استخلاص النحاس

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 15 صور
الموسوعة الحرة
منجم تشينو للنحاس المكشوف في نيو مكسيكو
عينة من الكالكوبيريت من منجم هوارون ، بيرو

استخلاص النحاس عملية متعددة المراحل للحصول على النحاس من خاماته . تتضمن عملية تحويل خامات النحاس سلسلة من العمليات الفيزيائية والكيميائية والكهروكيميائية. وقد تطورت هذه الطرق وتختلف من بلد لآخر تبعًا لمصدر الخام، واللوائح البيئية المحلية ، وعوامل أخرى. [ 1 ] تقع مصاهر النحاس ذات أعلى طاقة إنتاجية (بالأطنان المترية من النحاس سنويًا) في الصين، وتشيلي، والهند، وألمانيا، واليابان، وبيرو، وروسيا. [ 2 ] تمتلك الصين وحدها أكثر من نصف الطاقة الإنتاجية العالمية، وهي أيضًا أكبر مستهلك للنحاس المكرر في العالم. [ 3 ] [ 4 ]

تُعدّ المعادن النفيسة وحمض الكبريتيك من المنتجات الثانوية القيّمة لتكرير النحاس. [ 5 ] في المقابل، يُستخدم حمض الكبريتيك أيضًا كمواد استهلاكية لاستخلاص النحاس من الأكاسيد في أكوام الترشيح . [ 6 ] يُعدّ الزرنيخ النوع الرئيسي من الشوائب الموجودة في مركزات النحاس التي تدخل إلى مرافق الصهر. [ 2 ] وقد ازداد تركيز الزرنيخ في مركزات النحاس على مرّ السنين نتيجةً للنضوب التدريجي لرواسب النحاس الضحلة منخفضة الزرنيخ. [ 7 ]

تاريخ

ما قبل التاريخ

عمال المناجم في منجم تاماراك في منطقة كوبر كانتري ، عام 1905

تم تحديد تاريخ مجمع النحاس القديم في أمريكا الشمالية باستخدام التأريخ الإشعاعي إلى حوالي 6500 قبل الميلاد على الأقل [8]، مما يجعله أحد أقدم الأمثلة المعروفة لاستخراج النحاس في العالم. [ 9 ] وتأتي أقدم الأدلة على الطرق البارد للنحاس الخام من الحفريات في تشايونو تيبي في شرق الأناضول ، والتي يعود تاريخها إلى ما بين 7200 و6600 قبل الميلاد. [ 10 ] ومن بين القطع المختلفة التي اعتُبرت نذرية أو تمائم، وُجدت قطعة تشبه صنارة صيد وأخرى تشبه المخرز. كما عُثر على اكتشاف آخر في كهف شانيدار في مرغاسور بالعراق، يحتوي على خرز نحاسي، ويعود تاريخه إلى 8700 قبل الميلاد. [ 11 ]

يُعدّ وادي تمنة في إسرائيل أحد أقدم مناجم النحاس المعروفة في العالم، على عكس استخدام الرواسب السطحية، وقد استُخدم منذ الألفية الرابعة قبل الميلاد، بينما بدأ استخدام الرواسب السطحية في الألفية الخامسة والسادسة قبل الميلاد. [ 12 ] [ 13 ]

يحتوي موقع بلوتشنيك الأثري في جنوب شرق أوروبا ( صربيا ) على أقدم دليل مؤرخ بدقة على صناعة النحاس في درجات حرارة عالية، ويعود تاريخه إلى 5000 قبل الميلاد. [ 14 ] ويمتد هذا الاكتشاف في يونيو 2010 ليشمل 500 عام إضافية، ويعود تاريخه إلى الألفية الخامسة قبل الميلاد، وهو يمثل أقدم سجل لصهر النحاس من رودنا غلافا ( صربيا ). [ 15 ]

يعود تاريخ أقدم أعمال النحاس في صحراء أتاكاما ومنطقة الأنديز ككل إلى الفترة ما بين 1432 و1132  قبل الميلاد. [ 16 ] [ 17 ] وتشير دراسات لباب الجليد في بوليفيا إلى أن صهر النحاس ربما بدأ في وقت مبكر يعود إلى 700  قبل الميلاد، أي منذ أكثر من 2700 عام. [ 18 ] وقد تم تحديد مواقع مختلفة لمناجم وورش تعدين تعود إلى ما قبل الحقبة الإسبانية في صحراء أتاكاما، بما في ذلك مواقع تحتوي على بقايا أزاميل ونفايات صب وحطام ورش. [ 19 ] [ 20 ] وكان برونز القصدير وبرونز الزرنيخ ونحاس الزرنيخ من السلع القيّمة التي أنتجتها إمبراطورية الإنكا . [ 21 ] وعلى بعد حوالي 74 كيلومترًا شمال شرق مدينة كوبيابو التشيلية في فينيا ديل سيرو، كان لدى الإنكا أحد أكبر مراكز التعدين والمعادن في كولاسويو . [ 22 ] توجد أدلة على تعدين الذهب والفضة والنحاس في الموقع، بما في ذلك إنتاج البرونز . [ 22 ] عندما اجتاز الفاتح دييغو دي ألماجرو صحراء أتاكاما عام 1536، حصل رجاله بسهولة على حدوات نحاسية لخيولهم. [ 23 ]

أدت تقنية صهر النحاس إلى ظهور العصر النحاسي ، المعروف أيضاً بالعصر الكالكوليثي، ثم العصر البرونزي . ولم يكن العصر البرونزي ليحدث لولا تطور تقنية الصهر.

القرن التاسع عشر

أحدث إدخال أفران الصهر العاكسة إلى تشيلي حوالي عام 1830 على يد تشارلز سانت لامبرت [ 24 ] ثورة في تعدين النحاس التشيلي. [ 25 ] إضافةً إلى ذلك، شهد قطاع النقل تحسناً ملحوظاً بفضل تطوير السكك الحديدية والملاحة البخارية. [ 26 ] اكتشف المنقب خوسيه توماس أورمينتا رواسب خام غنية في تامايا عام 1850، وهو موقع أصبح فيما بعد أحد أهم مناجم النحاس في تشيلي. [ 25 ] كل هذا جعل تشيلي تُصدّر 18% من إنتاج النحاس العالمي في القرن التاسع عشر، وكانت البلاد أكبر منتج للنحاس في العالم من خمسينيات القرن التاسع عشر إلى سبعينياته. [ 27 ] [ 28 ] في بعض السنوات، شكّل إنتاج تشيلي من النحاس حوالي 60% من الإنتاج العالمي، وشكّلت رسوم التصدير أكثر من نصف دخل الدولة. [ 29 ]

يُعتقد أن نجاح لامبرت في تحديث صناعة النحاس التشيلية خلال الربع الثاني من القرن التاسع عشر قد زرع بذور زوال أعماله الخاصة في صهر النحاس (من بين أعمال أخرى) في سوانزي لاحقاً . [ 30 ] [ 31 ]

بحلول أواخر القرن التاسع عشر، تخلفت صناعة التعدين التشيلية مرة أخرى عن التطورات التكنولوجية (مثل التعويم ، والترشيح ، والتعدين السطحي واسع النطاق )، مما ساهم في انخفاض حصتها من الإنتاج العالمي إلى 5-6% في تسعينيات القرن التاسع عشر، وظلت حصص مماثلة في العقدين الأولين من القرن العشرين، لتصل إلى أدنى مستوى لها عند 4.3% في عام 1914. [ 27 ] [ 32 ] [ 33 ] وحتى أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين، كان هناك أيضًا نقص ملحوظ في جهود استكشاف النحاس الرئيسية من قبل شركات التعدين الكبيرة التي اعتمدت على شراء مواقع معروفة مسبقًا من نشاط عمال المناجم الصغار وعمال التنقيب غير المرخصين . [ 34 ]

صهر

إنتاج النحاس العالمي، 1946

حتى النصف الثاني من القرن العشرين، كان صهر خامات الكبريتيد الوسيلة الوحيدة تقريبًا لإنتاج معدن النحاس من الخامات المستخرجة ( إنتاج النحاس الأولي ). وبحلول عام 2002، كان 80% من الإنتاج العالمي الأولي للنحاس يأتي من معادن النحاس والحديد والكبريت، وكانت الغالبية العظمى منها تُعالج بالصهر. [ 35 ]

كان النحاس يُستخلص في البداية من خامات الكبريتيد عن طريق صهر الخام مباشرةً في فرن. [ 36 ] وقد وُضعت مصاهر النحاس في البداية بالقرب من المناجم لتقليل تكلفة النقل. وقد جنّب ذلك التكاليف الباهظة لنقل المعادن الثانوية والكبريت والحديد الموجودة في المعادن الحاوية على النحاس. ومع ذلك، مع انخفاض تركيز النحاس في الخامات، أصبحت تكاليف الطاقة اللازمة لصهر الخام بأكمله باهظة للغاية، وأصبح من الضروري تركيز الخامات أولاً.

