اکتشاف معدن

اکتشاف معدن مس

اکتشاف معدن مس
اکتشاف معدن مس و روش استخراج
اکتشاف معدن مس و استخراج-موبایل

اکتشاف معدن مس موضوع مهمی است که در این مقاله به آن می‌پردازیم. نیاز روز افزون به فلزات پایه مانند آهن، مس، سرب و روی از یک طرف و كاهش منابع آسانیاب و سطحی این عناصر از طرف دیگر موجب شده است تا ذخایر عمیق‌‎تر این فلزات مورد توجه قرار گیرند. بنابراین، كشف این كانسار‌ها به روش‌های پیشرفته‌‎تر و پیچیده‌تری در بررسی‌های اكتشافی نیاز دارد.

از آنجا كه كشف نهشته‎‌های جدید به‌‎طور روزافزونی مشكل‎‌تر می‌شود مسأله استفاده از فناوری جدید و متنوع در امر اكتشاف مطرح می‌شود، به‌‎طوری كه شایسته است در این راه از روش‎‌های مختلفی استفاده شود تا صرف هزینه‌‎های زیاد اكتشاف توده معدنی با خطرپذیری كمتری روبه‌‎رو باشد. بدین منظور از روش‌های اكتشافی استفاده می‌شود كه این روش‌‎ها قادرند با اندازه‌گیری‎‌های مستقیم یا غیرمستقیمی كه بر روی مناطق مرتبط با كانی‌سازی انجام می‌‎دهند، اطلاعات مفیدی را از منطقه مورد بررسی ارائه دهند و با پردازش و تفسیر این اطلاعات مناطقی را به عنوان مناطق مستعد كانی‎ سازی معرفی كنند.

برای شناسایی یک سیستم كانی‎ سازی لازم است تا پس از پردازش و تصحیح داده‎‌ها و سپس مدل‌سازی داده‎‌های به‌‎دست آمده و تفسیر این مدل‎‌ها، به نحوی مناسب در GIS تلفیق شوند تا ضمن تعیین ارتباط داده‎‌های زمین شناسی، ژئوشیمیایی و ژئوفیزیكی بتوان مناطق مناسبی را برای ادامه عملیات اكتشافی در مرحله بعدی مشخص كرد.

در اكتشاف ذخایر مس توجه به ویژگی‌های زمین‌شناسی، ساختاری، ماگماتیزم، كانی شناسی، لیتولوژیكی، محیط تكتونیكی (تكتونو ماگمایی)، دگرسانی و ارتباط آن با كانی‌سازی ضروری است. 

استفاده از مطالعات زمین شناسی، ژئوشیمیایی، ژئوفیزیكی و ماهواره‌ای از ابزار‌های مناسب در اكتشاف فلز مس است. برای انجام مطالعات سیستماتیک اكتشاف ذخایر مس، معیار‌ها و راهنما‌های اكتشافی زمین‌شناسی، ژئوشیمیایی (ژئوشیمی چیست)، ژئوفیزیكی (ژئوفیزیک چیست) و مطالعات دورسنجی توصیه می‌شود.

چگونه مس پیدا کنیم؟

همانطور که در بالا گفته شد برای کشف مس باید یکسری معیارها را در نظر گرفت که به‌طور مختصر این معیارها توضیح داده می‌شود:

معيارها و راهنماهای زمين شناسی

اصلی‌ترین و بنیادی‌ترین داده‌های مورد نیاز در اكتشاف مواد معدنی از جمله مس، داده‌های زمین شناسی است. داده‌های زمین‌شناسی به صورت نقشه‌های زمین‌شناسی با مقیاس‌های مختلف تهیه می‌شود كه در مراحل مختلف اكتشاف از شناسایی (نقشه‌های زمین‌شناسی كوچک مقیاس 1:250.000 و 1:100.000) تا اكتشاف تفصیلی (نقشه‌های زمین‌شناسی بزرگ مقیاس 1:2.000 یا 1:1.000 یا 1:500) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

معیار‌ها و راهنما‌های زمین‌شناسی در اكتشاف ذخایر مس، شامل ویژگی‌های سنگ چینه‌ای، تكتونیكی، سنگ كانی‌شناسی، ماگماتیزم، تكتونو – ماگمایی، دگرسانی و رابطه زمانی سنگ میزبان كانی‌سازی است كه بر اساس آن نوع كانی‌سازی مس برای اكتشاف مشخص خواهد شد.

