معدن

استخراج مس و نیکل | استخراج فلزات | استخراج مس

روش استخراج مس و نیکل

مس

مس یکی از فلزاتی است که طرز استخراج و ذوب آن بر صنعتگران باستانی ایران معلوم بوده است.

و در حفرهایی که در نقات مختلف کشور شده آثار و علایم آن دیده می‌شود.

ولی چون رموز این صنعت سینه بسینه انتقال می‌یافته کتاب ونوشته‌ای ازآن در دست نیست.

فقط از اشیاءمسی وآلیاژهای آن که در کاوشهای انجام شده به دست آمده چنین پیداست که در زمان قدیم از مس در زندگانی خود استفاده می‌کردند.

و با صنعت ذوب مس آشنایی کامل داشتند.

معدنچیان سنگهای مس خالص طبیعی ومس اکسیده را که بیشتر در سطح زمین یافت می‌شده به وسیله دیلم و کلنگ خرد کرده واستخراج وذوب می‌کردند.

و چون طرز ذوب کانیهای نوع سولفور را نمی‌دانستند اگر چنانچه با چنین معدنی برخورد می‌کردند از استخراج آن صرف نظر می‌کردند.

کارهای مس و مفرغی قبل از تاریخ که در ایران انجام شده در بسیاری از موزه‌های دنیا وجود دارد.

پس از آن در دوره‌های مختلف مانند دوره هخامنشی و ساسانی وبعد از استیلای عرب و دوره مغل و تیموریان نمونه هایی از اشیاء مسی ومفرغی که در ایران ساخته شده در موزه‌های روسیه و انگلیس و فرانسه وجود دارد.

در عصر صفویه صنعت برنج سازی و استفاده از مس و آلیاژهای آن رونق بسیاری داشته است

ولی پس از انقراض صفویه و روی کار آمدن سلسله قاجاریه در کلیه صنایع از جمله صنعت ذوب مس انحطاطی ایجاد گردید.

و پس از آن برای احیاء صنایع مختلف و صنعتی کردن ایران در زمان امیر کبیر کوششهایی صورت گرفت که مثمر ثمر واقع نشد.

تا اینکه در سال 1315چون دولت وقت در کارخانجات مهمات سازی ارتش نیاز به مس داشت و شروع به استخراج مس از معدن انارک و عباس آباد سبزوار خراسان شمالی نمود و کارخانه ذوب مس غنی آباد را بنیان گذاشت.

روشهای استخراج مس

روش مورد استفاده جهت استخراج مس بستگی دارد به طبیعت و ترکیبات مس موجود در سنک معدن. به طور کلی سه طریق اساسی برای استخراج مس وجود دارد که عبارتند از :

READ  معادن مهم ایران | کانسارهای مهم | معدن و کانسارها

1_ذوب مستقیم :

ذوب مستقیم وقتی به کار گرفته می‌شود که درصد مس موجود در کلوخه‌ها از 6% به بالا باشد.

2_شستشوی اسیدی:

شستشویی که با الکترولیز تکمیل می‌شود مخصوص کلوخه‌های نوع اتکسیده میباشد.

3-تغلیظ کردن:

تغلیظ که همراه با ذوب می‌باشد برای ترکیبات گوگردی مس یا مس طبیعی با عیار کم بکار گرفته می‌شود.

در این روش جهت دستیابی به مس قابل عرضه به بازار سنگ معدن باید واحد‌های زیرین را بگذراند :

استخراج از معدن _سنگ شکن و سرند ها_پر عیار کنی_کوره انعکاسی _ کوره مبدل_ کوره آند_پالایشگاه (الکترولیز) _ذوب مجدد و ریختگری_محصول نهایی با خلوص 91/99%.

نیکل

نیکل عنصر ۲۸ با معادل انگلیسی nickel فلزی مقاوم، چکش خوا، براق با ساختار بلورین و مکعبی شکل به رنگ سفید و نقره‌ای میباشد.

این عنصر در سال 1751 توسط Axel Cronstedt دانشمند سوئدی کشف شد.

از نظر خواص مغناطیسی وفعالیت شیمیایی شبیه به آهن وکبالت میباشد.

کانیهای اصلی نیکل عبارتند از پنتلاندیت، پیروتیت (سولفید‌های نیکل و آهن) و گارنییریت (سیلیکات نیکل و منیزیم ) هستند.

نیکل یکی از اجزا اصلی تشکیل دهنده شهاب سنگها به شمار می‌آید.

شهاب سنگهای آهن و سیدریت شامل آلیاژهای آهن حدود 5 تا 20 درصد نیکل می‌باشد.

نیکل تجاری به فرم‌های پنتلاندیت و پیروتیت می‌باشد که این معادن در ایالت انتاریو یافت می‌شود .

که این ناحیه حدود 30 درصد از نیکل دنیا را تامین می‌کند.

دیگر معادن این عنصر در کالندونیا، استرالیا، کوبا، اندونزی و در مناطق دیگر می‌باشد.

این عنصر رسانای جریان بر ق است و سطح آن براق و صیقلی است.

این عنصر از گروه عناصر آهن و کبالت است و آلیاژهای آن قیمتهای بالایی دارا هستند.

این عنصر کاربردهای فراوانی در طبیعت دارد و برای ساخت فولاد ضدزنگ و دیگر آلیاژهای ضد زنگ و خوردگی مثل اینوار و مانل که الیاژی از نیکل و کبالت که در برابر خوردگی مقاوم است و و اینکونل و Hastelloys کاربرد دارد.

برای ساخت لوله‌های نیکلی و مسی و همینطور برای نمک زدایی گیاهان و تبدیل آب شور به آب مایع استفاده می‌شود.

READ  معادن مهم ایران | کانسارهای مهم | معدن و کانسارها

نیکل استفاده‌های فراوانی برای ساخت سکه‌ها و فولاد نیکلی برای زره‌ها و کلید‌ها کار برد دارد.

و همینطور از نیکل می‌توان آلیاژهای نیکروم و پرمالوی و آلیاژی از مس را تهیه کرد.

از نیکل برای ساخت شیشه‌های به رنگ سبز استفاده می‌شود.

صفحات نیکلی می‌تواند نقش محافظت کننده برای دیگر فلزات را داشته باشد.

نیکل همچنین کاتالیزوری برای هیدروژن دار کردن روغنهای گیاهی است.

همچنین صنعت سرامیک و ساخت آلیاژی از آهن و نیکل که خاصیت مغناطیسی دارد.

و باتری‌های قوی ادیسون کاربرد دارد. از ترکیبات مهم نیکل می‌توان سولفات و آکسید را نام برد.

نیکل طبیعی مخلوطی از 5 ایزوتوپ پایدار است.

همچنین 9 ایزوتوپ ناپایدار دیگر نیز شناخته شده است.

نیکل هم به صورت فلز و هم به صورت ترکیب محلول می‌تواند وجود داشته باشد.

خار سولفید نیکل سرطان زا می‌باشدکه در موقع استفاده از آن باید دقت لازم را به عمل آورد

نیکل خالص تجاری، خلوصی در حدود ( Co+ %99. 5Ni ) دارد.

این فلز دارای خواص مکانیکی خوب و مقاومت عالی در برابر محیط‌های خورنده است.

این فلز بیشتر استحکام خود را در دمای بالا حفظ می‌کند و در دما‌های پایین دارای چقرمگی و داکتیلیته مناسبی است.

این آلیاژ حاوی مقداری کربن (بیش از 0. 1%) می‌باشد.

هر چه مقدار کربن کمتر باشد، کار سختی کمتر و داکتیلیه بیشتر است.