شملت تقنيات التركيز الأولية الفرز اليدوي [ 37 ] والتركيز بالجاذبية، مما أدى إلى خسائر كبيرة في النحاس. ونتيجة لذلك، شكّل تطوير عملية التعويم الرغوي خطوةً هامةً في معالجة المعادن. [ 38 ] وقد تم اختراع عملية التعويم الرغوي الحديثة بشكل مستقل في أوائل القرن العشرين في أستراليا على يد سي. في. بوتر، وفي نفس الفترة تقريبًا على يد جي. دي. ديلبرات . [ 39 ] وقد مكّنت هذه التقنية من تطوير منجم بينغهام كانيون العملاق في ولاية يوتا. [ 40 ]

في القرن العشرين، كانت معظم الخامات تُركّز قبل صهرها. وكان الصهر يُجرى في البداية باستخدام مصانع التلبيد وأفران الصهر العالية ، [ 41 ] أو باستخدام المحامص والأفران العاكسة . [ 42 ] وقد هيمنت عمليات التحميص والصهر في الأفران العاكسة على إنتاج النحاس الأولي حتى ستينيات القرن العشرين. [ 35 ]

في ستينيات وسبعينيات القرن العشرين، تم تأميم عمليات تعدين النحاس الكبيرة التي كانت تديرها شركات أمريكية في العديد من الدول الرئيسية المنتجة للنحاس. [ 43 ] وهكذا، بحلول ثمانينيات القرن العشرين، سيطرت الشركات المملوكة للدولة على الدور المهيمن الذي كانت تلعبه شركات أمريكية مثل أناكوندا كوبر وكينيكوت حتى ذلك الحين. [ 43 ] وفي أواخر سبعينيات وأوائل ثمانينيات القرن العشرين، توسعت شركات نفطية مختلفة مثل أركو وإكسون ( إكسون مينيرالز ) وستاندرد أويل في تعدين النحاس لبضع سنوات قبل بيع أصولها النحاسية. [ 43 ] وتشير التقارير إلى أن الأرباح لم تكن بالمستوى المتوقع. [ 43 ] وتركزت الاستثمارات في تعدين النحاس في تشيلي خلال ثمانينيات وتسعينيات القرن العشرين، نظرًا لأن تعدين النحاس في دول أخرى واجه مشاكل مثل عدم الاستقرار السياسي ( بيرو )، وزيادة المتطلبات البيئية (الدول المتقدمة)، أو عدم الاهتمام العام بالاستثمار الأجنبي في صناعة التعدين المؤممة ( زائير ، زامبيا ). [ 43 ]

القرن الحادي والعشرون

خلال الفترة من 2013 إلى 2023، زادت طاقة صهر النحاس في الصين وزامبيا، بينما انخفضت في تشيلي والولايات المتحدة. [ 3 ] تمتلك الصين أكبر طاقة صهر للنحاس في العالم، إذ تتجاوز نصف إجمالي الطاقة العالمية. إلى جانب الدول المذكورة، توجد دول أخرى تمتلك طاقة إنتاجية كبيرة من الكاثودات المركبة، تُشكل جزءًا كبيرًا من إجمالي الطاقة الإنتاجية العالمية حتى عام 2023، وهي: اليابان (8%)، وروسيا (5%)، وبولندا (3-4%)، وبلغاريا (3-4%). ​​[ 3 ]

لم يُبنَ أي مصهر نحاس جديد في تشيلي منذ تسعينيات القرن الماضي. [ 44 ] بعد إغلاق مصنع فونديسيون فينتاناس في وسط تشيلي عام 2022، دار نقاش عام حول بناء مصهر نحاس كبير جديد في تشيلي. [ 3 ] اقترح باحثون في الصناعة التشيلية منطقتي أنتوفاغاستا وأتاكاما كبديلين مناسبين. [ 45 ] بينما جادل آخرون بضرورة الإبقاء على عمليات الصهر في منطقة فالبارايسو نظرًا لوجود مناجم قريبة. [ 45 ] وفي حين يرى البعض ضرورة إنشاء المصنع البديل بالقرب من الساحل، فقد طُرحت منطقتا تشوكيكاماتا الداخلية والسلفادور كبدائل أيضًا. [ 45 ] ويُقدّر دييغو هيرنانديز، رئيس الجمعية الوطنية للتعدين (سونامي)، فترة بناء مصنع الصهر الجديد بما يتراوح بين 5 و7 سنوات. [ 45 ] حددت دراسة أجريت عام 2024 منطقة أنتوفاغاستا باعتبارها أفضل مكان لإنشاء مصهر نحاس جديد نظراً للمزايا اللوجستية وتوافر إمدادات مركزات النحاس الحالية والقابلة للتوسع من المناجم القريبة. [ 5 ]

يُعدّ مصهر غويشي، الواقع في جنوب شرق الصين، أكبر مصهر للنحاس في العالم من حيث الطاقة الإنتاجية. [ 46 ] وفي عام 2015، بلغت طاقته الإنتاجية السنوية 900 ألف طن من النحاس. [ 2 ] [ 47 ]

التركيز (الإثراء)

إن انخفاض تركيز النحاس في الخامات يتطلب الآن معالجة مسبقة للخامات.

يقل متوسط ​​تركيز النحاس في خامات النحاس في القرن الحادي والعشرين عن 0.6%، حيث لا تتجاوز نسبة المعادن الخام الاقتصادية 2% ​​من إجمالي حجم الصخور الخام. لذا، تتطلب جميع عمليات التعدين عادةً معالجة الخام (تركيزه). يُباع المُركّز عادةً إلى مصاهر بعيدة ، على الرغم من وجود مصاهر قريبة في بعض المناجم الكبيرة. كان هذا التواجد المشترك للمناجم والمصاهر أكثر شيوعًا في القرنين التاسع عشر والعشرين، عندما كانت المصاهر الصغيرة مُجدية اقتصاديًا. وتعتمد تقنيات المعالجة اللاحقة على طبيعة الخام.

في الحالة المعتادة عندما يكون الخام في الأساس معادن كبريتيد النحاس (مثل الكالكوبيريت ، FeCuS₂ ) ، تتم معالجته بالتكسير ، حيث يُسحق الصخر لإنتاج جزيئات صغيرة (<100 ميكرومتر) تتكون من أطوار معدنية فردية. تصبح هذه الجزيئات جاهزة بعد ذلك للفصل لإزالة الشوائب (مخلفات الصخور السيليكاتية) باستخدام التعويم الرغوي. [ 1 ]

التعويم الرغوي

خلايا التعويم الرغوي لتركيز معادن كبريتيد النحاس والنيكل، فالكونبريدج، أونتاريو.
فقاعات هواء محملة بكبريتيد النحاس على خلية جيمسون في مصنع التعويم بمنجم بروميننت هيل في جنوب أستراليا

في عملية التعويم الرغوي، يُبلل الخام المسحوق، ويُعلق في معلق، ويُخلط مع مواد كيميائية تجعل جزيئات الكبريتيد كارهة للماء . تشمل المواد الكيميائية النموذجية (المجمعات) إيثيل زانثات البوتاسيوم وإيثيل زانثات الصوديوم ، ولكن تُستخدم أيضًا ثنائي فوسفات ثنائي الكبريتيد وثنائي ثيوكربامات ثنائي الكبريتيد. يُدخل المعلق إلى خزان تهوية مملوء بالماء يحتوي على مادة فعالة سطحية مثل ميثيل أيزوبوتيل كاربينول (MIBC). يُضخ الهواء باستمرار عبر المعلق. تلتصق فقاعات الهواء بجزيئات كبريتيد النحاس الكارهة للماء، والتي تُنقل إلى السطح حيث تُكشط الرغوة. تُخضع هذه الكشطات عادةً لخلية تنظيف لإزالة السيليكات الزائدة والمعادن الكبريتيدية الأخرى التي قد تؤثر سلبًا على جودة المركز (عادةً، الجالينا )، ويُرسل المركز النهائي إلى الصهر. يُتخلص من الصخور التي لم تطفُ في خلية التعويم إما كمخلفات أو تُعالج لاحقًا لاستخلاص معادن أخرى مثل الرصاص (من الغالينا) والزنك (من السفاليريت )، إن وُجدت. تُتخذ تدابير متنوعة لتحسين كفاءة التعويم الرغوي. يُستخدم الجير لرفع درجة حموضة حمام الماء، مما يُحسّن ارتباط المُجمِّع بكبريتيدات النحاس. تُنتج هذه العملية مُركّزات تحتوي على 27-29% من النحاس من الكالكوبيريت ، و37-40% من الكالكوسيت .

علم المعادن المائية

في بعض المخططات الهيدروميتالورجية، يتم استخلاص النحاس (II) من المحلول المائي عن طريق تكوين معقد مع ساليسيلالدوكسيم .

