7.2.4 Uboreshaji wa Madini ya shaba yaliyooksidishwa

Akiba za madini ya shaba yaliyooksidishwa ni ndogo, kwa kawaida ziko katika sehemu ya oksidishaji ya sehemu ya juu ya mkusanyiko, na hali za kimwili na kemikali zinazopatikana ni tata sana, hivyo sifa za madini pia ni tata sana. Katika miaka ya hivi karibuni, utenganishaji wa madini ya shaba yaliyooksidishwa umeendelea taratibu kuelekea madini ya shaba yaliyooksidishwa yasiyoyeyuka, yenye kiwango cha chini cha madini, uchafuzi mkubwa na kiwango cha juu cha oksidishaji.

7.2.4.1 Uwezo wa kuelea wa madini ya shaba yaliyooksidishwa

Malakaiti (Cu₂(OH)₂CO₃) ina 57.5% Cu na ina uwezo mzuri wa kuelea. Inaweza kukusanywa moja kwa moja kwa asidi za mafuta (kama vile asidi ya oleiki, n.k.) na sabuni zao au asidi ya hydroxamic. Malakiti pia inaweza kutibiwa kwa ufufuaji wa sulfidi, ambapo madini huchochewa na sodiamu sulfidi kisha hukusanywa kwa kanthati ya kiwango cha juu. Kuongeza amoniumu sulfati kunaweza kukuza uongezaji wa sulfuri.

Kiprit (Cu₂O) ina 88.8% Cu na ina uwezo wa kuelea unaofanana na ule wa malakaiti.

Azuriti (Cu₃(CO₃)₂(OH)₂) ina 55.3% Cu na ina uwezo wa kuelea unaofanana na ule wa malakiti. Tofauti pekee ni kwamba ina uwezo bora wa kuelea kuliko malakiti inapokusanywa kwa asidi za mafuta na sabuni zao, lakini inahitaji muda mrefu zaidi wa kuamsha katika uelea wa sulphidization.

Krisokola ((Cu,Al)₂H₂Si₂O₅(OH)₄·nH₂O) ina 36.2% Cu na ina uwezo mdogo wa kuelea kwa sababu ya uso wake unaopenda maji sana. Sababu kuu ni kwamba ni madini ya kolloidi yenye muundo na utokeaji usio imara. Filamu ya kunyonya ya mkusanyaji inaweza tu kuundwa ndani ya matundu ya uso wa madini na ni tete sana.

Sulfati ya shaba pentahydrate (CuSO₄·5H₂O) na atakamaiti (Cu₂(OH)₃Cl) ni madini yanayoyeyuka na ni rahisi kuyeyuka katika pulpa na kupotea kabisa katika mabaki wakati wa ukolezi. Uyeyushaji wa madini haya unaweza kuongeza mkusanyiko wa ioni za shaba katika pulpa na kuharibu uteuzi wa mchakato wa ukolezi, na hivyo kuongeza matumizi ya kemikali.

Brochanit (CuSO₄·3Cu(OH)₂) ina uyeyushaji mdogo na ni vigumu kuifufua, ikipotea kwenye mabaki.

7.2.4.2 Njia za Uongezaji Thamani kwa Madini ya shaba yaliyooksidishwa

Utoaji kwa maji ni chaguo la kwanza kwa uchimbaji wa madini ya shaba yaliyooksidishwa, ambapo kemikali mbalimbali za uotoaji ndizo muhimu. Kwa kuwa uwezo wa kuota kwa maji wa madini mengi yaliyooksidishwa kwa kawaida ni duni, ni vigumu kupata matokeo mazuri kwa uotoaji wa moja kwa moja. Kisha hutumika uotoaji wa kusulfa. Hata hivyo, ufao wa madini fulani kama vile azurite, atacamite, na chrysocolla haujatosheleza. Kwa madini ambayo hayawezi kupatikana kwa ufao wa peke yake, mchanganyiko wa uboreshaji wa kemikali na ufao hutumika zaidi. Hata hivyo, njia hii husababisha uchafuzi mkubwa wa mazingira na matumizi makubwa ya nishati, hivyo maendeleo yake ni ya kupunguzwa.

Njia za uchakataji wa madini ya shaba yaliyooksidishwa zinaelezwa kama ifuatavyo:

(1) Utoaji wa sulfuri kwa kutumia xanthate kama kikusanyaji
Njia hii inatumia sodiamu sulfidi au wakala wengine wa kusababisha sulfuri (kama vile sodiamu hidrosulfidi) kuamsha madini yaliyooksidishwa, na wakusanyaji wa xanthate ni wa kiwango cha juu. Njia hii inatumika kwa kabonati za shaba, kama vile malakaiti, azuriti, n.k., au kipraiti. Krisokola Ni vigumu kusulfurishwa bila matibabu ya awali.