معيارها و راهنماهای ژئوشيميايی

بررسی‌های ژئوشیمیایی و كانی سنگین از مهم‌ترین داده‌ها و راهنما‌ها برای اكتشاف معدن مس است كه به صورت نقشه‌های آنومالی ژئوشیمیایی و كانی سنگین با مقیاس‌های مختلف از مراحل شناسایی تا عمومی كاربرد دارد.

در اكتشاف ژئوشیمیایی مس، علاوه بر میزان غنی شدگی این عنصر، آنومالی عناصر پاراژنز آن در انواع مختلف كانی‌سازی بسیار كارساز بوده و كمک شایانی به شناسایی انواع مختلف ذخایر مس و چگونگی گسترش سطحی و عمقی آن‌ها می‌كند.

معيارها و راهنماهای مطالعات ژئوفيزيكی

مطالعات ژئوفیزیكی در اكتشاف معدن مس بسیار متداول است. در مراحل شناسایی و پی‌جویی مطالعات ژئوفیزیک هوابردی و در مراحل اكتشاف عمومی و تفصیلی مطالعات ژئوفیزیک زمینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در مطالعات ژئوفیزیكی برای اكتشاف معدن مس، مشكل اصلی چگونگی مدلسازی خواص ژئوفیزیكی در یک چارچوب سازگار با مدل‌های ارائه شده برای تیپ‌های مختلف ذخایر مس است.

علت آن است كه حتی برای یک تیپ خاص از ذخایر مس نیز مشخصات سنگ‌های درونگیر ثابت نیست. برای مثال در ذخایر رگه‌ای مس، نوع سنگ میزبان از سنگ‌های رسوبی تا آتشفشانی، نفوذی و حتی دگرگونی متغیـر است و اغلب در زون‌های برشی تشكیل می‌شود كه تركیب كانسنگ آن‌ها بسیار متغیر است. تركیب این متغیر‌ها می‌تواند انواع گوناگونی از محیط درونگیر را تشكیل دهد كه هر یک خواص ژئوفیزیكی خاص خود را دارند.

مدل خواص ژئوفیزیكی ذخایر مس برای انتخاب مناسب‌ترین روش اكتشافی مؤثر است. مناسب‌ترین روش تابعی از تیپ كانی‌سازی مس است و برای بهینه‌سازی برداشت‌های ژئوفیزیكی قبل از انتخاب روش مطالعه باید، تیپ كانسار احتمالی را پیش‌بینی كرد.

معيارها و راهنماهای دورسنجی

كاربرد روش‌های دورسنجی در اكتشاف ذخایر مس بر اساس تشخیص ردیاب‌های كانی‌سازی در سنگ میزبان انجام می‌گیرد كه در مراحل شناسایی و پی‌جویی كاربرد دارد. مطالعات دورسنجی بر اساس داده‌های ماهواره‌ای لندست MSS، لندست TM، اسپات آستر، مادون قرمز و هیپراسپكترال كاربرد وسیعی در تشخیص زون‌های دگرسانی آرژیلیكی، سیلیسی، هماتیتی، ساختار‌های خطی و حلقوی و تفكیک واحد‌های سنگی دارد. برای شناسایی ذخایر مختلف مس به ویژه انواع پورفیری، اسكارنی، توده‌ای، ماگمایی و رگه‌ای و در تلفیق با سایر داده‌های زمین‌شناسی، ژئوشیمیایی و ژئوفیزیک هوابردی بسیار كارساز است.