تشمل خامات النحاس المؤكسدة الكربونات مثل الأزوريت والمالاكيت ، والسيليكات الكريزوكولا ، والكبريتات مثل الكالكانيت . في بعض الحالات، تُترك خامات الكبريتيد لتتحلل إلى أكاسيد. هذه الخامات قابلة للمعالجة بالمعالجة المائية. تحديدًا، تُستخلص خامات الأكسيد هذه عادةً في حمض الكبريتيك المائي ، غالبًا في عملية ترشيح بالكومة أو الترشيح بالتفريغ . يُنقى محلول الترشيح الناتج باستخدام الاستخلاص بالمذيبات. يُعالج بمذيب عضوي وعوامل استخلاب عضوية. ترتبط عوامل الاستخلاب بأيونات النحاس (دون أيونات أخرى، في الوضع الأمثل)، وتذوب المركبات الناتجة في الطور العضوي. يُبخر هذا المذيب العضوي، تاركًا بقايا من مركبات النحاس. تُحرر أيونات النحاس من البقايا باستخدام حمض الكبريتيك. يُعاد تدوير حمض الكبريتيك المُصفى (المُزال منه النحاس) إلى أكوام التكديس. تُستعاد الروابط العضوية ويُعاد تدويرها أيضًا. بدلاً من ذلك، يمكن ترسيب النحاس من المحلول الحامل عن طريق ملامسته لحديد الخردة؛ وهي عملية تُسمى الترسيب . عادةً ما يكون النحاس المُرسب بالترسيب أقل نقاءً من النحاس المُستخلص بالاستخلاص الكهربائي. [ 48 ]

خامات متخصصة

عينة من معدن الكالكوسيت من منجم جيفور، كورنوال.

تُعدّ الكبريتيدات الثانوية -التي تتشكل نتيجة الإثراء الثانوي فوق الجيني- مقاومةً ( غير قابلة للتحلل ) لعملية الترشيح بالكبريت. [ 49 ] يهيمن معدن الكالكوسيت على كبريتيدات النحاس الثانوية؛ وهو معدن يتكون من كبريتيدات أولية، مثل الكالكوبيريت ، التي تخضع لعمليات كيميائية كالأكسدة والاختزال. [ 50 ] عادةً ما تُركّز خامات الكبريتيدات الثانوية باستخدام التعويم الرغوي. [ 51 ] تُستخدم عمليات استخلاص أخرى، كالترشيح، بفعالية لاستخلاص كبريتيدات النحاس الثانوية، ولكن مع ازدياد الطلب على النحاس، تبرز الحاجة إلى عمليات استخلاص مُصممة خصيصًا للخامات منخفضة الجودة، نظرًا لنضوب موارد النحاس. [ 52 ] تُعدّ عمليات الترشيح في الموقع، والترشيح في الأكوام، والترشيح الركامي، طرقًا فعّالة من حيث التكلفة ومناسبة لاستخلاص النحاس من الخامات منخفضة الجودة. [ 53 ]

تشمل عمليات استخلاص كبريتيدات النحاس الثانوية والخامات منخفضة الجودة عملية الاستخلاص الحيوي بالركام. يُعدّ الاستخلاص الحيوي بالركام طريقة استخلاص فعّالة من حيث التكلفة، إذ يتطلب مدخلات طاقة أقل كثافة، مما يؤدي إلى زيادة الربحية. [ 54 ] يمكن تطبيق هذه العملية على كميات كبيرة من الخامات منخفضة الجودة، بتكلفة رأسمالية أقل وبأثر بيئي ضئيل. [ 54 ] [ 55 ]

عمومًا، لا يُستخدم التعويم الرغوي المباشر لتركيز خامات أكسيد النحاس، نظرًا لبنية سطح معدن أكسيد النحاس الأيونية والمحبة للماء في الغالب. [ 56 ] تُعالج خامات أكسيد النحاس عادةً عن طريق التعويم باستخدام عوامل التخليب والتعويم باستخدام الأحماض الدهنية، حيث تُستخدم كواشف عضوية لضمان الامتزاز على سطح المعدن من خلال تكوين مركبات كارهة للماء على سطح المعدن. [ 56 ] [ 57 ]

يمكن استخلاص بعض رواسب الكبريتيدات الثانوية باستخدام عملية استخلاص بالرشح البكتيري المؤكسد لتحويل الكبريتيدات إلى حمض الكبريتيك، مما يسمح أيضًا بالاستخلاص المتزامن بحمض الكبريتيك لإنتاج محلول كبريتات النحاس . [ 58 ] [ 59 ] أما بالنسبة لخامات الأكسيد، فتُستخدم تقنيات الاستخلاص بالمذيبات والاستخلاص الكهربائي لاستخلاص النحاس من محلول الترشيح الغني . [ 60 ] ولضمان أفضل استخلاص للنحاس، من المهم مراعاة تأثير ذوبان النحاس، واستهلاك الحمض، وتركيب المعادن المصاحبة على فعالية الاستخلاص. [ 60 ]

تُعدّ خامات الكبريتيد السطحية الغنية بالنحاس الحرّ مقاومةً للمعالجة بالترشيح بحمض الكبريتيك على جميع الأطر الزمنية العملية، ولا تتفاعل جزيئات المعدن الكثيفة مع وسائط التعويم الرغوي. عادةً، إذا كان النحاس الحرّ جزءًا صغيرًا من الخام السطحي، فلن يُستخلص وسيُضاف إلى مخلفات التعدين . عندما تكون خامات النحاس الحرّ غنيةً بدرجة كافية، يمكن معالجتها لاستخلاص النحاس الموجود فيها عن طريق الفصل بالجاذبية . غالبًا ما تكون طبيعة الشوائب مهمة، إذ يصعب تحرير خامات النحاس الحرّ الغنية بالطين. ويعود ذلك إلى تفاعل معادن الطين مع كواشف التعويم المستخدمة في عمليات الاستخلاص، والتي تُستهلك بدورها، مما يؤدي إلى استخلاص كمية ضئيلة من مركز النحاس عالي الجودة. [ 61 ]

تحميص

تُجرى عملية التحميص عادةً باستخدام أفران عاكسة . في المحمصة، يتأكسد مركز النحاس جزئيًا لإنتاج " الكالسين ". وينطلق ثاني أكسيد الكبريت . معادلة التفاعل هي:

CuFeS 2 + 3 O 2 → 2 FeO + 2 CuS + 2 SO 2

بشكل عام، يترك التحميص كمية أكبر من الكبريت في المنتج المكلس (15٪ في حالة المحمصة في مناجم ماونت إيزا [ 62 ] ) مقارنة بما يتركه مصنع التلبيد في المنتج المتلبد (حوالي 7٪ في حالة مصهر التكرير والصهر الإلكتروليتي [ 63 ] ).

اعتبارًا من عام 2005، لم يعد التحميص شائعًا في معالجة مركزات النحاس، نظرًا لعدم كفاءة استخدامه مع أفران الصهر العاكسة من حيث استهلاك الطاقة، وانخفاض تركيز ثاني أكسيد الكبريت في غازات العادم الناتجة عن التحميص إلى مستوى منخفض جدًا لا يسمح باحتجازه بكفاءة اقتصادية. ويُفضّل الآن الصهر المباشر، الذي يستخدم تقنيات الصهر التالية: الصهر الوميضي ، وأفران Isasmelt ، وNoranda، وMitsubishi، وEl Teniente. [ 35 ]

صهر

استبدال صهر الأفران العاكسة بالصهر الوميضي، وهو ما يرتبط بعدد مصاهر النحاس التي تستخدم هذه التقنية.
فرن صهر سريع من شركة إنكو

تُعرف عملية الصهر الأولية للمادة المراد صهرها عادةً بمرحلة الصهر أو صهر المات . ويمكن إجراؤها في أنواع مختلفة من الأفران، بما في ذلك أفران الصهر العالية وأفران الانعكاس التي عفا عليها الزمن إلى حد كبير ، بالإضافة إلى أفران الوميض وأفران إيزاسميلت ، وغيرها. ويكون ناتج هذه المرحلة خليطًا من النحاس والحديد والكبريت غنيًا بالنحاس، ويُسمى المات أو مات النحاس . [ 35 ] ويُستخدم مصطلح " درجة المات" عادةً للإشارة إلى محتوى النحاس في المات. [ 64 ]

تهدف مرحلة صهر المات إلى التخلص قدر الإمكان من الحديد والكبريت والمعادن غير المرغوب فيها ( مثل السيليكا والمغنيسيا والألومينا والحجر الجيري)، مع تقليل فقدان النحاس إلى أدنى حد. [ 35 ] ويتحقق ذلك من خلال تفاعل كبريتيدات الحديد مع الأكسجين (في الهواء أو الهواء المُخصب بالأكسجين ) لإنتاج أكاسيد الحديد (بشكل رئيسي FeO ، ولكن مع بعض الماغنيتيت (Fe3O4 ) ) وثاني أكسيد الكبريت . [ 64 ]

يمكن أن يختلط كبريتيد النحاس وأكسيد الحديد، ولكن عند إضافة كمية كافية من السيليكا، تتشكل طبقة خبث منفصلة. [ 65 ] كما أن إضافة السيليكا تخفض درجة انصهار الخبث (أو، بشكل أدق، درجة حرارة السيولة )، مما يعني إمكانية إجراء عملية الصهر عند درجة حرارة أقل. [ 65 ]

تفاعل تكوين الخبث هو:

FeO + SiO 2 → FeO.SiO 2 [ 64 ]

