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ISE - Extraction et production de cuivre

ISE - Extraction et production de cuivreExtraction et production de cuivre

Le cuivre est présent dans les gisements naturels de minerai du monde entier. Nous expliquons ici le processus de production de la roche minéralisée jusqu'au produit final, qui est le métal commercial le plus pur disponible à ce jour et utilisé dans diverses applications essentielles à la vie moderne.

minéraux de cuivre

Les minéraux de cuivre se trouvent dans toute la croûte terrestre. Ils se rencontrent à la fois dans les roches sédimentaires et dans les roches ignées. Les 10 km extérieurs de la croûte renferment 33 g de cuivre pour chaque tonne de roche et, à certains endroits, une activité volcanique déposée il y a des millions d'années, le cuivre en fusion se concentrait à un endroit. Ce sont ces zones qui sont exploitées aujourd'hui parce qu'elles contiennent suffisamment de cuivre pour rendre l'exploitation minière rentable. En plus du cuivre précieux, il y a beaucoup de cailloux (aussi appelé gangue), qui doivent être enlevés.

Dans la nature, le cuivre se forme habituellement dans les laves basaltiques, soit sous forme de pépites métalliques «rouge cuivré», brillantes (solidifiées à partir de la masse fondue), soit dans des structures ramifiées, appelées dendrites. De temps en temps, une formation cristalline peut être trouvée. Le cuivre est présent dans la paragenèse avec divers minéraux de cuivre, principalement secondaires, tels que la bornite, la chalcocite, la cornwallite, la cuprit, l'azurite et la malachite, ainsi que le ténorite, mais peut également être associé à de nombreux autres minéraux tels que la calcite, le clinoclase, la préhnite, la pompellyite, le quartz et l'argent.

Les minerais de cuivre sont communs. Par exemple, le cuivre est fabriqué à partir de chalcopyrite (chalcopyrite, CuFeS2), de chalcocite (chalcocite, Cu2), plus rarement à partir de bornite (CuCXXUMX) ) et d'autres minerais. Dans 5, les minéraux de cuivre 4 étaient connus. Les minéraux avec la concentration de cuivre la plus élevée dans le composé sont la cuprite (jusqu'à 2%) et l'algodonite (jusqu'à 2%), ainsi que les paramelaconites, ténorites et chalcocites (jusqu'à 2%).

dépôts de cuivre

Le cuivre se trouve dans la croûte terrestre avec une teneur d'environ 0,006% et est donc lié à la fréquence des éléments de la croûte terrestre sur le 23. Place. Souvent, le cuivre apparaît solide, c'est-à-dire sous forme élémentaire. Actuellement, (2019) 3100 est connu dans le monde entier pour son cuivre concentré, notamment en Afghanistan, Argentine, Australie, Belgique, Bolivie, Brésil, Bulgarie, Chili, Chine, République démocratique du Congo, Allemagne, Finlande, France, Grèce. Inde, Iran, Irlande, Italie, Japon, Canada, Kazakhstan, Maroc, Mexique, Mongolie, Namibie, Nouvelle-Zélande, Norvège, Autriche, Pérou, Philippines, Pologne, Portugal, Roumanie, Russie, Zambie, Suède, Suisse , Zimbabwe, Slovaquie, Espagne, Afrique du Sud, République tchèque, Turquie, Ukraine, Hongrie, États-Unis d’Amérique (États-Unis) et Royaume-Uni (Royaume-Uni).

Des échantillons de roche de cuivre ont également été détectés dans plusieurs échantillons de roche prélevés dans la crête médio-atlantique ainsi que dans la Lune et portant la sonde de la mission Luna 24 de Mare Crisium. 

mines de cuivre

Vous trouverez ci-dessous un aperçu de la façon dont le cuivre est extrait de son minerai et converti en métal pur.

Les gisements naturels de cuivre solide, c'est-à-dire sous leur forme élémentaire, étaient connus bien avant la fondation de l'International Mineralogical Association (IMA). Le cuivre est donc reconnu comme un minéral bénéficiant de droits acquis, comme une espèce minérale indépendante.

