Maitiro Ekugadzirisa Simbi Yemhangura Yemagetsi
Mhangura (Cu) ndeimwe yesimbi dzakakosha zvikuru munyika yemagetsi. Inenge chikamu chimwe nechimwe—kubva pamitsetse yemagetsi nemidziyo yemumba kusvika kumagetsi nemotokari dzemagetsi—inovimba nemhangura nekuda kwesimba rayo guru remagetsi, kugona kwayo kuchinjika, kuramba ngura, uye simba rayo rakanaka remagetsi. Zvisinei, mhangura inoshandiswa mutambo, mabhazi, mota dzemagetsi, nezvimwe zvikamu zvemagetsi haingobviswi kubva muzvisikwa chete yoshandiswa. Inoitwa kwenguva refu kuti ive nechokwadi chekuti yakachena, chimiro chayo chidiki, uye hunhu hwemagetsi hwakakodzera kushandiswa kwemagetsi.
Chinyorwa chino chinokurukura matanho ekugadzirisa simbi yemhangura kubva mumatombo kusvika pachigadzirwa chakagadzirira kushandiswa mumagetsi, kusanganisira kudzora mhando uye kufunga nezvehunyanzvi zvinokanganisa mashandiro.
-
1. Sei mhangura iri nani pane zvemagetsi?
Usati wakurukura nezvemaitiro acho, zvakakosha kunzwisisa zvikonzero zvikuru nei mhangura iri sarudzo yepamusoro:
1. Kufambisa magetsi kwakanyanya
Mhangura yakachena ine simba rekufambisa magetsi rinosvika 58 MS/m (megasiemens pamita), pakati pezvakanakisa mushure mesirivha, asi inodhura zvishoma.
2. Kufambisa kwakanaka kwekupisa
Kupisa kunobva kumagetsi (kurasikirwa) kunoparadzirwa nekukurumidza, zvichideredza njodzi yekupisa zvakanyanya mutambo nemakoiri.
3. