Mis necə çıxarılır: üsullar, tarix və yataqlar

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-07 20:56

Mis bu gün qeyri-adi tələb olunan metaldır və həm gündəlik həyatda, həm də sənayedə geniş istifadə olunur. Təbiətdə Cu həm saf halda, həm də filiz şəklində tapıla bilər. Orijinal süxurlardan mis çıxarmağın və əldə etməyin bir neçə yolu var. Bununla belə, onlar sənayedə geniş istifadə olunur. Misin necə hasil edildiyi məqalədə müzakirə olunacaq.

Bir az tarix

Mis ilk dəfə qədim zamanlarda hansı ərazidə hasil edilməyə və insanlar tərəfindən istifadə olunmağa başlandığını, təəssüf ki, arxeoloqlar öyrənə bilmədilər. Bununla belə, insanların ilk dəfə emal etməyə və gündəlik həyatda istifadə etməyə başladığı bu metal olduğu dəqiq məlumdur.

Mis insana daş dövründən məlumdur. Arxeoloqlar tərəfindən tapılan bu metalın bəzi külçələrində daş b altalarla işlənmə izləri var. Əvvəlcə insanlar misdən əsasən bəzək kimi istifadə edirdilər. Eyni zamanda, qədim zamanlarda insanlar bu cür məhsulların istehsalı üçün yalnız tapdıqları bu metalın külçələrindən istifadə edirdilər. Daha sonra insanlar emal etməyi öyrəndilər vəmis tərkibli filiz.

Cu-nun necə hasil edildiyi və emal edildiyi ideyası antik dövrün bir çox xalqına məlum idi. Arxeoloqlar tərəfindən çoxlu sübutlar tapılıb. İnsan mis və sink ərintiləri hazırlamağı öyrəndikdən sonra Tunc dövrü başladı. Əslində "mis" adını bir vaxtlar qədim romalılar qoyublar. Belə metal bu ölkəyə əsasən Kipr adasından gətirilib. Buna görə də romalılar onu aes cyprium adlandırdılar.

Qədim dövrlərdə mis necə çıxarılıb

Bu metal bir vaxtlar insan həyatında çox geniş istifadə olunduğundan, onun çıxarılması texnologiyaları, təbii ki, kifayət qədər mükəmməl işlənib hazırlanmışdır. Atalarımız misi əsasən malaxit filizlərindən əldə edirdilər. Belə material və kömür qarışığı bir saxsı qaba qoyulmuş və bir çuxura qoyulmuşdur. Sonra qazandakı kütlə yandırıldı. Nəticədə meydana gələn dəm qazı malaxiti misə çevirdi.

Təbiətdəki ehtiyatlar

Bu gün misi təbiətdə harada tapmaq olar? Hazırda bu məşhur metalın yataqları Yerin bütün qitələrində aşkar edilir. Eyni zamanda, Cu ehtiyatları praktiki olaraq qeyri-məhdud hesab olunur. Dövrümüzdə geoloqlar təmiz misin, eləcə də onun tərkibində olan filizlərin yeni yataqlarını tapırlar. Məsələn, 1950-ci ildə bu metalın dünya ehtiyatları 90 milyon ton təşkil edirdi. 1970-ci ilə qədər bu rəqəm artıq 250 milyon tona, 1998-ci ildə isə 340 milyon tona qədər artmışdı. Hazırda planetdə mis ehtiyatlarının 2,3 milyard tondan çox olduğu güman edilir.

Təmiz misin yataqları və çıxarılması üsulları

Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, insanlar ilkin olaraq gündəlik həyatda yerli Cu-dan istifadə edirdilər. Təbii ki, əldə edilirbu gün belə saf mis. Bu metalın külçələri yer qabığında ekzogen və endogen proseslər nəticəsində əmələ gəlir. Planetdə məlum olan ən böyük yerli mis yatağı hazırda ABŞ-da, Superior Gölü bölgəsində yerləşir. Rusiyada yerli mis Udokan yatağında, eləcə də Transbaikaliyadakı bəzi digər yerlərdə olur. Bundan əlavə, Rusiyada misin külçə şəklində harada hasil oluna biləcəyi sualının cavabı Ural bölgəsidir.

Təbiətdə mis sulfat çöküntülərinin oksidləşmə zonasında bu sortun təmiz metalı əmələ gəlir. Adətən mis külçələrinin özündə təxminən 90-99% olur. Qalanı digər metalların payına düşür. Hər halda, iki əsas texnologiya yerli misin necə hasil edildiyi sualına cavab verir. Belə yataqlar, eləcə də filizlər qapalı mədən və ya açıq mədən üsulu ilə işlənir. Birinci halda, qazma və qırma kimi texnoloji proseslərdən istifadə olunur.

