Produzione Rame: Tecniche Pirometallurgiche e Idrometallurgiche

Metallurgia del Rame: Processi Pirometallurgici e Idrometallurgici

La metallurgia del rame dipende dal tipo di minerale. Se i minerali sono solfuri, si utilizza il percorso pirometallurgico, che porta alla produzione di anodi e catodi. Se invece sono ossidi, si impiega la via idrometallurgica, che produce direttamente catodi.

Processo Pirometallurgico

Il processo di produzione di catodi per via pirometallurgica segue le seguenti fasi:

Minerale → Fusione (forno) → Convertitori → Raffinazione Anodo → Colata Anodo → Elettroraffinazione → Catodo

Il minerale solfuro di rame, che solitamente ha un tenore dello 0,5%, deve essere prima concentrato tramite flottazione. Il concentrato di rame, una volta ricevuto nel settore della fonderia, è la prima tappa del processo nel forno di fusione. Qui, il rame viene recuperato, con eliminazione di zolfo e ferro per ossidazione.

Il rame si deposita sul fondo del forno come parte di un prodotto chiamato rame opaco (o matte copper), contenente circa il 62% di rame. Questo rame opaco passa ai convertitori per aumentarne la purezza, ottenendo un prodotto al 99% di rame.

Successivamente, si passa al forno di raffinazione, dove la sua concentrazione aumenta ulteriormente, raggiungendo il 99,9%. Da qui, il rame fuso viene inviato alla ruota di colata, che conferisce la geometria all'anodo.

Gli anodi subiscono una fase finale di elettroraffinazione, dove vengono prodotti catodi con una purezza eccezionale del 99,99%.

Processo Idrometallurgico

Il processo idrometallurgico per la produzione di catodi di rame si articola come segue:

Minerale di Rame → Frantumazione → Lisciviazione → Estrazione → Elettrolisi → Catodo

Il minerale, una volta estratto dalla miniera, viene frantumato fino a una granulometria inferiore ai 10 mm e successivamente trattato in appositi serbatoi. Qui, gli ossidi di rame e i solfuri secondari vengono lisciviati mediante una soluzione acquosa di acido solforico, ottenendo una soluzione di solfato di rame a bassa concentrazione.

Questa soluzione, caratterizzata da basse concentrazioni di rame e impurità, viene trattata con un estraente organico reattivo in un processo di estrazione a controcorrente. Questo passaggio permette di ottenere un elettrolita con un'alta percentuale di rame e privo di impurità.

La soluzione di rame ad alta concentrazione passa quindi alle celle di elettrolisi, dove l'elettricità provoca la deposizione degli ioni di rame in soluzione sui catodi.

Elettrometallurgia

L'elettrometallurgia è una tecnica più recente in cui la corrente elettrica è utilizzata come agente riducente per ottenere metalli molto puri dagli ossidi. È impiegata per purificare metalli e leghe.

Sebbene diversa, presenta alcune somiglianze con la pirometallurgia, ma non richiede l'uso di combustibile. Può essere suddivisa in:

• Elettrolisi ignea
• Elettrolisi in soluzione acquosa