「レッドメタル」とも呼ばれる銅は、基本的な配線からグリーン エネルギーへの移行に至るまで、あらゆるものに欠かせない現代社会の根幹です。{0}}しかし、銅含有量が 1% 未満の岩石が、どのようにして 99.99% の純度の陰極になるのでしょうか?
このガイドでは、採掘、選鉱、そして 2 つの主要な製錬ルートである乾式冶金と湿式冶金を通じた銅の複雑な過程を詳しく説明します。
1. 採掘と選鉱: 集中の芸術
旅は地下または露天掘りで始まり、そこで鉱石が廃岩から分離されます。この段階では、銅のグレードは多くの場合次のように低くなります。0.4%。製錬を実行可能にするには、この鉱石を「ドレスアップ」または濃縮する必要があります。
受益プロセス:
- 3 段階の粉砕:回転式クラッシャーとコーンクラッシャーを使用して、巨大な岩石を細かい粒子に粉砕します。
- 研削：ボールミルは鉱石を小麦粉よりもはるかに細かい微粉末（200～350メッシュ）に粉砕します。
- 泡浮選:これは「魔法の」ステップです。水が満たされたタンクに化学試薬が加えられます。-銅-を含むミネラルは気泡に付着して泡として表面に浮き上がり、老廃物（脈石）は沈みます。
- 脱水：泡を収集し、濃縮し、濾過して生成します。銅精鉱、銅含有量を高める0.4%～30%超.
2. 乾式冶金: 火災ルート
乾式冶金が主要な方法であり、約世界の銅生産量の75%、主に硫化鉱石から。
4 つの主要な段階:
- 精錬 (濃縮物 → マット):高熱炉（自溶炉など）では、精鉱が溶解されます。銅と鉄はシリカとアルミナから分離し、重い物質を形成します。コッパーマット(銅+硫黄)。
- 変換 (マット → ブリスターカッパー):空気または酸素をマットに吹き込み、鉄と硫黄を酸化させます。結果はブリスターカッパー(純度約 98.5%)、ガスが逃げることによって形成される泡にちなんで名付けられました。
- イノベーションのスポットライト:の「ダブルフラッシュ」処理は現代のゴールドスタンダードであり、水の消費量を 75% 削減し、最大 99.9% の硫黄を捕捉します。
3.ファイアーリファイニング（ブリスター→アノード）：ヒ素や錫などの不純物を酸化除去します。溶けた銅は次に鋳造されます。陽極板(99.2% - 99.7% 純度)。
4.電解精製（陽極→陰極）：最後のステップ。陽極板を電解槽に置きます。直流を使用すると、銅イオンが陰極に移動し、不純物が「陽極スライム」に残ります。結果は、99.99% 純度の銅カソード.
3. 湿式冶金: 「湿式」プロセス
約を考慮して10-20%この方法は、低品位の酸化鉱石や複雑な鉱物の生産に最適です。{0}資本コストが低く、環境に優しい ($SO_2$ 排出がない) ため、好まれています。
SX-EW プロセス:
- 浸出:溶媒（通常は硫酸）は鉱石からの銅を溶解します。
- 溶媒抽出 (SX):特定の試薬が、汚れた浸出液から銅イオンを「引き抜き」ます。
- 電解採取 (EW):銅は、電気化学プロセスを通じて精製溶液から回収され、電銅.
長所:低コストで大気汚染もありません。
短所:黄銅鉱（最も一般的な銅鉱物）の生産効率が低く、貴金属副生成物の回収が困難です。-
4. 二次銅: 無限の金属
銅はその特性を失うことなく 100% リサイクル可能です。現在、リサイクル（二次）銅がその大半を占めています。40%-55%世界的な供給量。
- 直接使用:高純度のスクラップは単純に再溶解されます。-
- 間接的な使用:低品位のスクラップは、乾式冶金のルートと同様に、製錬と精製を受けます。-
- グリーンテック:のような新しいテクノロジーNGL炉はリサイクルに革命をもたらし、効率を 20% 向上させ、排出量を 65% 削減しています。
概要: 銅の未来
銅業界は 3 つの明確な目標に向かって進化しています。
- 技術的なアップグレード:効率の向上を目指して「ダブルフラッシュ」炉と NGL 炉に移行中。
- 循環経済:リサイクル銅の比率を高めてループを閉じる。
- 脱炭素化:世界的な ESG 基準を満たすために硫黄の回収と水のリサイクルを改善します。
銅の精錬を理解することは、単に工業化学について学ぶだけではなく、{0}}世界的なエネルギー転換の基礎を理解することにもつながります。
