کد مطلب : ‌10647
بررسی برخی از عناصر همراه فلز مس

یک فلز؛ این‌همه دستاورد

عصرمس آنلاین: مس یکی از پرکاربردترین فلزات دنیاست و مصارف گوناگون آن در بسیاری از حوزه‌ها به چشم می‌خورد. در کانه‌های این فلز، علاوه بر مس، عناصر ارزشمند دیگری نیز وجود دارد که برخی از آن‌ها جزو ارزشمندترین عناصر شناخته‌شده هستند.

به گزارش «عصرمس آنلاین» به نقل از «اخبار فلزات»، طلا، نقره، پلاتین، مولیبدن، سلنیوم، رنیوم، پالادیوم و برخی دیگر از فلزات نظیر آرسنیک، قلع و سرب، تنها بخشی از عناصر همراه با مس هستند. در این مطلب به بررسی مولیبدن، طلا، نقره، سلنیوم و رنیوم به‌عنوان محصولات جانبی فرایند تولید مس خواهیم پرداخت.
در فرایند تولید مس که به سبب مصارف گوناگون در بسیاری از صنایع در دنیا به‌عنوان کالایی استراتژیک شناخته می‌شود، علاوه بر ترکیبات و کانی‌های این فلز، می‌توان ترکیبات حاوی بسیاری از فلزات دیگر را در غلظت‌های مختلف یافت. وجود این فلزات گوناگون که برخی از آن‌ها از جمله گران‌بهاترین فلزات هستند، باعث شده تا استحصال این محصولات جانبی در حین فرآوری و تولید مس اهمیتی دو چندان یابد. این فلزات یا در مرحله فرآوری، به‌صورت کنسانتره جدا شده و یا در فرایند الکترولیز به‌صورت لجن در زیر آند رسوب می‌کنند. طی فرایند الکترولیز در هنگام خارج شدن فلز از آند و حرکت به سمت کاتد، برخی دیگر از عناصر نیز به همراه مس از آند جدا شده، اما به جای نشستن روی کاتد، در کف مخزن رسوب می‌کنند که به این رسوبات لجن آندی می‌گویند. در لجن آندی فرایند الکترولیز مس به‌طور معمول عناصری همچون طلا، نقره، سرب، آنتیموان، قلع، روی، نیکل، کبالت و پلاتین یافت می‌شود که میزان این عناصر با توجه به ترکیب کنسانتره ورودی می‌تواند متفاوت باشد. وزن لجن آندی تولیدشده حدود یک درصد از وزن آند به کار رفته در فرایند الکترولیز است. در لجن آندی، علاوه بر فلزات یادشده، می‌توان مقادیر قابل ملاحظه‌ای از مس را نیز  یافت. به این منظور، مس موجود در این رسوبات در برج‌های لیچینگ اتمسفری تحت فشار، مجددا جدا شده و پس از کاهش درصد مس موجود در لجن تا حدود یک درصد، این رسوبات را برای استخراج سایر عناصر گران‌بها آماده می‌کنند.

مولیبدن

مولیبدن، طلا و نقره را شاید بتوان مهم‌ترین فلزات همراه مس برشمرد. مولیبدن فلزی است با سختی و نقطه ذوب بالا که از این رو به‌عنوان یکی از متداول‌ترین عناصر آلیاژی در تولید فولاد شناخته می‌شود. این فلز عمدتا به سبب بهبود مقاومت فولاد در برابر حرارت استفاده می‌شود. همچنین مولیبدن به‌منظور بهبود خواص خوردگی و همچنین افزایش قابلیت جوشکاری به فولادها اضافه می‌شود. به‌طور کلی صنعت فولادسازی حدود 75 درصد از کل تولیدات مولیبدن جهان را مصرف می‌کند. از دیگر کاربردهای این فلز می‌توان به استفاده از آن در صنعت نفت به‌عنوان کاتالیزور و در رنگ‌سازی به‌عنوان رنگ‌دانه اشاره کرد. علاوه بر این گیاهان نیز برای رشد بهتر به مقادیر اندکی از مولیبدن نیاز دارند. این فلز هم به‌صورت مولیبدن اولیه از ماده معدنی سولفید مولیبدن و هم به‌صورت محصول جانبی فرایند تغلیظ مس به‌دست می‌آید. همان‌طور که اشاره شد، این فلز یکی از عمده محصولات جانبی فرایند تولید مس است. حدود 60 درصد از تولیدات این فلز به‌صورت ترکیباتی است که به همراه سنگ‌های معدنی مس، تنگستن و اورانیم وجود دارد و مابقی به‌صورت مستقیم استخراج می‌شود. در کارخانجات تولید مس، در مرحله جداسازی کانه مس از سایر کانه‌ها به روش فلوتاسیون، کانه مولیبدن نیز از این ترکیبات جدا می‌شود. پس از این جداسازی کنسانتره به‌دست آمده به‌عنوان کنسانتره مولیبدن حاوی 85 تا 92 درصد MoS2 و مقادیر اندکی مس است. سپس این کنسانتره به کوره‌ دیگر منتقل شده و با انجام واکنش تشویه به اکسید مولیبدن تبدیل می‌شود. بعد از آن نیز فرایندهای دیگری روی اکسید مولیبدن برای به‌دست آوردن فرومولیبدن یا فلز مولیبدن صورت می‌گیرد. نخستین بار در طول جنگ جهانی اول به سبب مقاومت بالای این فلز در تحمل حرارت، از آن در ساخت خودروهای زره‌ای استفاده ‌شد. پس از اتمام جنگ میزان تقاضا برای این فلز کاهش یافت اما بعد از مدتی به سبب یافتن کاربردهای جدید آن در ساخت آلیاژها و ابزارها و همچنین کاربردهای سد حرارتی، تقاضا برای آن مجددا افزایش یافت.
در کشور ما اما استفاده از مولیبدن به سبب کاربردهای آن در صنایع پیشرفته، رشد چندانی نیافته است و عمده مولیبدن تولیدی به‌صورت اکسید مولیبدن یا فرومولیبدن به کشورهایی همچون چین صادر می‌شود. شرکت ملی صنایع مس ایران به‌عنوان تنها تولیدکننده ترکیبات اولیه مولیبدن در ایران، در سال 1394 در حدود 6701 تن کنسانتره مولیبدن با محتوای مولیبدن 50 الی 65 درصد به فروش رسانده است که با توجه به قیمت بالای این فلز در بازارهای جهانی، درآمدزایی مناسبی را برای این شرکت در پی داشته است.