Mis külçələri çox çəkə bilər. Onların ən böyüyü bir dəfə ABŞ-da Superior gölündə tapılmışdı. Bu külçələrin çəkisi təxminən 500 ton idi.

Rusiyada misin harada hasil edildiyini bildik. Bu, əsasən Transbaikalia və Uralsdır. Ölkəmizdə təbii ki, müxtəlif vaxtlarda bu metalın çox böyük külçələri də tapılıb. Məsələn, Orta Uralda tez-tez çəkisi bir neçə tona qədər olan mis parçaları tapılırdı. Çəkisi 860 kq olan bu külçələrdən biri hazırda Sankt-Peterburqda, Mədən İnstitutunun Muzeyində saxlanılır.

Mis filizləri və onların yataqları

Hazırda Cu-nun əldə edilməsi, süxurda ən azı 0,3% olsa belə, sərfəli və məqsədəuyğun hesab edilir.

Bu gün misi sənaye üsulu ilə təcrid etmək üçün təbiətdə ən çox aşağıdakı süxurlar çıxarılır:

• boritlər Cu₅FeS_{4 - mis bənövşəyi və ya rəngarəng piritlər adlanan və təxminən 63,3% Cu ehtiva edən sulfid filizləri;}

• xalkopirit CuFeS_{2 - hidrotermal mənşəli minerallar;}

• xalkosinlər Cu_{2S tərkibində 75%-dən çox mis;}

• cuprites Cu_{2O, həm də tez-tez yerli mis yataqlarında tapılır;}

• karbonlu mis göyərti olan malaxitlər.

Rusiyada ən böyük mis filiz yatağı Norilskdə yerləşir. Həmçinin, belə süxurlar Uralda, Transbaykaliyada, Çukotkada, Tuvada və Kola yarımadasında bəzi yerlərdə böyük miqdarda hasil edilir.

Mis filizi yataqları necə işlənir

Tərkibində Cu olan müxtəlif növ süxurlar, eləcə də külçələr planetdə iki əsas texnologiyadan istifadə etməklə çıxarıla bilər:

• qapalı;
• açıq.

Birinci halda, uzunluğu bir neçə kilometrə çata bilən mədəndə mədənlər tikilir. İşçilərin və avadanlıqların hərəkəti üçün belə yer altı tunellər liftlər və dəmir yolları ilə təchiz edilmişdir. Mədənlərdə süxurların qırılması istifadə edərək həyata keçirilirsünbüllü xüsusi qazma avadanlığı. Mis filizinin toplanması və zirvəyə daşınmaq üçün yüklənməsi vedrələrdən istifadə etməklə həyata keçirilir.

Çöküntülər yer səthindən 400-500 m-dən uzaqda yerləşmirsə, onlar açıq üsulla hasil edilir. Bu zaman partlayıcı qurğulardan istifadə etməklə ilk növbədə yuxarı qaya təbəqəsi yataqdan çıxarılır. Bundan əlavə, mis filizinin özü tədricən çıxarılır.

Surlardan metal əldə etmək üsulları

Misin, daha doğrusu, tərkibində olan filizlərin necə hasil edildiyini beləcə öyrəndik. Bəs müəssisələr sonradan Cu-nun özünü necə alırlar?

Surlardan mis çıxarmağın üç əsas yolu var:

• elektrolitik;
• pirometallurgiya;
• hidrometallurgiya.

Pirometallurgik flotasiya üsulu

Bu texnologiya adətən 1,5-2% Cu olan süxurlardan misi təcrid etmək üçün istifadə olunur. Belə material flotasiya üsulu ilə zənginləşdirilir. Eyni zamanda:

• filiz ən incə toz halına qədər diqqətlə üyüdülür;
• məmulatı su ilə qarışdırın;
• kütləyə mürəkkəb üzvi maddələr olan xüsusi flotasiya reagentləri əlavə edin.

Flotasiya reagentləri müxtəlif mis birləşmələrinin xırda dənələrini örtür və onlara islanmama qabiliyyəti verir.

Növbəti addım:

• köpük yaradan maddələr suya əlavə edilir;
• asmadan güclü hava axını keçir.