Le principal producteur de cuivre est le Chili, suivi de loin par le Pérou et les États-Unis. En Europe, il convient de noter la Pologne, le Portugal et la Suède. Les principaux exportateurs étaient organisés de 1967 à 1988 au PEEIC. Le PEEIC incluait le Chili, le Pérou et la Papouasie-Nouvelle-Guinée, sur l'île de Bougainville, l'une des plus grandes mines de cuivre au monde, 1988, avait entraîné une guerre civile.

Les mines de cuivre de la péninsule de Keweenaw dans le lac supérieur (États-Unis) ont toujours été importantes. Il y avait le plus grand gisement de cuivre solide au monde. La dégradation y avait déjà eu lieu à l'époque précolombienne. En Allemagne, l'ardoise de cuivre a été extraite dans le Mansfelder jusqu'au 1990, et à Cornwall, elle se trouve principalement dans le 18. et 19. Century étant donné l'extraction minière de cuivre.

Les plus grands producteurs de cuivre de 10 sont:

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Codelco (Société Nationale des Entreprises du Chili) est une société minière de cuivre chilienne. Il est le premier producteur de cuivre et le deuxième producteur mondial de molybdène.

1.Corporacion Nacional del Cobre (Codelco)

La société publique chilienne Codelco occupe la première place. La société a produit des kilotonnes de cuivre 1.827 l’année dernière. C'est une légère baisse de 3 pour cent. Les mines d’El Abra, d’Anglo American Sur et d’Andina, qui n’ont été que partiellement capturées dans les mines de Salvador, El Teniente et Radomiro Tomic, en produisent moins. Grâce à des taux de change favorables et à des coûts d’exploitation réduits, Codelco a réduit ses coûts de production de 9% à 1,26 USD par livre. En 2018, des mégatonnes 1,9 de cuivre fin et 28 de molybdène ont été produites, générant un excédent de milliards de dollars 1,08. Codelco est une société publique à capitaux privés appartenant à 100% à l'État chilien et structurée en huit divisions (7 Mines et 1 Refinery). Il existe de nombreuses filiales et participations dans le monde entier.

2. Freeport McMoRan

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Freeport-McMoRan Inc. est une entreprise américaine de l'industrie minière. L'entreprise est basée à Phoenix. L'action Freeport est cotée à la Bourse de New York depuis 1988 et est cotée à l'indice boursier S&P 500.

Freeport-McMoRan Copper Gold Inc. de Phoenix, en Arizona, a produit environ 2018 kilotonnes de cuivre en 1.696. C'est environ 12% de plus qu'en 2017, principalement grâce au projet d'expansion de Cerro Verde au Pérou. De plus, beaucoup de minerai de cuivre et d'or pourraient encore être exploités dans la mine à ciel ouvert indonésienne de Grasberg. Ici aussi, les coûts de production ont chuté de 18 pour cent à 1,26 $ la livre. Les actions Freeport sont cotées à la Bourse de New York depuis 1988 et sont cotées dans l'indice boursier S&P 500.
La société minière Freeport Sulphur a été la première société étrangère à recevoir un permis du gouvernement indonésien en 1967 après que Suharto eut renversé Sukarno. Plus tard, PT Freeport Indonesia, filiale de Freeport-McMoRan Copper & Gold, avec Grasberg dans l'ouest de la Nouvelle-Guinée, exploitait la plus grande mine d'or et la mine de cuivre la plus rentable au monde. Dès le départ, Freeport était politiquement et économiquement important pour le régime Suharto. Aux États-Unis, la société a agi en tant que groupe de pression pour le gouvernement de Jakarta. Freeport est devenu le plus grand contribuable d'Indonésie, de loin le plus gros investisseur, l'un des plus grands employeurs et l'un des plus grands engagements sociaux - Suharto l'a décrit comme essentiel pour l'économie indonésienne. D'autre part, la société est également l'investisseur étranger le plus controversé en termes de méthodes d'extraction.

3 Glencore

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Glencore plc est le plus grand groupe de négoce de matières premières au monde. Son siège opérationnel se trouve à Baar, en Suisse. En mai, 2011 appartenait entièrement à la direction et au personnel clé. Depuis son introduction en bourse sur le London Stock Exchange 2011, les actions de Glencore sont cotées en bourse. Glencore est membre du FTSE 100, indice phare du Royaume-Uni.

