Прерада бакра је сложен процес који укључује много корака јер произвођач прерађује руду из сировог, истребљеног стања у пречишћени облик за употребу у многим индустријама. Бакар се обично екстракује из оксидних и сулфидних руда које садрже између 0,5 и 2,0% бакра.
Технике рафинирања које користе произвођачи бакра зависе од врсте руде, као и других економских и околишних фактора. Тренутно се око 80% светске производње бакра извлачи из извора сулфида.
Без обзира на врсту руде, минирана бакрена руда прво мора бити концентрована да би се уклонили ганг или нежељени материјали уграђени у руду. Први корак у овом процесу је дробљење и уситњавање руде у млину за куглице или штапове.
Сулфидне руде
Скоро све сулфидне руде бакра, укључујући халоцит (Цу2С), халкопирит (ЦуФеС2) и ковелит (ЦуС), лече се топљењем. Након дробљења руде до финог праха, концентрише се флотацијом пудера, што захтева мешање руде у праху са реагенсима који се комбинују са бакром како би се учинила хидрофобном. Смеша се затим окупа у води заједно са пенастим средством, које подстиче печење.
Млазови ваздуха пуцају кроз мехуриће који формирају воду који на површину испливавају бакарне честице које одбијају воду. Пена, која садржи око 30% бакра, 27% гвожђе и 33% сумпора, уклањају се и узимају за печење.
Ако су економичне, мање нечистоће које могу бити присутне у руди, као што су молибден, олово, злато и сребро се такође у овом тренутку могу прерадити и уклонити селективном флотацијом. На температурама између 932-1292°Ф (500-700)°Ц), велики део преосталог садржаја сумпора сагорева се као сулфидни гас, што резултира калцинском мешавином бакар-оксида и сулфида.
Флукс се додаје бакару калцина, који је сада чист око 60% пре него што се поново загрева, овај пут на 1200 ° Ц (2192 ° Ф). На овој температури, флукс силика и кречњака комбинују се са нежељеним једињењима, као што је железов оксид, и доносе их на површину да би се уклонили као шљака. Преостала смеша је истопљени бакар-сулфид који се назива мат.
Следећи корак у процесу рафинирања је оксидација течног мат-а како би се уклонило гвожђе које би сагорело садржај сумпора у облику сумпор-диоксида. Резултат је бакар са блистерима 97-99%. Израз блистер бакар потиче од мехурића који настају сумпор-диоксидом на површини бакра.
Да би се произвели катоди бакра тржишног квалитета, бакрени мехур мора прво да се убаци у аноде и електролошки обради. Уроњени у резервоар бакар-сулфата и сумпорне киселине, заједно са чистим почетним листом бакарне катоде, бакар са претисном кутијом постаје анода у галванској ћелији. Катодне облоге од нехрђајућег челика такође се користе у неким рафинеријама, као што је Рудник бакра у Кеннецотт-у Рио Тинто у Јути.
Како се уводи струја, бански јони почињу да мигрирају на катоду или почетни лист, формирајући катоде од чистог бакра од 99,9-99,99%.
Прерада оксидне руде и СКС / ЕВ
Након дробљења бакарних руда оксидног типа, попут азурита (2ЦуЦО3 · Цу (ОХ) 3), брокантит (ЦуСО)4), хризокола (ЦуСиО3 · 2Х2О) и купит (Цу2О), разблажена сумпорна киселина наноси се на површину материјала на јастучићима за испирање или у резервоарима за испирање. Док се киселина провлачи кроз руду, она се комбинује са бакром, стварајући слаб раствор бакар-сулфата.
Такозвани „труднички“ раствор од пијавице (или труднички ликер) се затим обрађује коришћењем хидрометалуршког поступка познатог као екстракција растварача и електро-добитка (или СКС-ЕВ).
Екстракција растварача укључује уклањање бакра из текућине из органског раствора коришћењем органског растварача или екстракта. Током ове реакције, бани јони се замењују за јоне водоника, омогућујући обнављање киселог раствора и поновну употребу у процесу испирања.
Водени раствор богат бакром се затим преноси у електролитички резервоар где се дешава процес који добија електро-победу. Под електричним набојем, бански јони прелазе из раствора у катоде бакра, које се праве од бакарне фолије високе чистоће.
Остали елементи који могу бити присутни у раствору, као што су злато, сребро, платина, селен и Теллуриум, сакупљају се на дну резервоара као танки танкови и могу се обновити даљом обрадом.
Електро-добитни катоди бакра једнаке су или веће чистоће од оних произведених традиционалном топљењем, али им је потребна само једна четвртина до трећина количине енергије по јединици производње.
Развој СКС-ЕВ омогућио је екстракцију бакра у областима у којима сумпорна киселина није доступна или се не може произвести из сумпора унутар тела бакрене руде. од старих сулфидних минерала оксидираних излагањем ваздуху или бактеријским испирањем и другим отпадним материјама које су претходно одлагали необрађен.
Алтернативно, бакар се може исталожити из трудничког раствора помоћу цементације коришћењем отпадног гвожђа. Међутим, ово производи мање чист бакар од СКС-ЕВ, па се, ређе, користи.
Ин-ситу испирање (ИСЛ)
Испирање на лицу места такође се користи за скупљање бакра из одговарајућих подручја лежишта руде.
Овај процес укључује бушење бушотина и додавање раствора за испирање - обично сумпорне или хлороводоничне киселине - у тело руде. Излуживање раствара минерале бакра пре него што се он поново обнови кроз другу бушотину. Даље рафинирање употребом СКС-ЕВ или хемијских талога ствара тржишне бакрене катоде.
ИСЛ се често изводи на бакарним рудама ниског квалитета у напуњеним цевима испирање стопама) руда у пећинским подручјима подземних рудника.
Руде бакра које највише подлежу ИСЛ-у укључују бакар-карбонате малахит и азурит, као и тенорит и хризокол.
Процјењује се да је укупна производња бакра у 2017. години премашила 19 милиона тона. Примарни извор бакра је Чиле, који производи отприлике једну трећину укупне светске понуде. Остали велики произвођачи укључују САД, Кину и Перу.
Због велике вредности чистог бакра, велики део производње бакра сада долази из рециклираних извора. У САД рециклирани бакар чини око 32% годишње испоруке. Глобално гледано, овај број се ближи на 20%.
Тхе највећи корпоративни произвођач бакра у свијету је чилеанско државно предузеће Цоделцо. Цоделцо је произвео 1,84 милиона метричких тона рафинираног бакра у 2017. години. Остали велики произвођачи укључују Фреепорт-МцМоран Цоппер & Голд Инц., БХП Биллитон Лтд. и Ксстрата Плц.