استخراج مس با استفاده از اسید سولفوریک

استخراج مس با استفاده از اسید سولفوریک

اسید سولفوریک ماده شیمیایی خورنده و واکنش دهنده است که به هر نسبتی در آب حل می¬شود. این ماده نام های دیگری مثل سولفوریک اسید، جوهر گوگرد و سولفات هیدروژن دارد.

اسید سولفوریک از مواد شیمیایی پرکاربرد است و در واکنش های شیمیایی و فرآیند تولید ترکیبات مختلف کاربرد زیادی دارد. یکی از موارد استفاده از اسید سولفوریک، برای استخراج مس می¬باشد. مس از جمله فلزاتی است که علاوه بر ترکیب به صورت آزاد هم در طبیعت یافت می¬شود. خواص مکانیکی آلیاژهای مس با قلع، روی، آلومینیوم و سایر عناصر نسبت به مس خالص بیشتر است و کاربرد زیادی در صنایع مختلف دارد. آلیاژ مس با آلومینیوم بیشترین استفاده را در صنعت دارد. کانه های مس به سه صورت سولفید، کربنات و سیلیکات در طبیعت یافت می¬شوند. هم¬چنین مس به صورت آزاد نیز در طبیعت وجود دارد.

یکی از روش های فرآوری مس از کانه های معدنی، فرآیند هیدرومتالورژی استخراج مس است که بدلیل ویژگی های مثبتی که در زمینه¬ی اقتصادی و رعایت جوانب زیست محیطی دارد، نقش زیادی در تولید این فلز داشته است. در روش هیدرومتالورژی کانه مورد استفاده، کانه اکسیدی مس می¬باشد، البته امروزه تحقیقات و پژوهش های زیادی جهت ارائه روش های مناسب برای کانه های سولفیدی مس انجام گرفته است. کانه های کم عیار، یکی دیگر از ویژگی های مثبت فرآیند هیدرومتالورژی استحصال مس است که این ویژگی باعث افزایش کاربرد این روش طی چند سال اخیر شده. در ایران نیز واحد لیچینگ سرچشمه راه اندازی شده و هرسال با این روش مقداری کاتد مس تولید می¬شود. استفاده از روش هیدرومتالورژی به دلیل میزان ذخایر موجود، رواج زیادی دارد.

کانه های قابل مصرف در روش هیدرومتالورژی مس

فرآیند هیدرومتالورژی بر اساس استفاده از کانسنگ های سولفیدی و اکسیدی مس است. برای حل شدن مس در روش لیچینگ از اسید های بسیار قوی مثل اسید سولفوریک استفاده می¬شود که در ادامه آن مراحل شامل استخراج با حلال و الکترووینینگ است. در اثر حل شدن مس موجود در کانه های آن در محلول آب، لیچینگ مس ایجاد می¬شود که اکثرا این محلول اسید سولفوریک رقیق می¬باشد. حل شدن مس از همه¬ی کانی های آن حاصل می¬شود اما اکثر مواقع در عملیات انحلال کانی های ثانویه مس مورد استفاده قرار می-گیرند. معمولا کانی های اولیه مس به ویژه کالکوپریت به آرامی لیچ می¬شوند.

استحصال مس بر اساس فرآیند هیدرومتالورژی

امروزه تولید مس با روش هیدرومتالورژی صورت می¬گیرد. روش پیرومتالورژی معایبی از جمله هزینه های سنگین مواد اولیه، سرمایه گذاری زیاد، آلودگی محیط زیست، مصرف زیاد انرژی و نیروی انسانی دارد و به همین دلیل روش هیدرومتالورژی بیشتر مورد توجه قرار گرفته. سازگاری زیاد این روش با محیط زیست و کاهش مصرف انرژی، باعث تحول و پیشرفت این رشته در صنعت متالورژی استخراجی شده است. در سال های اخیر بر اساس آمار و اطلاعات جمع آوری شده، تولید مس و سایر فلزات پایه با توسعه و پیشرفت فرآیند های هیدرومتالورژی، افزایش چشم گیری داشته است به گونه ای که میزان تولید مس با روش هیدرومتالورژی در سال 1998، 15 درصد بوده و در سال 2010، به 27 درصد افزایش یافته. هم¬چنین بر اساس پیش بینی های سازمان های معتبر بین المللی، تولید مس به روش هیدرومتالورژی در آینده روند صعودی داشته و تولید با استفاده از روش پیرومتالورژی به مرور کاهش می¬یابد. در روش هیدرومتالورژی بعد از استخراج کانسنگ های معدنی آنها را تحت عملیات آگلومراسیون و خردایش قرار داده و عملیات انحلال یا لیچینگ روی آنها انجام می¬شود. سپس محلول دارای عنصر معدنی ایجاد می¬شود. در ادامه فلز مس به کمک فرآیندهای پالایش (جدایش با حلال یا تبادل یونی و الکترووینینگ) از محلول حاصل می¬شود. روش های انحلال را در دو دسته کلی انحلال بدون کمک میکروارگانیسم ها و انحلال با کمک میکروارگانیسم ها تقسیم بندی می¬شوند. در طول فرآیند لیچینگ کانسنگ دارای کانی فلزاتی از جمله مس به وسیله ی یک عامل شیمیایی مثل اسید سولفوریک قابل حل بوده و در مجاورت محلول آبی حاوی اسید سولفوریک قرار می¬گیرند. سپس در شرایط فیزیکی و شیمیایی مناسب انحلال صورت گرفته و در اثر این انحلال عناصر مورد نظر به صورت یون درآمده و سپس از آن جدا می¬شوند. <Br>

روش لیچینگ نیز انواع مختلفی دارد از جمله:

لیچینگ مخزنی

لیچینک درجا

لیچینگ ستونی

فروشویی انباره ای

روش هیپ لیچینگ