طلا و نقره

این دو فلز از جمله با ارزش‌ترین فلزات شناخته می‌شوند و از این رو در بسیاری از کشورهای جهان از طلا به‌عنوان پشتوانه‌ای برای واحد پول آن کشور استفاده می‌شود. کاربردهای خاص و ویژه نقره در بسیاری از صنایع نیز قیمت بالای این فلز را در پی داشته است. عمده کاربرد نقره به‌واسطه رسانایی الکتریکی و حرارتی بالای آن است. به همین سبب صنایع الکترونیک یکی از عمده‌ مصرف‌کنندگان این فلز گرانبها هستند. همچنین نقره به سبب شکل‌پذیری بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون و واکنش با سایر مواد، در پزشکی و ساخت تجهیزات آزمایشگاهی کاربردهای وسیعی دارد. در فرایند تولید مس، این دو فلز طی فرایند الکترولیز به‌صورت لجن آندی رسوب می‌کنند. اگرچه شاید به‌طور میانگین مقدار این فلزات تنها حدود هشت درصد از لجن آندی را شامل شود، اما به سبب قیمت بسیار بالای آن‌ها، استحصال این فلزات اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. از این رو تجارت همین باطله‌های فرایند الکترولیز مس، به‌عنوان یکی از تجارت‌های پرسود دنیا شناخته می‌شود. کارخانجات تولید مس معمولا در صورت دسترسی به تکنولوژی‌های مورد نیاز، با استفاده از روش‌های هیدرومتالورژی در چندین مرحله نسبت به فراوری لجن به‌منظور استحصال طلا و نقره اقدام می‌کنند. در استحصال طلا ابتدا لجن را در اسید نیتریک غلیظ برای حذف نقره، مس و سلنیوم حل می‌کنند که در نتیجه آن این عناصر از لجن حذف شده اما طلا به‌صورت جامد باقی می‌ماند. سپس ماده جامد باقی‌مانده با مخلوط اسید نیتریک و اسید کلریدریک لیچ شده تا طلا در داخل محلول حل شود. سپس با روش استخراج حلالی، طلای به‌دست آمده را خالص‌سازی می‌کنند. نقره را نیز می‌توان با استفاده از روش هیدرومتالورژی و از طریق استفاده از فیلترهای حذف عناصر به‌دست آورد. به سبب ارزش بالای این فلزات، برخی از کارخانه‌ها که به‌دلیل عدم دسترسی به تکنولوژی‌های لازم، امکان استحصال این دو فلز به‌صورت خالص را ندارند کنسانتره‌های حاوی این دو عنصر را به‌صورت مجزا به فروش می‌رسانند. در ایران نیز شرکت ملی مس، طلا و نقره موجود در سنگ‌معدنی مس را به کنسانتره طلا و نقره تبدیل کرده و به فروش می‌رساند. این شرکت در سال 94 بیش از 506 تن کنسانتره طلا و نقره به فروش رسانده که درآمد آن در حدود 100 میلیارد تومان بوده است.

