प्रगलन प्रक्रिया

प्रगलन प्रक्रिया

पाइरोमेटेलर्जिकल 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 कॉपर सल्फाइड अयस्कों के लिए उपयुक्त होता है। पाइरोमेटेलर्जी में आम तौर पर पहले मूल अयस्क की तांबे की मात्रा को कुछ प्रतिशत या तांबे के हजारवें हिस्से के साथ लाभकारीकरण के माध्यम से 20%-30% तक बढ़ाना और फिर पिघले हुए मैट (मैट) को बंद ब्लास्ट फर्नेस, रिवरबेरेटरी फर्नेस, इलेक्ट्रिक फर्नेस या फ्लैश फर्नेस में कॉपर कंसंट्रेट के रूप में गलाना शामिल है। उत्पादित पिघले हुए 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 99.9% तक के ग्रेड के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस के लिए एनोड प्लेटों में डाला जाता है। प्रक्रिया छोटी और अनुकूलनीय है, और तांबे की वसूली दर 95% तक पहुंच सकती है। हालांकि, 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 कारण बनना आसान है। 1990 के दशक में, चांदी की विधि और नोरंडा विधि और जापान की मित्सुबिशी विधि जैसे पिघले हुए पूल गलाने का काम सामने आया और पाइरोमेटेलर्जी धीरे-धीरे निरंतर और स्वचालित की ओर विकसित हुई।
तांबे के अयस्क से तांबे को गलाना: उदाहरण के तौर पर चाल्कोपीराइट को लेते हुए, सबसे पहले, सांद्र रेत, फ्लक्स (चूना पत्थर, रेत, आदि) और ईंधन (कोक, लकड़ी का कोयला या एन्थ्रेसाइट) को मिलाया जाता है और लगभग 1000 डिग्री पर गलाने के लिए एक "बंद" ब्लास्ट भट्टी में डाल दिया जाता है। नतीजतन, अयस्क में सल्फर का हिस्सा SO₂ (सल्फ्यूरिक एसिड बनाने के लिए उपयोग किया जाता है) बन जाता है, और आर्सेनिक और एंटीमनी जैसी अधिकांश अशुद्धियाँ As₂O₃ और Sb₂O₃ जैसे वाष्पशील पदार्थ बन जाती हैं और हटा दी जाती हैं: 2CuFeS₂+O₂=Cu₂S+2FeS+SO₂↑। आयरन सल्फाइड का हिस्सा ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है: Cu2S और शेष FeS आदि मिलकर पिघलकर "मैट" बनाते हैं (मुख्य रूप से Cu2S और FeS के परस्पर विघटन से बनता है, जिसमें 20% से 50% के बीच तांबे की मात्रा और 23% से 27% के बीच सल्फर की मात्रा होती है), और FeO और SiO2 मिलकर स्लैग बनाते हैं: FeO+SiO2=FeSiO2. स्लैग पिघले हुए मैट पर तैरता है और इसे अलग करना आसान होता है, जिससे कुछ अशुद्धियाँ दूर हो जाती हैं. फिर मैट को एक कनवर्टर में ले जाया जाता है, और फ्लक्स (क्वार्ट्ज रेत) जोड़ने के बाद, हवा को उड़ाने के लिए अंदर उड़ाया जाता है (1100-1300 डिग्री)। चूँकि तांबे की तुलना में लोहे में ऑक्सीजन के लिए अधिक आकर्षण होता है, और तांबे में लोहे की तुलना में सल्फर के लिए अधिक आकर्षण होता है, इसलिए मैट में मौजूद FeS को पहले FeO में बदला जाता है, जो फ्लक्स के साथ मिलकर स्लैग बनाता है, और फिर Cu2S को Cu2O में बदला जाता है, जो Cu2S के साथ प्रतिक्रिया करके कच्चा तांबा बनाता है (जिसमें लगभग 98.5% तांबा होता है)। 2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂↑, 2Cu₂O+Cu₂S=6Cu+SO₂↑, फिर कच्चे तांबे को रिवरबेरेटरी भट्टी में ले जाएँ, फ्लक्स (क्वार्ट्ज रेत) डालें, और कच्चे तांबे में अशुद्धियों को ऑक्सीकरण करने के लिए हवा में जाने दें, जिसे फ्लक्स के साथ स्लैग बनाकर हटाया जाएगा। अशुद्धियों को एक निश्चित सीमा तक हटाने के बाद, भारी तेल का छिड़काव किया जाता है, और भारी तेल के दहन से उत्पन्न कार्बन मोनोऑक्साइड जैसी कम करने वाली गैसें उच्च तापमान पर तांबे में कप्रस ऑक्साइड को कम करती हैं। प्राप्त परिष्कृत तांबे में लगभग 99.7% तांबा होता है।