Glencore International, un producteur basé en Suisse, fait la promotion de 2016 sur les kilotonnes de cuivre 1.288. Cela représente environ 2 pour cent de moins que l’année précédente, principalement due aux pertes de production d’African Copper. Glencore représente un coût de production en dollars 2015 par livre de cuivre. Glencore est la plus grande entreprise suisse avant Vitol en termes de ventes. Directement ou indirectement, les employés de 0,87 sont employés par 62.000 sur des sites 60.000 situés dans des pays 19; Les employés de 12 dans les pays 2.000 sont responsables du marketing.
Avec un chiffre d’affaires de 205,4 milliards de dollars et un bénéfice de 5,8 milliards de dollars, Glencore se positionne selon le Forbes Global 2000 sur la place 64 des plus grandes entreprises mondiales (conditions: année 2018). La société est entrée dans 2018 au début d’une capitalisation boursière d’environ 76 milliards de dollars.

4 BHP Billiton

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Le groupe BHP, jusqu'au 18 novembre 2018 BHP Billiton, est un groupe de matières premières australo-britannique sous le nom de société publique «BHP» et est l'une des trois plus grandes sociétés minières au monde avec Vale et Rio Tinto Group.

BHP Billiton est originaire de Melbourne, en Australie. Au cours de l’année écoulée, le Groupe a réduit sa production de 6 pour cent en kilotonnes 1.113 de cuivre. Cela est principalement dû à la baisse de production de la mine Olympic Dan (Australie méridionale). À Pampa Norte (Chili), l’entretien a été un obstacle à la production et le cuivre extrait à Antamina, au Pérou, a pris du retard par rapport aux attentes en termes de qualité.

Le groupe BHP, coté à la Bourse de New York, à Londres, Sydney et Johannesburg, a été créé à la suite de la fusion de British Billiton et de l'Australien BHP (société propriétaire Broken Hill) au sein de 2001. La société australienne détient 60 pour cent des actions et la société de portefeuille britannique concernée 40 pour cent. La double société cotée en bourse est enregistrée sous le nom de BHP Group Limited au registre des sociétés à Melbourne et sous le nom BHP Group Plc au registre des sociétés à Londres. Melbourne est le siège social de BHP Group Limited et le siège mondial de BHP Billiton Group, Londres est le siège de BHP Group Plc.

Dans le Forbes Global 2000 des plus grandes sociétés cotées en bourse, BHP Billiton a remporté le 108. Lieu (à partir de: GJ 2018). La société a atteint une valeur boursière de plus de 2018 USD à la moitié du 133.

5. Cuivre du Sud

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Southern Copper Corporation est une société minière américaine appartenant à Grupo México. La société extrait principalement du cuivre et des sous-produits, le molybdène, le zinc et l’argent.

Southern Copper est une filiale de Grupo México, basée à Phoenix, en Arizona. La société a augmenté le pourcentage de 21 de plus pour atteindre 900 kilotonnes. Ici aussi, les coûts d’exploitation par livre de cuivre extrait ont diminué de 14 pour cent en dollars américains 0,95.

1952 a été créée par la société Southern Peru Copper Corporation (SPCC), qui comprenait 1955 ASARCO (51,5%), Cerro de Pasco Corporation (22,5%), Phelps Dodge (16%) et Newmont Mining (10%). Cerro de Pasco a introduit la réclamation Cuajone. 1959, la mine à ciel ouvert de Toquepala et la fonderie d’Ilo ont été mises en service. De 1969 à 1976, la mine à ciel ouvert Toquepala a été ouverte. Le gouvernement d'Alvarado a également créé sa propre raffinerie à Ilo, alimentée par du blister de cuivre par SPCC.

2004 a acquis la participation de 54,2, détenue par Grupo México, dans Southern Peru Copper Corporation. En octobre, 2005 a été renommée Southern Copper Corporation.