کاربردهای نیکل خالص تجاری شامل تجهیزات فرآیندهای غذایی، بشکه‌های کشتیرانی شیمیایی، اجزاء موشکی و فضایی و لوله کشی می‌باشد.

تاریخچه نیکل

کانی مخصوصی که به ظاهر شبیه مس بود و برای معدن داران آلمانی بسیار معروف بود.

برای سبزکردن شیشه به کار می‌رفت.

اما کوششهای مداوم برای جدا کردن مس از آن ناموفق ماند و گمان می‌رفت که شیطان آزادانه این کانی را رنگ کرده است  تا معدن‌داران گول بزند

بنابراین آن را Kupfer nickel نامیدند.

در آلمانی نیکل یعنی شیطان پست.

در سال ۱۷۵۱ کرونشتد از سوپد این کانی را آزمایش کرد (امروزه این کانی را نیکولیت می‌نامند)و موفق شد یک اکسید فلزی سبز از این کانی تهیه کند و از احیای این اکسید فلز سفید رنگ به دست آورد.

READ  معادن مهم ایران | کانسارهای مهم | معدن و کانسارها

او این فلز را نیکل نامید.

محل کشف و پیدایش نیکل

اکثر نیکلهای بدست آمده از دو نوع معدن بدست آمده‌اند، اولی خاکهای آجری رنگ بوده که مهمترین معدن سنگ نیکل هستند و دومی سولفید موجود در ماگمای زمین می‌باشد.

منطقه Sud-bury در انتاریو، انتاریو کانادا 30% نیکل جهان را تولید می‌کند.

معادن دیگر در روسیه استرالیا، کوبا، دومینکن، نروژ و اندونزی می‌باشند.

با این وجود این باور وجود دارد که بیشتر نیکل موجود در زمین در هسته این سیاره تمرکز یافته است.

استخراج نیکل

نیکل از سنگ معدنش بوسیله عملیات تشویه و فرایندهای کاهش که در آنها فلز با خلوص بیش از 75% بدست می‌آید استخراج می‌شود.

خالص سازی نهایی در فرایند Mond با خلوص بیش از 99. 99% بوسیله واکنش نیکل و مونوکسید کربن برای تشکیل کربونیل نیکل انجام می‌شود.

این گاز از درون محفظه بزرگی در دمای بالا، که در آن دهها هزار گلوله نیکلی (که بعنوان پلت یا گندله شناخته می‌شوند) و در مکان ثابت نگه داشته می‌شوند، عبور می‌کند.

کربونیل نیکل بر روی گندله‌ها یا گلوله‌های نیکلی، بصورت رسوب نیکل خالص، تجزیه می‌شود.

از طرف دیگر، کربونیل نیکل، ممکن است در یک محفظه کوچکتر بدون حضور گندله، برای تشکیل پودرهای ریزدانه، تجزیه شود. مونوکسید کربن بدست آمده در طی این فرایند دوباره به جریان می‌افتد.

نیکل با خلوص بالا، که در این فرایند تولید می‌شود بعنوان کربونیل نیکل شناخته می‌شود.

دومین شکل متداول تصفیه، شامل لیچینگ مات فلز، بوسیله رسوب الکتریکی نیکل از محلول، بوسیله صفحه‌ای که بر روی کاتد قرار داده می‌شود، می‌باشد.

در بیشتر کاربردهای فولاد ضد زنگ، نیکل می‌تواند با خلوص 75%، مستقیما بکار گرفته شود.

بزرگترین تولید کننده نیکل، روسیه است که 267000 تن نیکل در هر سال تولید می‌کند.

استرالیا و کانادا دومین و سومین تولید کننده نیکل می‌باشند که سالانه 207000 تن و 189000 تن تولید می‌کنند.

برچسب ها

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

برای امنیت، استفاده از سرویس reCAPTCHA گوگل مورد نیاز است که موضوع گوگل است Privacy Policy and Terms of Use.

من با این شرایط موافق هستم .

بستن
بستن