الخبث أقل كثافة من المادة غير اللامعة، لذا فهو يشكل طبقة تطفو فوق المادة غير اللامعة. [ 66 ]

يمكن أن يفقد النحاس من المات بثلاث طرق: على شكل أكسيد النحاس الأحادي (Cu₂O ) مذاب في الخبث، [ 67 ] أو على شكل كبريتيد النحاس مذاب في الخبث ، [ 68 ] أو على شكل قطرات صغيرة (أو حبيبات ) من المات معلقة في الخبث. [ 69 ] [ 70 ]

تزداد كمية النحاس المفقود على شكل أكسيد النحاس مع ازدياد جهد الأكسجين في الخبث. [ 70 ] ويزداد جهد الأكسجين عمومًا مع ازدياد محتوى النحاس في المادة الخام. [ 71 ] وبالتالي، يزداد فقدان النحاس على شكل أكسيد مع ازدياد محتوى النحاس في المادة الخام. [ 72 ]

من جهة أخرى، تقل ذوبانية النحاس الكبريتي في الخبث مع ازدياد محتوى النحاس في المادة الخام إلى ما يزيد عن 40% تقريبًا. [ 68 ] وقد حسب ناغاموري أن أكثر من نصف النحاس المذاب في خبث المواد الخام التي تحتوي على أقل من 50% نحاس هو نحاس كبريتي. وفوق هذه النسبة، يبدأ النحاس الأكسيدي بالسيطرة. [ 68 ]

يعتمد فقدان النحاس على شكل حبيبات معلقة في الخبث على حجم هذه الحبيبات، ولزوجة الخبث، ووقت الترسيب المتاح. [ 73 ] وقد أشار روزنكفيست إلى أن حوالي نصف فقدان النحاس في الخبث يعود إلى الحبيبات المعلقة. [ 73 ]

تعتمد كتلة الخبث المتولدة في مرحلة الصهر على محتوى الحديد في المادة المُدخلة إلى فرن الصهر وعلى درجة المات المستهدفة. فكلما زاد محتوى الحديد في المادة المُدخلة، زادت كمية الحديد التي يجب التخلص منها في الخبث للحصول على درجة مات معينة. وبالمثل، تتطلب زيادة درجة المات المستهدفة التخلص من كمية أكبر من الحديد وزيادة في حجم الخبث.

وبالتالي، فإن العاملين الأكثر تأثيراً على فقدان النحاس في الخبث في مرحلة الصهر هما:

  • درجة غير لامعة
  • كتلة الخبث. [ 65 ]

هذا يعني وجود حد عملي لنسبة المعدن الخام التي يمكن الحصول عليها إذا أردنا تقليل فقدان النحاس في الخبث إلى أدنى حد. لذلك، يلزم إجراء مراحل معالجة إضافية (التحويل والتكرير بالنار).

تصف الأقسام الفرعية التالية بإيجاز بعض العمليات المستخدمة في صهر المات.

صهر الفرن العاكس

الأفران العاكسة هي أفران طويلة يمكنها معالجة المركزات الرطبة أو الجافة أو المحمصة. وقد عالجت معظم الأفران العاكسة المستخدمة في السنوات الأخيرة المركزات المحمصة، لأن وضع المواد الخام الجافة في الفرن العاكس أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، ولأن التخلص من جزء من الكبريت في المحمصة يؤدي إلى الحصول على درجات أعلى من المات. [ 35 ]

تُضاف مواد التغذية إلى فرن الصهر العاكس عبر فتحات التغذية الموجودة على جانبيه، ثم تُصهر الشحنة الصلبة. [ 35 ] يُضاف السيليكا عادةً للمساعدة في تكوين الخبث. يُشعل الفرن بمواقد تعمل بالفحم المسحوق أو زيت الوقود أو الغاز الطبيعي. [ 74 ]

يمكن أيضًا تغذية الأفران العاكسة بالخبث المنصهر من مرحلة التحويل اللاحقة لاستخلاص النحاس والمواد الأخرى ذات المحتوى العالي من النحاس. [ 74 ]

نظرًا لأن حوض فرن الصهر العاكس يكون ساكنًا، فإن أكسدة المادة الخام تحدث بشكل طفيف جدًا (وبالتالي يُزال القليل جدًا من الكبريت من المركز). إنها في الأساس عملية صهر. [ 73 ] ونتيجة لذلك، تحتوي أفران الصهر العاكسة ذات الشحنة الرطبة على كمية أقل من النحاس في منتجها النهائي مقارنةً بأفران الصهر العاكسة ذات الشحنة المكلسة، كما أنها تتميز بفقدان أقل للنحاس في الخبث. [ 74 ] ويشير جيل إلى أن نسبة النحاس في الخبث تبلغ 0.23% لفرن الصهر العاكس ذي الشحنة الرطبة مقابل 0.37% لفرن الصهر العاكس ذي الشحنة المكلسة. [ 74 ]

في حالة الأفران المشحونة بالكالسين، يُزال جزء كبير من الكبريت خلال مرحلة التحميص، ويتكون الكلسين من خليط من أكاسيد وكبريتيدات النحاس والحديد. يعمل الفرن العاكس على السماح لهذه المركبات بالوصول إلى حالة التوازن الكيميائي عند درجة حرارة تشغيل الفرن (حوالي 1600  درجة مئوية عند طرف الموقد وحوالي 1200  درجة مئوية عند طرف المدخنة؛ [ 75 ] بينما تبلغ درجة حرارة المادة الصلبة حوالي 1100  درجة مئوية، والخبث حوالي 1195  درجة مئوية [ 74 ] ). في عملية التوازن هذه، يتبادل الأكسجين المرتبط بمركبات النحاس مع الكبريت المرتبط بمركبات الحديد، مما يزيد من محتوى أكسيد الحديد في الفرن، وتتفاعل أكاسيد الحديد مع السيليكا ومواد أكسيدية أخرى لتكوين الخبث. [ 74 ]

التفاعل الرئيسي للتوازن هو:

Cu2O + FeS → Cu2S + FeO [ 74 ]

تُشكّل الخبث والمات طبقاتٍ متميزة يُمكن إزالتها من الفرن كتياراتٍ منفصلة. يُسمح دوريًا لطبقة الخبث بالتدفق عبر فتحةٍ في جدار الفرن أعلى مستوى طبقة المات. تُزال المات بتصريفها عبر فتحةٍ إلى مغارفٍ ليتم نقلها بواسطة رافعةٍ إلى المحولات. [ 74 ] تُعرف عملية التصريف هذه باسم "تفريغ الفرن". [ 74 ] عادةً ما تكون فتحة تفريغ المات عبارةً عن ثقبٍ في كتلةٍ نحاسيةٍ مُبرّدةٍ بالماء، تمنع تآكل الطوب الحراري المُبطّن للفرن. عند اكتمال إزالة المات أو الخبث، تُسدّ الفتحة عادةً بالطين، الذي يُزال عندما يكون الفرن جاهزًا للتفريغ مرةً أخرى.

كانت الأفران العاكسة تُستخدم غالبًا لمعالجة خبث المحول المنصهر لاستخلاص النحاس الموجود فيه. [ 74 ] وكان يُصبّ هذا الخبث في الأفران من مغارف محمولة بواسطة رافعات. إلا أن خبث المحول غنيٌّ بالمغنيتيت [ 76 ] ، وقد يترسب جزءٌ من هذا المغنيتيت من الخبث (بسبب ارتفاع درجة انصهاره)، مُشكِّلًا تراكمًا على موقد الفرن العاكس، مما يستدعي إيقاف تشغيل الفرن لإزالة هذا التراكم. [ 76 ] ويُحدِّد تكوُّن هذا التراكم كمية خبث المحول التي يُمكن معالجتها في الفرن العاكس. [ 76 ]

على الرغم من أن أفران الصهر العاكسة تتميز بانخفاض فاقد النحاس في الخبث، إلا أنها ليست فعالة من حيث استهلاك الطاقة، كما أن انخفاض تركيز ثاني أكسيد الكبريت في غازاتها المنبعثة يجعل عملية جمعه غير مجدية اقتصاديًا. ونتيجة لذلك، خصص مشغلو مصاهر النحاس مبالغ طائلة في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي لتطوير عمليات صهر نحاس جديدة أكثر كفاءة. [ 77 ] إضافة إلى ذلك، طُوّرت تقنيات الصهر الوميضي في السنوات السابقة وبدأت تحل محل أفران الصهر العاكسة. وبحلول عام 2002، أُغلق 20 فرنًا من أصل 30 فرنًا عاكسًا كانت لا تزال تعمل في عام 1994. [ 35 ]

صهر الفرن الوميضي

في عملية الصهر الوميضي ، يُوزَّع المُركَّز في تيار من الهواء أو الأكسجين، وتكتمل تفاعلات الصهر إلى حد كبير بينما لا تزال جزيئات المعدن في الهواء. [ 77 ] ثم تستقر الجزيئات المتفاعلة في حوض في قاع الفرن، حيث تتصرف مثل الكلس في فرن عاكس. [ 78 ] تتشكل طبقة من الخبث فوق طبقة المات، ويمكن سحبها بشكل منفصل من الفرن. [ 78 ]

ISASMELT

لقد ازدادت الطاقة الإنتاجية المركبة لأفران Isasmelt مع قبول هذه التقنية في مصاهر المعادن حول العالم.