از داده‌های MSS در تشخیص مناطق گسله و تفكیک لایه‌های سنگی، از داده‌های TM برای جدایش سنگ میزبان كربناتی و اكسید آهن از سایر سنگ‌های موجود در منطقه و از داده‌های مادون قرمز برای تشخیص وجود كلریت در سنگ‌های میزبان، از داده‌های آستر برای تفكیک زون‌های دگرسانی آرژیلیكی، سیلیسی و هماتیتی و از داده‌های هیپراسپكترال برای تفكیک كانی‌های رسی در زون‌های دگرسانی آرژیلیكی استفاده می‌شود.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه اکتشاف مس، pdf فهرست خدمات مراحل چهارگانه اكتشاف فلزات پايه (اكتشاف مس) را دانلود نمایید.

انواع کانسارهای مس
انواع کانسارهای مس-موبایل

انواع کانسارهای مس

کانی‌های مس به ندرت به صورت معادنی با مقدار متوسط بیش از ۳ درصد مس یافت می‌شوند. کانه‌های مس محتوای تا ۰/۷۵ درصد مس در معادن زیرزمینی و تا ۰/۵ درصد در معادن روباز قابل استخراج و اقتصادی‌اند. تعیین عیاری که پایین‌تر از آن برای استخراج صرفه اقتصادی نداشته باشد، به قیمت فروش مس، مقدار ذخیره و هزینه استخراج بستگی دارد. با تمام شدن معادن موجود، ذخیره‌های کم‌عیارتر استخراج می‌شوند و این امر منجر به افزایش هزینه‌ها و قیمت‌ها می‌شود.

کانه‌های مس همراه با چند نوع ماده یافت می‌شوند که عبارتند از:

از لحاظ نوع ذخایر، کانسارهای مهم مس عبارتند از:

8/44 درصد از مس تولید شده در جهان از کانسار‌های مس پورفیری، اسکارن‌ها و رگه‌های مس‌دار، 2/9 درصد آن از کانسار‌های مافیکی و اولترامافیکی، 6/22 درصد از ماسیو سولفاید‌ها و 4/26 درصد از کانسار‌های مس رسوبی استراتی باند تولید می‌شود. کانسار‌های رگه‌ای به دلیل بالا بودن هزینه‌های بهره‌برداری، تنها در عیار‌های بالا، دارای ارزش اقتصادی می‌باشد.

انواع کانی‌های مس

کانی‌های سولفیدی مس

کانی‌های سولفیدی مس، مهم‌ترین کانه مس هستند. بیش از 90 درصد از مس دنیا در کانسارهای سولفیدی تجمع یافته است. از جمله کانی‌های سولفیدی می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:

  • کالکوپیریت
  • کالکوزیت
  • کوولیت (کوولین)
  • برنیت

کانی‌های اکسیدی مس

از جمله کانی‌های اکسیدی مس می‌توان به موارد ذیل اشاره نمود:

  • کوپریت
  • مالاکیت
  • آزوریت
  • ژوراسیت
ذخایر مس
ذخایر مس-موبایل

ذخایر مس

ذخایر مس در محیط‌های گوناگونی در سراسر جهان یافت می‌شوند در مقیاس جهانی ذخایر گرمایی از بالاترین اهمیت برخوردار می‌باشند. اگرچه ذخایر ماگمایی مرتبط با ماگما سنگ‌های ذوب شده و سیالات منشأ گرفته از بخش‌های عمیق داخل و یا زیر پوسته و برون‌زاد معرف کانی‌هایی که داخل زمین و تحت تأثیر سیالات فرو رونده تشکیل می‌شوند.

به طور مثال آب باران نفوذی که باعث فروشست می‌شود. نیز در مقیاس کوچک‌تر قابل توجه هستند. جدول زیر شمار زیادی از انواع ذخایر مواد معدنی مس را در مقادیر مختلفی در بر دارند. اگرچه این ذخایر دارای اهمیت اقتصادی محدود می‌باشند.

