Процесс производства меди

Казахмыс владеет 17 рудниками. Большинство из них подземные, но есть и несколько открытых. Как правило, на рудниках содержатся ‘сульфидные руды’ и попутные продукты, которые варьируются от рудника к руднику. Основными попутными продуктами являеются цинк, серебро и золото. На каждой стадии технологического процесса внимание сосредоточено на удалении увеличивающихся объемов нежелательных материалов для переработки сульфидных руд в товарные металлы.

Добыча

• Сульфидные руды добываются из подземных рудников или открытых карьеров с использованием буро-взрывных работ при помощи взрывчатых материалов.
• Экскаваторы большой мощности собирают руду и грузят ее на самосвалы, самосвалы транспортируют руду на дробилки первичного дробления. Первичное дробление может осуществляться на руднике для упрощения транспортировки.

Обогащение

• Руда перерабатывается на ряде дробилок и смешивается с водой. В результате руда превращается в массу очень тонкого измельчения в форме пасты или пульпы.
• Пульпа смешивается с различными химическими реагентами, которые определяют и окутывают частицы определенного минерала.
• Для поддержания процесса разделения в раствор добавляется жидкий ‘пенообразователь’.
• Эта пульпа проходит несколько стадий флотации. В результате этого процесса происходит извлечение всех ценных компонентов руды таких, как цинк, медь и драгоценные металлы.
• На первой стадии флотации (коллективная флотаци), пульпа (с реагентами) подается насосами во флотационные емкости и нагнетается воздухом, для создания пузырьков. Все сульфидные частицы прилипают к поверхности пузырьков, которые снимаются в желоба.
• На второй стадии флотации (селективная флотация) ценные минералы, содержащие разные металлы, отделяются друг от друга при помощи добавления специальных химических соединений. Эти химические соединения способствуют тому, что один из минералов прилипает к поверхности пузырьков, а другие минералы остаются неактивными.
• Когда пузырьки сгущаются, осуществляется отвод воды. В результате этого процесса получают отдельные медный и цинковый концентраты, которые содержат

        - 20-35% меди, различные сульфиды меди и железа, а также другие материалы в небольших концентрациях, включая золото и серебро

        - 40-45% цинка с другими сопутствующими элементами.

Плавка

• Медный концентрат и диоксид кремния, так называемый флюс, загружаются в печь Ванюкова. Мы используем дутье, обогащённое кислородом, на Балхашском медеплавильном заводе и шестиэлектродную электропечь на Жезказганском медеплавильном заводе.
• Концентрат и флюс переплавляются и получается штейн, состоящий из меди, железа и серы, которые оседают на дно печи. Остальное железо химически объединяется с флюсом, в результате чего получается шлак, который можно отделить.
• Часть серы в концентрате объединяется с кислородом и образует отходящий газ, состоящий из диоксида серы, кислорода, воды и азота. Большая часть диоксида серы улавливается в виде серной кислоты, серная кислота может быть нейтрализована или продана для применения в различных целях.
• Оставшийся материал, называемый штейн, по весу содержит 40-60% меди.
• Расплавленный штейн транспортируется в плавильный аппарат, называемый конвертером. Здесь добавляется дополнительный кремнеземистый флюс и нагнетается воздух для удаления железа и серы.
• Полученный материал называется «черновой медью» и по весу содержит около 99% меди.

Рафинирование

• Черновая медь поступает в печь для рафинирования. В расплавленную медь нагнетается воздух для окисления части меди и большей части примесей. Для удаления остатков мышьяка и сурьмы добавляется карбонат натрия в качестве флюса.
• Оператор делает пробы материала для определения того, когда содержание примесей достигнет приемлемого уровня.
• Содержание окисленной меди уменьшается при помощи мазута и получается продукт, в котором содержание меди составляет 99.5%. Она разливается в формы. Полученные листы меди называют 'анодами'.
• Аноды помещают в полимерно-бетонные емкости. Рядом с каждым анодом помещают тонкий лист меди, называемый катодом. Через эти медные листы проводится электический ток – анод служит положительным электродом, а катод отрицательным.
• Емкости наполнены кислым раствором сульфата меди, который выступает в качестве электрического проводника между анодом и катодом. Медь растворяется на аноде и оседает на катоде. Приблизительно через две недели, из анодов медь оседает на катодах.
• При образовании листов меди, остающиеся примеси (шламы) оседают на дно емкости. В этих шламах содержится золото и серебро.
• Катоды извлекают из емкости, они состоят из меди около 99.95-99.99% чистоты. Шламы транспортируются на драгметальный завод, где из них получают товарные металлы.