Металлын хүдрийг хэрхэн олборлож, цэвэршүүлдэг вэ
Металлыг хүдрээс нь гаргаж авах, цэвэршүүлэх нь олборлож буй металлын төрлөөс хамааран нарийн төвөгтэй бөгөөд өвөрмөц үйл явц юм. Металлын хүдэр гэдэг нь металлыг ашигтайгаар гаргаж авах боломжтой чулуулаг эсвэл эрдэс бодис юм. Энэ нийтлэлд металлын хүдрийг олборлох, цэвэршүүлэхэд ашигладаг арга, техник, түүнчлэн энэ салбарт тулгарч буй бэрхшээл, сүүлийн үеийн шинэчлэлүүдийн талаар дэлгэрэнгүй ярих болно.
1. Хүдэр олборлолт
Металл олборлох үйл явцын эхний алхам бол газрын гүнээс хүдрийг олборлох явдал юм. Металл хүдрийг ихэвчлэн металл бус материалтай холбоотой эрдэс бодис хэлбэрээр олдог. Олборлолтыг ил уурхайн олборлолт, далд уурхайн олборлолт, худаг өрөмдөх зэрэг янз бүрийн аргаар хийж болно.
1.1 Ил уурхайн олборлолт
Ил уурхайн олборлолт гэдэг нь газрын гадаргад ойрхон хүдрийг олборлоход ашигладаг арга юм. Энэ арга нь хүдрийн дээгүүрх хөрс, чулуулгийн давхаргыг зайлуулж, хүссэн эрдэс бодисыг гаргаж авахыг хэлнэ. Энэ арга нь илүү энгийн бөгөөд хямд боловч байгаль орчинд ихээхэн хохирол учруулж болзошгүй.
1.2 Далд уурхай
Газрын доорх хүдрийг олборлоход газар доорхи уурхайг ашигладаг. Үүнд хүдрийн ордод хүрэхийн тулд газар доор хонгил, босоо ам барих ажил орно. Уул уурхайн зардал өндөр бөгөөд ажилчдын аюулгүй байдалд илүү их эрсдэл учруулдаг ч энэ арга нь илүү гүн, илүү үнэ цэнэтэй хүдэрт хүрэх боломжийг олгодог.
2. Бутлах ба нунтаглах
Хүдрийг олборлосны дараа дараагийн алхам бол бутлах, нунтаглах замаар илүү нарийн хэлбэрт оруулах явдал юм. Энэ үйл явцын зорилго нь хүдрийн гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлэх, цаашдын олборлолтын алхмуудыг хурдасгах явдал юм.
2.1 Устгал
Хүдрийг бутлах ажлыг бутлагч ашиглан хийдэг бөгөөд энэ нь хүдрийг жижиг хэсгүүд болгон нунтагладаг дүүжин эсвэл том шүдтэй том машин юм. Энэ үе шатанд хүдрийг хэдэн сантиметр хүртэл жижигрүүлдэг.
2.2 Тээрэмдэх
Бутлах процессоор дамжин хүдрийг бөмбөлөгт тээрэм эсвэл
Саваа тээрэм. Тээрэмдэх нь хүдрийг нарийн нунтаг болгон хувиргаж, металл эрдэсийг металл бус материалаас ялгахад хялбар болгодог.
3. Хүдрийн баяжуулалт
Дараагийн алхам бол металл бус материалыг зайлуулж хүдэр дэх металл эрдсийн агууламжийг нэмэгдүүлэх явдал юм. Хүдрийг баяжуулахад флотаци, таталцал, соронзон шатаах зэрэг хэд хэдэн үндсэн аргыг ашигладаг.
3.1 Хөвөгч онгоц
Флотаци гэдэг нь ашигт малтмалыг гадаргуугийн шинж чанарын ялгаанд үндэслэн ялгадаг физик-химийн арга юм. Энэ процесст хүдрийн зутанг ус болон флотацийн химийн бодистой хольж, тодорхой ашигт малтмалын хэсгүүд агаарын бөмбөлөгт наалдаж, гадаргуу дээр хөвдөг. Дараа нь эдгээр хөвөгч ашигт малтмалыг цуглуулдаг бол хүнд металл бус материалууд ёроолд нь үлддэг.