خلاصه‌ای از انواع ذخایر اصلی مس

نوع ذخیره
مترادف‌ها
توصیف
مثال
پورفیری
بزرگ و نسبتا کم عیار، کانی سازی به فرم افشان (قطعات دانه ریز و کوچک کانه که داخل سنگ پراکنده شده باشد.) یا رگچه‌ای (شبکه‌ای از تعداد زیادی رگه‌ها که همدیگر را قطع می‌کنند.) مرتبط با توده نفوذی (توده‌ای از سنگ‌های آذرین که داخل سنگ‌های از قبل ایجاد شده قرار می‌گیرد.)
معادن چوکی کاماتا و اسکوندیدا، شیلی معدن بینگهام کنیون، ایالات متحده آمریکا معدن گرسبرگ، اندونزی
با میزبان رسوبی
مس با میزبان شیلی، مس چینه سان، تیپ کوپرشیفر، تیپ آفریقای مرکزی
چینه کران، به صورت کانی سازی افشان مس در سنگ‌های رسوبی مختلف
معدن نچانگا، زامبیا معدن لوبین، لهستان معدن وایت پاین، ایالات متحده آمریکا
سرخ لایه
میزبان ماسه سنگی، لایه‌های قرمز قاره‌ای، مس بازالتی، مس با میزبانی آتشفشانی، مس‌های مانتو
کانی سازی مس در زون‌های اکسیدی واقع در سنگ‌های رسوبی (S) و آتشفشانی (V)
معدن ژزکازگان (S). قزاقستان معدن مانتوس بلانکوس (V). شیلی
سولفید توده‌ای آتشفشان زاد
مرتبط با آتشفشان‌ها، ذخایر سولفید توده‌ای با میزبان آتشفشانی - رسوبی
کانی سازی با میزبان سکانس‌های رسوبی. آتشفشانی زیردریایی
معادن بثرست و کید کریک، کانادا ریوتینتو، اسپانیا
ذخایر سولفیدی ماگمایی
تمركز سولفیدهای مرتبط با سنگ‌های مختلف ماگمایی مافیک و اولترا مافیک
معادن سادیری و ویسی بی كانادا معدن نوریلسک روسیه معدن کامیالدا، استرالیا
اگزالاتیو رسوبی (SEDEX)
توده‌هایی از ذخایر سولفیدی چند فلزی مرتبط با سیالات گرمابی خارج شده از حوزه‌های رسوبی بدون منشا آتشفشانی مشهود
معادن بروکن هیل و مک آرتور ریور، استرالیا معدن رد داگ، آلاسکا
اپی ترمال
رگه و رگچه‌ها و برش‌های مرتبط با سیستم‌های گرمایی دما پایین و در ارتباط با فعالیت‌های آتشفشانی نزدیک به سطح یا کم عمق
معدن ال ایندیو شیلی معدن لپانتو، فیلیپین معدن مونی وا میانمار
اسکارن‌های مس
ذخایر مس در همبری متاتوسوماتیک
کانی سازی شکل گرفته توسط دگرسانی‌های شیمیایی مرتبط با توده‌های نفوذی داخل سنگ‌های کربناته
معدن اوک تدی پاپوآ گینه نو معدن کنیون کاپر ایالات متحده آمریکا معدن روزیتا جمهوری نیکاراگوئه
ذخایر رگه‌ای
رگه‌های پلی متال
ساختارهای محتوی کانی سازی با منشا مختلف که اغلب در امتداد شکستگی‌هایی با عرض چند سانتی متر تا چند ده متر گسترش دارند
معدن ال ایندیو شیلی معدن کاپر هیلز استرالیا معدن بيوت ایالات متحده آمریکا
سوپرژن
غنی شدگی طبیعی به طور ثانویه و برجا در کانی سازی اولیه
معدن اردنت مغولستان معدن اسکوندیدا شیلی معدن سرچشمه ایران

معادن مس

معادن مس در دنیا به دو صورت معدن رو باز و معدن زیر زمینی وجود دارد که امروز %۵۰ مس دنیا از معادن رو باز استخراج می‌گردد، با توجه به ذخایر موجود مهم‌ترین معادن مس دنیا در مکزیک و کانادا، شیلی، برزیل، پرو، ایران، قزاقستان، سیبری، ازبکستان، اندونزی، ژاپن، زئیر، زامبیا، کوئینزلند، اوگاندا، باگین وین، یوگسلاوی، اسپانیا و نروژ واقع شده است.