तांबे के सांद्रण के अलावा, स्क्रैप कॉपर रिफाइंड कॉपर के लिए मुख्य कच्चे माल में से एक 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 (तांबे की सामग्री का उत्पादन 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 को रीसाइकिल कॉपर भी कहा जाता है।
गीला तांबा प्रगलन
जहाज़ निम्न-श्रेणी के कॉपर ऑक्साइड के लिए उपयुक्त है, और उत्पादित परिष्कृत कॉपर को इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर कहा जाता 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 ढेर लीचिंग, टैंक लीचिंग या ऑन-साइट 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।
घरेलू स्थिति
तांबा गलाने का उद्योग राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में एक बुनियादी उद्योग है। विशेष रूप से, मेरा देश औद्योगीकरण के चरण में है, और तांबे की मांग ने उच्च विकास दर बनाए रखी है। राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में तांबा गलाने के उद्योग की स्थिति में सुधार जारी रहेगा।
विश्व वितरण
दुनिया के तांबे के अयस्क संसाधन अपेक्षाकृत समृद्ध हैं। तांबे को उसके अयस्क से निकालना मुश्किल नहीं है, लेकिन दोहन योग्य भंडार अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं। स्वीडन के फालुन में तांबे की खदान जैसी कुछ खदानें 13वीं शताब्दी से ही बहुत बड़ी संपदा का स्रोत रही हैं। इस धातु को निकालने का एक तरीका सल्फाइड अयस्क को पकाना और फिर इससे बनने वाले कॉपर सल्फेट को पानी से अलग करना है। लोहे के बुरादे की सतह पर बहने के बाद, तांबा अवक्षेपित हो जाएगा, और बनने वाली पतली परत को अलग करना आसान है। दुनिया का सिद्ध तांबा लगभग 350 मिलियन से 570 मिलियन टन है, जिसमें से पोर्फिरी तांबे की खदानें कुल का लगभग 76% हिस्सा हैं। क्षेत्रीय वितरण के दृष्टिकोण से, दुनिया में सबसे समृद्ध तांबे के भंडार वाले पाँच क्षेत्र हैं:
अफ्रीका: कांगो में लुइलू (कोलवेज़ी), जाम्बिया में शितुरु, लुआंश्या और बालिबा, मुफुलिरा, नचांगा टीएलपी, नकाना (रोकाना)।
एशिया: चीन सिल्वर (जिनचुआन)/गांसु, शेडोंग/यांगगु ज़ियांगगुआंग कॉपर डे, गुइक्सी, हुलुडाओ, जिनचांग, ​​शंघाई, तियानजिन, युन्नान, भारत पार्ला कॉपर (दहेई), तूतीकोरिन, ईरान सरचेसमे, जापान बेशी/एहिमे (टोयो स्मेल्टर), कोसाका (अकिता) नाओशिमा (कागावा), ओनाहामा (फुकुशिमा), सागा सेकी (ओइता), तामानो (ओकायामा), कजाकिस्तान बाल्कश्मिस, झेज्काज़गन स्मेल्टर, दक्षिण कोरिया ऑनसन स्मेल्टर I, ऑनसन स्मेल्टर II, फिलीपींस इसाबेल/राइट (फिलीपीन स्मेल्टिंग एंड रिफाइनिंग एसोसिएशन), उज्बेकिस्तान अल्मालिक स्मेल्टर।
यूरोप: ब्रिक्सलेग, ऑस्ट्रिया; बीयर्स, बेल्जियम; होबोकेन, यूएम पिरडॉप, फिनलैंड; हैम्बर्ग, जर्मनी; हेटरस्टीन, लूनेन 170, इटली; पोडेमाग्रा, पोलैंड; ग्लोगोव I, ग्लोगोव II, लेग्निका स्मेल्टर, रोमानिया; किरोवग्राद (कराटा), रूस; क्रास्नोउराल्स्क स्मेल्टर, नादेज़्दिंस्की, नोरिल्स्क स्मेल्टर, सेंट्रल यूराल्स स्मेल्टर, स्पेन; लून द्वीप, स्वीडन; वॉल्सॉल, यूके; बोर, यूगोस्लाविया।