سلنیوم

سلنیوم، عنصری غیرفلزی، با قابلیت هدایت جریان الکتریسیته است که از این رو در ساخت تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین این عنصر در سلول‌های نوری نیز کاربرد دارد. اما مهم‌ترین کاربرد آن در هادی‌های حساس به نور است. ازجمله دیگر کاربرهای این عنصر می‌توان به فولادسازی و تولید یک‌سوکننده‌ها اشاره کرد. در فولادسازی، این عنصر برای افزایش قابلیت ماشین‌کاری به فولادهای زنگ‌نزن اضافه می‌شود. همچنین این عنصر اثر مشابهی بر آلیاژهای مس نیز دارد. سلنیوم در رنگ‌ها و پوشش‌های پلیمری نوین نیز به کار می‌رود. سلنیوم ازجمله عناصر باارزشی است که در بسیاری از کانه‌های حاوی مس در سرتاسر دنیا یافت شده است و استحصال آن در حین فرایند تولید مس در بسیاری از کارخانه‌ها، صورت می‌گیرد. به‌طور کلی تمامی تولیدات این ماده به‌صورت محصول جانبی تولید برخی از فلزات همچون مس است. این عنصر نیز همچون طلا و نقره در لجن آندی حاصل از الکترویز جمع می‌شوند. میزان محتوی این عنصر در لجن آندی با توجه به عوامل مختلف متغیر است اما در بسیاری از کارخانه‌های تولید مس، عیار این ماده در رسوبات زیر آند در حدود 10 درصد است. کشور ژاپن بزرگ‌ترین تولیدکننده سلنیوم است که بسیاری از شرکت‌ها در این کشور، این ماده را از لجن آندی فرایند الکترولیز مس تولید می‌کنند. امروزه بازیافت این ماده از قراضه‌های الکتریکی و الکترونیکی به سبب آلودگی‌های زیست‌محیطی آن‌ها، به‌شدت مورد توجه قرار گرفته است.

رنیوم

رنیوم یکی از کمیاب‌ترین عناصر موجود در طبیعت است که از مهم‌ترین منابع آن، سنگ‌های معدنی حاوی ترکیبات مس و مولیبدن است. از این رو شیلی که به‌عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده فلز مس شناخته می‌شود، به‌طور همزمان بزرگ‌ترین تولیدکننده رنیوم نیز به شمار می‌رود و بیش از نیمی از تولیدات جهانی رنیوم را در اختیار دارد. هر چند که بازار این فلز برخلاف حجم بازار مس، بسیار محدود بوده و مجموع تولیدات آن در جهان، حدود 46 تن است؛ اما کاربردهای ویژه آن‌ سبب شده تا توجهات گسترده‌ای به سوی این فلز جلب شود. رنیوم در میان فلزات پس از تنگستن دارای بالاترین نقطه ذوب است. این فلز معمولا به‌عنوان افزودنی در آلیاژهای پایه تنگستن و پایه مولیبدن به کار می‌رود که کاربرد اصلی آن‌ها فیلامان‌های تولید اشعه ایکس است. همچنین از رنیوم در ایجاد اتصالات الکتریکی نیز استفاده می‌شود. از دیگر کاربردهای این فلز می‌توان به استفاده آن در صنایع شیمیایی و همچنین ساخت پره‌های توربین از جنس آلیاژهای پایه نیکل نیز اشاره کرد. با توجه به این کاربردها به نظر نمی‌رسد که در آینده تقاضا برای این فلز در بازارهای جهانی کاهش پیدا کند. یکی از اصلی‌ترین منابع این فلز، غبار خروجی از کوره‌های تشویه کنسانتره مولیبدن است. به‌منظور استحصال این فلز، ابتدا در طی فرایند تشویه، اکسید رنیوم ایجاد می‌شود؛ پس از آن با عبور دادن هیدروژن روی اکسید رنیوم، فلز خالص به‌دست می‎‌آید. این فرایند به‌سبب غلظت بسیار پایین رنیوم، بسیار گران بوده که این موضوع امکان سرمایه‌گذاری برای استخراج این فلز را برای بسیاری از شرکت‌های کوچک غیرممکن می‌سازد. به همین سبب تقریبا تمامی تولیدات معدنی رنیوم توسط سه شرکت Molymet در شیلی، Zhezkazganredmet در قزاقستان و Phelps Dodge در آمریکا انجام می‌گیرد. اما به‌رغم پتانسیل‌های موجود در کشور ما اقدامی به‌منظور فرآوری رنیوم و سلنیوم صورت نمی‌گیرد. حال آن‌که در صورت سرمایه‌گذاری در این حوزه، و استحصال این مواد، سود قابل توجهی برای کشور به‌دست خواهد آمد.

نام‌ :
ایمیل :
نمایش داده نمی‌شود
متن :
 
عضویت در خبرنامه
نام‌ و نام‌خانوادگی:
ایمیل :
مس پرستلگرام

 


شبکه مس؛ کانال رسمی تلگرامی
شرکت ملی صنایع مس ایران
را ببینید. 

 

به نظر شما سایت عصر‌مس‌آنلاین بهتر است بیشتر به چه مطالبی بپردازد؟