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銅的神奇旅程：你知道銅礦石是如何轉變為金屬的嗎？
銅的提取過程是一個複雜而多樣的流程，涉及從礦石中提煉出金屬銅的各種物理、化學和電化學方法。隨著技術的進步，不同國家的提煉方法也有所不同，這些變化涵蓋了礦源、本地環境法規和其他影響因素。
銅的使用歷史已經悠久，最早可以追溯到公元前7480年，北美的古銅文化紀錄為世界上最早的銅礦石提取技術之一。
歷史背景
人類對銅的提取可以追溯到新石器時代，最早的銅被冷鍛造成器物。如在土耳其東部的Çayönü Tepesi挖掘出來的物品，日期可能在公元前7200年至6600年之間，顯示了早期人類已經開始利用銅。以色列的Timna Valley則是最古老的銅礦採掘地，早在公元前4000年就已經在利用。
冶煉過程
直到20世紀下半葉，冶煉硫化礦幾乎是提煉銅金屬的唯一方式。從2002年開始，全球80%的原銅生產來自銅-鐵-硫礦物，絕大多數通過冶煉提取。傳統上，冶煉作業會被置於靠近採礦處，以減少運輸成本。在隨著銅礦的開採，其金屬含量逐漸降低，因此需要先對礦石進行濃縮，再進行冶煉以降低能源成本。
發展泡沫浮選技術的出現標誌著礦物加工的一大進步，這有效提高了銅的提取效率，降低了損失。
濃縮技術
21世紀時，銅礦石的平均品位低於0.6%，而經濟可提取礦物的比例則低於總礦石體積的2%。因此，必須對所有採礦作業進行濃縮處理。通常的處理方式是利用潛水設備分離礦物，並藉助泡沫浮選技術來提高濃度。
泡沫浮選法
在泡沫浮選過程中，破碎的礦石會與水和化學藥劑混合，使硫化礦物附著在空氣泡上。這些氣泡會浮出水面形成泡沫，從中收集濃縮的銅礦物。有時，還會進行二次處理以去除其他不需要的礦物雜質，進一步提高銅的純度。
氫冶金技術
氧化銅礦石的提取常用氫冶金技術，即將氧化物通過堆浸或傾倒浸出。在這一過程中，硫酸將銅浸出，隨後進行溶劑萃取以純化銅的持液。
選擇合適的提取方法至關重要，因為不同礦石類型的化學成分和物理特性會顯著影響提取效率。
冶煉與轉換過程
來自冶煉的銅熔渣中，銅的含量大多在30%至70%之間。此階段涉及將鎳和硫從熔化的銅熔渣中去除。冶煉後的產物被稱為膨脹銅，純度可達98%。這種制度不僅能生成高效的銅金屬，還能產生硫酸等副產品，這進一步促進環保和資源循環。
精煉過程
在冶煉完成後，銅還需要進一步通過火精煉進行純化，最終獲得高品質的銅金屬。在這一過程中，予以重視的還包括能量消耗的管理及運行安全。
這一系列來源於銅礦石的提取過程不僅代表著一項技術的演變，還是人類社會發展的一部分。銅的提煉看似平常，但卻蘊藏著多重科學原理與技術挑戰。面對不同的船礦石類型與日益增長的需求，未來的提取技術將會面臨如何優化效率與保護環境的重大考驗？
