiện thêm độ tinh khiết của đồng.
Công nghệ luyện kim hydro
Quặng đồng oxit thường được khai thác bằng công nghệ luyện kim hydro, nghĩa là oxit được chiết xuất bằng cách chiết đống hoặc đổ. Trong quá trình này, axit sunfuric sẽ tách đồng, sau đó là quá trình chiết dung môi để tinh chế dung dịch giữ đồng.
Việc lựa chọn phương pháp chiết xuất phù hợp là rất quan trọng vì thành phần hóa học và tính chất vật lý của các loại quặng khác nhau có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả chiết xuất.
Quá trình nấu chảy và chuyển đổi
Hàm lượng đồng trong xỉ đồng từ quá trình nấu chảy chủ yếu nằm trong khoảng từ 30% đến 70%. Giai đoạn này bao gồm việc loại bỏ niken và lưu huỳnh ra khỏi xỉ đồng nóng chảy. Sản phẩm nấu chảy được gọi là đồng nở, có thể tinh khiết tới 98%. Hệ thống này không chỉ sản xuất ra kim loại đồng hiệu quả mà còn tạo ra các sản phẩm phụ như axit sunfuric, góp phần bảo vệ môi trường và tái chế tài nguyên.
Quá trình tinh chế
Sau khi nấu chảy, đồng cần được tinh chế thêm thông qua quá trình tinh luyện bằng lửa để cuối cùng thu được kim loại đồng chất lượng cao. Trong quá trình này, việc quản lý tiêu thụ năng lượng và an toàn vận hành cũng được chú trọng.
Chuỗi quy trình khai thác quặng đồng này không chỉ đại diện cho sự phát triển của công nghệ mà còn là một phần trong sự phát triển của xã hội loài người. Việc khai thác đồng có vẻ bình thường, nhưng nó liên quan đến nhiều nguyên tắc khoa học và thách thức kỹ thuật. Đối mặt với các loại quặng tàu khác nhau và nhu cầu ngày càng tăng, công nghệ khai thác trong tương lai sẽ phải đối mặt với thử thách lớn về cách tối ưu hóa hiệu quả và bảo vệ môi trường?