(2) Uelea wa moja kwa moja kwa kutumia asidi ya mafuta kama mkusanyaji
Wakati asidi za mafuta na sabuni zinatumika kama vikusanyaji, vichochezi vya kupunguza gangue kama vile glasi ya maji na fosfati, na wadhibiti wa pH kama vile sodiamu kabonati, kwa kawaida vinahitajika. Njia hii inaweza kutumika tu kwa madini ya oksidi ya shaba ambayo gangue yake si kabonati. Wakati kuna madini mengi ya chuma na manganisi katika uchafu, matokeo ya uelea yatadhoofika.

(3) Utoaji na ufufukaji kwa kutumia mvuke
Njia hii inatumia asidi, kawaida asidi ya salfa, kuondoa oksidi za shaba ambazo ni ngumu kuzifukua lakini rahisi kuyeyuka. Kisha shaba hubadilishwa na unga wa chuma na kutengenezwa kama metali, ikifuatiwa na uelea ili kurejesha shaba. Njia hii inatumika kwa madini yasiyoyeyuka kwa urahisi kama chrysocolla, au oksidi nyingine ya shaba isiyoyeyuka kwa urahisi yenye utele wa slimi lakini kiwango cha kutenganisha cha chini.

(4) Utengano na kuelea
Njia hii ni kuchanganya madini yaliyopondwa na chumvi ya 0.1%-1.0% na makaa ya mawe yaliyopondwa ya 0.5%-2.0%, na kuyaoka kwa takriban 900℃, na kusababisha shaba kutengwa kama metali juu ya uso wa chembe za makaa ya mawe. Mchanga uliopikwa unakandwa baada ya kupoa na kukusanywa kwa njia ya flotation ili kupata mkusanyiko wa shaba. Njia hii inatumika kwa madini ya oksidi ya shaba yasiyoyeyuka kwa urahisi yenye uchafu mwingi wa slimi na inaweza kutoa matokeo ya kuridhisha.

(5) Njia ya kibayolojia
Njia hii hutumia uyeyushaji wa kimikrobi, ambapo baadhi ya vipengele vya madini ya kichuma huchanuliwa au kupunguzwa ngazi na bakteria na metaboliti zao, na vipengele vyenye manufaa hutenganishwa kutoka kwa malighafi katika mfumo unaoyeyuka au uliotengwa. Njia hii inaweza kutumia rasilimali za madini kikamilifu kwa kushughulikia madini ya shaba ya daraja la chini au hata mabaki. Njia hii inaweza kupunguza gharama ya uwekezaji kwa sababu inaweza kuyeyusha moja kwa moja madini ya shaba ya daraja la chini yenye ukubwa wa chini ya mm 20, na hivyo kupunguza gharama zinazohusiana na usafirishaji, ukandaji na kusaga. Pia ina faida za uchafuzi mdogo wa mazingira na kutokutoa maji taka, na salfa inayozalishwa inaweza kutumika kutengeneza asidi ya salfa. Moja ya hasara zake ni muda mrefu unaotumika kwa uoksidishaji wa madini na bakteria, na ugumu wa kukuza bakteria kwa haraka na kwa kiwango kikubwa, jambo ambalo limepunguza matumizi yake viwandani.

7.2.5 Uchimbaji wa Shaba

7.2.5.1 Pyrometali
Pyrometallurgy ni njia ya jadi ya kuyeyusha shaba, ambayo hutumika hasa kuchakata sulfidi ya shaba. Zaidi ya 80% ya shaba duniani huchomwa kwa moto. Mchakato wa pyrometallurgy unaonyeshwa katika Mchoro 7.2, ambapo matte ni kioevu kinachojumuisha hasa shaba, chuma na salfa.

7.2.5.2 Hidrometalurgia
Hydrometallurgy ni njia mpya ya kuyeyusha shaba, ambayo hutumika hasa kuchakata madini ya shaba yaliyooksidishwa. Mchakato wake ni mpole, lakini unazuiliwa na bei ya viyeyusho, uharibifu, muundo wa madini, na kadhalika. Mchakato wake unaonyeshwa katika Mchoro 7.3.

(1) Uvunjaji: Malighafi ya madini ya shaba hufyonzwa kwa asidi au kutibiwa na bakteria ili kupata chumvi ya shaba inayoyeyuka. Ili kuboresha ufanisi na kasi ya kufyonza kwa asidi, wakati mwingine madini hayo huchomwa ili kuamsha mapema.

(2) Elektrolisisi: Chumvi ya shaba safi inayoyeyuka hufanyiwa umeme moja kwa moja ili kupata bidhaa za shaba za umeme.