تُعدّ عملية ISASMELT عملية صهر موفرة للطاقة، طُوّرت بشكل مشترك بين سبعينيات وتسعينيات القرن الماضي من قِبل شركة ماونت إيزا ماينز (التابعة لشركة MIM Holdings والتي أصبحت الآن جزءًا من شركة Glencore ) ومنظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO ) التابعة للحكومة الأسترالية . وتتميز هذه العملية بانخفاض تكاليفها الرأسمالية والتشغيلية نسبيًا مقارنةً بعمليات الصهر الأخرى.

طُبقت تقنية ISASMELT في صهر الرصاص والنحاس والنيكل. وبحلول عام 2021، كان هناك 22 مصنعًا قيد التشغيل في إحدى عشرة دولة، بالإضافة إلى ثلاثة مصانع تجريبية في ماونت إيسا. وبلغت الطاقة الإنتاجية المركبة لمصانع النحاس/النيكل العاملة في عام 2020 نحو 9.76 مليون طن سنويًا من المواد الخام، و750 ألف طن سنويًا في مصانع الرصاص العاملة. [ 79 ]

تُعد مصاهر النحاس التي تعتمد على عملية ISASMELT من بين مصاهر النحاس الأقل تكلفة في العالم. [ 80 ]

التحويل

النحاس الخالي من الأكسجين والمعروف أيضًا باسم النحاس "الصلب" (نقي بنسبة 98% تقريبًا)، يحتوي على الأنتيمون والنيكل

تحتوي المادة الخام، التي تُنتج في المصهر، على نسبة نحاس تتراوح بين 30 و70% (بحسب العملية المستخدمة وفلسفة تشغيل المصهر)، وتكون في الغالب على شكل كبريتيد النحاس، بالإضافة إلى كبريتيد الحديد. يُزال الكبريت عند درجة حرارة عالية على شكل ثاني أكسيد الكبريت عن طريق نفخ الهواء عبر المادة الخام المنصهرة.

2 CuS + 3 O 2 → 2 CuO + 2 SO 2
CuS + O 2 → Cu + SO 2

وفي تفاعل موازٍ، يتحول كبريتيد الحديد إلى خبث:

2 FeS + 3 O 2 → 2 FeO + 2 SO 2
2 FeO + SiO 2 → Fe 2 SiO 4

تبلغ نقاوة هذا المنتج 98%، ويُعرف باسم "النحاس الفقاعي" نظرًا للسطح المتشقق الناتج عن انبعاث غاز ثاني أكسيد الكبريت أثناء تبريد سبائك النحاس الفقاعية . وتشمل المنتجات الثانوية الناتجة عن هذه العملية ثاني أكسيد الكبريت والخبث . يُجمع ثاني أكسيد الكبريت ويُحوّل إلى حمض الكبريتيك، ثم يُباع في السوق أو يُستخدم في عمليات استخلاص النحاس.

التكرير

تكرير النار

مصاعد النحاس بعد التكرير بالنار والصب.
مصاعد النحاس بعد التكرير بالنار والصب.

يُوضع النحاس الخام في فرن الأنود ، وهو فرن يُنقّي النحاس الخام إلى نحاس عالي النقاوة مناسب للأنود على مرحلتين: الأولى بإزالة معظم الكبريت والحديد المتبقيين، والثانية بإزالة الأكسجين المُدخل خلال المرحلة الأولى. تُجرى هذه المرحلة الثانية، والتي تُعرف غالبًا باسم "الاستقطاب" ، بنفخ الغاز الطبيعي ، أو أي عامل مُختزل آخر، عبر أكسيد النحاس المنصهر. عندما يتحول لون اللهب إلى الأخضر، مُشيرًا إلى طيف أكسدة النحاس، يكون الأكسجين قد احترق في معظمه. ينتج عن ذلك نحاس مُكرر حراريًا بنسبة نقاء تصل إلى 99%.

التحليل الكهربائي

جهاز للتكرير الإلكتروليتي للنحاس

المرحلة الأخيرة في إنتاج النحاس هي التكرير الكهربائي. يتم التكرير عن طريق التحليل الكهربائي ، الذي يستغل سهولة (انخفاض الجهد) والتحويل الانتقائي لمحاليل النحاس الثنائي إلى المعدن. توضع الأنودات المصبوبة من النحاس الخام المعالج في محلول مائي من كبريتات النحاس بنسبة 3-4% وحمض الكبريتيك بنسبة 10-16% . أما الكاثودات فهي عبارة عن صفائح رقيقة ملفوفة من النحاس عالي النقاء، أو، وهو الأكثر شيوعًا هذه الأيام، صفائح أولية من الفولاذ المقاوم للصدأ قابلة لإعادة الاستخدام (كما في عملية إيزاكيد ). [ 81 ] يتطلب بدء العملية جهدًا يتراوح بين 0.2 و0.4 فولت فقط. في المصانع الصناعية، يمكن الوصول إلى كثافات تيار تصل إلى 420 أمبير/ م² . [ 82 ]

عند المصعد ( تفاعل الأكسدة )، يذوب النحاس والمعادن الأقل نبلاً . أما المعادن الأكثر نبلاً والعناصر الأقل ذوباناً ، مثل الفضة والذهب والسيلينيوم والتيلوريوم ، فتترسب في قاع الخلية على شكل رواسب المصعد ، والتي تُشكل منتجاً ثانوياً قابلاً للبيع. تهاجر أيونات النحاس الثنائي (Cu²⁺) عبر الإلكتروليت إلى المهبط. عند المهبط ( تفاعل الاختزال )، تُختزل أيونات النحاس الثنائي ( Cu²⁺ ) إلى فلز النحاس، ويترسب النحاس الصلب (Cu (s)) ، بينما تبقى المكونات الأقل نبلاً، مثل الزرنيخ والزنك ، في المحلول ما لم يُستخدم جهد كهربائي أعلى. [ 83 ]

التفاعلات التي تشمل النحاس المعدني وأيونات Cu 2+ عند الأقطاب الكهربائية هي كالتالي:

– عند المصعد(الأكسدة والذوبان)النحاس (s)→ Cu 2+ + 2 e −
– عند الكاثود(الاختزال والهطول)Cu 2+ + 2 e −→ Cu (s)

تسويق المركزات والنحاس

تُباع مركزات النحاس المُستخرجة من المناجم إلى مصاهر ومصافي النحاس التي تُعالج الخام وتُكرر النحاس، وتتقاضى مقابل هذه الخدمة رسوم معالجة ورسوم تكرير. تُحتسب رسوم المعالجة بالدولار الأمريكي لكل طن من المركزات المُعالجة، بينما تُحتسب رسوم التكرير بالسنتات لكل رطل مُعالج، مُقوّمة بالدولار الأمريكي، مع تحديد أسعار مرجعية سنويًا من قِبل كبرى مصاهر النحاس اليابانية. في هذه الحالة، قد يكون العميل مصهرًا يبيع سبائك النحاس المُعبأة إلى مصفاة، أو مصهرًا ومصفاة متكاملين رأسيًا.

يحتوي أحد الأشكال الشائعة لمركزات النحاس على الذهب والفضة، مثل تلك التي أنتجتها شركة بوجانفيل كوبر المحدودة من منجم بانجونا من أوائل السبعينيات إلى أواخر الثمانينيات. [ 84 ]

يُحدد سعر العقد النموذجي لشركات التعدين بناءً على سعر بورصة لندن للمعادن ، مطروحًا منه رسوم التحويل والاسترداد وأي غرامات أو خصومات مطبقة. قد تُفرض غرامات على مركزات النحاس وفقًا لمستوى العناصر الضارة مثل الزرنيخ والبزموت والرصاص والتنغستن . ونظرًا لاحتواء جزء كبير من خامات كبريتيد النحاس على كميات ملحوظة من الفضة أو الذهب ، يُمكن دفع خصومات لشركات التعدين عن هذه المعادن إذا تجاوز تركيزها في المركز حدًا معينًا. عادةً ما يتقاضى المصهر أو المصفاة رسومًا من شركة التعدين بناءً على التركيز؛ وينص العقد النموذجي على استحقاق خصم عن كل أونصة من المعدن في المركز تتجاوز تركيزًا معينًا؛ أما إذا كان التركيز أقل من ذلك، فإن المصهر يحتفظ بالمعدن ويبيعه لتغطية التكاليف.

يُتداول مركز النحاس إما عبر عقود فورية أو بموجب عقود طويلة الأجل كمنتج وسيط مستقل. في كثير من الأحيان، يبيع مصهر النحاس النحاس بنفسه نيابةً عن المنجم. ويتقاضى المنجم ثمن البيع من المصهر، وليس ثمن تسليم المركز. أما في نظام التسعير التنازلي، فيُتفق على السعر في تاريخ محدد مستقبلاً، عادةً بعد 90 يومًا من تاريخ التسليم إلى المصهر.

