Mis qanday qazib olinadi: usullari, tarixi va konlari

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-07 21:02

Mis bugungi kunda noodatiy talab qilinadigan metall boʻlib, kundalik hayotda ham, sanoatda ham keng qoʻllaniladi. Tabiatda Cu sof holatda ham, ruda shaklida ham uchraydi. Asl jinslardan mis ajratib olish va olishning bir necha usullari mavjud. Biroq, ular sanoatda keng qo'llaniladi. Mis qanday qazib olinishi maqolada muhokama qilinadi.

Biroz tarix

Qadim zamonlarda mis qaysi hududda qazib olinib, inson tomonidan birinchi marta ishlatila boshlaganligi, afsuski, arxeologlar aniqlay olishmagan. Biroq, ma'lumki, aynan mana shu metalni odamlar birinchi bo'lib qayta ishlashni va kundalik hayotda foydalanishni boshladilar.

Mis insoniyatga tosh davridan beri ma'lum. Arxeologlar tomonidan topilgan ushbu metallning ba'zi nuggetlarida tosh bolta bilan ishlov berish izlari mavjud. Dastlab odamlar misni asosan bezak sifatida ishlatishgan. Shu bilan birga, qadimgi davrlarda odamlar bunday mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun faqat o'zlari tomonidan topilgan ushbu metallning nuggetlaridan foydalanganlar. Keyinchalik, odamlar qayta ishlashni o'rgandilar vatarkibida misli ruda.

Cu qanday qazib olinishi va qayta ishlanishi haqidagi g'oya antik davrdagi ko'plab xalqlarga ma'lum bo'lgan. Arxeologlar tomonidan ko'plab dalillar topilgan. Inson mis va rux qotishmalarini yasashni o'rgangach, bronza davri boshlandi. Darhaqiqat, "mis" nomini qadimgi rimliklar ilgari surgan. Bunday metall bu mamlakatga asosan Kipr orolidan olib kelingan. Shuning uchun rimliklar uni aes cyprium deb atashgan.

Qadimda mis qanday qazib olingan

Bir paytlar bu metall inson hayotida juda keng qoʻllanilganligi sababli, uni olish texnologiyalari, albatta, juda mukammal ishlab chiqilgan. Ota-bobolarimiz misni asosan malaxit rudalaridan olgan. Bunday material va ko'mir aralashmasi sopol idishga solingan va chuqurga joylashtirilgan. Keyinchalik, qozondagi massa olovga qo'yildi. Olingan uglerod oksidi malaxitni misga aylantirdi.

Tabiatdagi aksiyalar

Bugungi kunda yovvoyi tabiatda misni qayerdan topish mumkin? Hozirgi vaqtda ushbu mashhur metallning konlari Yerning barcha qit'alarida topilgan. Shu bilan birga, Cu zaxiralari amalda cheksiz hisoblanadi. Bizning davrimizda geologlar sof misning yangi konlarini, shuningdek, uni o'z ichiga olgan rudalarni topmoqdalar. Masalan, 1950 yilda bu metalning jahon zaxirasi 90 mln. 1970 yilga kelib bu ko'rsatkich allaqachon 250 million tonnaga, 1998 yilga kelib esa 340 million tonnagacha ko'tarilgan. Hozirgi vaqtda sayyoramizdagi mis zahiralari 2,3 milliard tonnadan ortiq ekanligi taxmin qilinmoqda.

Sof misning konlari va olish usullari

Yuqorida aytib o'tilganidek, dastlab odamlar kundalik hayotda mahalliy Cu dan foydalanishgan. Albatta, olinadibugungi kunda shunday sof mis. Bu metalning nuggetlari er qobig'ida ekzogen va endogen jarayonlar natijasida hosil bo'ladi. Sayyoradagi eng yirik mahalliy mis koni hozirda Qo'shma Shtatlarda, Superior ko'li hududida joylashgan. Rossiyada mahalliy mis Udokan konida, shuningdek Transbaykaliyaning boshqa joylarida uchraydi. Bundan tashqari, Rossiyada nuggetlar shaklida misni qaerdan qazib olish mumkinligi haqidagi savolga javob Ural viloyatidir.

Tabiatda bu navning sof metalli mis sulfat konlarining oksidlanish zonasida hosil bo`ladi. Odatda, misning o'zi 90-99% ni o'z ichiga oladi. Qolganlari boshqa metallar hisobiga to'g'ri keladi. Har holda, ikkita asosiy texnologiya mahalliy mis qanday qazib olinishi haqidagi savolga javob bo'lib xizmat qiladi. Bunday konlar, shuningdek, rudalar yopiq kon yoki ochiq usulda qazib olinadi. Birinchi holda, burg'ulash va sindirish kabi texnologik jarayonlar qo'llaniladi.

