तांबा प्रगलन और वर्गीकरण
तांबा प्रगलन
तांबे की खदान से निकाले गए तांबे के अयस्क को लाभकारी बनाने के बाद तांबे का सांद्र या तांबे का अयस्क रेत बन जाता है जिसमें तांबे की मात्रा अधिक होती है। तांबे के सांद्र को गलाने और निकालने की आवश्यकता होती है, तभी उसे परिष्कृत तांबा और तांबे के उत्पाद बनाया जा सकता है।
ए. इलेक्ट्रोलाइटिक तांबा और परिष्कृत तांबा
उद्योग में इस्तेमाल होने वाले तांबे में इलेक्ट्रोलाइटिक तांबा (जिसमें 99.9% से 99.95% तांबा होता है) और परिष्कृत तांबा (जिसमें 99.0% से 99.7% तांबा होता है) शामिल है। पहले वाले का इस्तेमाल इलेक्ट्रिकल उद्योग में विशेष मिश्रधातु, धातु के तार और तार बनाने के लिए किया जाता है। दूसरे वाले का इस्तेमाल अन्य मिश्रधातु, तांबे के पाइप, तांबे की प्लेट, शाफ्ट आदि बनाने के लिए किया जाता है।
बी. तांबा गलाने की प्रक्रिया
तांबा धातुकर्म प्रौद्योगिकी का विकास एक लंबी प्रक्रिया से गुजरा है, लेकिन तांबा गलाने का काम अभी भी मुख्य रूप से पाइरोमेटेलर्जी पर आधारित है, और इसका उत्पादन दुनिया के तांबे के उत्पादन का लगभग 85% है। आधुनिक हाइड्रोमेटेलर्जिकल तकनीक को धीरे-धीरे बढ़ावा दिया जा रहा है, और हाइड्रोमेटेलर्जी की शुरूआत ने तांबे की गलाने की लागत को बहुत कम कर दिया है।
आइए, तांबा गलाने की दो विधियों, पाइरोमेटेलर्जी और हाइड्रोमेटेलर्जी (एसएक्स-ईएक्स) पर करीब से नज़र डालें।
क. पायरोमेटेलर्जिकल तांबा प्रगलन:
कैथोड कॉपर, जिसे इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर के रूप में भी जाना जाता है, गलाने और इलेक्ट्रोलाइटिक रिफाइनिंग के माध्यम से उत्पादित किया जाता है, जो आम तौर पर उच्च ग्रेड वाले कॉपर सल्फाइड अयस्कों के लिए उपयुक्त होता है। पाइरोमेटेलर्जी में आम तौर पर पहले अयस्क ड्रेसिंग के माध्यम से मूल अयस्क के कुछ प्रतिशत या कुछ हज़ारवें हिस्से की तांबे की मात्रा को 20-30% तक बढ़ाना और फिर इसे बंद ब्लास्ट फर्नेस, रिवरबेरेटरी फर्नेस, इलेक्ट्रिक फर्नेस या फ्लैश फर्नेस में मैट गलाने के लिए तांबे के सांद्रण के रूप में उपयोग करना शामिल है। परिणामी मैट (मैट) को फिर कच्चे तांबे में उड़ाने के लिए एक कनवर्टर में भेजा जाता है, और फिर अशुद्धियों को हटाने के लिए एक अन्य रिवरबेरेटरी फर्नेस में ऑक्सीकरण और परिष्कृत किया जाता है, या इलेक्ट्रोलिसिस के लिए एनोड प्लेटों में डाला जाता है, जिससे 99.9% तक के ग्रेड के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक तांबा प्राप्त होता है। यह प्रक्रिया छोटी और अनुकूलनीय है, और तांबे की वसूली दर 95% तक पहुंच सकती है, लेकिन क्योंकि अयस्क में सल्फर को मैट बनाने और उड़ाने के दो चरणों में सल्फर डाइऑक्साइड अपशिष्ट गैस के रूप में छुट्टी दे दी जाती है, इसे पुनर्प्राप्त करना आसान नहीं है और प्रदूषण का खतरा है। हाल के वर्षों में, पायरोमेटैलर्जी धीरे-धीरे निरंतर और स्वचालित प्रगलन की ओर विकसित हुई है, जैसे कि चांदी विधि, नोरेन्डा विधि और जापान में मित्सुबिशी विधि।
