Стадии производства меди: KAZ Minerals | Процесс производства меди

Содержание

способы, технология, схема производства, методы в промышленности

Особенности медных руд

Медьсодержащие руды характеризуются как многоэлементные. Наиболее часто встречающиеся соединения бывают с:

  • железом;
  • серой;
  • медью.

В незначительной концентрации могут присутствовать:

  • никель;
  • золото;
  • платина;
  • серебро.

Месторождения во всем мире имеют примерно одинаковый набор химических элементов в составе руды, отличаются лишь их процентным соотношением. Чтобы получить чистый металл, используют различные промышленные способы. Почти 90% металлургических предприятий используют одинаковый метод производства чистой меди – пирометаллургический.

Один из самых больших карьеров по добыче руди приносит 17 миллионов тонн меди в год

Схема этого процесса позволяет также получать металл из вторичного сырья, что для промышленности является существенным плюсом. Поскольку месторождения относятся к группе не восполняемых – запасы с каждым годом уменьшаются, руды беднеют, а их добыча и производство становится дорогим. Это, в конечном счете, влияет на цену металла на международном рынке. Кроме пирометаллургического метода, существуют еще способы:

  • гидрометаллургический;
  • метод огневого рафинирования.

Стадии пирометаллургического производства меди

Общие способы получения метала из руды

Промышленное получение меди с использованием пирометаллургического способа имеет преимущества перед другими методами:

  • технология обеспечивает высокую производительность – с ее помощью можно получать метал из породы, в которой содержание меди даже ниже 0,5%;
  • позволяет эффективно перерабатывать вторичное сырье;
  • достигнута высокая степень механизации и автоматизации всех этапов;
  • при его использовании значительно сокращаются выбросы вредных веществ в атмосферу;
  • метод экономичный и эффективный.

Обогащение

Схема обогащения руды

На первом этапе производства необходимо подготовить руду, которую доставляют на обогатительные комбинаты прямо с карьера или шахты. Часто встречаются большие куски породы, которые предварительно нужно измельчить.

Происходит это в огромных дробильных агрегатах. После дробления получается однородная масса, с фракцией до 150 мм. Технология предварительного обогащения:

  • в большую емкость засыпается сырье и заливается водой;
  • затем добавляется кислород под давлением, чтобы образовалась пена;
  • частицы металла прилипают к пузырькам и поднимаются наверх, а пустая порода оседает на дне;
  • далее, медный концентрат отправляется на обжиг.

Обжиг

Этот этап направлен на то, чтобы максимально снизить содержание серы. Рудную массу помещают в печь, где устанавливается температура 700–800оС. В результате термического воздействия содержание серы сокращается в два раза. Сера окисляется и испаряется, а часть примесей (железа и других металлов) переходит в легкошлакуемое состояние, которое облегчит в дальнейшем плавку.

Обжиг руды для снижения уровня серы

Этот этап можно опустить, если порода богатая и содержит после обогащения 25–35% меди, его используют только для бедных руд.

Плавка на штейн

Технология плавки на штейн позволяет получить черновую медь, которая различается по маркам: от МЧ1 – самая чистая до МЧ6 (содержит до 96% чистого металла). В ходе процесса плавки, сырье погружается в специальную печь, в которой температура поднимается до 1450оС.

Технология переработки медной руды и получение черной меди

После расплавления массы она продувается сжатым кислородом в конвертерах. Они имеют горизонтальный вид, а дутье осуществляется через боковое отверстие. В результате продува сульфиды железа и серы окисляются и переводятся в шлак. Тепло в конвертере образуется за счет протекания раскаленной массы, он дополнительно не нагревается.

Температура при этом составляет 1300оС.

Общая схема выплавки меди

На выходе из конвертера получают черновой состав, который содержит до 0,04% железа и 0,1% серы, а также до 0,5% прочих металлов:

  • олова;
  • сурьмы;
  • золота;
  • никеля;
  • серебра.

Такой черновой металл отливается в слитки массой до 1200 кг. Это так называемая анодная медь. Многие производители останавливаются на этом этапе, реализуют такие слитки. Но поскольку часто производство меди сопровождается добычей драгоценных металлов, которые содержатся в руде, то на обогатительных комбинатах используется технология рафинирования чернового сплава. При этом выделяются и сохраняются прочие металлы.

Рафинирование с использованием катодной меди

Технология получения рафинированной меди довольно простая. Ее принцип используют даже для чистки медных монет от окислов в домашних условиях. Схема производства выглядит следующим образом:

Слитки рафинированной меди

  • черновой слиток помещается в ванну с электролитом;
  • в качестве электролита используется раствор со следующим содержанием:
    • сульфат меди – до 200 г/л;
    • серная кислота – 135–200 г/л;
    • коллоидные добавки (тиомочевина, столярный клей)– до 60 г/л;
    • вода.
  • температура электролита должна быть до 55оС;
  • помещаются в ванну пластины катодной меди – тонкие листы чистого металла;
  • подключается электричество. В это время происходит электрохимическое растворение металла. Частицы меди концентрируются на катодной пластине, а прочие включения оседают на дне и называются шлам.

Для того, чтобы процесс получения рафинированной меди протекал быстрее, анодные слитки должны быть не более 360 кг.

Весь процесс электролиза протекает в течение 20–28 суток. За этот период вынимают катодную медь до 3–4 раз. Вес пластин получается до 150 кг.


Как это делается: добыча меди

В процессе рафинирования, на катодной меди могут образовываться дендриты – наросты, которые сокращают расстояние до анода. В результате чего снижается скорость и эффективность реакции. Поэтому, при возникновении дендритов, их незамедлительно удаляют.

Технология гидрометаллургического производства меди

Медная руда также может содержать золото

Этот способ не получил широкого распространения, поскольку, при этом можно потерять драгоценные металлы, содержащиеся в медной руде.

Его использование оправдано, когда порода бедная – содержит менее 0,3% красного металла.

Как получить медь гидрометаллургическим способом?

Вначале порода измельчается до мелкой фракции. Затем помещается в щелочной состав. Чаще всего используют растворы серной кислоты или аммиака. Во время реакции медь вытесняется железом.

Цементация меди железом

Оставшиеся после выщелачивания растворы солей меди проходят дальнейшую обработку – цементацию:

  • в раствор помещают железную проволоку, листы или прочие обрезки;
  • в ходе химической реакции железо вытесняет медь;
  • в результате металл выделяется в виде мелкого порошка, в котором содержание меди достигает 70%. Дальнейшее очищение происходит путем электролиза с использованием катодной пластины.

Технология огневого рафинирования черновой меди

Этот способ получения чистой меди используется, когда исходное сырье – медный лом.

Процесс протекает в специальных отражательных печах, которые топятся углем или нефтью. Растопленная масса наполняет ванну, в которую вдувают воздух по железным трубам:

  • диаметр труб – до 19 мм;
  • давление воздуха – до 2,5 атм;
  • емкость печи – до 250 кг.

В процессе рафинирования окисляется медное сырье, выгорает сера, затем металлы. Окислы не растворяются в жидкой меди, а всплывают на поверхность. Чтобы их удалить, используется кварц, который помещается в ванну еще до начала процесса рафинирования и размещается вдоль стенок.

Рафинирование меди

Если в металлоломе присутствует никель, мышьяк или сурьма, то технология усложняется. Процент содержания никеля в рафинированной меди можно снизить лишь до уровня 0,35%. Но если присутствуют остальные компоненты (мышьяк и сурьма), то образуется никелевая «слюдка», которая растворяется в меди, и ее удалить не получится.

Видео: Медные руды Урала

Проектные решения освоения Удоканского месторождения меди

Игорь Александрович Темников, технический директор ООО «Байкальская горная компания»

Оператором проекта освоения Удоканского месторождения меди является ООО «БГК», входящее в многопрофильную группу компаний USM. Проект реализуется в соответствии с требованиями лицензии, выданной в 2008 году. Участок недр находится в Каларском районе Забайкальского края, является крупнейшим в России и одним из крупнейших в мире неразработанным месторождением меди.

Финансирование проекта осуществляется за счет собственных средств учредителей компании и кредитных средств.

Настоящая статья основана на материалах проектной документации, получившей положительные заключения государственных экспертиз (государственной и государственной экологической), то есть прошедшая всесторонний анализ экспертами ФГУ «Главгосэкспертиза России» и Росприроднадзора. Кроме того, проектные решения апробированы в рамках многочисленных лабораторных исследований и промышленных испытаний, защищены в Центральной комиссии по разработке месторождений твердых полезных ископаемых, а также рассматривались рядом признанных в мире консалтинговых компаний и коммерческих банков.

Горно-геологические особенности

По геологическим особенностям и характеру распределения полезных компонентов Удоканское месторождение меди отнесено ко II группе сложности строения в соответствии с классификацией запасов месторождений твердых полезных ископаемых (протокол ГКЗ СССР № 4489 от 30. 12.64).

Территория характеризуется резко континентальным климатом, сложным рельефом, развитой речной сетью, высокой сейсмической активностью и активной неотектоникой, сплошным распространением многолетней мерзлоты значительной мощности, сложными условиями обводненности.

Удоканское месторождение меди является стратиформным, образовано медистыми песчаниками и сланцами, включает участки с богатыми (> 2 % Cu) и бедными (<1 % Cu) рудами.

По преобладанию минеральных форм меди на Удоканском месторождении выделены три основных природных разновидности руд: халькозин-борнитовая, брошантит-малахитовая, халькопирит-пиритовая.

Руды характеризуются преимущественно средней степенью окисления, причем среди окисленных минералов преобладают трудноизвлекаемые гидроксил-сульфаты, что является уникальной особенностью Удоканского месторождения. К таким минералам, в частности, относится брошантит.

Характер минерализации по участкам месторождения свидетельствует о крайней неравномерности содержания меди и ее окисленности в толще оруденения. В результате тектонических явлений и большой сейсмичности распределение окисленных руд крайне неравномерно как по глубине, так и по простиранию рудных тел месторождения: фиксируются все технологические сорта руд, от чисто сульфидных до полностью окисленных. Постепенных переходов не отмечается, наоборот, переходы от сульфидных руд к окисленным резкие (см. табл. 1).

Анализ горно-геологических и горнотехнических условий залегания рудных тел, выход рудных тел на дневную поверхность, повышенная устойчивость руды и вмещающих пород, а также значительная глубина минерализации предопределяют применение комбинированного (открыто-подземного) способа разработки месторождения.

С учетом сложных геологических, географических условий, оценки рынка сырья ООО «БГК» был определен порядок освоения Удоканского месторождения, который предусматривает выделение I очереди разработки месторождения с объемом переработки 12 млн т руды в год.

I очередь предполагает разработку Удоканского месторождения в пределах Западного карьера — основного эксплуатационного участка, обеспечивающего до 70–80 % производительности по добыче руды.

Технологическая схема

Результаты ранее проведенных исследований

Технологические исследования по обогащению руд Удоканского месторождения были начаты в 1952 году и проводились многими научно-исследовательскими институтами. С 1952 по 1988 год, кроме геологических проб, были выполнены исследования на более чем 500 малых технологических пробах, 56 лабораторных технологических пробах массой по 1 000 кг и 12 полупромышленных пробах массой по 300–500 т каждая. Кроме лабораторных, укрупненно-лабораторных исследований проводились и полупромышленные испытания.

Исследования обогатимости проб руды Удоканского месторождения проводились ведущими научно-исследовательскими институтами: Механобр, Гинцветмет, ЦНИГРИ, Иргиредмет.

В конце 70-х годов институтом «Механобр» была выполнена комплексная программа испытаний руды Удоканского месторождения, как лабораторных испытаний в периодическом режиме, так и опытно-промышленных. Все испытания проводились с использованием флотационной технологии. В ходе исследований, выполненных Механобром, были проведены тесты на пробах, отобранных с разных участков, с различной степенью окисления минералов меди.

Однако только флотационными методами не удавалось достичь высоких результатов при обогащении смешанных и окисленных руд.

С 1980 по 1985 год в институте «Гинцветмет» проводились полупромышленные испытания по сернокислотному выщелачиванию меди из труднофлотируемых, с повышенным содержанием окисленных минералов руд Удоканского месторождения с выделением меди из растворов сорбцией или экстракцией.

В 1984 году институтом «Гинцветмет» была изучена возможность переработки медного концентрата гидрометаллургическими методами. Коллективный концентрат подвергался атмосферному выщелачиванию, после чего кек выщелачивания подвергался флотационному обогащению с получением товарного сульфидного концентрата.

Проведенные исследования подтвердили возможность применения атмосферного выщелачивания коллективных концентратов, извлечение окисленной меди из которых составляло 97–98 %.

В 1995 году компаниями «Минпрок» (Австралия), «Институт «Гипроцветмет» (Россия) и АООТ «Институт Механобр» (Россия) подготовлено технико-экономическое обоснование строительства горно-металлургического комбината на производительность 7,5 млн т/год.

В технологической схеме, принятой в ТЭО в 1995 году, было предусмотрено выщелачивание коллективного концентрата, кек выщелачивания подвергался нейтрализации, после чего из этого кека путем флотации получали сульфидный концентрат с содержанием 30 %. Из раствора выщелачивания методами жидкостной экстракции и электроэкстракции получали катодную медь.

В рамках программы испытаний, выполненной в МИСиС в 2000–2001 годах, были выполнены исследования по прямому выщелачиванию исходной руды. Технологическая схема, разработанная МИСиС, преду-сматривала дробление руды до крупности 100 % -3 мм, выщелачивание тонкодробленой руды с последующей экстракцией и электроэкстракцией (SX-EW) для получения катодной меди, нейтрализацию и доизмельчение кека с последующим получением сульфидного флотационного концентрата с содержанием меди 30 %. На основе технологического регламента МИСиС институтами «Гипроцветмет» и «Механобр» в 2001 году разработано технико-экономическое обоснование строительства горно-металлургического комбината на производительность 9,0 млн т/год. Разработанная технология была испытана в лабораторном масштабе.