3.2 Таталцал
Таталцлын арга нь металл эрдэс бодис болон металл бус материалын нягтын зөрүүг ашиглан ялгадаг. Энэ аргаар ашигладаг тоног төхөөрөмжийн жишээ бол жийп болон сэгсрэх ширээ юм. Илүү хүнд хэсгүүд живж, харин хөнгөн хэсгүүд хаягддаг.
3.3 Соронзон
Хүдэр нь ферромагнет эрдэс агуулсан үед соронзон боловсруулалтыг ашигладаг. Хүдрийг хүчтэй соронзон оронгоор дамжуулж, соронзон эрдэсийг соронзон бус хүдрээс ялгадаг. Энэ нь тохиромжтой хүдрийн хувьд харьцангуй энгийн бөгөөд үр ашигтай арга юм.
4. Металл олборлолт
Хүдрийг баяжуулсны дараа дараагийн алхам бол баяжмалаас металлыг гаргаж авах явдал юм. Пирометаллурги, гидрометаллурги, электрометаллурги зэрэг хэд хэдэн аргыг ашиглаж болно.
4.1 Пирометаллурги
Пирометаллурги гэдэг нь хүдэр эсвэл баяжмалыг өндөр температурт халааж металл гаргаж авах арга юм. Жишээлбэл, үүнд шарах, хайлуулах, цэвэршүүлэх зэрэг орно.
4.1.1 Шарах
Шарах процесст хүдрийг агаарт халааж, хүхэр, хүнцэл болон бусад дэгдэмхий нэгдлүүдийг зайлуулдаг. Энэ нь хүдрийг илүү амархан боловсруулагддаг исэл болгон хувиргадаг.
4.1.2 Хайлах
Хайлуулах үйл явц нь хүдрийг флюстэй хольж, зууханд халаана. Дараа нь хайлсан металыг флюс болон хүсээгүй хольцоос бүрдэх шаарнаас ялгаж авдаг.
4.1.3 Цэвэршүүлэлт
Энэ үе шатанд хайлуулах замаар гаргаж авсан түүхий металлыг хольцыг арилгахын тулд цаашид цэвэршүүлдэг. Нэг түгээмэл арга бол электролиз ашиглан металлыг цэвэрлэх явдал юм.
4.2 Гидрометаллурги
Гидрометаллурги нь хүдэр эсвэл баяжмалаас металлыг уусгахын тулд усан уусмал ашиглахыг хэлнэ. Гидрометаллургид уусгах, тунадасжуулах, нөхөн сэргээх зэрэг хэд хэдэн аргыг ашигладаг.
4.2.1 Уусгах
Уусгалт нь хатуу материалаас металлыг уусгахын тулд химийн уусмал ашиглахыг хэлнэ. Жишээлбэл, цианиджуулалтыг алт гаргаж авахад ашигладаг бол хүхрийн хүчил нь исэлдсэн хүдрээс зэсийг уусгахад ашиглагддаг.
4.2.2 Хур тунадас
Металл ууссаны дараа тэдгээрийг тунадасжуулагч ашиглан уусмалаас тунадасжуулж болно. Хур тунадас нь металыг ионы хэлбэрээс нь хатуу бодис болгон хувиргаж, дараа нь ялгаж болно.
4.2.3 Сэргээх
Сэргээлт гэдэг нь тунадасжсан уусмалаас металл цуглуулах үйл явц юм. Үүнийг янз бүрийн химийн болон физик процессоор хийж болно.
4.3 Электрометаллурги
Электрометаллурги нь металлыг гаргаж авах, цэвэршүүлэхэд цахилгаан ашигладаг. Үүний нэг тод жишээ бол уусмал дахь металлын ионуудыг электродоор дамжуулж катод дээр цэвэр металл үүсгэдэг электролизийн үйл явц юм.