در میان تمامی معادن ذکر شده، معدن کودلکو شیلی با در اختیار داشتن ۱۸ درصد از ذخایر مس جهان، بالاترین سهم را به خود اختصاص می‌دهد. این شرکت سالانه حجم قابل توجهی از مس را استخراج کرده و به صورت‌های مختلفی در اختیار مصرف‌کنندگان قرار می‌دهد.

معادن مس ایران

در ایران، مس در نقاط مختلفی از کشور وجود دارد، از مهمترین معادن مس در ایران مس سرچشمه کرمان است معدن مس سرچشمه یکی از بزرگترین معادن مس و مولیبدن جهان است که حدود ۲۵ میلیون سال پیش در امتداد رشته کوه زاگرس تشکیل گردید و میزان استخراج مس در این معدن روزانه ۴۰ هزار تن سنگ سولفوره مس می‌باشد.

استخراج مس

عملیات استخراج در معدن شامل ۴ مرحله:

  1. حفاری
  2. انفجار
  3. بارگیری
  4. باربری

است که بعد از این مرحله وارد قسمت پر عیار کردن می‌شود.

پر عیار کردن

مرحله به بعد سنگ معدن وارد قسمت پر عیار کردن می‌شود که فرایندی چند‌گانه است ومی توان آنرا به سه قسمت تقسیم کرد:

  1. سنگ شکن‌ها
  2. آسیاب‌ها
  3. فلوتاسیون

سنگ شکن‌ها

شامل دو دسته سنگ‌شکن اولیه و ثانویه تقسیم می‌شود که بر حسب نیاز از چند نوع سنگ‌شکن استفاده می‌شود و این قسمت پر هزینه‌ترین قسمت از نظر مصرف انرژی می‌باشد.

آسیاب‌ها

قسمت نرم کردن شامل انواع آسیا‌ب‌ها بوده و متداول‌ترین‌ این آسیا‌ب‌ها، آسیاب گلوله‌ای می‌باشد و اگر منظور نرم کردن بسیار زیاد باشد، آسیاب میله‌ای و سپس آسیاب گلوله‌ای را به طور سری قرار می‌دهند.

فلوتاسیون

قسمت سوم عملیات پرعیار کردن فلوتاسیون است، که براساس جذب انتخابی هوا توسط سطح جامدی که در یک مایع غوطه‌ور شده و این سطح توسط معرف‌های فلوتاسیون (فلوتاسیون چیست) قبلاً مورد یک سری عملیات قرار گرفته، قرار دارد. مخلوط مواد جامد و آب که به آن مقدار کمی از معرف‌های فلوتاسیون اضافه شده است. 

از داخل سلول‌هایی که به شدت به‌هم‌زده شده و حباب هوا به داخل آن دمیده می‌شود، عبور می‌کند در نتیجه سطوح جامدی که توسط معرف‌های فلوتاسیون مورد عمل قرار گرفته و فیلمی از معرف روی آنرا پوشانده و سطح آن را آبران کرده است، جذب هوا کرده و شناور می‌گردد. معرف‌هایی که روی سطح ذرات تشکیل فیلم می‌دهند کلکتور می‌نامند، و بدین ترتیب هر کلکتور روی کانه خاص با ترکیب شیمیایی و با شبکه بلوری معین تشکیل فیلم داده و سطح آن را آماده برای جذب حباب هوا می‌کند، سایر ذرات که کلکتور روی آن‌ها فیلمی تشکیل نداده است.

فاقد جذب هوا بوده و در نتیجه شناور نخواهد شد و بدین ترتیب می‌توان ذرات خاصی را از مجموع ذرات شناور کرده و جدا کرد.

روش استخراج مس

اصولاً در انتخاب یک روش برای استخراج مس یا هر فلز دیگر پارامتر‌های مختلفی در نظر گرفته می‌شود و مهم‌ترین آن‌ها، اقتصادی و مقرون به صرفه بودن آن است.