В 2006 году по проекту институтов «Гипроцветмет» и АООТ «Механобр инжиниринг» была введена в эксплуатацию опытно-промышленная фабрика в п. Удокан производительностью 1,5 т/час по исходной руде, что позволило выполнить большой объем полупромышленных и лабораторных исследований. На опытно-промышленной фабрике предусматривалась возможность проведения исследований как по флотации, гидрометаллургической переработке концентратов, так и опыты по прямому выщелачиванию исходной руды, кучному выщелачиванию, гравитационному обогащению.

На ОПК были проведены испытания технологии как прямого выщелачивания исходной руды с последующей флотацией сульфидных минералов, так и технологии флотационного обогащения с последующим выщелачиванием коллективного концентрата, а также их модификаций в полупромышленном масштабе. Многочисленные попытки проведения полномасштабных испытаний по технологии прямого выщелачивания тонкодробленой руды не были успешными из-за аппаратурных проблем: нестабильная работа каскада выщелачивания руды, плохая работа узла фильтрации пульпы после выщелачивания.

С целью разработки оптимальной технологии переработки руд Удоканского месторождения ООО «БГК» был выполнен большой объем дополнительных исследований:

2009 год — исследования по определению индексов работы дробления и шарового измельчения, опыты по флотации руды с включением операции скоростной флотации, с применением различных видов собирателей и сульфидизаторов;

2010 год — опытно-промышленные испытания по селективной флотации сульфидных и окисленных минералов. В рамках испытаний наработано более 30 т сульфидного и окисленного концентратов для после-дующих исследований;

2011 год — опытно-промышленные испытания гидрометаллургических процессов переработки концентратов Удоканского месторождения;

2011 год — исследования по определению возможности предварительного крупнокускового обогащения руд Удоканского месторождения;

2011–2013 годы — программа лабораторных исследований с целью выбора оптимальной технологической схемы для последующего проектирования. В рамках программы проведены исследования по дроблению и измельчению руды, флотации, атмосферному и автоклавному выщелачиванию, сгущению и фильтрации. Выполнено технологическое картирование на 503 пробах;

2011–2013 годы — испытания по кучному выщелачиванию. В рамках испытаний переработано около 70 т руды;

2012 год — технологические исследования по возможности применения атмосферного выщелачивания сульфидного концентрата;

2012 год — оценка контрастности гравитационных свойств двух проб руды Удоканского месторождения меди с целью обоснования гравитационного концентрирования минералов меди и железа;

2012 год — компанией Bateman был выпущен отчет по обоснованию проекта освоения Удоканского месторождения по гидрометаллургической — флотационной схеме;

2012–2013 годы — работы по оценке возможности переработки концентратов Удоканского месторождения пирометаллургическими способами;

2012–2013 годы — исследования по гидрометаллургическому извлечению серебра из сульфидных концентратов Удоканского месторождения;

2013 год — компанией Flour был выполнен технико-экономический расчет «Сравнение технологических схем производства катодной меди и концентратов» по оценке существующих технологических схем переработки руды;

2014 год — на основании сводных данных, полученных по результатам лабораторных и полупромышленных испытаний, был разработан технологический регламент переработки руд Удоканского месторождения Институтом ТОМС.

Основные заключения по результатам ранее проведенных исследований

Руды Удоканского месторождения являются уникальными по объему запасов и своим минералогическим характеристикам, поэтому ни на территории современной России, ни в других странах нет пред-приятий, которые могли бы послужить прямыми аналогами для объективной сравнительной оценки.

Указанные выше особенности руд Удоканского месторождения не позволяют применять к ним традиционные способы обогащения и металлургической переработки. Так, высокое содержание кремнезема (63–78 %) не позволяет применять пирометаллургические процессы, а присутствие в значимых количествах соединений кальция, калия и натрия делает нецелесообразным выщелачивание всего объема руды.

Традиционные схемы гравитационного обогащения также не являются достаточно эффективными, поскольку гравиообогащение ориентировано на контрастность плотностных характеристик ценных компонентов и минералов пустой породы, которой в удоканских рудах не наблюдается.

Флотационные схемы обогащения, реализованные на медных обогатительных фабриках, перерабатываю-щих сульфидные руды, также малоэффективны для переработки руд Удоканского месторождения. При использовании реагентных режимов, традиционных для флотации сульфидов, высокая доля окисленных минералов меди в удоканской руде не позволит достичь высокого извлечения меди в концентрат. Применение сульфидизации поверхности окисленных минералов также не обеспечит высокого качества медного концентрата (≥ 25 %), достаточного для его традиционной переработки на плавильных заводах. 

Для переработки неординарных удоканских руд разработана нестандартная технология, которая, с одной стороны, позволяет эффективно справляться с технологическими особенностями, такими как окисленность медных минералов, а с другой — использовать присущий удоканским рудам уникальный минералогический состав.

В частности, на основании выполненных исследовательских и проектных работ для переработки руд была выбрана новая технологическая схема — флотационное обогащение руды с получением коллективного концентрата, его атмосферное выщелачивание и флотация кека выщелачивания с выделением сульфидного медного концентрата. Указанная технологическая схема запатентована ООО «Байкальская горная компания».

Данная схема в качестве головной операции предусматривает коллективную флотацию с формированием коллективного концентрата, в который на первой стадии коллективной флотации извлекаются преимущественно сульфидные минералы меди, а на второй — окисленные минералы.

Технологическая схема, сочетающая процессы флотации и атмосферного выщелачивания, обеспечивает производство катодной меди на участке жидкостной экстракции/электролиза и сульфидного концентрата с содержанием меди 45 % путем флотации кека выщелачивания.

Для подтверждения показателей переработки руды была выполнена программа исследований, в том числе опыты в замкнутом цикле и полупромышленные испытания. 

В период с 2013 по 2014 год на ОПК в п. Удокан был проведен ряд лабораторных и полупромышленных испытаний, а также исследований по определению степени изменчивости технологических свойств руды (технологическое картирование).

1. Лабораторные исследования для подтверждения технологической схемы флотационного обогащения

Технологические испытания проводились на пробах, сформированных из отдельных проб с различной степенью окисленности, и представляли основные участки Удоканского месторождения.

Пробы 3 и 4 представлены рудами средней окисленности, но с различным содержанием общей меди, проба 7 представляла сульфидный сорт руды, проба 8 — окисленный сорт руды (табл. 2).

Были проведены исследования для определения оптимального выхода коллективного концентрата. Зависимость извлечения меди в коллективный концентрат от выхода коллективного концентрата представлена на рис. 1.

На графике видно, что с увеличением выхода коллективного концентрата растет извлечение меди. Кривые, описывающие извлечение меди, имеют практически одинаковый угол наклона. Представленные данные свидетельствуют о том, что для всех проб с увеличением выхода концентрата наблюдается практически одинаковый прирост извлечения.

Исследования показывают, что оптимальным выходом коллективного концентрата является -20 ± 5 %.

Разработанная схема коллективной флотации позволяет перерабатывать практически все технологические типы удоканских руд (сульфидные, смешанные, окисленные) с достаточно высокими показателями.

2. Лабораторные исследования по определению вариабельности технологических свойств руды (технологическое картирование)

В рамках технологического картирования было сформировано 157 проб, которые охватывали диапазон содержаний меди от 0,10 до 6,43 %, при этом степень окисления медных минералов варьировалась от 1 до 96 %. Отобранные пробы покрывали практически всю разведанную территорию месторождения.

Технологическое картирование всех 157 проб выполнено по флотационно-гидрометаллургической схеме.

Результаты выполненного технологического картирования продемонстрировали большой разброс извлечения меди в коллективный концентрат (рис. 2). С увеличением степени окисления извлечение меди снижается и увеличивается вариативность показателей.

Опыты по атмосферному выщелачиванию коллективного концентрата для проб руды с содержанием окисленной меди более 0,3 % показали стабильно высокое извлечение меди в раствор при атмосферном выщелачивании (95–99 %) из коллективного концентрата вне зависимости от типа руды.

На основе результатов флотационных тестов в замкнутом цикле и оценки изменчивости техноло-гических свойств руды для трех основных типов — сульфидного, оксидного и смешанного были разработаны корреляционные зависимости извлечения меди и серебра от их содержания в руде. 

3. Полупромышленные испытания

В 2013 и 2014 годах на опытно-промышленном комплексе Байкальской горной компании были проведены полупромышленные испытания технологической схемы переработки руды месторождения Удокан. Испытания 2013 года были проведены с целью получения технологических показателей флотационно-гидрометаллургической технологической схемы. В 2014 году в ходе полупромышленных испытаний проводилось подтверждение и уточнение показателей и режимных параметров.

Полупромышленные испытания флотационно-гидрометаллургической схемы проводились в непрерывном режиме при производительности по исходной руде 1,0–1,5 т/ч. Общая масса испытанных проб составила около 850 т.

Испытания проводились на пробе руды, отобранной с участка Медный, который характеризует руду за весь период отработки месторождения. Представительность отобранной пробы была установлена по следующим основным показателям: содержание меди, минеральный и химический состав — и подтверждена специалистами российских и зарубежных организаций (см. табл. 3).

По результатам опробования технологической схемы коллективной флотации за весь период полупромышленных испытаний определена зависимость извлечения меди от выхода коллективного сульфидно-окисленного концентрата (рис. 3).

При проведении полупромышленных испытаний достигнуты стабильные показатели по степени извлечения меди в коллективный сульфидно-окисленный флотационный концентрат на уровне 88,27–89,55 % при его выходе 19–22 %.

Полученные показатели в цикле атмосферного выщелачивания коллективного концентрата подтвердили высокую эффективность сернокислотного выщелачивания окисленных минералов меди, извлекается 96,3–98,4 % окисленной меди от поступающей с коллективным концентратом.

В 2017 году в рамках договора, заключенного Байкальской горной компанией с компанией Outotec, в лаборатории «Механобр Инжиниринг» были проведены исследования по сравнению различных схем обогащения с целью подтверждения и определения возможностей улучшения технологии обогащения и гидрометаллургической переработки руды Удоканского месторождения.

Были выполнены опыты в открытом и замкнутом циклах, а также имитационное моделирование для вариантов селективной флотации сульфидных и оксидных минералов меди. Рассмотрены варианты получения «богатых» сульфидного и оксидного концентратов, а также вариант получения «богатого» сульфидного и «бедного» оксидного концентратов, был также рассмотрен вариант с удалением шламов после первой стадии измельчения и межцикловой флотацией.

В результате опытов были получены селективные сульфидный и оксидный концентраты с содержанием меди в сульфидном концентрате 35,49–36,94 %, в оксидном «богатом» концентрате — 22,51 %, в оксидном «бедном» концентрате — 4,81 % при суммарном извлечении от 87,75 до 91,92 %.

Предлагаемый Outotec технологический процесс включал получение раздельных сульфидного и оксидного концентратов, их атмосферное выщелачивание, дополнительное автоклавное выщелачивание для переработки халькопирита и производства серной кислоты, извлечение меди из растворов по технологии SX-EW.

Опыты по атмосферному выщелачиванию показали, что извлечение меди из концентратов находится на уровне 97 %, а при автоклавной переработке извлечение составляет 99 %.

В сентябре 2018 года были проведены полупромышленные испытания на опытно-промышленном комплексе в п. Удокан по проектной технологической схеме полного цикла с получением продуктов переработки катодной меди и сульфидного концентрата с целью подтверждения проектных показателей. К участию в полупромышленных испытаниях были приглашены международные поставщики оборудования и специалисты проектных и научных институтов, независимых международных консалтинговых компаний, таких как Outotec, FLSmidth, IMC Montan, «Механобр», НИПИИ ТОМС и др. Все участники подтвердили, что результаты испытаний говорят о достижимости проектных показателей технологической схемы.

Приведенный обзор результатов исследований, выполненных за последние 67 лет, показывает достаточную изученность технологических свойств руд Удоканского месторождения.  Были исследованы всевозможные варианты технологии переработки сульфидных, окисленных и смешанных руд. Рассмотрены варианты как чисто флотационных методов обогащения с последующей гидрометаллургической и пирометаллургической переработкой концентратов, так и различные варианты комбинированной технологии, сочетающей флотационные методы и гидрометаллургические процессы.

Исследованы возможности кучного и бактериального выщелачивания исходной руды, возможность предварительного гравитационного обогащения.

На опытно-промышленном комплексе ООО «БГК» с 2006 года по настоящее время были отработаны различные варианты технологии переработки руд Удоканского месторождения меди и подтверждены проектные показатели. 

Выполненный анализ существующих схем переработки руд Удоканского месторождения позволяет утверждать, что наибольшей степенью технической проработки на сегодняшний день обладает вариант с получением коллективного концентрата, его выщелачиванием в атмосферных условиях с получением медьсодержащего раствора и его переработкой по технологии SX-EW с производством катодной меди, флотации кека выщелачивания с формированием товарного сульфидного концентрата, содержащего 40–45 % меди.

В конце 2018 года было получено положительное заключение ФАУ «Главгосэкспертиза России» на проект «Горно-металлургический комбинат «Удокан». I очередь строительства на производительность 12,0 млн т руды в год». Расчет экономической эффективности проекта показал его привлекательность для инвестирования.

Выводы

Таким образом, ООО «Байкальская горная компания» совместно с крупнейшими проектными и научными институтами, независимыми международными консалтинговыми компаниями и поставщиками оборудования выработала в рамках проектирования технические и технологические решения, которые позволят реализовать строительство горно-металлургического комбината в значительной удаленности от крупных населенных пунктов, в сложных горно-геологических, географических и климатических условиях. При этом проект предусматривает высокую экономическую эффективность.

Поделиться статьёй

«Уралэлектромедь» запустила в эксплуатацию новую печь для производства медных гранул

Верхняя Пышма (Свердловская область)

В медеплавильном цехе АО «Уралэлектромедь» (предприятие металлургического комплекса УГМК) введена в эксплуатацию новая отражательная печь для производства медных гранул, которые применяются на начальной стадии получения медного купороса. За одну плавку она перерабатывает 25 тонн сырья, что на 5 тонн больше, чем предыдущий агрегат. В общей сложности новая печь будет выпускать около 16 тыс. тонн продукции в год.

— Это позволит нам увеличить объемы производства медного купороса, используемого в кормовых добавках, — рассказал начальник купоросного цеха АО «Уралэлектромедь» Владимир Ивонин.


Технология получения медных гранул и медного купороса разработана работниками АО «Уралэлектромедь» и запатентована. Очищенную от примесей расплавленную медь разбивают на несколько струй и подают в воду. При соприкосновении с воздушно-водяными потоками получаются медные гранулы. Из медеплавильного цеха они поступают в купоросный цех, где загружаются в аппараты колонного типа. Медные гранулы, смешиваясь с электролитным раствором, нейтрализуют серную кислоту. В результате, после ряда операций на выходе получается медный купорос. Готовая продукция подается на автоматический упаковочный комплекс немецкого производства.


Медный купорос на «Уралэлектромеди» в Верхней Пышме выпускают с 1939 года. За это время было произведено порядка 1,5 млн тонн продукции. Сульфат меди экспортируется более чем в 15 стран мира. Учитывая большой спрос, предприятие освоило выпуск высокочистого и мелкодисперсного купороса с фракцией менее 0,63 мм.

Качество купороса производства «Уралэлектромеди», его экологическая и гигиеническая безопасность соответствуют законодательным нормам Евросоюза. Это подтверждает сертификат Европейской ассоциации по управлению качеством пищевых добавок и кормов (FAMI-QS). Кроме того, медный купорос соответствует требованиям европейского Регламента REACH.


Сульфат меди широко применяется в сельском хозяйстве, машиностроении, металлургии, химической и лакокрасочной промышленности, пищепроме и при проведении строительно-ремонтных работ. В частности, купорос используется для подкормки и удобрения растений, в качестве добавки для производства животноводческих кормов. Сульфат меди предотвращает болезни птиц и скота, его недостаток вызывает тяжелые расстройства обмена веществ у животных. 

Медь — краеугольный камень электромобильной революции

Расширение производства электромобилей и увеличение выработки чистой энергии резко повысят мировой спрос на медь. Богатых медных руд на земле остается все меньше. Стоимость извлечения меди возрастает. А доля вторично переработанной меди в мировом производстве пока крайне незначительна…

 

Медь — это ковкий и пластичный металл, который является отличным проводником тепла и электричества, он также устойчив к коррозии и обладает противомикробными свойствами. Легированная другими металлами, такими как цинк (латунь), алюминий или олово (бронза) или никель, медь может приобрести новые характеристики, необходимые для использования в узкоспециализированных областях.

По данным Геологической службы США (USGS), мировые запасы меди в настоящее время составляют около 830 млн. тонн, а разведанные и прогнозные ресурсы меди оцениваются примерно в 2,1 и 3,5 млрд. тонн соответственно. Последняя цифра не учитывает огромное количество меди, обнаруженной в глубоководных океанических конкрециях, а также в массивных сульфидах на суше и под водой. Текущие и будущие возможности геологической разведки позволяют непрерывно корректировать данные о мировых медных ресурсах в сторону увеличения.

Мировая добыча медной руды в 2018 году достигла 20,6 млн тонн. Больше всего было добыто в Чили (5,8 млн тонн).

Медеплавильное производство в 2018 году составило около 20,1 млн тонн. Китай был крупнейшим производителем черновой меди и анодов (8,6 млн тонн).  В 2018 году на долю Китая приходилось более 40% мирового медеплавильного производства, за ним следуют Япония (8%), Чили (6%) и Российская Федерация (5%).

Медерафинировочное производство в 2018 году увеличилось до 24,1 млн. тонн, включая 4,0 млн. тонн из вторичного сырья. Китай был крупнейшим производителем рафинированной меди в мире (9,4 млн. тонн). В 2018 году на долю Китая приходилось 39% мирового производства рафинированной меди, за ним следовали Чили (10%), Япония (7%) и США (5%).

Потребление рафинированной меди в 2018 году достигло 24,5 млн. тонн. Все тот же Китай был крупнейшим потребителем (около 12,5 млн тонн — почти 50% мирового потребления!).

 ГДЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ МЕДЬ

По данным Международной медной ассоциации (ICA), больше всего меди используется машиностроении (31%), а также в строительстве зданий (28%) и инфраструктуры (16%). В транспорте потребляется лишь 13%, однако наступает переломный момент, когда автомобилестроение начинает резко расширять использование меди. К 2030 году потребление меди для производства пассажирских электромобилей увеличится в 3 раза по сравнению с сегодняшним уровнем.

 

Электромобили содержат примерно в четыре раза больше меди, чем обычные автомобили. Она используется в батареях, обмотках и медных роторах электродвигателей, электропроводке, шинах и в зарядной инфраструктуре. Количество используемой меди возрастает с увеличением размера транспортного средства: полностью электрический автобус имеет в себе в 11-16 раз больше меди, чем пассажирский автомобиль ДВС.

 

По оценкам, в 2018 году в мире насчитывалось более 5 млн. электромобилей. Ожидается, что спрос на электромобили будет расти в результате их усовершенствования, повышения их доступности и развертывания большего количества электрических зарядных станций. Увеличение числа электромобилей приведет к резкому увеличению спроса на медь.

Рынок электромобилей в конечном итоге будет представлять свыше 3 млн. тонн меди.

В электромобиле медь используется повсюду из-за ее высокой электропроводности, долговечности и пластичности. Но еще больше ее используется в зарядных станциях и в поддерживающей электросетевой инфраструктуре. Медь также играет важную роль в развитии ветровой энергетики и в солнечных тепловых станциях. Для повсеместного внедрения чистых видов энергии также потребуется медь.

Медь станет королем в мире быстрых электрозаправок.

С помощью станций быстрой подзарядки, электромобиль можно будет «электрозаправить» на 80% от полной зарядки всего за 20 минут. Но эти устройства смогут быть максимально электрически эффективными только при помощи меди…

Ожидается, что к 2030 году во всем мире будет развернуто более 20 млн. точек зарядки электромобилей, что обусловит потребление меди для электрозаправок на 250% больше, чем в 2019 году (каждая электрозаправка – это 0,7 кг меди, а быстрая электрозаправка — это до 8 кг меди).

Это весьма маловероятно. С 1950 года запасы меди в среднем всегда составляли 40 лет, а количество разведанных ресурсов — еще больше (данные USGS). Кроме того, вторичная переработка, инновации и не останавливающаяся разведка полезных ископаемых позволяют нам быть уверенными в доступности меди на долгосрочную перспективу.

Несмотря на возросший спрос на медь, добываемую из руды, оценка ее запасов увеличилась, сейчас в мире больше ресурсов доступной меди, чем когда-либо в истории.

В период с 2008 по 2018 г в мире было добыто 197 млн. тонн меди. Однако, за тот же период оценка запасов увеличилась на 280 млн. тонн.

Тем не менее, присутствуют сдерживающие факторы увеличения добычи меди:

  • Руды становятся бедными: это серьезная проблема особенно в развитых медедобывающих регионах, таких как США и Чили
  • Проектное финансирование: длительная экономическая и ценовая волатильность может оказать существенное влияние на стоимость капитала.
  • Водоснабжение: сегодня это критическая проблема во многих засушливых районах
  • Энергетика: уголь является топливом, выбранным для энергоснабжения основных медных рудников и процессов, однако политика борьбы с изменением климата, проводимая сейчас многими государствами, может существенно увеличить затраты по добыче
  • Другие экологические проблемы: в последние годы правительства все больше осознают вредное влияние добычи полезных ископаемых на окружающую среду. В таких странах, как Перу и Филиппины, отношения с коренным населением стали ключевым фактором для развития многих проектов.
  • Ресурсный национализм: для некоторых правительств стало приоритетом разрабатывать свои минеральные ресурсы, которые до сих пор не использовались. При разработке своих природных ресурсов, государства могут стремиться извлечь из этого значительные потоки доходов. Назначение высоких роялти/налогообложения может отрицательно сказаться на капиталовложениях в новые проекты.
  • Политические риски: безопасность и транспортная доступность сегодня имеют решающее значение для эксплуатации медных рудников.

У меди есть большой плюс, который может помочь обойти эти факторы перебоев в поставках. В отличие от других товаров, таких как энергия или еда, медь не «расходуется» или не «съедается». Медь является одним из немногих сырьевых материалов, которые можно повторно использовать без потери потребительских свойств.

Хотя все это дает постепенный переход к более устойчивой экономике, жизненный цикл меди все же не может быть полностью замкнут по двум причинам. Во-первых, спрос будет продолжать расти в связи с ростом населения, инновациями и экономическим развитием. Во-вторых, в большинстве случаев, ее жизненный цикл весьма длительный, медь может использоваться в устройствах и сооружениях десятилетиями. Следовательно, для удовлетворения будущего спроса на металлы по-прежнему потребуется сочетание первичного сырья, поступающего из рудников, и вторично переработанного – из медного лома.

Медный лом образуется как отходы меди при производстве либо полуфабрикатов, либо готовой продукции («новый лом») или при утилизации устаревших товаров с истекшим сроком службы («старый лом»). Производство рафинированной меди из медного лома классифицируется как «вторичное производство меди». Вторичные производители используют процессы, аналогичные тем, которые используются для первичного производства.

Медь является одним из наиболее вторично перерабатываемых металлов. Медь, полученная из медного лома (также известная как вторичная медь) не отличается от первичной меди (полученной из минеральной руды). Вторичная переработка меди повышает эффективность использования этого металла, приводит к экономии энергии и сохраняет ее ресурсы для будущих поколений. Доля производства вторичной меди неуклонно, хотя и медленно, растет и достигла 13% при выплавке и 17% при рафинировании.

 

Доля вторичной переработки медьсодержащих продуктов можно измерять различными способами. Существует три общепризнанных показателя вторичной переработки металлов:

  • Доля вторичного сырья в общем объёме сырья (Recycling Input Rate (RIR)) — измеряет долю металла и металлических изделий, которые производятся из лома и других металлосодержащих низкосортных остатков. RIR скорее является статистическим измерением наличия и поставок вторсырья, чем показателем эффективности вторичной переработки металлов. RIR давно используется в металлургической промышленности и широко доступен из статистических источников. Основными целевыми аудиториями для этого типа «металлургического» индикатора являются металлообрабатывающая промышленность, металлоторговцы и разработчики политики в области ресурсов.
  • Общий коэффициент эффективности рециклинга (Overall Recycling Efficiency Rate) — это доля лома от вышедших из эксплуатации товаров (EOL), нового лома и других металлосодержащих остатков, которая собирается и перерабатывается сетью утилизаторов, сборщиков и переработчиков. Основными целевыми аудиториями этого конкретного показателя являются металлургия, переработчики лома и ломообразующие отрасли.
  • Коэффициент рециклинга металла от товаров, вышедших из эксплуатации (EOL Recycling Rate) – это доля лома, образующегося от товаров, вышедших из эксплуатации (EOL), которая вторично перерабатывается. Этот показатель фокусируется на управлении товарами с истекшим сроком эксплуатации и предоставляет важную информацию для таких целевых аудиторий, как металлообрабатывающая и перерабатывающая промышленность, проектировщики товаров, аналитики жизненного цикла товаров и разработчики экологической политики.

 МЕДЬ ПРИБЛИЖАЕТСЯ К 2020 ГОДУ ПОД ПАРУСАМИ ОПТИМИЗМА

Китай потребляет половину мировой меди, а его торговая война с США тянется на рынке уже более года. Учитывая широкое использование меди в промышленности, строительстве, на транспорте и в распределении электроэнергии, этот металл чувствителен к макро экономическим условиям. Торговая война и ее эскалация в 2019 году отразились на цене меди, которая в первую неделю сентября 2019 г упала до 2,4675 долларов за фунт, когда президент США Трамп обострил торговую войну новым набором тарифов. Новости о торгах в последнее время говорят о положительной динамике цены на этот металл.  В пятницу, 13 декабря, США и Китай объявили сделку «первой фазы», которая позволила избежать повышения американских тарифов на китайский экспорт с 15 декабря. Помимо торговли, более слабый доллар с конца сентября также оказал поддержку ценам на медь и другие товары.

COMEX предлагает фьючерсные контракты на медь, но LME является наиболее ликвидной и активно используемой площадкой в мире для торговли медью и всеми цветными металлами. Запасы LME являются ориентиром для оценки потоков металлической меди, и с начала сентября они неуклонно сокращаются. Складские запасы LME сократились с чуть менее 340 000 метрических тонн в начале сентября до 157 500 тонн по состоянию на 19 декабря. Сокращение запасов на LME стало еще одним фактором, поддерживающим цены на медь. Продолжение прогресса в торговле между США и Китаем может стимулировать дальнейший рост цены до 3 долларов за фунт или выше, если экономика Китая начнет расширяться.

Ожидается, что после увеличения на 2,5% в 2018 году мировая добыча меди в 2019 году сократится примерно на 0,5%, а затем вырастет примерно на 2% в 2020 году:

  • Мировая добыча увеличилась на 2,5% в 2018 году, в основном из-за необычно низкого уровня общих перебоев с поставками.
  • Тем не менее, в этом году производство было значительно ограничено непредвиденными сбоями в Африке и ожидаемым резким снижением добычи в Индонезии, поскольку переход двух основных шахт страны в другие рудные зоны привел там к временному снижению уровня добычи.
  • Рост производства в некоторых основных странах-производителях, включая Чили, США и Перу, был ограничен из-за снижения содержания меди в руде и другими сбоями.
  • Увеличение добычи на новых рудниках, включая Cobre de Panama в Панаме, расширение Toquepala в Перу, а также восстановления после ограниченного производства в 2018 году частично компенсируют вышеупомянутое снижение.
  • В 2020 году дополнительные поставки, в основном в результате увеличения недавно введенных в эксплуатацию рудников, а также восстановление производства в Индонезии и улучшение производства в Африке, должны поддержать рост добычи примерно на 2% (однако возможны перебои с поставками)
  • В 2021 году рост может превысить 2%, но все будет зависеть от текущих проектов, начатых по графику.

По оценкам, мировое рафинировочное производство вырастет примерно на 0,5% в 2019 году и примерно на 4% в 2020 году соответственно:

  • В 2019 году мировой рост производства рафинированной меди был в значительной степени ограничен необычно большим количеством сбоев на плавильном производстве и временными остановками в целях технического перевооружения/модернизации. Это привело к значительному снижению запланированного объема производства в Чили, ДРК и Замбии, а также к сокращению в ЕС, Японии, Индии и Соединенных Штатах. Сокращение, произошедшее на шахтах в ДРК, оказало прямое негативное влияние на объемы рафинирования.
  • Продолжение расширения производственных мощностей в Китае и, в меньшей степени, восстановление после эксплуатационных проблем/технического обслуживания 2018 года на металлургических заводах в Австралии, Бразилии, Индонезии, Польше компенсирует снижение в других странах, при этом мировое производство рафинированной продукции, как ожидается, будет расти скромными темпами: 0,5% в 2019 году. Мировое производство рафинированного сырья в мире, не включая Китай, сократится на 2,5%.
  • Ожидается, что рост мирового объема рафинированного производства в 2020 году примерно на 4% в связи с расширением мощностей в Китае, улучшениями в Африке и возвращением к полной мощности многочисленных металлургических и рафинирующих заводов.
  • После небольшого спада в 2018 году мировое вторичное производство меди из лома, как ожидается, незначительно увеличится как в 2019, так и в 2020 году.

Мировое потребление рафинированной меди увеличится примерно на 0,3% в 2019 году и примерно на 1,7% в 2020 году:

  • Ожидается, что устойчивый рост спроса на медь будет продолжаться, потому что медь имеет важное значение для экономической деятельности и, тем более, для современного технологического общества. Развитие инфраструктуры в крупных странах, таких как Китай и Индия, и глобальная тенденция к более чистой энергии будут и впредь поддерживать спрос на медь. Однако, замедление роста мировой экономики может оказать негативное влияние на рост потребления рафинированной меди в мире в 2019 и 2020 годах.
  • В 2019 году на мировое потребление рафинированной меди повлиял более низкий, чем ожидалось, рост спроса в Китае и значительное снижение потребления в ЕС.
  • Несмотря на то, что, по оценкам некоторых аналитиков, «реальный» рост потребления в Китае в 2019 году составит около 1,5%, видимое потребление в Китае, по прогнозам, вырастет всего на 1%. В 2020 году рост составит около 1% как для видимого, так и для реального потребления.
  • Потребление в ЕС будет значительно ниже, чем предполагалось ранее, из-за более слабой экономической среды, негативно влияющей на разные сферы использования меди. Восстановление на 1,5% ожидается в 2020 году.
  • Перспективы Японии остаются вялыми, и спрос в Соединенных Штатах продолжает расти в этом году, но остановится в 2020 году.

Прогнозы баланса рафинированной меди указывают на дефицит около 320 000 тонн в 2019 году и профицит около 280 000 тонн в 2020 году.

Предполагается, что в 2023 году мощности по добыче меди достигнут 28,9 млн. тонн. Это на 20% выше, чем сегодняшние 24,1 млн. тонн меди при загрузке мощностей в 85%.

 А ЧТО ЖЕ БУДЕТ СО ВТОРИЧНОЙ МЕДЬЮ?

К 2035 г встанет вопрос об утилизации вышедших из эксплуатации электромобилей. Это означает, что огромное количество медного лома от отслуживших электромобилей необходимо будет включить в поток вторичного сырья для выплавки/рафинирования. Однако, похоже, что отрасль пока не готова справиться с этим. Упор делается пока что на расширение мощностей по добыче меди.

 По оценкам ICSG, в 2017  году всего лишь 29% меди, содержащейся в товарах, вышедших из эксплуатации, возвращалось в виде вторично переработанной меди. Это означает, что годовые потери составили более 9 млн. тонн меди (3-х кратное мировое потребление меди для производства электромобилей к 2038 году!). Столь расточительное использование минеральных ресурсов чревато экологическими последствиями и вторичная переработка меди должна развиваться более быстрыми темпами.

Запасы богатых медных руд заканчиваются. Поэтому резко возрастающий спрос на медь будет удовлетворяться не только за счет открытия новых месторождений, технологических усовершенствований и эффективного проектирования предприятий по добыче и переработке, но и все в большей мере за счет вторичного использования меди.

Основные заинтересованные стороны, такие как политики, сборщики лома, производители и переработчики меди, должны еще более сосредоточиться на обеспечении того, чтобы медь, произведенная сегодня могла бы быть легко и более эффективно перерабатываться и повторно использоваться уже завтра.

И, хотя эта проблема была обозначена в «СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ НА ПЕРИОД ДО 2030 ГОДА», среди целевых индикаторов реализации Стратегии до сих пор не обозначены показатели вторичной переработки цветных металлов (такие как Доля вторичного сырья в общем объёме сырья (RIR), Общий коэффициент эффективности рециклинга и другие), а также механизмы расширения отечественной базы вторичных ресурсов меди.

Информационно-аналитическая служба Ассоциации НСРО «РУСЛОМ.КОМ»

Справка:

ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ МЕДНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ПУТИ РЕШЕНИЯ В РОССИИ

(по материалам https://moneymakerfactory.ru)

«Ключевая проблема одна, и она в равной мере касается любой из стран десятки и любой страны, где ведется добыча полезных ископаемых: истощение сырьевой базы.

Рудные запасы снижаются, потребление растет – для предприятий медной отрасли это создает не просто проблемы, а прямую угрозу существования. Не говоря уже о росте импортозависимости местной промышленности от иностранных поставок по более высоким, чем у отечественных производителей, ценам.

Решить проблему смогут лишь разработка и освоение новых месторождений, строительство обогатительных высокотехнологичных предприятий.

Что предпринимают российские медные короли? «Российская газета» в конце 2017-го в одном из номеров информирует читателя:

«В России готовятся к разработке четыре крупных медных месторождения. У них много общего: они сложны геологически и технологически, рассчитаны на тридцать и более лет работы, за каждым внимательно смотрят как региональные, так и федеральные власти».

Проекты по разработке месторождений:

Быстринский ГОК (Норникель).

Томинский ГОК.

Удоканский проект.

Баимская площадь и Песчанка.

Если проекты будут реализованы вовремя, а цены не будут падать слишком низко, их владельцы смогут заработать на хорошей конъюнктуре («РГ»).

А пока все риски компании вынуждены принимать на себя».

 

 

Из СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ НА ПЕРИОД ДО 2030 ГОДА:

1.1.1.    Проблемы сырьевой обеспеченности

По большинству цветных металлов российские месторождения характеризуются бедностью добываемых руд, труднодоступностью либо запасы руд недостаточны для обеспечения независимости отрасли от импорта.

Бедность руд снижает рентабельность их добычи, что в условиях низких цен на металлы критическим образом влияет на финансовое состояние добывающих предприятий. В ряде случаев низкое содержание металла в руде может быть компенсировано увеличением извлечения, однако для этого требуется внедрение новых технологий, что, как правило, ведет к росту расходов на НИОКР, трансфер технологий и обучение персонала. В настоящее время проблема бедности руд особенно актуальна для производства алюминия и меди. Месторождения нефелиновых руд характеризуются низким содержанием глинозема и, как следствие, практически не разрабатываются. Переработке перспективных каолиновых руд препятствует отсутствие опробованной промышленной технологии. Содержание меди в концентратах, получаемых из российских руд колчеданного типа, составляет 13-18%, в то время как концентраты, получаемые из медно-порфировых руд за рубежом, содержат 28-35% металла. В среднесрочной и долгосрочной перспективе проблема бедности руд обострится для большинства цветных металлов.

Труднодоступность руд снижает инвестиционную привлекательность их добычи. Во-первых, повышаются капитальные затраты на начальной стадии реализации проекта (фаза создания энергетической и транспортной инфраструктуры). Компании зачастую не располагают требуемым объемом собственных финансовых средств и/или не могут заморозить их на столь длительный срок, а доступ к заемным средствам осложнен в силу высоких процентных ставок. Во-вторых, растут логистические издержки транспортировки сырья, материалов и техники, необходимых для разработки месторождений, и готовой продукции (концентратов). В настоящее время наиболее остро проблема труднодоступности руд стоит для алюминиевой и оловянной промышленности.  Бокситы российских месторождений расположены на значительных глубинах и зачастую добываются подземным способом в сложных горно-геологических условиях. Российские оловянные месторождения расположены преимущественно на Дальнем Востоке и их освоение требует создания либо расширения существующей инфраструктуры. Проблема труднодоступности руд также актуальна для прочих металлов. Так, основная часть неосвоенных медных месторождений сосредоточена в Красноярском и Забайкальском краях, в районах с отсутствующей или слаборазвитой инфраструктурой…

Проблема сырьевой обеспеченности может быть решена путем строительства энергетической и транспортной инфраструктуры России, что повысит инвестиционную привлекательность освоения новых месторождений, а также путем развития рынка ломосбора в России.

 

Информационно-аналитическая служба Ассоциации НСРО «РУСЛОМ.КОМ»

 

 

 

На Урале решили внедрить технологию производства медной электролитической фольги: Бизнес: Экономика: Lenta.ru

ЗАО «Кыштымский медеэлектролитный завод» — одно из старейших непрерывно действующих промышленных предприятий России. Завод был заложен в 1757 году Никитой Антуфьевым, легендарным основателем династии Демидовых. Долгие годы здесь выпускали железо с клеймом «Два соболя», которым покрывали крыши домов в Лондоне и других европейских столицах. В начале XX века на заводе горным инженером работал будущий президент США Герберт Гувер. В 1908 году здесь впервые в России освоили метод электролитического рафинирования меди. С 2003 года КМЭЗ входит в состав Русской медной компании (РМК). О тонкостях новейших технологий, перспективах развития производства и рынка цветных металлов «Ленте.ру» рассказал генеральный директор Кыштымского медеэлектролитного завода Андрей Кудрявцев.

«Лента.ру»: Андрей Викторович, на Кыштымском медеэлектролитном заводе ранее действовало производство фольги. Почему он было закрыто?

Андрей Кудрявцев: КМЭЗ (Кыштымский медеэлектролитный завод) не занимался ликвидацией производства медной фольги. В 2007 году по соглашению между акционерами были разделены активы предприятия. Цех медной фольги, в соответствии с этим соглашением, отошел бывшему директору Кыштымского медеэлектролитного завода Александру Ивановичу Вольхину, в свое время много сделавшему для развития предприятия. После этого цех медной фольги стал называться ООО «Уралэлектрофольга», к управлению которым ни Русская медная компания, ни КМЭЗ не имели отношения. К сожалению, в условиях жесткой конкуренции, с учетом стремительного развития производства фольги в Китае и на Тайване, то предприятие не смогло встроиться в рынок и остановило производство. В результате в связи с требованиями кредиторов была введена процедура конкурсного управления.

Как РМК собирается избежать повторения печального опыта своих предшественников? Какое оборудование, техника, технологии будут использоваться в цехе медной фольги на КМЭЗе? Какие поставщики привлечены?

При реализации инвестиционного проекта по строительству цеха медной фольги будут использованы передовые технологические решения. Все основное оборудование производит один из мировых лидеров в этой области — японская компания New Long Machine Works Ltd. Поставку энергетического и вспомогательного оборудования для подготовки воды и кондиционирования воздуха, современного лабораторного оборудования и комплексов очистки отходящих газов и сточных вод для вовлечения их в замкнутую водооборотную систему будут осуществлять крупные европейские компании. Базовое проектирование цеха электролиза медной фольги и передачу технологии процесса осуществляет компания Kontex Internation Inc. (США), которая имеет опыт запуска подобных производств, в том числе в Китае и Тайване.

Почему вы обратились именно к этим компаниям?

Стремительно растущий рынок производства медной фольги постоянно меняется, появляются новые технологические решения и оборудование, поэтому каждый участник рынка пытается сохранить в секрете свои наработки. В данной ситуации была выбрана стратегия покупки технологии и основного оборудования у лидеров мирового рынка.

В чем вы видите основные сложности реализации этого проекта?

Сложностей в реализации проекта несколько. Во-первых, это загруженность предприятий по выпуску технологического оборудования. Уже сегодня компании формируют планы производства на 2020-2021 годы. С помощью специалистов компании Kontex Internation Inc., которые участвовали во всех переговорах по заключению контрактов на поставку оборудования с японской компанией Tex Technology Inc., нам удалось решить задачу поставки оборудования в требуемые для успешной реализации проекта сроки. Во-вторых, технология производства медной фольги довольна сложная, нужны работники соответствующей квалификации, поэтому специалисты компании Kontex Internation Inc. в процессе запуска производства будут обучать наших работников. Безусловно, будут и другие проблемы, которые мы будем решать по мере их возникновения.

Андрей Кудрявцев

Какими характеристиками должна обладать медная фольга, чтобы быть конкурентоспособной на мировом рынке именно в сфере высоких технологий?

Начнем с того, что медная фольга бывает двух видов: холоднокатаная и электролитическая. Мы собираемся производить последнюю.

Чем они отличаются и какая из них наиболее высокотехнологичный продукт?

Холоднокатаная медная фольга и электролитическая медная фольга — по своей сути совершенно разные продукты, несмотря на то, что сделаны из меди. Коренное отличие в характеристиках как раз и обусловлено способом изготовления. Медь — довольно пластичный материал, но существуют физические пределы получения однородной толщины по всей поверхности фольги при использования метода холодной прокатки. Согласно ГОСТу, минимальная толщина данной продукции составляет 0,05 миллиметра, что почти на порядок толще фольги, которую можно получить электролитическим способом. В цехе медной фольги, который строится на КМЭЗе, будет возможность выпускать фольгу толщиной от 9 до 105 микрон, в зависимости от потребностей заказчиков. Но не только толщиной ограничиваются уникальные свойства электролитической фольги. Особенность ее производства позволяет сделать ее двухсторонней. В результате осаждения со стороны барабана фольга получает ровную блестящую поверхность, а со стороны электролита — матовую, обеспечивающую высокую адгезию фольги с диэлектриком при его прессовке. Возможность нанесения различных покрытий на электролитическую фольгу делает ее еще более высокотехнологичным продуктом, что обеспечивает исключительное применение при производстве современных фольгированных диэлектриков для печатных плат любого класса сложности, а также изготовлении литий-ионных аккумуляторов.

Помимо этого, производимая фольга должна полностью соответствовать мировым стандартам, в частности — стандарту IPC-4562. И, конечно же, готовая продукция должна учитывать потребности конкретных конечных потребителей по толщине, ширине рулона и параметрам обработки поверхности фольги.

Как будет осуществляться контроль качества фольги?

Контроль качества медной фольги будет осуществляться соответствующими службами завода с использованием передовых методов и самого современного лабораторного оборудования.

Насколько экономически выгодным будет производство медной фольги?

На первом этапе, при объеме производства до 500 тонн фольги в год, мы будем нарабатывать опыт и подбирать параметры для удовлетворения потребностей конкретных потребителей на российском и мировом рынках. На данном этапе не ставится задача получить большую прибыль, это скорее работа на перспективу, на то, чтобы о нашей продукции узнали потребители. В дальнейшем, при увеличении объемов производства до 1000 тонн в год, уже будут решаться и экономические задачи для вывода данного производства на приемлемый уровень рентабельности. Мировой рынок медной электролитической фольги достаточно емкий, что позволяет надеяться на хорошие перспективы.

Как вы будете осуществлять подбор сотрудников для нового производства? Насколько высокую планку вы для них задаете? Будете ли вы заниматься обучением и переобучением сотрудников, которые будут работать в этом цехе? Будут ли созданы дополнительные рабочие места?

Всего в проекте планируется создать сто рабочих мест. Подбор персонала будет проходить в обычном режиме, каких-то завышенных требований к сотрудникам предъявляться не будет, но они должны быть способны в короткие сроки, с помощью специалистов компании Kontex Internation Inc., освоить непростую технологию производства инновационной продукции.

На КМЭЗе с 2017 года ведется масштабная модернизация, а теперь начнется строительство нового цеха. Состояние перманентного ремонта не сказывается на функционировании завода?

Действительно, с 2017 года идет масштабная модернизации производства, запущены новые серии ванн в цехе электролиза меди, проведена частичная замена оборудования в цехе медной катанки с целью увеличения производственной мощности цеха до 140 тысяч тонн в год. Идет реализация проекта по производству медной фольги, есть еще несколько перспективных задач по модернизации производства. Мы сейчас делаем все для того, чтобы все изменения положительно сказывались на текущем производстве. Думаю, это нам вполне удается, текущие планы производства выполняются в полном объеме.

Как вы оцениваете текущую и перспективную конъюнктуру рынка медной электролитической фольги в России? Кто сегодня основной поставщик этого продукта в нашу страну?

Текущая потребность российского рынка в медной электролитической фольги невелика: по нашим оценкам, она не превышает 300 тонн фольги в год. Но конъюнктура мирового рынка очень перспективна, значительно выросло потребление фольги в Китае, Тайване, Южной Корее. Соответственно, там активно создаются новые производства медной фольги. Мы уверены, что российский рынок будет двигаться в том же направлении, будет активно развиваться производство диэлектриков для печатных плат электроники и приборостроения, а также производство литий-ионных аккумуляторов. Значит, и потребность российского рынка в медной электролитической фольге будет возрастать. Мы готовы полностью покрыть эти потребности. Сегодня основными поставщиками медной фольги на российский рынок являются мировые лидеры — Китай и Тайвань.

Есть ли у вас предварительные договоренности о поставках продукции в России и за рубежом? Кто-то проявил интерес к проекту?

Безусловно, мы активно изучали потребности российского рынка медной электролитической фольги и знаем практически всех крупных потребителей в России. К проекту проявляют интерес все крупные российские потребители медной электролитической фольги — АО «Электромаш», ПАО «Электроизолит», ООО «Лиотех-Иновации», ОАО «Авангард», АО «Композит», ГК «Роскосмос», ФГУП «ВЭИ», ООО «Связь инжиниринг КБ» и другие. В настоящее время идет активное изучение зарубежного рынка, но для выхода на этот рынок нужны реальные образцы готовой продукции.

Также вы можете прочитать интерактивный спецпроект «Медь. ДНК цивилизации» , а затем проверить свои знания о металле в подготовленном «Лентой.ру» тесте.

В Мончегорске дышится легко — Мурманский вестник

Еще пять лет назад трудно было представить, чтобы гигантский цех меди — он же металлургический цех, выпускавший металл в течение сорока с лишним лет, прекратил работу, а труба, через которую выбрасывались тысячи тонн диоксида серы, прекратила дымить. Но это свершилось.

Приехав в Мончегорск, мы заметили это сразу. В самом медном цехе еще вовсю кипела работа — шел розлив медных анодов. Зеленоватое пламя поднималось вверх над анодной печью, огненная струя металла разливалась в формы. Но за день до этого были остановлены отражательные печи и конверторы. А после того как вся медь будет разлита, с горячим процессом будет покончено.

И огонь, и вода

В последнюю экскурсию по медному цеху нас ведет его начальник Вадим Меньшенин. Объясняет все тонкости металлургического процесса.

— Основное наше сырье — это сульфид меди, — рассказывает он. — Первоначально в отражательной печи он расплавляется с получением медного штейна. Затем медный штейн в жидком виде заливается в конвертер. В вертикальном кислородном конвертере происходит его конвертирование с помощью технического кислорода. При этом сера из расплава выжигается, а медь окисляется до оксида меди. Затем все заливается в анодную печь, где происходит процесс восстановления меди с помощью мазутной форсунки. И уже после восстановленная медь разливается на медные аноды.

Стоит добавить, что во время конвертации образовывается большое количество сернистого ангидрида, а также медьсодержащей пыли.

Чистый воздух важней

Технология производства меди — классическая, не меняется уже многие десятилетия. А вообще, медеплавильное производство «Североникеля» было образовано в 1979 году. За это время цех выпустил более 3 миллионов тонн анодной и около 2,5 миллиона тонн катодной меди. И вот пришло время производство этого цветного металла в Мончегорске по этой технологии прекратить. Это делается в соответствии с комплексной экологической программой «Норникеля», призванной существенно сократить воздействие на окружающую среду на всех производственных площадках.

Ранее компания уже закрывала крупные устаревшие производства. Так в 2016 году прекратил дымить никелевый завод в Норильске. А в конце декабря прошлого года «Норникель» полностью закрыл плавильный цех в поселке Никель.

Прекращение работы плавильных агрегатов в Мончегорске — первый этап остановки медной ветки компании. Затем полученные аноды будут еще дорабатываться в электролизном отделении.

— Сегодня мы разливаем последние медные аноды, — рассказал начальник медного цеха. Дальнейшая выработка незавершенного производства продлится примерно до 20 марта уже в электролизном отделении. И в соответствии с приказом с 1 апреля 2021 года металлургический цех полностью остановит все технологические процессы производства.

Работу найдут все

В металлургическом цехе работало около 700 человек — сотрудники Кольской ГМК и компании «Печенгастрой». В большинстве своем это люди, отдавшие производству многие годы. Конечно, они не скрывают своей печали из-за того, что цех прекращает работу, но прекрасно понимают, что это когда-нибудь, но должно было произойти.

К примеру, плавильщик шестого разряда Василий Петров проработал в Кольской ГМК с 1993 года — сначала в ремонтно-механическом цехе, а затем в металлургическом.

— Мой дед был плавильщиком, и я решил пойти по его стопам. Немножко грустно, что такое предприятие закрывают, но технологии не стоят на месте. Я иду дальше работать в рафинировочный цех, продолжу свой трудовой путь в этой же профессии, — рассказал Василий.

Юрий Чадромцев тоже плавильщик — проработал здесь почти 30 лет. В Мончегорск приехал из Никеля. Думал, что делать после закрытия медного производства, и решил уйти на заслуженный отдых.

Надо отметить, что «Норникель», закрывая свои старые производства, заботится о том, как сложится жизнь их работников. Так, к примеру, из 660 сотрудников плавильного цеха в Никеле на сегодняшний день устроены все: кто-то перешел в другие подразделения КГМК, кто-то предпочел получить компенсацию и уйти на пенсию. Так же будет и в Мончегорске.

Вместо цеха — чистое поле

Впрочем, и после 1 апреля, когда закроется отделение электролиза и будет выдан последний готовый металл, в металлургическом цехе еще будет кипеть работа. Начнется зачистка производственных помещений и металлургических агрегатов от медьсодержащих материалов.

— Демонтаж производственных помещений и зданий начнется в 2022 году, — рассказал Вадим Меньшенин. — В конечном итоге мы должны получить чистую и ровную территорию, в соответствии с установленными требованиями природоохранного законодательства.

А что же с медным концентратом, который перерабатывался до этого в металлургическом цехе в Мончегорске? Решено, что он будет отправляться для производства готовой продукции в Заполярный филиал «Норникеля» — в Норильск. Для этого будет задействован узел отгрузки концентрата рафинировочного цеха Кольской ГМК. Оттуда в контейнерах его довезут сначала по железной дороге до Мурманска, а затем на судах по Севморпути на Таймыр.

Что касается экологии, то в совокупности остановка плавильных производств в Никеле и Мончегорске приведет к снижению выбросов диоксида серы на Кольском полуострове по итогам 2021 года на 85 процентов по сравнению с тем, что было в 2015 году.

Будет новый завод

Однако медь в Мончегорске еще будут производить, отказываться от ее производства здесь «Норникель» не собирается. В настоящее время в компании в стадии проработки находится проект нового медерафинировочного производства по технологии «обжиг — выщелачивание — электроэкстракция». Она соответствует высоким экологическим стандартам и требованиям.

— Утилизация серы при производстве медного огарка по этой технологии может составлять более 99 процентов. То есть воздействие на окружающую среду минимально, — рассказал начальник медного цеха. — При этом катодная медь получается еще более чистая. Металл такого качества более востребован в мире для производства электротехнических приборов и деталей.

Добыча и производство меди | АльпПлюс

Производство меди проходит три стадии: добычу и обогащение руд, выплавку черной меди и выплавку рафинированной меди. Изначально медь добывалась из малахитовой руды, поскольку она не нуждалась в предварительном обжиге. Для этого смесь, состоящая из руды и угля, помещалась в глиняный сосуд, который ставили в яму, а эту смесь поджигали. При этом происходило выделение угарного газа, восстанавливающего малахит до свободной меди. Сейчас существует около 170 содержащих медь минералов, однако лишь 14-15 из них обладают промышленным значением.

Медные руды обычно перед поступлением на комбинаты по медеплавлению обогащаются на фабриках. Медью богаты такие страны как: США, Казахстан, Канада, Чили, Замбия, Заир, ЮАР. Самый крупный в мире карьер, где добывают медную руду – Эскондида, расположенный в Чили. Для получения 90% первичной меди используют пирометаллургический способ и еще для 10% — гидрометаллургический. Первый включает в себя несколько этапов: обогащение, обжиг, плавку на штейн, продувку в конвертере и рафинирование. Гидрометаллургический способ заключатся в получении меди выщелачиванием раствором серной кислоты с последующим выделением из него металлической меди.

С целью обогащения медных руд применяют метод флотации, позволяющий получить медный концентрат с содержанием от 10 до 35% меди. Затем медные концентраты и руды, содержащие большое количество серы, подвергают окислительному обжигу. При их нагревании до температуры 700-800 градусов происходит окисление сульфидов с последующим снижением серы почти в два раза. Подвергают обжигу лишь концентраты, содержащие до 25% меди, остальные плавят без обжига. Следующий этап — плавка на штейн (сплав сульфидов меди и железа) с дальнейшей продувкой сжатым воздухом в конвертерах при температуре до 1300 град., где образуется черновая медь с содержанием меди от 98,4 до 99,4%.