कॉपर कंसंट्रेट के अलावा, स्क्रैप कॉपर भी रिफाइंड कॉपर के लिए मुख्य कच्चा माल है, जिसमें पुराना स्क्रैप कॉपर और नया स्क्रैप कॉपर शामिल है। पुराना स्क्रैप कॉपर पुराने उपकरणों और पुरानी मशीनों, परित्यक्त इमारतों और भूमिगत पाइपों से आता है; नया स्क्रैप कॉपर प्रसंस्करण संयंत्रों द्वारा छोड़े गए कॉपर स्क्रैप से आता है (कॉपर सामग्री का आउटपुट अनुपात लगभग 50% है)। आम तौर पर, स्क्रैप कॉपर की आपूर्ति अपेक्षाकृत स्थिर होती है। स्क्रैप कॉपर को निम्न में विभाजित किया जा सकता है: नंगे स्क्रैप कॉपर (90% से ऊपर ग्रेड); पीला स्क्रैप कॉपर (तार); कॉपर युक्त सामग्री (पुरानी मोटर, सर्किट बोर्ड); स्क्रैप कॉपर और अन्य समान सामग्रियों से उत्पादित कॉपर, जिसे रीसाइकिल कॉपर भी कहा जाता है।
ख. गीला तांबा प्रगलन:
जहाज निम्न-श्रेणी के कॉपर ऑक्साइड के लिए उपयुक्त है, तथा उत्पादित परिष्कृत कॉपर इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर है। आधुनिक गीले गलाने में सल्फ्यूरिक एसिड रोस्टिंग-लीचिंग-इलेक्ट्रोलिटिक, लीचिंग-एक्सट्रैक्शन-इलेक्ट्रोलिटिक, बैक्टीरियल लीचिंग और अन्य विधियाँ शामिल हैं, जो निम्न-श्रेणी के जटिल अयस्कों, कॉपर ऑक्साइड अयस्कों और कॉपर युक्त अपशिष्ट अयस्कों के हीप लीचिंग, टैंक लीचिंग या इन-सीटू लीचिंग के लिए उपयुक्त हैं। गीले गलाने की तकनीक को धीरे-धीरे बढ़ावा दिया जा रहा है, और इस सदी के अंत तक इसके कुल उत्पादन का 20% तक पहुँचने की उम्मीद है। गीले गलाने की शुरूआत ने तांबे की गलाने की लागत को बहुत कम कर दिया है।
प्रक्रिया प्रवाह चार्ट इस प्रकार है: उनमें से, तांबा निष्कर्षण (पानी की परत से तांबे के कार्बनिक परत में प्रवेश करने की प्रक्रिया) और वापस निष्कर्षण (कार्बनिक परत से तांबे के पानी की परत में प्रवेश करने की प्रक्रिया) आधुनिक हाइड्रोमेटेलर्जी के महत्वपूर्ण तकनीकी साधन हैं।
पायरोमेटेलर्जी और हाइड्रोमेटेलर्जी की दो प्रक्रियाओं की निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
(1) उत्तरार्द्ध का गलाने का उपकरण सरल है, लेकिन अशुद्धता सामग्री अधिक है, जो पूर्व के लिए एक लाभदायक पूरक है।
(2) उत्तरार्द्ध की सीमाएँ हैं और यह अयस्क के ग्रेड और प्रकार के अधीन है।
(3) पूर्व की लागत बाद वाले की तुलना में अधिक है।
यह देखा जा सकता है कि हाइड्रोमेटेलर्जी तकनीक के बहुत से फायदे हैं, लेकिन इसके इस्तेमाल का दायरा सीमित है। इस प्रक्रिया का उपयोग करके सभी तांबे की खदानों को गलाना संभव नहीं है। हालाँकि, तकनीकी सुधारों के माध्यम से, हाल के वर्षों में, संयुक्त राज्य अमेरिका, चिली, कनाडा, ऑस्ट्रेलिया, मैक्सिको और पेरू सहित अधिक से अधिक देशों ने इस प्रक्रिया को अधिक तांबे की खदानों में लागू किया है। हाइड्रोमेटेलर्जी तकनीक के सुधार और इसके अनुप्रयोग को बढ़ावा देने से तांबे की उत्पादन लागत कम हुई है, तांबे की खदानों की उत्पादन क्षमता बढ़ी है, अल्पावधि में सामाजिक संसाधनों की आपूर्ति बढ़ी है, कुल सामाजिक आपूर्ति का सापेक्ष अधिशेष हुआ है, और कीमतों पर इसका प्रभाव पड़ा है।