يتكون كاثود النحاس من الدرجة الأولى من 99.99% نحاس، ويأتي على شكل صفائح مربعة الشكل تقريبًا، يبلغ طول ضلعها مترًا واحدًا؛ ويختلف سمكها ووزنها باختلاف الشركة المصنعة.  يبلغ وزن الصفيحة النموذجية بسمك 1 سم حوالي 90 كيلوغرامًا  . يُعدّ كاثود النحاس سلعة أساسية ، قابلة للتسليم والتداول في بورصات المعادن في مدينة نيويورك (كومكس)، ولندن (بورصة لندن للمعادن)، وشنغهاي (بورصة شنغهاي للعقود الآجلة). غالبًا ما يتم تداول كاثود النحاس في البورصات بشكل غير مباشر عبر عقود الضمان أو الخيارات أو المقايضة، بحيث يتم تداول غالبية النحاس في بورصات لندن للمعادن/كومكس/شنغهاي للعقود الآجلة، ولكن يتم التسليم مباشرةً، من خلال نقل النحاس فعليًا، ونقل صفائح النحاس من المستودعات نفسها.

المواصفات الكيميائية للنحاس من الدرجة الإلكتروليتية هي ASTM B 115-00 (وهو معيار يحدد نقاء المنتج ومقاومته الكهربائية القصوى).