Mis nuggetlari juda katta vaznga ega. Ularning eng kattasi bir vaqtlar AQShdagi Superior ko'lida topilgan. Ushbu nuggetlarning og'irligi taxminan 500 tonnani tashkil etdi.

Rossiyada mis qaerdan qazib olinadi, biz aniqladik. Bu asosan Transbaikaliya va Urals. Mamlakatimizda, albatta, bu metallning juda katta nuggetlari ham turli vaqtlarda topilgan. Misol uchun, O'rta Uralsda og'irligi bir necha tonnagacha bo'lgan mis parchalari ko'pincha topilgan. Og'irligi 860 kg bo'lgan bu nuggetlardan biri hozirda Sankt-Peterburgda, Konchilik instituti muzeyida saqlanmoqda.

Mis rudalari va ularning konlari

Hozirgi vaqtda Cu ni olish tejamkor va togʻ jinsida kamida 0,3% boʻlsa ham maqsadga muvofiq hisoblanadi.

Koʻpincha tabiatda misni sanoatda ajratib olish uchun quyidagi jinslar qazib olinadi:

• boritlar Cu₅FeS_{4 - sulfid rudalari, aks holda mis binafsha yoki rang-barang piritlar deb ataladi va tarkibida taxminan 63,3% Cu bo'ladi;}

• xalkopirit CuFeS_{2 - gidrotermik kelib chiqadigan minerallar;}

• xalkozinlar Cu_{2S tarkibida 75% dan ortiq mis;}

• cuprites Cu_{2O, koʻpincha mahalliy mis konlarida ham topiladi;}

• malakitlar, ular karbonli mis ko'katlari.

Rossiyadagi eng yirik mis rudalari koni Norilskda joylashgan. Shuningdek, bunday jinslar Urals, Transbaykaliya, Chukotka, Tuva va Kola yarim orolining ba'zi joylarida ko'p miqdorda qazib olinadi.

Mis rudasi konlari qanday oʻzlashtiriladi

Tarkibida Cu boʻlgan har xil turdagi jinslar, shuningdek nuggetlar ikki asosiy texnologiya yordamida qazib olinishi mumkin:

• yopiq;
• ochiq.

Birinchi holatda konda minalar quriladi, ularning uzunligi bir necha kilometrga etishi mumkin. Ishchilar va jihozlarni ko'chirish uchun bunday er osti tunnellari liftlar va temir yo'llar bilan jihozlangan. Shaxtalarda tog' jinslarini maydalash yordamida amalga oshiriladiboshoqli maxsus burg'ulash uskunalari. Mis rudasini yig'ish va uni tepaga jo'natish uchun yuklash chelaklar yordamida amalga oshiriladi.

Agar konlar yer yuzasidan 400-500 m dan uzoqda joylashgan boʻlsa, ular ochiq usulda qazib olinadi. Bunday holda, yuqori tosh qatlami birinchi navbatda portlovchi qurilmalar yordamida daladan chiqariladi. Bundan tashqari, mis rudasining o'zi ham asta-sekin olib tashlanadi.

Toshlardan metall olish usullari

Mis, toʻgʻrirogʻi, uni oʻz ichiga olgan rudalar qanday qazib olinishini shu tariqa bilib oldik. Ammo korxonalar keyinchalik Cu ni o'zi qanday oladi?

Toshlardan mis olishning uchta asosiy usuli mavjud:

• elektrolitik;
• pirometallurgiya;
• gidrometallurgiya.

Pirometallurgik flotatsiya usuli

Bu texnologiya odatda 1,5-2% Cu ni o'z ichiga olgan jinslardan misni ajratish uchun ishlatiladi. Bunday material flotatsiya usuli bilan boyitiladi. Shu bilan birga:

• ruda eng yaxshi kukungacha ehtiyotkorlik bilan maydalanadi;
• hosil boʻlgan materialni suv bilan aralashtiring;
• massaga murakkab organik moddalar bo'lgan maxsus flotatsiya reagentlarini qo'shing.

Flotatsion reagentlar turli xil mis birikmalarining mayda donalarini qoplaydi va ularni namlantirmaydi.

Keyingi qadam:

• koʻpik hosil qiluvchi moddalar suvga qoʻshiladi;
• kuchli havo oqimi osma orqali oʻtadi.