6. KGHM

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KGHM Polska Miedź est une société minière polonaise basée à Lubin (Basse-Silésie). Il est coté sur l'indice WIG 20 à la Bourse de Varsovie. Le ministère polonais du Trésor possédait 2010 31,79% des actions de KGHM.

Le groupe KGHM Polska Miedź, de Lubin / Pologne, occupe la sixième place parmi les plus grands convoyeurs de cuivre avec 677 kilotonnes de cuivre. Mais la production a chuté de 2016 de 6 pour cent. La baisse du prix du zloty et les mesures d'austérité ont réduit les coûts de production de 11 pour cent. KGHM extrait du cuivre (571.000 t l’année 2011) et de l’argent (1260 t l’année 2011) ainsi que de l’or, du plomb et du sel gemme. La société a généré 2011 et le personnel de 18.615 a réalisé un chiffre d’affaires de 20,1 milliards de złoty. Les minerais sont fondus dans leur propre fonderie de cuivre à Legnica. KGHM est le plus important producteur d’argent de l’UE avec une production annuelle de plus de 1.200 et repose sur le 3. Place dans le monde entier. La société est impliquée dans des sociétés 19; Au total, les sociétés 30 appartiennent au groupe du capital.

7 Rio Tinto

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Rio Tinto est une société minière anglo-australienne basée à 1873. Aux côtés de Vale et de BHP Billiton, il s'agit de l'une des trois plus grandes sociétés minières au monde et, depuis l'acquisition d'Alcan, du premier producteur mondial d'aluminium.

La société australo-australienne Rio Tinto a légèrement augmenté sa production de cuivre de 4 pour le porter à 523 kilo pour cent l’année 2016. Surtout, la production de la mine de Bingham Canyon (Utah, États-Unis) est devenue plus importante.

Dans le Forbes Global 2000 des plus grandes sociétés cotées en bourse occupe le carré 111 de Rio Tinto (à compter de l’exercice financier 2018). La société est arrivée à la mi-2018 à une valeur boursière de plus de 99 milliards USD.

Depuis 1995, Rio Tinto est une société à double cotation. Rio Tinto Limited, anciennement CRA, est cotée à la bourse australienne et Rio Tinto plc (anciennement RTZ) est également cotée à la bourse de Londres et à la bourse de New York. Les deux sociétés sont gérées par un conseil de gestion commun doté des mêmes droits de vote et des mêmes dividendes. Les propriétaires de RTZ ont contribué 76,7% des actifs, qui sont gérés depuis Londres. Le directeur général est Jean-Sébastien Jacques (anciennement Sam Walsh), le président est Jan du Plessis.

8. Premier Quantum

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First Quantum Minerals Ltd. est une société minière canadienne basée à Vancouver.

Basé à Vancouver, Canada, First Quantum est un acteur relativement nouveau parmi les plus grands producteurs de cuivre. La production à la mine Sentinel (Zambie), à ​​Las Cruces (Espagne) et à Kansanshi (également Zambie) représentait une production de kilotonnes 494. C'est une augmentation de 29 pour cent. Les coûts de production étaient de 2016 à 1,06 US dollars la livre.

Le but de la société est l'exploration et l'exploitation de minerais en Afrique et en Scandinavie. Les principaux produits sont actuellement le cuivre et l'or.

La société exploite actuellement sept mines.

9. Antofagasta

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Antofagasta plc est une société minière chilienne basée au Royaume-Uni. La société produit principalement du cuivre, mais également du molybdène et de l'or. Il est coté à la bourse de Londres et à l’indice FTSE 100.

La société minière chilienne a augmenté sa production de cuivre de 15% à 477 kilo tonnes. Avec 1,20 USD par livre, les coûts décaissés nets ont été inférieurs de 20 à ceux de l’année précédente. Sont incorporés ici les prix plus élevés des sous-produits de l’or et du molybdène issus de la production de cuivre.

Le groupe a démarré 1888 en tant que compagnie de chemin de fer Antofagasta (Chili) et en Bolivie Railway Company (maintenant Ferrocarril de Antofagasta en Bolivie, en abrégé FCAB). La société, fondée par des investisseurs britanniques, a construit une liaison ferroviaire dont elle est toujours propriétaire pour transporter le minerai de cuivre entre la ville côtière du Pacifique, Antofagasta, et le siège du gouvernement bolivien, La Paz.

