Медь плавка — это процесс отделения металлической меди от горной породы, в которой она естественным образом залегает, путем ее плавления. Это достигается за счет серии нескольких этапов обработки. Термин «плавка меди» может относиться конкретно к этой стадии плавки или может относиться несколько менее формально ко всему процессу в целом.
В природе медь, как и многие другие металлы, можно найти в камне. Такая комбинация металла и камня известна как руда. Чтобы медь можно было использовать на практике, ее необходимо отделить от породы и других металлов и очистить до приемлемой чистоты. Каждая операция плавки меди имеет свой собственный уникальный процесс, однако многие из них имеют схожие основные этапы.
Типичный процесс может начинаться с измельчения руды в порошок. Этот порошок обрабатывается химикатами и воздухом, чтобы отделить часть нежелательного материала и сконцентрировать медь. Нежелательный материал на этом этапе называется хвостами. Хвосты обычно утилизируются в хвостохранилище.
Концентрированный материал с этого этапа затем сушат и подают в высокотемпературную плавильную печь. По мере нагревания концентрата различные материалы в нем разделяются на слои. Слой расплавленного материала, содержащего медь, известный как матовый слой, опускается на дно. Твердые отходы, называемые шлаком, всплывают наверх. Шлак и диоксид серы удаляются и либо выбрасываются, либо продаются, в то время как слой штейна переходит к следующему этапу.
Затем штейн заливают в конвертер, где он вступает в реакцию с воздухом, известью и кремнеземом, чтобы отделить медь от железного шлака. Медь, полученная на этом этапе, известна как черновая медь. Черновая медь подвергается дальнейшему обжигу и очистке для удаления любых оставшихся примесей.
Одним из основных побочных эффектов процесса плавки меди является образование отходов. При рафинировании меди образуется в три с половиной раза больше отходов, чем количество произведенной меди. Эти отходы представляют собой не только твердые вещества, которые необходимо утилизировать или перерабатывать, но и газообразный диоксид серы. Диоксид серы является значительным загрязнителем воздуха, особенно известным как предшественник кислотных дождей. В некоторых странах требуются восстановительные меры при выплавке меди и других промышленных операциях, чтобы смягчить негативное воздействие процесса на окружающую среду.
Считается, что ранняя выплавка меди возникла в Западной Азии где-то между 4000 и 4300 годами до нашей эры. Многие историки считают, что древние гончары, вероятно, первыми открыли этот процесс. Их мартеновские обжиговые печи могли бы достичь необходимой высокой температуры. Простые костры не могли разгореться настолько, чтобы расплавить медь.
Большинство запасов меди сосредоточено в нескольких регионах, включая части США и Канады, Замбию и Анды. Однако современные предприятия по выплавке меди расположены по всему миру на всех континентах, кроме Антарктиды. Хотя Антарктида также является источником месторождений медной руды, в 1991 году был введен долгосрочный мораторий на добычу полезных ископаемых в Антарктике для сохранения этого района.
