銅製錬とは

銅製錬は、金属を溶かすことで自然に埋め込まれている岩から銅金属を分離するプロセスです。 これは、一連のいくつかの処理ステップによって実現されます。 銅製錬という用語は、特にこの溶融ステップを指す場合もあれば、プロセス全体をやや形式的に指す場合もあります。

自然界では、銅や他の多くの金属が岩に埋め込まれています。 このような金属と岩の組み合わせは、鉱石として知られています。 銅を実用化するには、岩や他の金属から分離し、許容できる純度に精製する必要があります。 各銅製錬事業には独自のプロセスがありますが、多くの場合、同様の基本的なステップを共有しています。

典型的なプロセスは、鉱石を粉砕して粉末にすることから始まります。 この粉末は、化学物質と空気で処理されて、不要な材料の一部が分離され、銅が濃縮されます。 このステップからの不要な材料は、尾鉱と呼ばれます。 尾鉱は通常、尾鉱池に廃棄されます。

次に、このステップで濃縮された材料は乾燥され、高温製錬炉に送られます。 濃縮物が加熱されると、濃縮物のさまざまな材料が層に分かれます。 マット層として知られる銅を含む溶融材料の層が底に沈みます。 スラグと呼ばれる廃棄物が上部に浮かんでいます。 スラグおよび二酸化硫黄ガスは除去され、マット層が次のステップに進む間に廃棄または販売されます。

次にマットはコンバーターに注がれ、そこで空気、石灰、シリカと反応して、銅と鉄スラグを分離します。 このステップで得られる銅は、ブリスター銅として知られています。 ブリスター銅は、さらに焼成および精製を受けて、残留不純物を除去します。

銅製錬プロセスの主な副作用の1つは、廃棄物の生産です。 銅を精製すると、生成される銅の量の3.5倍の廃棄物が発生します。 この廃棄物は、廃棄またはリサイクルしなければならない固体の形だけでなく、二酸化硫黄ガスでもあります。 二酸化硫黄は重要な大気汚染物質であり、特に酸性雨の生成の前兆として注目されています。 一部の国では、プロセスの環境への負の影響を緩和するために、銅製錬およびその他の産業操業における修復手順が必要です。

初期の銅製錬は、紀元前4000年から4300年の間に西アジアで始まったと考えられています。 多くの歴史家は、古代の陶工がこのプロセスを最初に発見した可能性が高いと考えています。 彼らの平炉焼成炉は、必要な高温を達成することができただろう。 単純なキャンプファイヤーは、銅を溶かすほど熱く燃えていなかったでしょう。

銅の埋蔵量の大部分は、米国およびカナダの一部、ザンビア、アンデス山脈を含むいくつかの地域に大部分が集中しています。 しかし、現代の銅製錬事業は、南極大陸を除くすべての大陸の世界中にあります。 南極は銅鉱床の供給源でもありますが、南極での鉱業の長期的な一時停止は1991年に地域を保護するために設立されました。