معمولاً در صنعت استخراج سعی در ابداع یک روش جدید با هزینه‌های کمتر با پایین آوردن هزینه و بهره‌وری بالاتر می‌شود. با پیشرفت تکنولوژی و ساخت دستگاه‌های جدید روز به روز روش‌های اقتصادی‌تر، جایگزین روش‌های پر هزینه قدیمی می‌شود. استخراج مس از سنگ معدن مس به دو روش: ۱)پیرو متالورژی (متالورژی خشک) ۲) هیدرو متالورژی (متالورژی‌تر)

روش احیا

برای استخراج مس از سنگ‌های اکسیدی و پر عیار بکار می‌رود، اساس این روش حذف کامل گوگرد از سنگ معدن مس و احیاء بعدی آن توسط عوامل احیاء‌کننده مانند کربن یا منوکسیدکربن قرار دارد، این روش قدیمی است و امروزه به دلیل کمیاب بودن سنگ‌های اکسیدی پر عیار و همچنین مصرف سوخت و انرژی بالا، تلفات زیاد مس در سربارهف هزینه زیاد حذف ناخالصی‌ها مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.

تهیه مات

در این روش، سنگ‌های معدنی مس گوگرددار در کوره‌های ذوب به مخلوطی از سولفور‌های مس و آهن که مات مس نام دارد، تبدیل می‌شود، سپس توسط یک کنورتور (مبدل) به مس خام تبدیل می‌شود که بعد از تصفیه و ذوب کاتدی مس فلزی بدست می‌آید. این روش، بدلیل مصرف سوخت کمتر (وجود عناصر گرمازای کافی در مات که کنورتور را بی‌نیاز از سوخت خارجی می‌کند) و همچنین درجه خلوص بالاتر مس خام، نسبت به روش احیا، اقتصادی‌تر بوده، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش پیرو متالورژی

در این روش از کانه سولفیدی استفاده می‌شود. پس از طی مراحل عملیات استخراج (حفاری- انفجار- بار‌گیری– باربری) سنگ معدن وارد سنگ شکن اولیه (سنگ شکن فکی) شده و بعد از خرد شدن وارد سنگ شکن ثانویه شده و به ابعادی در حدود ۱۲ میلی‌متر در آمده و در نهایت وارد آسیاب گلوله‌ای شده و با مواد شیمیایی و شیر آهک ترکیب شده و به صورت دوغاب در آمده و اندازه دانه‌ها در این مرحله به ۷۴ میکرون می‌رسد.

سپس دوغاب حاصله وارد قسمت سوم پر عیار کردن یعنی فلوتاسیون شده و کنستانتره مس و مولیبدن به دست می‌آید، پس از جدا‌سازی مولیبدن کنستانتره مس وارد قسمت صافی شده، به شکل خمیره در می‌آید، سپس وارد کوره‌های خشک کن شده و رطوبت آن گرفته شده را در کوره‌های روربرو یا شعله‌ای ذوب می‌کنند، حاصل این کوره ترکیبی از مس و سایر مواد ناخالصی نظیر گوگرد، آهن، طلا و… می‌باشد که تقریباً حاوی ۴۵ درصد مس می‌باشد و آن را مات مس می‌نامند.

مات مس را در کوره‌های مبدل یا کنورتر ریخته و با عبور هوا و اکسیژن از آن، ناخالصی‌ها و به خصوص آهن و گوگرد را اکسیده می‌کنند و به سرباره انتقال می‌دهند. این مس نیز ناخالص است و به دلیل وجود عناصر مختلف و مواد غیر فلزی و تخلخل بیش از اندازه آن را مس بلیستر یا مس جوشدار و یا مس خام می‌نامند.

مس خام در این مرحله بیش از 99/3 درصد مس را دارد، سپس توسط پاتیل‌هایی وارد کوره‌های آند شده، در این کوره‌ها با تزریق گاز پروپان ناخالصی‌های موجود مجددا سوخته و خارج می‌شود. درجه خلوص آن تا عیار 99/7 درصد نیز می‌رسد. و سپس خروجی کوره‌ آند به چرخ ریخته‌گری وارد می‌شود. مذاب مس خام به صورت صفحاتی بزرگ ریخته و آن‌ها را به عنوان آند در الکترولیز مس به کار می‌برند.