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 لوسين، أدالبرت (2001). "النحاس". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . doi : 10.1002/14356007.a07_471 . ISBN 3-527-30673-0.
  2. 1 2 3 كوستابال م.، فرانسيسكو (2015/06/10). Fundiciones de Cobre en تشيلي (PDF) (تقرير) (بالإسبانية). سونامي . تم الاسترجاع 2025-03-23 ​​.
  3. 1 2 3 4 بيدرالز ، خورخي (2023/06/17). "المناقشة الكاملة حول التمويل الجديد في تشيلي" . مينيريا تشيلينا (بالإسبانية) . تم الاسترجاع 2025-04-22 .
  4. ↑ «مصاهر النحاس الصينية تناقش الرسوم في ظل الأزمة التي تعصف بالقطاع» . mining.com . 20 أبريل 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أبريل 2025 .
  5. 1 2 باتشيكو زامورا، سيباستيان باتريسيو. Nueva Fundición de Cobre en تشيلي (PDF) (أطروحة الهندسة الصناعية) (بالإسبانية). جامعة تشيلي . تم الاسترجاع 2025-04-21 .
  6. ^ ريكابارين أورتيز ، كريستيان (12/04/2026). "حمض الكبريتيك: الصين تضغط على الصادرات وتضغط على النحاس التشيلي في أزمة عالمية كاملة" . ريدمين (بالإسبانية) . تم الاسترجاع 2026-04-15 .
  7. ^ "ارسينيكو واي مينيريا" . ecometales.cl (باللغة الإسبانية) . تم الاسترجاع 2025-03-21 . إنه المزيد من الزرنيخ الذي يجب أن يتغذى عليه من المعادن الأكثر ارتفاعًا من النحاس وبدون الشوائب، مما يتطلب استكشاف المزيد من العمق باستخدام المزيد من الزرنيخ. [ يتم استخراج المزيد من الزرنيخ اليوم أكثر من ذي قبل بسبب استنفاد خامات النحاس عالية الجودة دون شوائب، الأمر الذي يتطلب استغلال رواسب أعمق مع المزيد من الزرنيخ. ]
  8. ↑ بومبياني، ديفيد ب.؛ شتاينمان، بايرون أ.؛ أبوت، مارك ب.؛ وآخرون . (أبريل 2021). "حول توقيت مجمع النحاس القديم في أمريكا الشمالية: مقارنة بين تواريخ الكربون المشع من سياقات أثرية مختلفة". راديوكربون . 63 ( 2): 513-531 . Bibcode : 2021Radcb..63..513P . doi : 10.1017/ RDC.2021.7 . تشير أعمار الكربون المشع المعروضة هنا ومن قبل ريردون (2014) إلى أن أقدم عمر معروف للقطع الأثرية النحاسية يعود إلى 7690 ± 40 سنة قبل الحاضر على الأقل (حوالي 8500 سنة قبل الحاضر).
  9. ↑ مالاكوف، ديفيد (19 مارس 2021). "كان الأمريكيون الأصليون القدماء من بين أوائل صانعي النحاس في العالم" . مجلة ساينس . تم الاطلاع عليه في 6 يونيو 2022 .
  10. ↑ برايدوود، روبرت ج.؛ تشامبل، هالت؛ ريدمان، تشارلز ل.؛ واتسون، باتي جو (1971). "بدايات المجتمعات الزراعية القروية في جنوب شرق تركيا" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 68 (6): 1236-1240 . Bibcode : 1971PNAS...68.1236B . doi : 10.1073 / pnas.68.6.1236 . PMC 389161. PMID 16591930 .  
  11. ↑ آر إس سوليكي؛ آر إل سوليكي؛ إيه بي أجيلاراكيس (2004). مقبرة العصر الحجري الحديث البدائي في كهف شانيدار . مطبعة جامعة تكساس إيه آند إم. ص 53. ISBN  978-1-58544-272-0.
  12. ↑ شو، إيان (2002). قاموس علم الآثار . جون وايلي وأولاده. ص 582-583 . ISBN  978-0-631-23583-5.
  13. ↑ كينغ ، بي جيه؛ ستاغر، إل إي (2001). الحياة في إسرائيل التوراتية . مطبعة ويستمنستر جون نوكس. ص 165. ISBN  978-0-664-22148-5. timna millennium.
  14. ↑ راديفويفيتش، ميلجانا؛ روبرتس، بنجامين و. (2021). "علم المعادن في البلقان المبكر: الأصول والتطور والمجتمع، 6200-3700 قبل الميلاد" . مجلة ما قبل التاريخ العالمي . 34 (2): 195-278 . doi : 10.1007/s10963-021-09155-7 . ISSN 0892-7537 . 
  15. ↑ «موقع صربي ربما كان موطنًا لأول صانعي النحاس» . ساينس نيوز . ١٧ يوليو ٢٠١٠. مؤرشف من الأصل في ٨ مايو ٢٠١٣. تم الاطلاع عليه في ٣ يناير ٢٠١٣ .
  16. ^ سكاتولين، م. كريستينا؛ بوجلياني، م. فابيانا؛ كورتيس، ليتيسيا؛ بيريرا دومينجورينا واي سي. مارلين كالو، لوكاس (2010). "قناع نحاسي عمره 3000 عام. Estudios arqueometalúrgicos y comparaciones Regionales" [ قناع نحاسي عمره 3000 عام. التحليل الأثري والمقارنات الإقليمية . بوليتين ديل موسيو تشيلينو دي آرتي بريكولومبينو (بالإسبانية). 15 ( الطبعة على الانترنت). سانتياغو دي تشيلي: 25–46 . دوى : 10.4067/s0718-68942010000100003 . ردمك 0718-6894 .    
  17. ↑ باول، إريك أ. (سبتمبر-أكتوبر 2017). "العصر النحاسي الأنديزي". علم الآثار . 70 (5): 20. ISSN 0003-8113 . 
  18. ↑ إيخلر، أ.؛ غرامليش، ج.؛ كيلرهاس، ت.؛ توبلر، ل.؛ ريهرن، ث.؛ شفيكوفسكي، م. (2017). "أدلة من لباب الجليد على أقدم صناعة واسعة النطاق للنحاس في جبال الأنديز قبل 2700 عام" . مجلة نيتشر . 7 41855. Bibcode : 2017NatSR...741855E . doi : 10.1038/srep41855 . PMC 5282569. PMID 28139760 .  
  19. ↑ مالدونادو، بلانكا؛ ريهرن، ثيلو؛ بيرنيكا، إرنست؛ نونيز، لاوتارو ؛ ليببراندت، ألكسندر. "علم المعادن النحاسي المبكر في شمال تشيلي". المجلة المفتوحة لعلم الآثار . 1 (26).
  20. ^ سالازار، دييغو. فيغيروا، فالنتينا؛ ميل، بينوا؛ موراتا، دييغو؛ ساليناس، هيرنان (2010). "Metalurgia prehispánica en las sociedades coster as del norte de عندي تشيلي (quebrada Mamilla، Tocopilla)" . إستوديوس أتاكامينيوس (بالإسبانية). 40 : 23 – 42.
  21. ↑ زوري، كولين؛ تروبر، بيتر؛ سكوت، ديفيد (2013). "إنتاج النحاس في أواخر فترة ما قبل الإسبان في شمال تشيلي". مجلة العلوم الأثرية . 40 (2): 1165-1175 .
  22. 1 2 كورتيس لوتز، غييرمو (2017). Chañarcillo، cuando de las montañas brotó la plata (PDF) . كوادرنوس دي هيستوريا (بالإسبانية). المجلد. ثانيا. المتحف الإقليمي في أتاكاما . ص. 4.  
  23. ↑ سوتولوف 1975 ، ص 5.
  24. ↑ جون مايو؛ سيمون كولير (3 سبتمبر 1998). التعدين في نورتي تشيكو بتشيلي: يوميات تشارلز لامبرت، 1825-1830 (دراسات ديلبلين لأمريكا اللاتينية) . دار ويستفيو للنشر. رقم ISBN 978-0-813-33584-1.
  25. 1 2 ساغريدو 2005 ، ص. 277.
  26. ↑ كامو 2005 ، ص 282.
  27. 1 2 Sutulov 1975 ، ص. 3.
  28. ↑ كامو 2005 ، ص 233.
  29. ↑ ساغريدو 2005 ، ص 280.
  30. ↑ روبرتس، ر.و. (5 نوفمبر 2013). "صهر المعادن غير الحديدية" . في مينشينتون، و.إ. (محرر). جنوب ويلز الصناعية 1750-1914: مقالات في التاريخ الاقتصادي الويلزي . روتليدج. ص 141. ISBN  978-1-136-61779-9.
  31. ↑ جيف والينفيلدت. "سوانزي" . موسوعة بريتانيكا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 يونيو 2019 .
  32. ↑ ساغريدو 2005 ، ص 290.
  33. ↑ كامو 2005 ، ص 236.
  34. ↑ كامو 2005 ، ص 241.
  35. 1 2 3 4 5 6 7 8 W G Davenport, M King, M Schlesinger and AK Biswas, Extractive Metallurgy of Copper, Fourth Edition (Elsevier Science Limited: Kidlington, Oxford, England, 2002).
  36. ↑ روبرت ريموند، خارج الفرن الناري ، شركة ماكميلان الأسترالية المحدودة، ملبورن، 1984.
  37. ↑ سي بي جيل، علم استخلاص المعادن غير الحديدية (جون وايلي وأولاده، نيويورك، 1980) ص 32
  38. ↑ روبرت ريموند (1984) خارج الفرن الناري ، شركة ماكميلان الأسترالية المحدودة، ملبورن، الصفحات 233-235، رقم ISBN 0-271-00441-X.
  39. ↑ "ملاحظة تاريخية" . شركة فصل المعادن المحدودة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30-12-2007 .
  40. ↑ "شركة بي بي للمعادن تُكمل عملية تحديث بقيمة 400 مليون دولار أمريكي في بينغهام كانيون"، هندسة التعدين ، نوفمبر 1988، 1017-1020.
  41. ↑ إس. أ. برادفورد (1989) "التطور التاريخي لصهر النحاس في كولومبيا البريطانية"، في: كل ما يلمع: قراءات في علم المعادن التاريخي ، تحرير مايكل ل. وايمان، المعهد الكندي للتعدين والمعادن: مونتريال، ص 162-165، ISBN 0-919086-24-1.
  42. ↑ إي كوساتز وبي جيه ماكي (1989) "أول مصهر للنحاس في كندا"، في: كل ما يلمع: قراءات في علم المعادن التاريخي ، تحرير مايكل إل وايمان، المعهد الكندي للتعدين والمعادن: مونتريال، ص 160-161، ISBN 0-919086-24-1.
  43. 1 2 3 4 5 فالينزويلا رابي، إيفان (2014). "El Boom Minero de Los 90" [ طفرة التعدين في التسعينيات ] . La Gran Minería en تشيلي [ التعدين واسع النطاق في تشيلي ] (بالإسبانية). أوتشو ليبروس. ص 135 – 152. ISBN  978-956-335-192-7.
  44. ^ "صندوق جديد لتشيلي. ممكن وضروري" . سيسكو (بالإسبانية). 2023-07-17 . تم الاسترجاع 2025-04-22 .
  45. 1 2 3 4 تورو، دانييلا؛ مونيتا ، إجناسيا (2022/06/25). "Cierre de Fundición Ventanas: المناقشة المعقدة من أجل تثبيت مصنع جديد والتكاليف المرتبطة به" . إيمول (بالإسبانية) . تم الاسترجاع بتاريخ 26-06-2022 .
  46. ↑ «مصاهر النحاس الصينية تناقش الرسوم في ظل الأزمة التي تعصف بالقطاع» . mining.com . 20 أبريل 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أبريل 2025 .
  47. ↑ "مصهر غويشي للنحاس" . woodmac.com . 6 مارس 2025. تم الاطلاع عليه في 20 أبريل 2025 .
  48. ↑ تاسكر، بيتر أ.؛ تونغ، كريستين س.؛ ويسترا، أرجان ن. (2007). "الاستخلاص المشترك للكاتيونات والأنيونات في استخلاص المعادن الأساسية". مراجعات كيمياء التناسق . 251 ( 13-14 ): 1868-1877 . doi : 10.1016/j.ccr.2007.03.014 .
  49. ↑ بيترسن، يوشين (أكتوبر 2016). "الترشيح بالكومة كتقنية أساسية لاستخلاص العناصر القيّمة من الخامات منخفضة الجودة - لمحة موجزة". علم المعادن المائية . 165 : 206-212 . Bibcode : 2016HydMe.165..206P . doi : 10.1016/j.hydromet.2015.09.001 .
  50. ↑ وو، بياو؛ يانغ، شينلونغ؛ وين، جيانكانغ؛ وانغ، ديانزو (2019-11-05). "آلية أشباه الموصلات الميكروبية للذوبان الانتقائي للكالكوسيت في الاستخلاص الحيوي" . ACS Omega . 4 (19): 18279–18288 . doi : 10.1021/acsomega.9b02294 . ISSN 2470-1343 . PMC 6844112. PMID 31720528 .   