Mis birikmalarining engil quruq zarralari natijada havo pufakchalariga yopishib qoladi va tepaga suzib yuradi. Ularni o'z ichiga olgan ko'pik yig'iladi, suvdan siqib chiqariladi va yaxshilab quritiladi. Natijada konsentrat olinadi, undan keyin xom Cu ajratib olinadi.

Rudadan mis qanday qazib olinadi: qovurish orqali boyitish

Flotatsiya usuli sanoatda tez-tez ishlatiladi. Lekin ba'zan qovurish texnologiyasi mis rudasini boyitish uchun ham qo'llaniladi. Ushbu usul ko'pincha oltingugurt miqdori ko'p bo'lgan rudalar uchun qo'llaniladi. Bunday holda, material 700-8000 ° S haroratgacha oldindan isitiladi. Natijada toshdagi oltingugurt miqdori kamayishi bilan sulfidlar oksidlanadi.

Keyingi bosqichda shu usulda tayyorlangan ruda 14500 °C haroratda valli pechlarda eritiladi. Oxir-oqibat, ushbu texnologiyadan foydalanganda mat - mis va temir qotishmasi olinadi. Bundan tashqari, bu ulanish konvertorlarda puflash orqali yaxshilanadi. Natijada temir oksidi cürufga, oltingugurt esa SO4 ga kiradi.

Sof mis ishlab chiqarish: elektroliz

Flotatsiya va qovurish usullaridan foydalanganda blister mis olinadi. Aslida, bunday material taxminan 91% Cu ni o'z ichiga oladi. Sof mis olish uchun qo'pol mis yanada tozalanadi.

Bunday holda, qalin anod plitalari birinchi navbatda asosiy misdan quyiladi. Keyingi:

• vannadagi mis sulfat eritmasini oling;
• hammomda osilgananod plitalari;
• katod sifatida toza misning yupqa qatlamlari ishlatiladi.

Elektroliz reaksiyasi jarayonida mis anodlarda eriydi va katodlarda cho’kma hosil bo’ladi. Mis ionlari katod tomon harakatlanib, undan elektron oladi va Cu+2+2e atomlariga o'tadi?>Cu.

Blister mis tarkibidagi aralashmalar tozalanganda boshqacha harakat qilishi mumkin. Rux, kadmiy, temir anodda eriydi, lekin katodda joylashmaydi. Gap shundaki, elektrokimyoviy kuchlanish qatorida ular misning chap tomonida joylashgan, ya'ni ular ko'proq salbiy potentsialga ega.

Mis sulfat sulfid rudasini kislorod bilan mis sulfat CuS + 2O₂ > CuSO_{4 ga kislorod bilan sekin oksidlash natijasida olinadi. Tuz keyin suv bilan yuviladi.}

Gidrometallurgiya usuli

Bunda sulfat kislota misni yuvish va boyitish uchun ishlatiladi. Ushbu texnologiya yordamida reaktsiya natijasida Cu va boshqa metallar bilan to'yingan eritma olinadi. Keyin undan mis ajratib olinadi. Ushbu texnikadan foydalanib, blister misga qo'shimcha ravishda, boshqa metallarni, shu jumladan qimmatbaho metallarni ham olish mumkin. Qanday bo'lmasin, bu texnologiya ko'pincha Cu ni unchalik boy bo'lmagan (0,5% dan kam) jinslardan ajratib olish uchun ishlatiladi.

Uyda mis

Bu metallni u bilan toʻyingan rudalardan ajratish texnologik jihatdan nisbatan oddiy. Shuning uchun ba'zilar uyda misni qanday qazib olish kerakligi bilan qiziqishadi. Ushbu metallni rudadan, loydan va hokazolardan o'z qo'llaringiz bilan, bo'lmasdan olingmaxsus jihozlar mavjudligi juda qiyin bo'ladi.

Ba'zilar, masalan, o'z qo'llari bilan loydan misni qanday chiqarishga qiziqishadi. Darhaqiqat, tabiatda bu materialning konlari mavjud bo'lib, u ham Cu ga boy. Ammo, afsuski, uyda loydan mis olishning tasdiqlangan texnologiyalari ma'lum emas.

O'z qo'llaringiz bilan uyda bu metallni, ehtimol, faqat mis sulfatdan ajratishga harakat qilish mumkin. Buning uchun ikkinchisi avval suvda eritilishi kerak. Keyinchalik, hosil bo'lgan aralashmaga bir oz temir narsa qo'yishingiz kerak. Biroz vaqt o'tgach, ikkinchisi - almashtirish reaktsiyasi natijasida - mis qoplamasi bilan qoplanadi, keyin uni shunchaki tozalash mumkin.