 کاتد را که از صفحات مس بسیار خالص تشکیل یافته را به همراه آند (مس خام) در محلول الکترولیت اسید سولفوریک و سولفات مس است وارد می‌کنند. پس از عبور جریان معین و حساب شده، مس به صورت یک یون دو ظرفیتی از آند جدا شده و بر روی کاتد می‌نشیند. عناصر و فلزات ناخالص در محلول الکترولیت حل نمی‌شوند و از این رو در کف کوره الکترولیز به صورت لجن رسوب می‌کنند.

کاتد‌ها را که حاوی مس الکترولیز شده، می‌باشند و معمولاً در مرحله اول الکترولیز حدود 99/9 درصد مس دارند، ذوب کرده و در شکل و اندازه‌های معین و بر اساس برنامه تنظیمی‌ می‌ریزند. پس از آنکه آند در عملیات الکترولیز تصفیه شد و به کاتد پیوست، اکنون کاتد به عنوان مس خالص آماده ورود به عرصه صنعت و بازار کار می‌باشد که در این موقع ممکن است کاتد از روش‌های نورد به فرم‌های متنوع شکل گیرد. از طریق کشش به شکل سیم در مصارف برقی و یا به صورت لوله در مصارف برودتی به کار گرفته شود.

بخش دیگری از کاتد راهی کارخانه‌های آلیاژ‌سازی شده و در تولید آلیاژ‌های مس به کار گرفته می‌شود.

روش هیدرو متالورژی

در این روش از کانه اکسیدی، سولفیدی کم عیار یا کنسانتره سولفیدی تشویه شده برای استخراج مس استفاده می‌شود. همانطور که در بخش اول گفته شد سنگ‌های اکسیدی کم عیار که استخراج مس از آن به روش پیرو متالورژی مقرون به صرفه نیست پس از بررسی‌های انجام گرفته روش هیدرو متالورژی (انحلال سنگ اکسید در اسید سولفوریک) و استخراج مس از محلول توسط حلال و الکترو وینینگ از سایر روش‌ها انتخاب شد.

بعد از بستر‌سازی یک منطقه شیب‌دار و مناسب جهت کار توسط ماشین آلات سنگین و کشیدن یک پلاستیک پلی‌اتیلن و قرار دادن یک لوله پلی‌اتیلن جهت خروج محلول حاصل خاک‌های اکسیدی را روی آن پخش می‌کنند و با ریختن اسید سولفوریک بر روی خاک اکسیدی محلولی به صورت CuSo۴_ FeSo۴ وارد لوله پلی‌اتیلن شده وبه حوضچه انحلال می‌ریزد.

استخراج الکترولیتی مس

در این مرحله مس فلزی از محلول غلیظ مس (از استخراج حلالی یا لیچینگ با اسید غلیظ) را با استفاده از یک روش الکتروشیمیایی استخراج می‌کنند. این روش هم همانند روش تصفیه الکترولیتی در روش پیرومتالورژی می‌باشد، با این تفاوت که در آنجا آند استفاده شده از جنس مس بود، ولی در اینجا از جنس سرب می‌باشد و ولتاژ سلول الکتروشیمی‌۲ تا 2/5 ولت می‌باشد.

در طی واکنش انجام شده در سلول الکتروشیمی یون مس داخل محلول بر روی آند سربی رسوب می‌دهد: Cu۲+ + ۲e- –> Cu بعد از مدتی مس رسوب داده شده بر روی آند سربی را با کاردک جدا می‌کنند و حال مس فلزی با درجه خلوص بسیار بالا آماده است.

الکترولیز مس

مس آندی حاصل از مرحله قبل به صورت قطعاتی (معمولاً ۴۰ عدد) به عنوان آند و همان تعداد قطعه دیگر به عنوان کاتد در یک وان الکترولیز قرار می‌گیرند.