1980 a fait l’acquisition de la famille Luksic et a diversifié la société, notamment en se lançant dans l’exploitation minière. Les mines au Chili comprennent Los Pelambres, El Tesoro et Michilla.

Dans une coentreprise, elle détient des droits miniers dans une zone de 60.000 d'un kilomètre carré au Pérou.

Avec sa participation au capital de 65% (niveau moyen de 2015), la famille de milliardaires chiliens Luksic dirige encore aujourd'hui le destin de la société.

10. Vallée

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Vale SA, anciennement Companhia Vale do Rio Doce (CVRD), ayant son siège à Rio de Janeiro, est l'une des trois plus grandes sociétés minières au monde, aux côtés du groupe Rio Tinto et de BHP Billiton.

10 abrite le producteur de cuivre brésilien Vale. La société a obtenu 7 pour cent de plus de cuivre, principalement des mines de Sudbury (Canada) et de Salobo (Brésil). Les kilotonnes de cuivre 453 se sont réunies dans 2016. Avec des ventes de 34,1 milliards de dollars et un bénéfice de 4,6 milliards USD, Vale se positionne selon le classement Forbes Global 2000 sur le site 132 des plus grandes entreprises mondiales (conditions: exercice 2018). La société a atteint une valeur de marché d'environ 2018 milliards USD au milieu de 77.Vale a été fondée par 1942 en tant que société d'État, Companhia Vale do Rio Doce (CVRD) à Itabira. 1997 a été privatisée. Avec l'acquisition de la société minière brésilienne Caemi (sur 31 March 2006) et de la société canadienne Inco (sur 24 October 2006), CVRD s'est hissée au deuxième rang mondial des sociétés minières. Sur le 29. Novembre 2007 se rebaptise CVRD à Vale et sa filiale canadienne CVRD Inco à Vale Inco. En mars, 2008 a échoué lors de la prise de contrôle du groupe minier franco-britannique Xstrata sur l’influence du principal actionnaire de Xstrata, Glencore.

mines de cuivre

Le minerai est retiré du sol soit dans une mine à ciel ouvert, soit dans une exploitation souterraine. Souterrain - creuser un puits vertical dans la terre pour atteindre le minerai de cuivre et enfoncer des tunnels horizontaux dans le minerai Exploitation à ciel ouvert - 90% du minerai est extrait dans l'exploitation à ciel ouvert. Les minerais proches de la surface peuvent être extraits une fois les couches de couverture enlevées.

minerais de cuivre

Un minerai est une roche qui contient suffisamment de minéraux de valeur pour en faire une mine à exploiter. Dans le cas du cuivre, il est avantageux d'extraire s'il y a environ 2 kg de cuivre par 1.000 kg de minerai (0,2%). On trouve des minéraux de cuivre dans plus d'une centaine de variétés, bien que seuls quelques-uns soient largement utilisés pour le cuivre. Les minerais les plus courants sont la chalcopyrite et la bornite contenant des sulfures de cuivre et de fer. Ils représentent environ 80% des minerais connus dans le monde.

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Extraction du cuivre après la fusion par lévitation

boucles de cuivre

Le minerai est concassé puis broyé en poudre.

Enrichissement du minerai de cuivre

Le minerai est enrichi par un processus appelé flottation à la mousse. Le matériel indésirable (appelé gangue) s'enfonce au sol et est enlevé. L'enrichissement du minerai de cuivre est réalisé par flottation (flottation). Les minerais broyés sont mélangés avec de l'eau. Les sulfures de métaux et les oxydes de métaux repoussent l’eau, tandis que les roches de la gangue (quartz, silicates) sont légèrement mouillées. En ajoutant une mousse, les particules de minerai lourd sont transportées à la surface de l'eau et peuvent être éliminées.
Le minerai nettoyé est d'abord oxydé en plusieurs étapes dans des fours de torréfaction en oxyde de cuivre, qui est ensuite réduit avec du sulfure de cuivre (extrait du minerai) en fil de cuivre impur, dont la pureté est d'environ 98,5%. Cependant, la pureté de Garkupfer n'est pas suffisante pour toute une gamme de zones de production, par exemple pour l'industrie électrique.

