Teknik pemurnian yang digunakan oleh produsen tembaga tergantung pada jenis bijih, serta faktor ekonomi dan lingkungan lainnya. Saat ini, sekitar 80 persen produksi tembaga global diambil dari sumber sulfida.
Terlepas dari jenis bijih, bijih tembaga yang ditambang pertama-tama harus dikonsentrasikan untuk menghilangkan gangue, bahan yang tidak diinginkan tertanam dalam bijih.
Langkah pertama dalam proses ini adalah menghancurkan dan menumbuk bijih di dalam ball atau rod mill.
Sulfide Ores
Hampir semua bijih tembaga tipe sulfida, termasuk chalcocite (Cu 2 S), chalcopyrite (CuFeS 2 ) dan covellite (CuS), diperlakukan dengan peleburan.
Setelah menghancurkan bijih menjadi serbuk halus, itu kemudian dipekatkan oleh buih flotasi, yang membutuhkan pencampuran bijih bubuk dengan reagen yang bergabung dengan tembaga untuk membuatnya hidrofobik. Campuran tersebut kemudian dimandikan dalam air bersama dengan bahan pembusa, yang mendorong buih.
Semburan udara ditembakkan melalui gelembung-gelembung pembentuk air yang mengapung partikel tembaga penolak air ke permukaan. Buih, yang mengandung sekitar 30 persen tembaga, 27 persen besi dan 33 persen belerang, dilepas dan diambil untuk dipanggang.
Jika ekonomis, pengotor yang lebih sedikit yang mungkin ada dalam bijih, seperti molibdenum , timbal , emas dan perak , juga dapat diproses dan dihilangkan pada saat ini melalui flotasi selektif.
Pada suhu antara 932-1292 ° F (500-700 ° C), banyak kandungan sulfur yang tersisa dibakar sebagai gas sulfida, menghasilkan campuran kalsin oksida tembaga dan sulfida.
Fluks ditambahkan ke tembaga kalsin, yang sekarang sekitar 60 persen murni, sebelum dipanaskan lagi, kali ini menjadi 2192 ° F (1200C ° C).
Pada suhu ini, fluks silika dan batu kapur bergabung dengan senyawa yang tidak diinginkan, seperti besi oksida, dan membawanya ke permukaan untuk dibuang sebagai terak. Campuran yang tersisa adalah sulfida tembaga cair yang disebut 'matte'.
Langkah berikutnya dalam proses pemurnian adalah mengoksidasi matte cair untuk menghilangkan besi dan, sekali lagi, untuk membakar kandungan sulfida sebagai sulfur dioksida. Hasilnya adalah tembaga melepuh 97-99 persen. Istilah 'tembaga blister' berasal dari gelembung yang dihasilkan oleh sulfur dioksida pada permukaan tembaga.
Untuk menghasilkan katoda tembaga kelas pasar, tembaga blister harus terlebih dahulu dilemparkan ke anoda dan diperlakukan secara elektrolisis. Tenggelam dalam tangki tembaga sulfat dan asam sulfat, bersama dengan lembaran starter katoda tembaga murni, tembaga blister menjadi anoda dalam sel galvanik. Katoda katoda stainless kosong juga digunakan di beberapa kilang, seperti Tambang Tembaga Kennecott Rio Tinto di Utah.
Sebagai arus yang diperkenalkan, ion tembaga mulai bermigrasi ke katoda, atau lembaran starter, membentuk 99,9-99,99% katoda tembaga murni.
Pengolahan Bijih Oksida dan SX / EW
Setelah menghancurkan bijih tembaga oksida-jenis, seperti azurite (2CuCO 3 · Cu (OH) 3), brochantite (CuSO 4 ), chrysocolla (CuSiO 3 · 2H 2 O) dan cuprite (Cu2O), asam sulfat encer diterapkan pada permukaan material pada bantalan pelindian atau di tangki pencucian.
Ketika asam menetes melalui bijih, ia bergabung dengan tembaga, menghasilkan larutan tembaga sulfat yang lemah.
Yang disebut larutan lintah 'hamil' (atau minuman keras hamil) kemudian diproses menggunakan proses hidrometalurgi yang dikenal sebagai ekstraksi pelarut dan elektro-menang (atau SX-EW).