Затем эта медь сливается в ковш и разливается на разливочной машине. С целью удаления примесей черновая медь проходит через рафинирование, сначала огневое, потом электролитическое. Путем огневого рафинирования примеси окисляются, удаляются с газами и переводятся в шлак. С помощью электролитического рафинирования получают чистую медь (99,95%). Открытый способ добычи медной руды превращает карьер в источник токсичных веществ. Озеро Беркли Пит, образовавшееся в кратере медного рудника, является самым токсичным озером в мире.

От руды до готовой продукции

Медь — основной металл и важный элемент, используемый человеком. Встречается в рудных месторождениях по всему миру. Это также самый старый металл, известный человеку, он был впервые обнаружен и использован около 10 000 лет назад. Сплавленный с бронзой (медно-оловянным сплавом) около 3000 г. до н.э., это был первый технический материал, известный человеку.

Сегодня использование меди расширилось и включает отопление, охлаждение и охлаждение, электропроводку, электронику, производство и передачу электроэнергии, автомобильные приложения, противомикробные применения и многое другое.

Нажимайте на миниатюры, чтобы увидеть изображения в высоком разрешении и дополнительную информацию

1. Исследование и открытие

Элемент Медь содержится в различных минералах земной коры. У него много применений. На периодической таблице элементов он обозначен символом «Cu».

2. Способы добычи

Медная руда добывается двумя основными способами добычи — открытым или подземным способом.

3. Переработка медной руды

Первым шагом в переработке руды, удаленной из рудника, является дробление крупных рудных камней на более мелкие куски.Это достигается множеством последующих этапов обработки.

4. Обогащение медной руды

Следующий этап обработки называется обогащением. Это первый шаг к превращению меди в более пригодную для использования форму.

5. Плавка и добыча

Следующим этапом технологического процесса является плавка концентрата сульфидной руды и экстракция растворителем для выщелачивания раствора оксидной руды.

6. Нефтепереработка

Медь из плавильного завода плавится и разливается в качестве анодов, раствор из процесса экстракции растворителем переходит на операцию гальваники.

7. Переработка сульфидной руды

Последним этапом переработки сульфидной руды меди из плавильного завода является изготовление катодов из меди высокой чистоты.

8. Медные изделия и многие другие виды применения

Катодная медь — это чистая медь, полученная при переработке медных руд. Однако катоды еще не используются в качестве медных материалов окончательно.

9. Использование меди

Медь имеет множество применений, потому что она не только практична, но и красива.

10. Морское и другое применение

Медь и медные сплавы не только прочные и долговечные, но и очень устойчивы к коррозии. Это делает их идеальными для использования на кораблях и морских платформах.

11. Переработка и повторное использование

Медная промышленность стремится быть ответственными за производство и использование медных материалов.

Производство меди: как производится медь?

Обработка меди — это сложный процесс, который включает в себя множество этапов, поскольку производитель перерабатывает руду из необработанного, добытого состояния в очищенную для использования во многих отраслях промышленности.Медь обычно извлекается из оксидных и сульфидных руд, содержащих от 0,5 до 2,0% меди.

Методы рафинирования, применяемые производителями меди, зависят от типа руды, а также других экономических и экологических факторов. В настоящее время около 80% мирового производства меди добывается из сульфидных источников.

Независимо от типа руды, добытая медная руда должна быть сначала сконцентрирована для удаления пустой породы или нежелательных материалов, включенных в руду. Первым шагом в этом процессе является дробление и измельчение руды в шаровой или стержневой мельнице.

Сульфидные руды

Практически все сульфидные медные руды, включая халькоцит (Cu 2 S), халькопирит (CuFeS 2 ) и ковеллит (CuS), обрабатываются плавкой. После измельчения руды до мелкого порошка ее концентрируют с помощью пенной флотации, которая требует смешивания измельченной руды с реагентами, которые объединяются с медью, чтобы сделать ее гидрофобной. Затем смесь погружают в воду вместе со вспенивающим агентом, который способствует вспениванию.

Струи воздуха выстреливают сквозь воду, образуя пузырьки, которые поднимают водоотталкивающие частицы меди на поверхность.Пена, которая содержит около 30% меди, 27% железа и 33% серы, снимается и отправляется на обжиг.

Если это экономически целесообразно, меньшие примеси, которые могут присутствовать в руде, такие как молибден, свинец, золото и серебро, также могут быть обработаны и удалены в это время посредством селективной флотации. При температурах между 932-1292 ° F (500-700 ° C) большая часть оставшейся серы сжигается в виде сульфидного газа, что приводит к образованию кальцинированной смеси оксидов и сульфидов меди.

Флюсы добавляются к кальцинированной меди, которая теперь имеет чистоту около 60%, прежде чем ее снова нагревают, на этот раз до 2192 ° F (1200 ° C). При этой температуре флюсы кремнезема и известняка соединяются с нежелательными соединениями, такими как закись железа, и выносят их на поверхность для удаления в виде шлака. Оставшаяся смесь представляет собой расплавленный сульфид меди, называемый штейном.

Следующим шагом в процессе рафинирования является окисление жидкого штейна с целью удаления железа с целью сжигания содержащихся в нем сульфидов в виде диоксида серы.Результат 97-99%, черновая медь. Термин черновая медь происходит от пузырьков диоксида серы на поверхности меди.

Для производства катодов из меди рыночного качества черновая медь сначала должна быть отлита в аноды и подвергнута электролитической обработке. Погруженная в резервуар с сульфатом меди и серной кислоты вместе с катодным стартовым листом из чистой меди, черновая медь становится анодом в гальваническом элементе. Заготовки катода из нержавеющей стали также используются на некоторых нефтеперерабатывающих заводах, таких как медный рудник Кеннекотт компании Rio Tinto в штате Юта.

При подаче тока ионы меди начинают мигрировать к катоду или стартовому листу, образуя катоды из меди с чистотой 99,9-99,99%.

Обработка оксидной руды и SX / EW

После дробления медных руд оксидного типа, таких как азурит (2CuCO 3 · Cu (OH) 3), брошантит (CuSO 4 ), хризоколла (CuSiO 3 · 2H 2 O) и куприт (Cu2O) , разбавленная серная кислота наносится на поверхность материала на подушках для выщелачивания или в резервуарах для выщелачивания.Когда кислота просачивается сквозь руду, она соединяется с медью, образуя слабый раствор сульфата меди.

Так называемый «насыщенный» выщелачивающий раствор (или насыщенный щелок) затем обрабатывается с использованием гидрометаллургического процесса, известного как экстракция растворителем и электролитическое извлечение (или SX-EW).

Экстракция растворителем включает удаление меди из беременной жидкости с использованием органического растворителя или экстрагента. Во время этой реакции ионы меди обмениваются на ионы водорода, что позволяет извлекать кислотный раствор и повторно использовать его в процессе выщелачивания.

Затем богатый медью водный раствор переносят в электролитический резервуар, где происходит часть процесса с электролитическим выигрышем. Под действием электрического заряда ионы меди мигрируют из раствора на медные стартовые катоды, которые сделаны из медной фольги высокой чистоты.

Другие элементы, которые могут присутствовать в растворе, такие как золото, серебро, платина, селен и теллур, собираются на дне резервуара в виде шламов и могут быть извлечены путем дальнейшей обработки.

Катоды из меди, полученной методом электролиза, имеют такую ​​же или большую чистоту, чем катоды, произведенные традиционной плавкой, но требуют от четверти до одной трети количества энергии на единицу продукции.

Разработка SX-EW позволила добывать медь в областях, где серная кислота недоступна или не может быть произведена из серы в меднорудном теле, а также из старых сульфидных минералов, которые были окислены в результате воздействия воздуха или бактериального выщелачивания и др. отходы, которые ранее были бы утилизированы необработанными.

В качестве альтернативы медь может быть осаждена из насыщенного раствора путем цементирования с использованием металлического лома. Однако это дает менее чистую медь, чем SX-EW, и поэтому используется реже.

Выщелачивание на месте (ISL)

Выщелачивание на месте также использовалось для извлечения меди из подходящих участков рудных месторождений.

Этот процесс включает бурение скважин и закачку щелочного раствора — обычно серной или соляной кислоты — в рудное тело.Фильтрат растворяет минералы меди, прежде чем он будет извлечен через вторую скважину. Дальнейшее рафинирование с использованием SX-EW или химического осаждения дает товарные катоды из меди.

ПНВ часто проводится на низкосортной медной руде в засыпанных забоях (также известных как выщелачивание в забое ) руде в обрушенных участках подземных рудников.

Медные руды, наиболее подверженные ISL, включают карбонаты меди, малахит и азурит, а также тенорит и хризоколлу.

По оценкам, мировое производство меди на рудниках в 2017 году превысило 19 миллионов метрических тонн.Основным источником меди является Чили, которая производит примерно одну треть от общего объема мировых поставок. Другие крупные производители включают США, Китай и Перу.

Из-за высокой стоимости чистой меди большая часть меди производится из вторичных источников. В США переработанная медь составляет около 32% годового предложения. В глобальном масштабе эта цифра приближается к 20%.

Крупнейшим корпоративным производителем меди в мире является чилийское государственное предприятие Codelco.В 2017 году Codelco произвела 1,84 миллиона метрических тонн рафинированной меди. Среди других крупных производителей — Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd. и Xstrata Plc.

Анализ потока веществ меди на стадии производства в США с 1974 по 2012 год

Основные моменты

•

В этом документе представлена ​​подробная и количественная картина запасов и потоков меди на стадии производства в США с 1974 по 2012 год.

•

Новая технология электровыделения сольвентной экстракцией (SX – EW) изменила структуру отечественного производства меди.

•

Масштабы производства рафинированной меди непрерывно сокращались после пикового 1998 года, и США в большей степени зависят от импорта рафинированной меди.

Реферат

Анализ потока веществ (SFA) обеспечивает систематическую основу для отслеживания источников, путей, промежуточных и конечных поглотителей меди в Соединенных Штатах. Метод запасов и потоков (STAF) компенсирует дефицит статистики. В этом документе сочетаются методы SFA и STAF, чтобы отразить реалистичные запасы и потоки меди в границах производства с 1974 по 2012 год.Цель данной статьи — проследить эволюцию отрасли по производству меди в США, когда условия требуют, чтобы промышленность работала с рудой с более низким содержанием меди и были приняты во внимание более устойчивые проблемы развития. Появление новой технологии электровыделения с экстракцией растворителем (SX – EW), которая используется в сочетании с традиционной экстрактивной металлургией, изменило структуру отечественного производства рафинированной меди. Производство рафинированной меди снизилось после пикового уровня в 2486 Гг / год в 1998 году.В 2012 году первичное производство составляло лишь 45,02% первичного производства в 1998 году, а вторичное производство составляло лишь 10,69% вторичного производства в 1998 году. Снижение связано с сокращением первичных и вторичных источников меди для внутреннего использования и закрытием вторичного производства. плавильное и рафинировочное производство. Часть руды с более низким содержанием золота экспортировалась через торговлю после 1998 года. Больше лома для производства рафинированной меди не поставлялось. Закрытие предприятий по вторичной плавке и рафинированию снизило количество отходов нефтепереработки в неблагоприятных экономических условиях.Импортная рафинированная медь компенсировала разрыв из-за снижения внутреннего производства рафинированной меди. Отношение чистого импорта рафинированной меди к рафинированной меди на внутреннем рынке увеличилось с 9,97% в 1974 году до 47,03% в 2012 году. США в большей степени зависят от импорта рафинированной меди, за исключением периода, когда ограниченный мировой рынок меди нарушил ведущие позиции в области производства меди. страна-производитель.

Ключевые слова

Анализ потоков веществ

Электровыделение с экстракцией растворителем

Запасы и потоки

Традиционная добывающая металлургия

Медь

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Просмотреть аннотацию

Copyright © 2015 Авторы.Опубликовано Elsevier B.V.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Переработка меди: от руды к рынку

При рафинировании меди добытая порода проходит несколько стадий обработки. Вот краткий обзор того, как это происходит.

Добытая порода обычно содержит менее 1 процента меди. Это означает, что для того, чтобы стать готовым к продаже медным продуктом, он должен пройти различные этапы физической и химической обработки.

После добычи металлической меди первым важным шагом в рафинировании меди является ее концентрирование. Этот важный процесс, который обычно проводится на рудниках или в непосредственной близости от них для экономии транспортных расходов, включает измельчение добытой руды для грубого отделения меди от пустой породы.

Медь дополнительно концентрируется путем суспендирования измельченной руды с водой и химическими реагентами. В этом процессе смесь продувается воздухом, и медь всплывает наверх. Затем медь удаляется скиммером.В конце этого этапа уровни концентрата медной руды обычно составляют от 24 до 40 процентов.

Не пропустите медь!

Что вызвало резкий отскок Меди?
Прочтите сегодня отчет INN за 2021 год, чтобы узнать об акциях, интервью с экспертами и многом другом

После завершения концентрирования следующим этапом создания меди, готовой к выпуску на рынок, является рафинирование меди. Обычно это происходит вдали от самих шахт на нефтеперерабатывающем или плавильном заводе.При рафинировании меди нежелательные материалы постепенно удаляются, и медь концентрируется до чистоты 99,99%, что является стандартом для меди класса А.

Детали процесса рафинирования меди зависят от типа минералов, с которыми связана медь. Медная руда, богатая сульфидами, перерабатывается с помощью пирометаллургии, а медная руда, богатая оксидами, очищается с помощью гидрометаллургии. Читайте дальше, чтобы узнать больше о процессах рафинирования меди в пирометаллургии и гидрометаллургии, а также о производстве рафинированной меди.