"La flottation à la mousse est la méthode la plus importante dans l'industrie minière pour extraire du minerai de précieuses matières premières", explique le Dr Ing. Martin Rudolph de l'Institut Helmholtz Freiberg pour la technologie des ressources (HIF), qui appartient à la HZDR. "Avec des particules de taille inférieure à 20, moins de la moitié de la taille d'un cheveu humain, la technologie actuelle atteint ses limites." La flottation à la mousse exploite les différentes propriétés de surface des particules minérales. Si des bulles de gaz sont ajoutées à un liquide contenant des particules finement broyées, elles adhèrent aux particules ayant une surface hydrophobe, c'est-à-dire hydrophobe. Celles-ci augmentent avec les bulles d’air attachées et forment une couche de mousse qui peut être écumée. Des réactifs adaptés au matériau recyclable respectif garantissent que les "bons" granulés pénètrent dans la mousse. D'autres adjuvants favorisent la descente de particules indésirables ou stabilisent la mousse précieuse. Des facteurs tels que la quantité de gaz fournie et la taille de la bulle, le degré de turbulence du flux, les réactifs utilisés et les énergies d'adhérence déterminent le rendement.

"Mais comment amenez-vous des particules de poussière et des bulles en cas de collision?", Demande Rudolph, qui dirige le service de traitement du HIF. "Comment différents réactifs affectent-ils le processus global? Et comment éliminer les particules indésirables de la mousse? "Il reste encore beaucoup de questions fondamentales à résoudre, de sorte que les particules minérales de la taille allant du micromètre 0,1 à 20 puissent être séparées à l'avenir à l'échelle industrielle. Une telle technologie serait également d'une grande importance pour l'extraction de la matière première d'Althalden ou le recyclage.

Fine mousse dans le modèle d'ordinateur
Les recherches des neuf partenaires académiques du projet sont centrées sur la compréhension des mécanismes et des micro-processus de la flottation des particules fines: deux des neuf programmes de travail traitent des aspects physico-chimiques et hydrodynamiques du processus de traitement. Cela implique des mécanismes de liaison et le comportement de la mousse des particules recyclables ainsi que des écoulements turbulents dans le réservoir de flottation. Ces derniers influencent la fréquence de collision des particules et des bulles: la fixation est possible uniquement lorsque des bulles d’air et des granules de minéraux hydrophobisés entrent en contact.

Trois groupes de HZDR travaillent à l’amélioration du rendement de la flottation des particules fines: outre l’équipe de Kerstin Eckert, ce sont des collègues du domaine de la simulation numérique des flux ainsi qu’un groupe de travail dirigé par Martin Rudolph. À l'aide d'expériences modèles, de méthodes de mesure récemment développées et de simulations informatiques, ils étudient les interactions entre les particules, les bulles de liquide et de gaz, ainsi que les conditions d'écoulement dans le bain de flottation, qui ne sont pas visibles de l'extérieur.

Un plus pour l'environnement
À partir des résultats de la recherche, les partenaires souhaitent dériver des approches telles que des concepts hydrodynamiques innovants, avec lesquels les probabilités de collision entre bulles et fines peuvent être augmentées. Les fabricants de cellules de flottation apportent ici leur savoir-faire et leur technologie. Les chercheurs souhaitent utiliser de nouvelles connaissances sur les interactions aux interfaces afin d'améliorer l'adhésion des plus petites particules recyclables aux bulles de gaz avec des réactifs optimisés. Les technologies nouvellement développées sont ensuite testées et optimisées dans des environnements simulés, en laboratoire et dans des usines pilotes.