  51. ↑ رحمن، رضا م.؛ عطا، سحر؛ جيمسون، غرايم ج. (نوفمبر 2013). "قياسات استخلاص الرغوة في خلية تعويم صناعية". هندسة المعادن . 53 : 193-202 . Bibcode : 2013MiEng..53..193R . doi : 10.1016/j.mineng.2013.08.003 . ISSN 0892-6875 . 
  52. ^ يو، شيشاو؛ لياو، روي؛ يانغ، باوجون؛ فانغ، تشاوجون؛ وانغ، زينتانغ؛ ليو، يولينج؛ وو، بايكيانغ؛ وانغ، يونيو؛ تشيو، قوانغتشو (يناير 2022). “معالجة المعادن بالكالكوسيت (الحيوي) – الحالة الحالية والآلية والاتجاهات المستقبلية: مراجعة”. المجلة الصينية للهندسة الكيميائية . 41 : 109 – 120. دوى : 10.1016/j.cjche.2021.12.014 . ISSN 1004-9541 . S2CID 245562646 .  
  53. ↑ واتلينغ، إتش آر (أكتوبر 2006). "الاستخلاص الحيوي للمعادن الكبريتية مع التركيز على كبريتيدات النحاس - مراجعة". علم المعادن المائية . 84 (1): 81-108 . Bibcode : 2006HydMe..84...81W . doi : 10.1016/j.hydromet.2006.05.001 . ISSN 0304-386X . 
  54. باندا ، سانديب؛ أكسيل، عطا؛ برادان، نيلوتبالا؛ ديفيتشي، هاتشي ( نوفمبر 2015). "الوضع الراهن لاستخلاص الكالكوبيريت الحيوي: مراجعة لأحدث التطورات في تقنية الاستخلاص بالرشح". تكنولوجيا الموارد الحيوية . 196 : 694-706 . Bibcode : 2015BiTec.196..694P . doi : 10.1016/j.biortech.2015.08.064 . ISSN 0960-8524 . PMID 26318845. S2CID 2254790 .   
  55. ↑ بريرلي، سي إل (ديسمبر 2008). "كيف سيتم تطبيق التعدين الحيوي في المستقبل؟". معاملات جمعية المعادن غير الحديدية الصينية . 18 (6): 1302-1310 . doi : 10.1016/S1003-6326(09)60002-9 . ISSN 1003-6326 . 
  56. 1 2 فينغ، تشيتشنغ؛ يانغ، وينهانغ؛ وين، شومينغ؛ وانغ، هان؛ تشاو، وينجوان؛ هان، غوانغ (نوفمبر 2022). "تعويم معادن أكسيد النحاس: مراجعة" . المجلة الدولية لعلوم وتكنولوجيا التعدين . 32 (6): 1351-1364 . Bibcode : 2022IJMST..32.1351F . doi : 10.1016/j.ijmst.2022.09.011 . ISSN 2095-2686 . S2CID 253788625 .  
  57. ↑ فورستناو، د. و.؛ هيريرا-أوربينا، ر.؛ ماكغلاشان، د. و. (فبراير 2000). "دراسات حول إمكانية استخدام عوامل التخليب كجامعات شاملة لمعادن النحاس". المجلة الدولية لمعالجة المعادن . 58 (1): 15-33 . Bibcode : 2000IJMP...58...15F . doi : 10.1016/S0301-7516(99)00058-7 . ISSN 0301-7516 . 
  58. ↑ كاريوكي، ستيفن؛ مور، كوري؛ ماكدونالد، أندرو م. (مارس 2009). "استخلاص النحاس والزنك من خامات كبريتيد مركزات النحاس باستخدام الاستخلاص الهيدروميتالورجي التأكسدي القائم على الكلورات في ظروف حمضية معتدلة". علم المعادن المائية . 96 (1): 72-76 . Bibcode : 2009HydMe..96...72K . doi : 10.1016/j.hydromet.2008.08.008 . ISSN 0304-386X . 
  59. ↑ روبرتسون، إس دبليو؛ فان ستادن، بي جيه؛ سيد باقري، أ. (ديسمبر 2012). "تطورات في استخلاص خامات كبريتيد النحاس المقاومة للحرارة العالية بالترشيح الركامي" ( ملف PDF) . مجلة معهد جنوب أفريقيا للتعدين والمعادن . 112 (12): 1045-1050 - عبر ResearchGate.
  60. 1 2 أوكروموفيتش، كاتارزينا؛ تشميليفسكي ، توماسز (يناير 2008). "الدور المتزايد لاستخلاص المذيبات في معالجة خامات النحاس" . مشكلة فيزيكوتشيميكزن المعدنية . 42 : 29 – 36 .
  61. ↑ هان، بايسوي؛ ألتانسوخ، باتناسان؛ هاغا، كازوتوشي؛ ستيفانوفيتش، زوران؛ يونوفيتش، رادويكا؛ أفراموفيتش، ليليانا؛ أوروسيفيتش، دانييلا؛ تاكاساكي، ياسوشي؛ ماسودا، نوبويوكي؛ إيشياما، دايزو؛ شيباياما، أتسوكي (15 يونيو 2018). "تطوير عملية استخلاص النحاس من مخلفات التعويم باستخدام طريقة مُدمجة للترشيح عالي الضغط والاستخلاص بالمذيبات" . مجلة المواد الخطرة . 352 : 192-203 . Bibcode : 2018JHzM..352..192H . doi : 10.1016/j.jhazmat.2018.03.014 . ISSN 0304-3894 . PMID 29609151 . S2CID 4879400 .   
  62. ↑ بي في بورغلت، جي إي كاسلي وجيه بريتشارد (1974) "التحميص في طبقة مميعة في ماونت إيزا"، فرع شمال غرب كوينزلاند التابع للمعهد الأسترالي للتعدين والمعادن، الاجتماع الإقليمي، أغسطس 1974. المعهد الأسترالي للتعدين والمعادن: ملبورن، ص 123-130.
  63. ↑ بي جيه واند (1980) "صهر النحاس في شركة التكرير والصهر الإلكتروليتي الأسترالية المحدودة، بورت كيمبلا، نيو ساوث ويلز"، في: ممارسات التعدين والمعادن في أستراليا: المجلد التذكاري للسير موريس ماوبي ، تحرير جيه تي وودكوك. المعهد الأسترالي للتعدين والمعادن: ملبورن. ص 335-340.
  64. 1 2 3 W G Davenport, M King, M Schlesinger and AK Biswas, Extractive Metallurgy of Copper, Fourth Edition (Elsevier Science Limited: Kidlington, Oxford, England, 2002), pp. 57–72.
  65. 1 2 3 P C Hayes, Process Principles in Minerals and Materials Production (Hayes Publishing Company: Brisbane, 1993), pp. 173–179.
  66. ↑ سي بي جيل، علم استخلاص المعادن غير الحديدية (جون وايلي وأولاده، نيويورك، 1980) ص 19
  67. ↑ R Altman و HH Kellogg، "ذوبانية النحاس في خبث سيليكات الحديد المشبع بالسيليكا"، معاملات مؤسسة التعدين والمعادن (القسم ج: معالجة المعادن واستخلاص المعادن)، 81 ، سبتمبر 1972، C163–C175.
  68. 1 2 3 م. ناغاموري (1974). "فقدان المعادن في الخبث: الجزء الأول. الذوبان الكبريتي والأكسيدي للنحاس في خبث الفاياليت من المات منخفض الجودة". المعاملات المعدنية . 5 (3): 531-538 . Bibcode : 1974MT......5..531N . doi : 10.1007/BF02644646 . S2CID 135507603 . 
  69. ↑ A Yazawa and S Nakazawa, “تقييم المكونات الثانوية غير المتوازنة في علم المعادن الحرارية,” في: مؤتمر EPD 1998 ، تحرير B Mishra (جمعية المعادن والمواد: وارينديل، بنسلفانيا، 1998)، ص 641-655.
  70. 1 2 B J Elliott، JB See، و WJ Rankin، "تأثير تكوين الخبث على فقدان النحاس في خبث سيليكات الحديد المشبع بالسيليكا"، معاملات مؤسسة التعدين والمعادن (القسم ج: معالجة المعادن واستخلاص المعادن)، سبتمبر 1978، ج-ج211.
  71. ↑ ماتوسيك، ج. (1993). "إمكانات الأكسجين في خبث صهر النحاس". المجلة الكندية للمعادن الفصلية . 32 (2): 97-101 . Bibcode : 1993CaMQ...32...97M . doi : 10.1179/cmq.1993.32.2.97 .
  72. ↑ بي جيه ماكي (2011). "الكيمياء الفيزيائية لخبث صهر النحاس وفقدان النحاس في مصهر بايبوت - الجزء 2 - توصيف الخبث الصناعي". المجلة الكندية للمعادن الفصلية . 50 (4): 330-340 . Bibcode : 2011CaMQ...50..330C . doi : 10.1179/000844311X13112418194806 . S2CID 137350753 . 
  73. 1 2 3 تي روزنكفيست (2004) مبادئ استخلاص المعادن، الطبعة الثانية ، دار تابير الأكاديمية للنشر: تروندهايم، ص 331، رقم ISBN 82-519-1922-3.
  74. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 سي بي جيل، علم استخلاص المعادن غير الحديدية (جون وايلي وأولاده، نيويورك، 1980) الصفحات 29-35
  75. ↑ سي بي جيل، علم استخلاص المعادن غير الحديدية (جون وايلي وأولاده، نيويورك، 1980) ص 23
  76. 1 2 3 جي إي كاسلي، جيه ميدلين ودي وايت، "التطورات الحديثة في ممارسة الفرن العاكس والمحول في مصهر النحاس في مناجم ماونت إيزا"، في: علم المعادن الاستخلاصي للنحاس، المجلد 1، (الجمعية المعدنية: وارينديل، بنسلفانيا، 1976)، ص 117-138.
  77. 1 2 P J Mackey و P Tarassoff، "التقنيات الجديدة والناشئة في صهر الكبريتيد [sic]"، في: التقدم في صهر الكبريتيد المجلد 2: التكنولوجيا والممارسة ، المحررون HY Sohn و DB George و AD Zunkel (الجمعية المعدنية للمعهد الأمريكي للتعدين والمعادن ومهندسي البترول: وارينديل، بنسلفانيا، 1983)، ص 399-426.
  78. 1 2 W G Davenport, M King, M Schlesinger and AK Biswas, Extractive Metallurgy of Copper, Fourth Edition (Elsevier Science Limited: Kidlington, Oxford, England, 2002), pp. 73–102.
  79. ↑ "كتيب تقنية ISASMELT" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 سبتمبر 2021 .
  80. ↑ JL Bill, TE Briffa, AS Burrows, CR Fountain, D Retallick, JMI Tuppurainen, JS Edwards, and P Partington, “Isasmelt—Mount Isa copper smelter progress update,” in: Sulfide Smelting 2002 , Eds RL Stephens and HY Sohn (The Minerals, Metals and Materials Society: Warrendale, Pennsylvania), 2002, 181–193.
  81. ↑ روبنسون تي. (2002). "التكرير الإلكتروليتي". الصفحات 265-288 في: علم المعادن الاستخلاصي للنحاس، الطبعة الرابعة . المحررون دافنبورت دبليو جي، وكينج إم، وشليزنجر إم، وبيسواس إيه كيه (إلسيفير ساينس ليمتد: كيدلينجتون، أكسفورد، إنجلترا).
  82. ↑ فيلزفايزر أ، هانيل إم بي، فيلزفايزر آي، والنر إس (13 مايو 2019). الأسئلة الشائعة المتعلقة بتشغيل خزانات النحاس المقاومة للتآكل التي تزيد عن 400 أمبير/م² ( ملف PDF) (تقرير).
  83. ↑ سامانس، كارل هـ. (1949). المعادن الهندسية وسبائكها . ماكميلان.
  84. ↑ "نبذة عن الشركة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 23 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أغسطس 2015 .
  • إنتاج النحاس التابع لجمعية تطوير النحاس مؤرشف بتاريخ 2013-09-07 على صفحة Wayback Machine .
  • معالجة النحاس ، من نص إلكتروني حول المعادن، مركز إلينوي للتكنولوجيا المستدامة، جامعة إلينوي ، مؤرشف في مايو 2017
  • قائمة الملوثات الوطنية - صحيفة حقائق عن النحاس ومركبات النحاس
  • قسم الهندسة الكيميائية وهندسة البترول، كلية الهندسة بجامعة بيتسبرغ، قسم التعويم الرغوي . مؤرشف بتاريخ 2005-12-06 في Wayback Machine Lab notes.
  • منجم النحاس ، منهج دراسي جامعي، مع التركيز على الكيمياء، آخر تحديث عام 2000

فهرس