5. Цаашид боловсронгуй болгох
Металлыг гаргаж авсны дараа хүссэн цэвэршилт, чанарт хүрэхийн тулд тэдгээрийг цаашид цэвэршүүлэх шаардлагатай болдог. Цэвэршүүлэх аргуудад электролиз, нэрэлт болон бусад химийн аргууд орно.
5.1 Электролиз
Электролиз гэдэг нь цахилгаан гүйдэл ашиглан металлыг цэвэршүүлдэг арга юм. Цэвэр чанар багатай металлыг анод (эерэг электрод) дээр байрлуулж, цэвэр металлыг катод (сөрөг электрод) дээр хадгалдаг. Энэ нь зэс, никель, хөнгөн цагаан зэрэг металлын хувьд маш үр дүнтэй арга юм.
5.2 Нэрэлт
Нэрэлтийг цайр, кадми зэрэг дэгдэмхий металлуудад ашигладаг. Металлыг уур болтол халааж, дараа нь цэвэр металлыг гаргаж авахын тулд хөргөдөг.
5.3 Химийн цэвэршүүлэлт
Химийн цэвэршүүлэх аргууд нь металлаас тодорхой хольцыг зайлуулахын тулд химийн урвал ашиглахыг хамардаг. Үүнд хүчил, шүлт эсвэл тунадасжуулагч химийн бодис ашиглах замаар металлаас одоо байгаа хольцыг зайлуулах зэрэг орно.
6. Сорилтууд ба Инноваци
Металл хүдрийг олборлох, цэвэршүүлэх нь хүрээлэн буй орчинд үзүүлэх нөлөөлөл, өндөр эрчим хүчний хэрэглээ зэрэг хэд хэдэн томоохон бэрхшээлтэй тулгардаг.
болон ажилчдын эрүүл мэндийн эрсдэл. Гэсэн хэдий ч эдгээр бэрхшээлийг шийдвэрлэхийн тулд технологийн шинэчлэлүүд хөгжсөөр байгаа бөгөөд тэдгээрийн нэг нь био шүлтлэгжилт юм.
6.1 Био шүлтлэгжилт
Био шүлтлэгжүүлэлт нь бичил биетнийг ашиглан хүдрээс металлыг уусгадаг арга юм. Энэ арга нь байгаль орчинд ээлтэй бөгөөд аюултай химийн бодисын хэрэгцээг бууруулдаг. Био шүлтлэгжүүлэлтийг зэс, алт, уран зэрэг металлын хувьд туршилтаар ашиглаж ирсэн.
6.2 Ногоон технологи
Олборлолт болон цэвэршүүлэх үйл явцыг илүү тогтвортой болгохын тулд ногоон технологиудыг тасралтгүй хөгжүүлж байна. Үүнд сэргээгдэх эрчим хүчийг ашиглах, металл дахин боловсруулах, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулахын тулд сайжруулсан хог хаягдлыг боловсруулах технологи орно.
6.3 Робот техник ба автоматжуулалт
Уул уурхай, металлын хүдэр боловсруулах салбарт робот техник, автоматжуулалтын хэрэглээ нэмэгдэж байна. Эдгээр технологиуд нь үр ашгийг нэмэгдүүлэх, ажилчдад учирч болзошгүй эрсдлийг бууруулах, эрс тэс орчинд үйл ажиллагаа явуулах боломжийг олгодог.
Дүгнэлт
Металл хүдрийг олборлох, цэвэршүүлэх нь гүнзгий мэдлэг, технологи шаарддаг нарийн төвөгтэй үйл явц юм. Уул уурхай, бутлахаас эхлээд баяжуулах хүртэл, олборлох, цэвэршүүлэх хүртэл алхам бүр нь нарийн зохицуулах шаардлагатай тодорхой бэрхшээл, техниктэй байдаг. Технологийн тасралтгүй шинэчлэл, байгаль орчинд ээлтэй аргуудын тусламжтайгаар энэхүү үйл явц нь гаригийн металлын эрэлтийг илүү үр ашигтай, тогтвортой байдлаар хангахын тулд хөгжиж байна.