Outre les instituts de recherche européens, sept entreprises des secteurs de l'exploitation minière, de la transformation et de la construction d'usines sont impliquées dans FineFuture, dont le groupe de sociétés polonais KGHM - l'une des plus grandes sociétés minières et exploitants de mines de cuivre au monde - et trois autres entreprises de produits de base. Ceux-ci espèrent non seulement des taux de récupération plus élevés, mais également des processus plus durables et des résidus de flottation plus faibles. En outre, de nombreux tas contiennent encore de précieuses particules qu'ils souhaitent exploiter. Cela pourrait réduire les décharges, l'utilisation des sols et les risques environnementaux. BASF est également à bord en tant que fabricant de produits chimiques de flottation. Elle recherche des réactifs optimisés, plus économiques, plus efficaces et donc plus respectueux de l'environnement.

Du concentré de cuivre au cuivre affiné

Le procédé de fusion par lévitation (procédé Outokumpu, voir graphique ci-dessus) s'est imposé aujourd'hui pour de grandes quantités - et ce procédé d'extraction n'est économique que pour de telles quantités. Un puits de réaction sert à griller et à fondre les concentrés pré-séchés en même temps, un foyer de sédimentation en dessous est utilisé pour séparer la pierre et le laitier. Une chaudière à chaleur perdue et un filtre, dans lesquels les poussières de fumée sont séparées des gaz sortants, sont connectés en aval dans un conduit d'échappement. L'acide sulfurique est extrait des gaz filtrés du four, qui contiennent encore du SO2, dans les systèmes de contact. La pierre de cuivre est coupée de temps en temps juste au-dessus du plancher du four et transférée au convertisseur. Le sulfure de fer restant est oxydé par insufflation d'air, le soufre étant évacué sous forme de SO2 avec les gaz d'échappement pour produire de l'acide sulfurique et finalement le sulfure de cuivre est décomposé. Ces derniers temps, les processus directs, dans lesquels toutes les étapes de réaction, grillage, fusion et soufflage sont combinées en un seul processus, gagnent également en importance.
Ensuite, le cuivre est raffiné dans le flux fondu et par électrolyse, l'affinage sans électrolyse ultérieure ne représentant qu'une part d'environ
10% a.
Dans le raffinage au feu, les impuretés sont éliminées dans le four d'affinage par soufflage d'air, puis le dernier soufre restant est éliminé en «piquant» la matte de cuivre liquide dans le four rotatif (four à anode) et surtout, la teneur en oxygène est réduite de 500 ppm à 2 ppm. Dans le passé, le "perçage" se faisait en plongeant des troncs de bouleau ou de hêtre dans le métal liquide; aujourd'hui, le gaz naturel, le propane, le naphta, le gaz de reformage ou l'ammoniac sont principalement utilisés comme agents réducteurs.

La fonte du cuivre avec le flux

Un fondant est une substance qui est ajoutée au minerai pour faciliter sa fusion. Le calciné solide est chauffé à 1200 ° C et fond. Certaines impuretés sont éliminées pour former un tapis (mélange de cuivre et de sulfure de fer liquides).

Conversion de tapis

L'air est insufflé dans le matelas liquide et forme du blister de cuivre, appelé ainsi parce que les bulles de gaz sous forme solide sont piégées à la surface.

la coulée d'anodes de cuivre

Le blister est versé dans des anodes pour l'électrolyse.

Raffinage électrolytique

Le cuivre est purifié par électrolyse à 99,99%. Le chemin de production décrit ci-dessus montre la transition d'une roche contenant environ 0,2% de cuivre à une cathode en cuivre de pureté 99,99%. Cependant, la pureté de 95% Garkupfer n'est pas suffisante pour toute une gamme de zones de production, par exemple pour l'industrie électrique.
On procède donc à un raffinage électrolytique du cuivre, dans lequel des plaques d'électrode en cuivre de cuisson sont suspendues dans une solution de sulfate de cuivre acidifiée en tant qu'anodes. L'électrolyse est effectuée dans de grandes cuves d'électrolyse, dans lesquelles plusieurs centaines d'électrodes sont connectées en série, à des tensions de 0,4 à 1 volt.
À la cathode, les cations de la solution sont réduits (Cu2 +), qui ont la plus grande tendance à le faire, c’est-à-dire que le potentiel normal le plus grand (U0) possède. Le cuivre pur se dépose sur la cathode, tandis que tous les ions de métaux moins nobles tels que les ions de fer, de zinc et de plomb restent dans la solution.