Mis birləşmələrinin yüngül quru hissəcikləri nəticədə hava qabarcıqlarına yapışır və yuxarıya doğru üzür. Onları ehtiva edən köpük yığılır, sudan sıxılır və hərtərəfli qurudulur. Nəticədə konsentrat əldə edilir və ondan xam Cu ayrılır.

Mis filizdən necə çıxarılır: qovurma yolu ilə zənginləşdirmə

Flotasiya üsulu sənayedə tez-tez istifadə olunur. Amma bəzən mis filizinin zənginləşdirilməsi üçün qovurma texnologiyasından da istifadə olunur. Bu texnika ən çox tərkibində çoxlu miqdarda kükürd olan filizlər üçün istifadə olunur. Bu halda, material 700-8000 ° C temperaturda əvvəlcədən qızdırılır. Nəticədə süxurda kükürdün miqdarının azalması ilə sulfidlər oksidləşir.

Növbəti mərhələdə bu üsulla hazırlanmış filiz şaft sobalarında 14500 °C temperaturda əridilir. Nəhayət, bu texnologiyadan istifadə edərkən bir tutqun əldə edilir - mis və dəmir bir ərintisi. Bundan əlavə, bu əlaqə çeviricilərdə üfürməklə təkmilləşdirilir. Nəticədə dəmir oksid şlaklara, kükürd isə SO4-ə keçir.

Saf mis istehsalı: elektroliz

Flotasiya və qovurma üsullarından istifadə edildikdə blister mis alınır. Əslində, belə bir material təxminən 91% Cu ehtiva edir. Daha təmiz mis əldə etmək üçün kobud mis daha da təmizlənir.

Bu zaman qalın anod lövhələri ilkin misdən tökülür. Sonrakı:

• hamamda mis sulfat məhlulu götürün;
• hamamda asılıranod lövhələri;
• katod kimi saf misdən nazik təbəqələr istifadə olunur.

Elektroliz reaksiyası zamanı mis anodlarda həll olunur və katodlarda çökür. Mis ionları katoda doğru hərəkət edir, ondan elektron alır və Cu+2+2e atomlarına keçir?>Cu.

Blister misin tərkibindəki çirklər təmizləndikdə fərqli davrana bilər. Sink, kadmium, dəmir anodda həll olunur, lakin katodda çökmür. Fakt budur ki, elektrokimyəvi gərginlik silsiləsində onlar misdən solda yerləşirlər, yəni daha çox mənfi potensiala malikdirlər.

Mis sulfat sulfid filizinin oksigenlə mis sulfat CuS + 2O₂ > CuSO_{4 qədər yavaş oksidləşməsi ilə əldə edilir. Duz daha sonra su ilə yuyulur.}

Hidrometallurgiya üsulu

Bu halda sulfat turşusu misin yuyulması və zənginləşdirilməsi üçün istifadə olunur. Bu texnologiyadan istifadə edilən reaksiya nəticəsində Cu və digər metallarla doymuş məhlul alınır. Daha sonra mis ondan təcrid olunur. Bu texnikadan istifadə edərək, blister misə əlavə olaraq digər metallar, o cümlədən qiymətli metallar əldə edilə bilər. Hər halda, bu texnologiya ən çox tərkibində çox zəngin olmayan (0,5%-dən az) süxurlardan Cu çıxarmaq üçün istifadə olunur.

Evde mis

Bu metalın onunla doymuş filizlərdən ayrılması texnoloji cəhətdən nisbətən sadədir. Buna görə bəziləri evdə misin necə çıxarılması ilə maraqlanır. Bu metalı öz əlinizlə filizdən, gildən və sxüsusi avadanlığın mövcudluğu çox çətin olacaq.

Bəziləri, məsələn, misin öz əlləri ilə gildən necə çıxarılması ilə maraqlanırlar. Həqiqətən, təbiətdə Cu ilə də zəngin olan bu materialın yataqları var. Ancaq təəssüf ki, evdə gildən mis əldə etmək üçün sübut edilmiş heç bir məlum texnologiya yoxdur.

Öz əllərinizlə evdə bu metalı, bəlkə də, yalnız mis sulfatdan təcrid etməyə cəhd etmək olar. Bunun üçün sonuncu əvvəlcə suda həll edilməlidir. Sonra, ortaya çıxan qarışıqda bir az dəmir əşya yerləşdirmək lazımdır. Bir müddət sonra, sonuncu - əvəzetmə reaksiyası nəticəsində - mis örtüklə örtüləcək, sonra sadəcə təmizlənə bilər.