کاتد مورد استفاده از جنس مس خالص می‌باشد. حال آند‌ها به یک قطب و کاتد‌ها به قطب دیگر متصل می‌شوند. ولتاژی در حدود 0.2-۳V به دو سر آند‌ها و کاتد‌ها اعمال می‌شود. آند‌ها به تدریج خورده می‌شوند و به صورت یون Cu۲+ در می‌آیند، یون‌ها وارد الکترولیت می‌شوند و روی سطح کاتد احیا می‌شوند و طی این فرآیند مس تصفیه می‌شود و عیار آن به ۹۹/۹۹% افزایش می‌یابد. در طی فرآیند الکترولیتی فوق واکنش‌های زیر اتفاق می‌افتد:

الف) بر روی آند: مس آندی با دادن دو الکترون به یون مس تبدیل می‌شود: -Cua –> Cu۲+ + ۲e
ب) بر روی کاتد: یون با گرفتن دو الکترون به صورت مس کاتدی روی کاتد رسوب می‌دهد:
Cu۲+ + ۲e- –> Cuc
به این ترتیب واکنش زیر انجام می‌شود:
Cua –> Cuc و در نهایت به صورت‌های مختلف جهت مصارف خاص تولید و به بازار عرضه می‌شود.

استخراج مس در ایران-موبایل

وضعیت استخراج مس در ایران و جهان

ایران روی کمربند متالوژنی مس و طلای نئوتتیس و در مرکز آن واقع است. این کمربند که از رشته‌ کوه‌های آلپ شروع می‌شود پس از گذر از سرتاسر غرب به شرق ترکیه از شمال غرب وارد ایران می‌شود و در طول کمان ماگمایی ارومیه دختر امتداد یافته و از جنوب شرق کشور وارد پاکستان می‌شود و در نهایت تا هند، تبت، چین و جنوب شرق آسیا امتداد می‌یابد.

به عقیده صاحب‌نظران متخصص در اکتشاف مس و طلا موقعیت ایران از نظر ذخایر شناخته‌ شده و اکتشاف نشده این دو ماده با ارزش بسیار حائز اهمیت است و پتانسیل‌های اکتشاف نشده بسیاری در نقاط مختلف ایران‌ زمین به‌صورت بکر و دست‌ نخورده باقی‌مانده است.

در ایران عمده معادن بزرگ مس در اختیار شرکت ملی صنایع مس است و شامل معادن مس پورفیری سونگون اهر در استان آذربایجان شرقی، سرچشمه رفسنجان، می‌دوک، ایجو، چاه فیروزه و سایر معادن کوچک‌تر است. بر اساس اطلاعات مرکز جهانی آمار، فلزات ایران در سال ۲۰۱۹ به میزان ۳۰۷ هزار تن مس کاتد تولید کرده است که در مقایسه با تولید جهانی ۷/ ۲۰ میلیون تنی حدود ۵/ ۱ درصد تولید جهانی را شامل می‌شود.

در جهان اما در سال ۲۰۱۹، شرکت بی‌ اچ پی با معدن اسکوندیدا بزرگ‌ترین استخراج‌ کننده مس بود. طبق گزارش سایت mines and metals، سال گذشته تقریباً ۲۰ میلیون تن مس در سراسر جهان تولید شده که این مقدار ۲درصد کمتر از سال ۲۰۱۸ است.

برای دانلود PDF مقاله اکتشاف معدن مس فرم زیر را پر کنید.

"*"فیلدهای ضروری را نشان می دهد

نام کامل*

rahmankhah

مهندس انیس رحمن خواه

کارشناس تولید محتوا

مقالات مرتبط

چقدر این مقاله مفید بود؟

بر روی یک ستاره کلیک کنید تا امتیاز شما مشخص شود!

میانگین امتیاز 3.4 / 5. تعداد آرا: 5

اولین نفری باشید که به این مقاله امتیاز می‌دهید

متاسفیم که این مقاله برای شما مفید نبود!

اجازه دهید این مقاله را بهتر کنیم!

به من بگویید چگونه می‌توانم این مقاله را بهبود بخشم؟

الهه شکرشکن
الهه شکرشکن

دیدگاهتان را بنویسید

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