Рафинирование меди: пирометаллургия

В пирометаллургии медный концентрат сушат перед нагревом в рафинировочной печи. Химические реакции, происходящие в процессе нагрева, вызывают разделение концентрата на два слоя материала: слой штейна и слой шлака. Слой штейна внизу содержит медь, а слой шлака вверху содержит примеси.

Шлак сбрасывается, а штейн извлекается и перемещается в цилиндрическую емкость, называемую конвертером.В конвертер добавляются различные химические вещества, которые вступают в реакцию с медью. Это приводит к образованию преобразованной меди, называемой «черновой медью». Черновая медь восстанавливается и затем подвергается другому процессу, называемому огневым рафинированием.

При огневом рафинировании через медь продувают воздух и природный газ, чтобы удалить оставшуюся серу и кислород, оставляя рафинированную медь для переработки в медный катод. Эта медь отливается в медные аноды и помещается в медный электролизер.После загрузки чистая медь собирается на катоде и удаляется в виде медного продукта с чистотой 99%.

Рафинирование меди: Гидрометаллургия

В гидрометаллургии медный концентрат подвергается рафинированию с помощью одного из нескольких процессов. Наименее распространенным методом является цементация, при котором кислый раствор меди осаждается на железный лом в результате окислительно-восстановительной реакции. После нанесения достаточного количества меди медь подвергается дальнейшему рафинированию.

Более распространенным методом рафинирования является экстракция растворителем и электролитическое извлечение, или SX / EW.Эта новая технология рафинирования получила широкое распространение в 1980-х годах, и, по данным Ассоциации разработки меди, примерно 20 процентов мирового производства меди в настоящее время производится с помощью этого процесса.

Экстракция растворителем начинается с органического растворителя, который отделяет медь от примесей и нежелательных материалов. Затем добавляют серную кислоту, чтобы отделить медь от органического растворителя с получением раствора электролита.

Этот раствор затем подвергают процессу электролитического извлечения, при котором медь в растворе наносится на катод.Этот медный катод может продаваться как есть, но также может быть изготовлен в виде стержней или исходных листов для других электролитических медных ячеек.

Рафинирование меди: выход на рынок

Горнодобывающие компании могут продавать медь в концентрате или катодной форме. Как упоминалось выше, медный концентрат чаще всего очищается с использованием оборудования, расположенного не на рудниках компании.

Производители концентрата продают порошковый концентрат, содержащий от 24 до 40 процентов меди, медеплавильным и аффинажным предприятиям.Условия продажи уникальны для каждой металлургической компании или завода по переработке меди, но в целом металлургический завод платит горнодобывающей компании примерно 96 процентов стоимости содержащейся меди в концентрате за вычетом затрат на обработку (TC) и затрат на переработку (RC).

TC начисляются за тонну обработанного концентрата, в то время как RC взимаются за фунт очищенного металла. Эти сборы колеблются в зависимости от рынка, но часто устанавливаются ежегодно. TC и RC имеют тенденцию повышаться, когда имеется высокая доступность медной руды.

Не пропустите медь!

Что вызвало резкий отскок Меди?
Прочтите сегодня отчет INN за 2021 год, чтобы узнать об акциях, интервью с экспертами и многом другом

Шахтеры указывают концентрации меди, хотя они могут быть проверены третьей стороной на пути к аффинажному предприятию. Кроме того, в отношении медного концентрата могут применяться штрафы в соответствии с уровнем содержания вредных элементов, таких как свинец или вольфрам.

Большинство металлургических компаний имеют строгие ограничения на допустимые концентрации примесей, и если производители концентрата не соблюдают эти требования, они будут подвергаться финансовым штрафам.

Горняки также могут получить кредит на «ценные» минералы, такие как драгоценные металлы, золото и серебро. TC и RC взимаются отдельно с этих металлов.

Медеплавильные заводы обычно взимают плату за проезд, но они также могут продавать рафинированную медь от имени горняков. Таким образом, весь риск (и вознаграждение) колебаний цен на медь ложится на плечи горняков.

Обычно медный концентрат продается либо по спотовым контрактам, либо по долгосрочным контрактам в качестве промежуточного продукта.По спотовым контрактам горняки получают оплату в соответствии с ценой на медь на момент продажи медеплавильным / аффинажным заводом, а не по цене на медь на дату поставки концентрата. Для долгосрочных контрактов цены основаны на согласованной цене на медь на будущую дату, обычно 90 дней с момента поставки на медеплавильный завод.

Это обновленная версия статьи, первоначально опубликованной Investing News Network в 2011 году.

Не забудьте подписаться на нас @INN_Resource, чтобы получать обновления в режиме реального времени!

Раскрытие информации о ценных бумагах: Я, Присцила Баррера, не имею доли прямых инвестиций ни в одной компании, упомянутой в этой статье.

<< Типы медной руды: сульфиды и оксиды

Медь, объяснение — Global X ETFs

На протяжении более 10 000 лет медь вносила значительный вклад в мировые социальные и технологические достижения. Его особые свойства делают металл пригодным для широкого спектра применений, включая строительство, промышленное машиностроение, транспорт, производство электроэнергии и электронику. В этой статье мы пытаемся пролить свет на медь, отвечая на шесть ключевых вопросов:

  • Как производится медь?
  • Где производится?
  • Как выглядит цепочка создания стоимости меди?
  • Как используется медь?
  • Какова динамика его спроса и предложения?
  • Как инвестировать в медь?

Как производится медь?

Медь встречается на поверхности Земли, в основном в виде медных минералов или в рудах, смешанных с другими металлами, такими как цинк и свинец.В основном он добывается открытым или подземным способом. При открытых разработках, на которые приходится примерно 90% производства меди, руды добываются у поверхности земли ступенчатыми ступенями, ведущими в земную кору. 1,2

Когда руда слишком глубока для добычи открытым способом, может использоваться подземная добыча, которая включает в себя рытье шахт на поверхности земли, чтобы машины или взрывчатые вещества могли отделить руду.

После добычи руда должна быть переработана для достижения высокого уровня чистоты.Сульфидные руды проходят пятиэтапный процесс: 1) руда измельчается в мелкий песок для разрыхления минералов меди; 2) это вспененный флот, где песок смешивается с водой и химическими веществами, чтобы сделать частицы меди водоотталкивающими; 3) воздух пропускается через смесь, позволяя минералам меди прикрепиться к пузырькам и всплыть на поверхность; 4) обогащенная медью пена затем сгущается в концентрат, который можно плавить в более чистый медный концентрат, называемый анодными пластинами; и 5) эти слябы дополнительно очищаются путем электролиза до медных катодных слябов, которых 99.99% чистая медь. Руды оксида меди проходят трехступенчатый процесс для достижения высоких уровней концентрации. Во-первых, в процессе, называемом кучным выщелачиванием, серная кислота используется для отделения меди от руды. Затем на стадии экстракции растворителем медь перемещается из зоны выщелачивания в растворитель, удаляя примеси. Наконец, электровыведение включает пропускание электрического тока через растворитель для положительного заряда ионов меди, что позволяет им наносить покрытие на катод. 3

Где производится?

Чили — крупнейший производитель меди в мире, на долю которого приходится 27% от общего мирового производства.

По производству рафинированной меди, которая включает как медные аноды, так и металлолом, Китай является лидером, на его долю приходится 36% общемирового объема переработки.

Как выглядит цепочка добавленной стоимости в меди?

На диаграмме ниже показана цепочка создания стоимости меди, включая роль каждого из этих игроков.

Как используется медь?

Медь и ее сплавы имеют широкий спектр применения, учитывая свойства металла как хорошего проводника электричества и тепла, а также устойчивости к коррозии.Некоторые из его приложений включают:

Оборудование: Медь широко используется в производстве оборудования, такого как провода, разъемы и переключатели в электронном оборудовании, в качестве теплообменников в охлаждающем оборудовании, таком как кондиционеры и холодильники, а также в микропроцессорах мобильных телефонов, компьютеров и других устройств. .

Инфраструктура: Учитывая, что медь намного дешевле драгоценных металлов с аналогичной электропроводностью, ее часто выбирают для производства, передачи и распределения электроэнергии.Это также ключевой компонент систем возобновляемой энергии и передачи данных в телекоммуникационной отрасли, включая интернет-услуги и кабельную проводку. (Щелкните эту ссылку, чтобы узнать, почему медь — это инфраструктурная игра.)

Конструкция: Медь часто применяется для электромонтажа жилых и коммерческих зданий. Благодаря устойчивости к коррозии он также часто применяется в кровельных, сантехнических и спринклерных системах. Поскольку медь и ее сплавы обладают антимикробными свойствами, дверные ручки из латуни (из меди и цинка) широко используются в общественных местах.

Транспортировка: Медь используется в большинстве видов транспорта, таких как самолеты, поезда, грузовики и автомобили. В среднем в автомобиле используется около 22,5 кг меди в виде двигателей, проводов, тормозов, подшипников, разъемов и радиаторов. 4 Более современные устройства, такие как бортовые компьютеры, системы спутниковой навигации и устройства безопасности, также используют медь. Медный никель используется в лодках и кораблях из-за его коррозионной стойкости и противообрастающих свойств. Электрические и гибридные транспортные средства, самолеты и высокоскоростные поезда следующего поколения полагаются на медь даже больше, чем предыдущие версии, учитывая их более сильную зависимость от электроники.

Industrials: Медь необходима для высокоэффективных двигателей, трансформаторов и генераторов. Он также используется для изготовления шестерен, подшипников и лопаток турбин. Его можно найти в теплообменных материалах, сосудах под давлением и чанах. Винты, нефтяные платформы и береговые электростанции, которые подвергаются воздействию морской среды, также сильно зависят от меди. 5,6,7

На Азию приходится 69% мирового потребления меди, за ней следуют Европа (18%) и Северная Америка (10%).Только на Китай приходится 50% мирового спроса на медь, что обусловлено крупными инвестициями страны в инфраструктуру. 8

Какова динамика спроса и предложения?

Спрос на медь сильно коррелирует с мировой экономической активностью. Поскольку на Азию приходится 69% мирового потребления меди, спрос со стороны развивающихся экономик, таких как Китай и Индия, существенно влияет на общий спрос на металл. Еще одним важным фактором роста меди является жилищное строительство в США.

Новые источники спроса появляются в результате таких мощных тем, как возобновляемые источники энергии, электромобили и развитие инфраструктуры. Например, для производства солнечной энергии требуется около 5 кг меди на киловатт вырабатываемой энергии, что примерно вдвое больше, чем при производстве обычной энергии. Для электромобиля требуется примерно 89 кг меди, что почти в четыре раза больше, чем для автомобиля внутреннего сгорания. 9,10

Несмотря на то, что поставки в изобилии, иногда возникают сбои из-за забастовок рабочих и стихийных бедствий в крупных производственных регионах, таких как Южная Америка.Возможность использования заменителей меди, которая стала возможной благодаря развитию технологий, может негативно повлиять на спрос на металл. Например, алюминий все чаще используется вместо меди в силовых кабелях, электрическом оборудовании и холодильниках, а сталь и титан могут использоваться в качестве теплообменников. 11

Международная исследовательская группа по меди (ICSG) прогнозирует, что мировое производство рафинированной меди вырастет на скромные 2,5% в 2018 году. Остановка основных плавильных заводов и снижение производства на заводах в Чили, Японии и США сохраняли уровень производства на низком уровне в 2017 году.Тем не менее, в 2018 году ожидается рост производства, поскольку производство на этих объектах возобновится, а Китай расширит свои мощности.

Ожидается, что в 2018 году спрос на медь вырастет на 2%, главным образом за счет развития инфраструктуры в таких крупных странах, как Индия, Китай и США. Синхронизированный глобальный экономический рост в 2018 году также должен поддержать спрос. В целом ожидается, что в 2018 году спрос немного превысит предложение. 12

Как инвестировать в медь?

Как и в случае со многими другими сырьевыми товарами, существует множество инвестиционных подходов для получения доступа к металлу, каждый из которых имеет свои потенциальные преимущества и компромиссы.Вот несколько распространенных подходов:

  • Физическая медь: Инвестор может купить медные слитки напрямую у продавца металлов. Однако хранение большого количества меди может привести к значительным расходам на хранение и страхование.
  • Медные компании: Инвестиции в обыкновенные акции компаний, занимающихся добычей, разведкой или переработкой меди, могут косвенно повлиять на изменение цен на медь. Возврат может быть обусловлен и другими факторами, такими как динамика цен на побочные продукты добычи меди, специфические бизнес-риски и геополитическая напряженность, которая может снизить прибыль.
  • Фьючерсы на медь: Фьючерсы позволяют инвесторам делать ставки на цену меди на определенную дату. Однако, как и фьючерсы на другие сырьевые товары, фьючерсы на медь сопряжены с риском контанго, когда будущие цены, как правило, превышают текущие спотовые цены, что со временем может привести к сокращению инвестиций.

Связанные ETF

COPX : ETF Global X Copper Miners предоставляет инвесторам доступ к широкому кругу компаний по добыче меди по всему миру.

Краткий обзор мирового производства меди

Медь является важным компонентом многих продуктов, из которых состоит окружающий нас мир. Пластичность, пластичность и превосходная проводимость тепла и электричества — вот лишь некоторые из свойств, которые делают этот уникальный металл таким полезным в широком диапазоне применений.

Согласно ежегодному справочнику World Copper Factbook Международной исследовательской группы по меди (ICSG), использование рафинированной меди за последние 50 лет выросло более чем в три раза, при этом мировое производство красного металла в 2017 году составило 19.1 млн тонн. 1

Здесь представлен обзор текущей медной промышленности, включая распространенные и новые виды использования меди, где производится медь, кто ее производит, методы рафинирования и какие другие материалы производятся наряду с медью.