Ekstraksi pelarut melibatkan pengupasan tembaga dari minuman keras hamil menggunakan pelarut organik, atau ekstraktan. Selama reaksi ini, ion tembaga ditukar dengan ion hidrogen, memungkinkan larutan asam untuk dipulihkan dan digunakan kembali dalam proses pelindian.
Larutan berair yang kaya tembaga kemudian ditransfer ke tangki elektrolitik di mana bagian elektro-pemenang dari proses terjadi. Di bawah muatan listrik, ion tembaga bermigrasi dari larutan ke katoda starter tembaga yang terbuat dari tembaga foil kemurnian tinggi.
Unsur-unsur lain yang mungkin ada dalam larutan, seperti emas, perak, platinum , selenium dan telurium , mengumpulkan di bagian bawah tangki sebagai 'slimes' dan dapat dipulihkan melalui proses lebih lanjut.
Katoda tembaga elektro-won memiliki kemurnian yang sama atau lebih besar daripada yang dihasilkan oleh peleburan tradisional, tetapi hanya membutuhkan seperempat hingga sepertiga jumlah energi per unit produksi.
Pengembangan SX-EW telah memungkinkan ekstraksi tembaga di daerah di mana asam sulfat tidak tersedia atau tidak dapat diproduksi dari belerang dalam tubuh bijih tembaga, serta dari mineral sulfida lama yang telah teroksidasi oleh paparan udara atau pencucian bakteri dan lainnya. bahan limbah yang sebelumnya dibuang tidak diproses.
Tembaga dapat diendapkan keluar dari larutan hamil melalui sementasi menggunakan besi bekas. Namun, ini menghasilkan tembaga yang kurang murni daripada SX-EW dan, jadi, lebih jarang digunakan.
Pelindaran di dalam Situ (ISL)
Pelindian in-situ juga telah digunakan untuk memulihkan tembaga dari area deposit bijih yang sesuai.
Proses ini melibatkan pengeboran lubang bor dan memompa larutan lindi - biasanya asam sulfat atau asam hidroklorat - ke dalam tubuh bijih. Leachate melarutkan mineral tembaga sebelum pulih melalui lubang bor kedua. Pemurnian lebih lanjut menggunakan SX-EW atau presipitasi kimia menghasilkan katoda tembaga yang dapat dipasarkan.
ISL sering dilakukan pada bijih tembaga kadar rendah di lumbung yang ditimbun (juga dikenal sebagai lindi pencucian ) di daerah-daerah yang ditinggalkan di tambang bawah tanah.
Bijih tembaga yang paling mudah dibawa ke ISL termasuk tembaga karbonat malachite dan azurite, serta tenorit dan chrysocolla.
Produksi tambang tembaga global diperkirakan oleh Survei Geologi AS telah mencapai 16,1 juta metrik ton pada 2011. Sumber utama tembaga adalah Chili, yang menghasilkan sekitar sepertiga dari total pasokan dunia. Produsen besar lainnya termasuk AS, Cina, dan Peru.
Karena tingginya nilai tembaga murni, sebagian besar produksi tembaga sekarang berasal dari sumber daur ulang. Di AS, tembaga daur ulang menyumbang sekitar 32 persen dari pasokan tahunan. Secara global, jumlah ini diperkirakan mendekati 20 persen.
Produsen tembaga terbesar di dunia adalah perusahaan negara Chili Codelco. Codelco menghasilkan 1,76 juta metrik ton tembaga olahan pada 2010, atau sekitar 11% dari total produksi global. Produsen besar lainnya termasuk Freeport-McMoran Copper & Gold Inc., BHP Billiton Ltd. , dan Xstrata Plc .
Sumber-sumber
Schoolscience.co.uk. Tembaga - Elemen Vital. Penambangan Tembaga.
URL: http://resources.schoolscience.co.uk/cda/14-16/cumining/copch2pg2.html
Wikipedia. Teknik Ekstraksi Tembaga.
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Copper_extraction
Asosiasi Pengembangan Tembaga. Produksi.
URL: https://www.copper.org/education/copper-production/