L'affinage électrolytique, permettant d'affiner les niveaux d'impuretés les plus bas, est nécessaire car même de très petites impuretés réduisent considérablement la conductivité thermique et électrique du cuivre. À cette fin, les bains électrolytiques remplis de solution de sulfate de cuivre sont utilisés pour suspendre les plaques d'anode moulées en cuivre relativement impur et les plaques de départ pour cathodes minces en cuivre électrolytique ou, dans les systèmes d'électrolyse plus modernes, de cathodes permanentes en acier inoxydable. En appliquant une tension électrique, le cuivre se dissout au niveau des anodes et précipite au niveau des cathodes sous forme de cuivre très pur, tandis que les impuretés ou les métaux compagnons se dissolvent ou se dissolvent sous forme de boues anodiques. Les plaques cathodiques ainsi obtenues sont en partie refondues et coulées dans des formats permettant la production de produits semi-finis.

(Concentration environ 99,99% Cu)

dessécher

La lixiviation offre une alternative à l'extraction du cuivre. Tout d'abord, le minerai est traité avec de l'acide sulfurique dilué. Cela coule lentement à travers le minerai sur une période de plusieurs mois, dissolvant le cuivre pour former une faible solution de sulfate de cuivre. Le cuivre est ensuite récupéré par électrolyse. Ce processus est appelé SX-EW (extraction au solvant / extraction électrolytique).

Les avantages de ces processus sont les suivants:

Il utilise beaucoup moins d'énergie que l'exploitation minière traditionnelle.
Il n'y a pas d'émissions émises.
Faibles coûts d'investissement
Possibilité d'être exploité économiquement à petite échelle.
Il peut être utilisé sur du minerai avec seulement 0,1% de cuivre - c'est pourquoi l'extraction de lessive devient de plus en plus importante. On estime que le SX-EW (pratiquement inexistant avant 1960) représentera 21% du raffinage total du cuivre en 2019.

Recyclage du cuivre

Une autre source importante de cuivre est la ferraille recyclée, appelée production de cuivre secondaire. À l'heure actuelle, environ la moitié de la demande de cuivre en Europe est couverte par des matériaux recyclés, ce qui constitue une contribution importante à l'économie circulaire. Pour en savoir plus sur le recyclage du cuivre, cliquez ici.

Formes de cuivre

balles de cuivre
bandes de cuivre
tiges de cuivre
perles de cuivre
bloc de cuivre
Barres de cuivre
plaques de cathode de cuivre
carrés de cathode de cuivre
cathodes de cuivre
morceau de cuivre
bobine de cuivre
pâte conductrice de cuivre
concentré de cuivre
creuset en cuivre
dés de cuivre
ébauches de cuivre
cylindre de cuivre
Lave-cuivre
électrode de cuivre
électrode de tungstène-cuivre
paillettes de cuivre
Kupferflansche
mousse de cuivre
feuille de cuivre
toile de cuivre
granules de cuivre
Structure en nid d'abeille de cuivre
cuivre Bar
l'encre de cuivre
Fil isolé au cuivre
Questions sur le cuivre
pépites de cuivre
maille de cuivre
métal cuivre
Microfilm de cuivre
des particules de cuivre
pièces en cuivre
granulés de cuivre
coppers
plaques de cuivre
la poudre de cuivre
cuivre Puck
estampées en cuivre
Feuillard en cuivre
anneaux de cuivre
tige de cuivre
échantillons de cuivre
rasage cuivre
feuilles de cuivre
coup de cuivre
monocristalline de cuivre
des manchons en cuivre
Cuivre-ver
échantillons de cuivre
balles de cuivre
éponge de cuivre
ressort de cuivre
Feuillard en cuivre
Feuillard en cuivre
un tuyau en cuivre
copeaux de cuivre
tranches de cuivre
fil de cuivre
laine de cuivre
Encre de cuivre revêtue d'argent
Poudre de cuivre revêtue d'argent
Feuille de cuivre ultra-mince

ISE / Arndt Uhlendorff - Octobre 2019

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