Использование меди

Медь является ключевым компонентом многих продуктов, которые поддерживают наш мир в рабочем состоянии. Среди многих других продуктов, в которых используется медь, есть:

  • Сплавы (бронза, латунь)
  • Электропроводка и кабели для передачи энергии, данных и сигналов
  • Трубопроводы и сантехника
  • Электроника
  • Электродвигатели
  • Строительные материалы
  • И многое, многое другое…

И хотя медь имеет множество хорошо разработанных применений, ее ценное сочетание физических и химических свойств продолжает делать ее предметом исследований и разработок.Copper Alliance признает широкий спектр новых областей применения меди. Среди них:

  • Возобновляемая энергия
  • Аквакультура
  • Противомикробные поверхности
  • Электродвигатель
  • Рассеяние сейсмической энергии

Производство меди

Хотя медь производится по всему миру, производство в основном локализовано в отдельных регионах, особенно в Латинской Америке; В 2017 году на Латинскую Америку приходилось 42% мировой добычи меди.Азия была вторым по величине производителем с 17%, за ней следуют Северная Америка и Европа с 13% каждая, Африка с 10% и Океания с 5%. Перу также демонстрирует стабильный рост производства с 2015 года, на долю которого в 2017 году приходилось 12% производства. 1

По данным ICSG, в топ-20 медных рудников по объему производства в 2018 году входили:

  1. Эскондида (Чили)
  2. Грасберг (Индонезия)
  3. Моренси (США)
  4. Буэнависта-дель-Кобре (Мексика)
  5. Коллахуаси (Чили)
  6. Серро Верде II (Перу)
  7. Заполярный филиал (Россия)
  8. Антамина (Перу)
  9. Лас-Бамбас (Перу)
  10. Эль-Тениенте (Чили)
  11. Лос Бронкос (Чили)
  12. Лос Пеламбрес (Чили)
  13. Кансанши (Замбия)
  14. Чукикамата (Чили)
  15. Камото (Конго)
  16. Радомиро Томич (Чили)
  17. Каньон Бингем (США)
  18. Sentinel (Замбия)
  19. Торомочо (Перу)
  20. Плотина Олимпик (Австралия)

Щелкните изображение ниже, чтобы просмотреть инфографику, в которой показаны 20 крупнейших медных рудников по производственным возможностям, а также владельцы и другие материалы, которые были произведены.

Основные производители меди

В отличие от других металлов, медная промышленность состоит из нескольких промышленных магнатов. Ранее в этом году Investing News вошел в десятку крупнейших производителей меди по производственным показателям за 2016 год. В порядке их:

  1. Codelco
  2. Freeport-McMoRan
  3. Glencore
  4. BHP Billiton
  5. Южный медный
  6. Rio Tinto
  7. KGHM Polska Miedz
  8. Англо-американский
  9. First Quantum Minerals
  10. Антофагаста

Способы рафинирования меди

После добычи медная руда проходит ряд стадий переработки, чтобы превратить ее в товарный медный продукт.Медь может быть аффинирована одним из двух подходов: пирометаллургии или гидрометаллургии.

Пирометаллургическое рафинирование меди

Пирометаллургический подход, часто называемый плавкой, является основным методом рафинирования меди. В этом процессе, используемом для сульфидных руд, медные концентраты термически обрабатываются в плавильном заводе, а затем перерабатываются в чистую медь.

Из 20 крупнейших медных рудников, перечисленных ICSG, половина производила медь только пирометаллургическим методом.

Гидрометаллургическое рафинирование меди

Гидрометаллургический подход к рафинированию медной руды известен как электролизная экстракция растворителем (SX-EW) или электролитическая экстракция растворителем выщелачивания (L-SX-EW) за его совпадение с методом кучного выщелачивания.

SX-EW представляет собой серию этапов, на которых руда выщелачивается кучей для получения насыщенного раствора, а затем объединяется с экстрагентом / реагентом для получения электролитического раствора меди, из которого медь может быть электролизом.

SX-EW стал важным инструментом в медной промышленности, поскольку его можно использовать там, где плавка не является экономически целесообразным вариантом, а именно для обработки оксидных и низкосортных сульфидных руд.

Из 20 ведущих шахт половина использовала SX-EW в своих операциях.

См. Нашу инфографику, чтобы узнать больше об этих двух технологиях рафинирования меди >>

Материалы, производимые наряду с медью

Медные рудники нередко перерабатывают дополнительные металлы на своих предприятиях.Многие медные рудники также производят золото, серебро и / или молибден, реже могут также производить металлы платиновой группы, никель, цинк и даже уран.

Заключение

Уникальное сочетание свойств меди

позволяет использовать ее в самых разных областях. Производство меди так же разнообразно, как и ее использование, с рудниками, разбросанными по всему миру, и несколькими промышленными магнатами, ответственными за производство. Два метода рафинирования — плавка меди и SX-EW — позволяют обрабатывать как традиционные источники руды, так и оксидные и низкосортные сульфидные руды, при этом многие материалы часто производятся вместе с медью.

FEECO предлагает сверхмощные миксеры (лопастные миксеры) для использования в процессе плавки меди, а также агломераторы (барабаны для руды) для использования в процессе кучного выщелачивания / SX-EW. Некоторые из крупнейших и наиболее экологически чистых медных рудников в мире полагаются на FEECO как на лучшее технологическое оборудование. Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами сегодня!

ИСТОЧНИКИ:
1. The World Copper Fact Book 2018, Справочник Международной исследовательской группы по медным рудникам и предприятиям — июль 2016 г.

TENORM: отходы добычи и производства меди | Радиационная защита

В Соединенных Штатах добыча и производство меди в основном расположены на Западе, а именно в Аризоне, Нью-Мексико, Юте, Неваде и Монтане.По данным Геологической службы США (USGS), на производство меди в этих штатах и ​​Мичигане приходится более 99% внутреннего производства меди. Медь используется во многих отраслях промышленности, включая строительство, транспорт, электронику и товары народного потребления.

Полезные ископаемые сосредоточены в определенных типах геологических образований (рудных телах), в которых ведется добыча. Эти рудные тела могут уже содержать естественные радиоактивные материалы (NORM). Наиболее часто встречающиеся радионуклиды (и продукты их распада), обнаруженные в медной руде, включают:

Методы добычи и обработки меди могут обнажать и / или концентрировать NORM, превращая их в технологически усовершенствованные радиоактивные материалы природного происхождения (TENORM).

На этой странице:

Способы добычи и переработки

Руды, содержащие медь, в США обычно добываются в крупных карьерах. Предприятия по переработке меди обычно расположены недалеко от мест добычи или добычи. Значительные объемы отходов связаны с производством меди. Отходы шахт могут содержать радионуклиды из-за их естественного присутствия в рудах и могут быть источником TENORM.

Уран, который может располагаться вместе с медной рудой, также может быть извлечен в виде побочного потока, если это экономически целесообразно.Однако в Соединенных Штатах это не обычная практика. Узнайте больше о добыче урана.

Производство меди обычно включает следующие процессы:

  • Выщелачивание
  • Экстракция растворителем
  • Плавка

Выщелачивание

Существует два основных метода выщелачивания: кучное выщелачивание и выщелачивание на месте. Кучное выщелачивание — наиболее распространенный метод, используемый в США

.

При переработке меди методом кучного выщелачивания большие количества руды и вскрыши вскрыши Почва и породы, которые были перемещены в сторону, чтобы добраться до руды, называются «вскрышной породой».«В районах с высокой концентрацией радионуклидов в горных породах вскрышные породы могут иметь повышенную радиоактивность, но недостаточную для добычи и переработки. Они добываются. Покрывающие породы отделяются и либо вывозятся на свалку, либо складываются для будущей рекультивации. Руда измельчается и укладывается в специально разработанные площадки. Площадки облицованы синтетическими или натуральными материалами, такими как полиэтилен или уплотненная глина.

Кислоты попадают в медьсодержащую руду, просачиваясь и растворяя медь и любые другие металлы, включая радионуклиды.Жидкость, которая «просачивается» сквозь камни, собирается. Эта жидкость содержит растворенную медь, известную как насыщенный выщелачивающий раствор (PLS). Медь, присутствующая в этой жидкости, собирается и позже обрабатывается.

Второй метод — выщелачивание на месте. Для использования этого метода должны присутствовать грунтовые воды и определенные геохимические условия. Во время выщелачивания на месте, вместо того, чтобы физически добывать и удалять покрывающие породы для достижения медных месторождений, химические вещества вводятся в рудные тела с помощью нагнетательных скважин.Затем PLS улавливается в эксплуатационных скважинах, собирается и затем обрабатывается.

Экстракция растворителем

После выщелачивания PLS отправляется на установку экстракции растворителем для удаления меди. PLS смешивается с органическим растворителем, который связывается с медью и химически отделяет медь от остальной жидкости. Затем содержащая медь жидкость объединяется с другой кислотой для осаждения меди из органического материала. Другой процесс, называемый электролизом, использует электричество для извлечения меди из PLS на тонкие металлические листы.

Оставшаяся жидкость известна как рафинат, отходы производства. Рафинат может содержать концентрированное количество TENORM.

Плавка

Плавка меди состоит из трех этапов:

  1. Обжиг: сначала рудные концентраты обжигаются или нагреваются для удаления серы и влаги.
  2. Плавка: Затем медные концентраты смешивают с кремнеземом (песком) и известняком и нагревают в печи с образованием двух естественно разделяющихся слоев. Один слой представляет собой отходы, содержащие соединения железа и кремнезема, которые выбрасываются как шлак шлак Побочный продукт, оставшийся после термического отделения желаемого металла от его сырой руды.. Примерно 75 процентов медного концентрата превращается в шлак. Другой слой, называемый «матовая медь», состоит из меди, сульфида железа и других металлов.
  3. Преобразование: наконец, штейн меди превращается в богатый медью шлак, который затем возвращается в процесс выщелачивания и отделяется от «черновой меди», которая отправляется в другую печь для литья.

Начало страницы

Образование отходов

Отходы добычи меди составляют самый большой процент отходов добычи и обработки металлов, образующихся в Соединенных Штатах.Существует широкий диапазон концентраций TENORM в отходах добычи меди.

Добыча и добыча меди наземными или подземными методами может концентрировать и обнажать радионуклиды в пустой породе и хвостах. хвосты Процессы выщелачивания и экстракции / электрохимического извлечения, а также практика рециркуляции рафината на медных рудниках могут извлекать и концентрировать растворимые радиоактивные материалы.В некоторых случаях были измерены уровни до двух порядков над фоном. Просмотрите отчет TENORM в SW Copper Belt of Arizona на веб-странице ресурсов TENORM для получения дополнительной информации и конкретных измерений.

Поскольку пирит и сульфидные минералы находятся в хвостохранилищах, которые имеют открытую поверхность, они могут быть подвержены выщелачиванию радионуклидов. Если пириты и сульфиды подвергаются воздействию воздуха и воды, они могут образовывать серную кислоту, которая мобилизует многие металлы, включая уран, который хорошо растворяется в кислоте.В результате этой химической реакции образуется кислый шахтный дренаж (AMD), загрязнитель, который присутствует на многих заброшенных шахтах. Узнайте больше о дренажной системе заброшенных шахт.

Отвалы для хранения отходов добычи меди могут достигать 1000 акров и обычно включают три типа отходов; хвосты, отходы отвалов и кучного выщелачивания, а также пустая порода и вскрышные породы.

Количество произведенной товарной меди невелико по сравнению с добытым исходным материалом. На каждую метрическую тонну произведенной металлической меди приходится обрабатывать несколько сотен метрических тонн руды, что приводит к образованию большого количества отходов.Например:

  • Выщелачивание на месте может переносить уран и торий в грунтовые или поверхностные воды на участке обработки. Высокие уровни TENORM были обнаружены в PLS двух операций по выщелачиванию на месте в Аризоне.
  • Медеплавильные и рафинировочные предприятия производят 2,5 миллиона метрических тонн (МТ) плавильных шлаков и 1,5 миллиона МТ хвостов шлака в год. Это большой объем шлака, однако он очень мал по сравнению с сопоставимыми объемами отходов от операций по добыче и дроблению.

Дополнительную информацию о шлаках добычи и производства меди можно найти в Отчете EPA Конгрессу по особым отходам от переработки полезных ископаемых .

Для получения подробной информации и публикаций о добыче и производстве меди, включая статистические данные о внутренней и международной добыче и использовании, посетите веб-страницу Геологической службы США, посвященную медной информации.

Начало страницы

Утилизация и повторное использование

Некоторые отходы медных рудников можно использовать повторно.Смеси измельченной пустой породы использовались для сооружения насыпей, насыпей или оснований дорожного покрытия для автомагистралей. Некоторые исследования показали, что медные отходы можно использовать в кирпиче, если сначала удалить пириты. Для получения дополнительной информации см. Отчет EPA для Конгресса 1985 г., Отходы от добычи и обогащения металлических руд, фосфоритов, асбеста, вскрыши от добычи урана и горючих сланцев (PDF) (303 стр., 9,5 МБ, о PDF) .

Рафинат

Рафинат, образующийся на медных рудниках, обычно хранится в прудах и возвращается обратно на операцию выщелачивания в качестве раствора для выщелачивания.Рафинат может содержать TENORM и требует правильного обращения. Образцы подземных вод, собранные на выбранных рудниках на юго-западе Аризоны в начале 1990-х годов, показали средние значения на уровне или ниже стандартов питьевой воды, но высокие значения колебались до 4801 Бк / м 3 (130 пКи / л) для Ra-226, 4514 Бк / м 3 (122 пКи / л) для Ra-228 и общего урана 7,733 (Бк / м 3 ) 209 пКи / л.

No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

➤