چگونگی ذوب مس
متداول‌ترين روش‌هاي ذوب به شرح زير مي‌باشند:
– كوره‌ي دمشي:
اگر چه استفاده گسترده از روش فلوتاسيون جهت تهيه كاني پرعيار شده باعث كاهش استفاده ازكوره‌ي دمشي (بلند) شده است، اما هنوز تعدادي ازكارخانه‌ها به‌ويژه در ژاپن و آفريقا از آناستفاده مي‌كنند. كوره‌ي دمشي دستگاهي است كه بهطور مداوم كار مي‌كند و در آن بار سرد از يك تنوره‌ي عمودي، هم‌زمان با صعود گازهاي گرم (حاصل از سوختن كك و سولفيدهاي موجود در بار با هوايي كه از نزديك كف كوره بدان دميده مي‌شود) پايين مي‌آيد. نتيجه‌ي اين عمل خشك‌شدن، گرمايش و ذوب بسيار موثر بار، هم‌زمان با نزول آن براي تشكيلمات و سرباره در كف كوره است.
ذوب مواد سولفيدي مس در كوره‌ي دمشي توسط كلوخه‌هايي از كك متالورژي (كه از تخريب زغال‌سنگ قيري بدست مي‌آيد) و مقدار آن به 10-5% شارژ مي‌رسد. كك به عنوان قسمتي از سوخت مورد نيازبوده و از طرفي باعث ايجاد قابليت نفوذ و نگهداري بار مي‌شود. بقيه‌ي مواد تشكيل دهنده‌ي بار نيزبايد كلوخه‌اي باشند تا گازهاي داغ بتوانند ازميان فضاهاي موجود در بار بالا روند. بنابراين، مواد حاوي مس بايد از تكه‌هاي درشت سنگ معدن يا كاني پرعيارشده‌اي كه هم‌جوشي شده ،تشكيل شده باشند.
محصولات كوره‌ي دمشي سرباره و مات مذاباست كه پس از جمع‌آوري به تناوب خارج مي‌شوند. گرماي لازم براي ذوب توسط احتراق كك و گوگرد توليدمي‌شود. مي‌توان جهت تامين گرماي اضافي براي فرآيند،سوخت‌هاي مايع (مازوت) يا گازي (گاز طبيعي) را ازطريق زنبورك‌ها به كوره تزريق كرد.
– كوره‌ي شعله‌اي:
كوره‌ي شعله‌اي در حقيقت كوره‌اي اجاقياست كه در آن بار جامد شامل كاني پرعيار شده، كلسين (ماده تسويه شده) و روان‌سازهاي همراه با سرباره‌ي حاوي مس برگشتي ازكنورتر و گرد و غبار، تا 1200 يا 1250 درجه سانتيگراد توسط گازهاي احتراقي داغ كه در سرتاسر حمام در حركت‌اند، گرمامي‌بيند. اين كوره شامل يك اجاق است كه توسط مواد ديرگداز(معمولاً منيزيت يا كروم- منيزيت) آسترشده و سقف آن از نوع قوس‌دار ثابت (سيليسي) يا آويزان(منيزيتي) است. كوره‌ي شعله‌اي توسط سوختن پودر زغال، سوخت نفتي يا گازطبيعي در يك انتها گرم مي‌شود و گازهاي داغي را به وجودمي‌آورد كه در سرتاسر كوره حركت كرده و بار را ذوب مي‌كنند.
محصولات كوره‌ي شعله‌اي عبارتند ازسرباره‌ي مذاب كه جدا مي‌شود و مات مذاب كه براي اكسيد شدن وتبديل به مس حفره‌دار يا بليستر به كنورتر فرستاده مي‌شود. ماتو سرباره در كوره جمع و جداگانه از آن خارج مي‌شوند.
كوره‌ي شعله‌اي دو اشكال اساسي دارد: يكي اين‌كه در مقايسه با ساير واحدهاي ذوب‌كننده انرژي قابل ملاحظه‌اي مصرف مي‌كند (به شكل سوخت‌هاي هيدروكربني) و ديگر اين‌كه حجم زيادي ازگازهاي احتراقي توليد مي‌كند كه داراي اندكيSO2 هستند. جداسازي موثرSO2 از گازها با چنين غلظت كمي مشكل است و بنابراين كوره‌هاي شعله‌اي باعث بروز مسائلي در زمينه‌ي آلودگي هوا مي‌شوند. به همين دليل فرآيند شعله‌اي در آينده بتدريج توسط روش‌هاي ذوب ديگر نظير روش‌هاي ذوب تشعشعي،الكتريكي يا پيوسته جايگزين خواهد شد. پيشنهاد ممكن ديگر بازيابي هيدرومتالورژيكي مستقيم مس از كاني‌هاي پرعيار شده‌ي سولفيدي است اما اين روش هنوز در مراحل تحقيقاتي و تاسيس واحدهاي پيشاهنگ قرار دارد.
– كوره‌ي الكتريكي:
ذوب در كوره‌ي الكتريكي مشابه ذوب دركوره‌ي شعله‌اي است، با اين تفاوت كه هيچ‌گونه سوخت خارجي به‌كار برده نمي‌شود. گرماي لازم جهت ذوب، ناشي از مقاومت سرباره است در برابر عبورجريان با آمپر بالا بين الكترودهاي كربني سنگيني كه در سرباره فروبرده شده‌اند. استفاده از كوره‌ي الكتريكي مقرون به صرفه است، زيرا مقدار گرمايي كه توسط گازها خصوصاً 2SO خارج مي‌شود، نسبتاًكم است. به هر حال، انرژي الكتريكي گران است واستفاده از كوره‌ي الكتريكي تنها به مناطقي كه برق فراوان و نسبتاً ارزان باشد، محدود مي‌شود.
كوره‌ي الكتريكي داراي مزاياي كنترل وتنظيم‌پذيري دماست و چون فاقد محصولات احتراق است،كنترل شرايط اكسايش در آن به خوبي انجام مي‌شود. اين دو عامل باعث كنترل عالي خواص سرباره نظيرغلظت منيتيت و ويسكوزيته مي‌شود و در نتيجه اتلاف مس در سرباره‌هاي مرحله‌ي ذوب كاهش مي‌يابد.
-كوره‌ي تشعشعي:
تمامي كوره‌هاي دمشي، شعله‌اي والكتريكي، مقدار قابل توجهي سوخت هيدروكربني يا انرژي الكتريكي جهت ذوب مصرف مي‌كنند در حالي‌كه مي‌توان انرژي قابل ملاحظه‌اي از اكسايش بار سولفيدي آن‌ها بدست آورد. به عبارت ديگر، ذوب دركوره‌هاي تشعشعي باعث استفاده‌ي قابل ملاحظه‌اي از انرژي احتراق سولفيدها توسط اكسيد كردن قسمتي از بار سولفيدي واستفاده از گرماي آزاد شده براي ذوب بار و سرباره مي‌شود.
مزاياي اساسي فرآيندهاي كوره‌ي تشعشعي عبارت است از: نياز اندك به سوخت هيدروكربني و سهولت حذفSO2 از گازهاي خروجي اين كوره‌ها. تنها عيب اين كوره، اتلاف نسبتاً بالاي مس در سرباره و گردوغبار خروجي از دودكش است اما مقدار بيشتر اين مس بازيابي مي‌شود.
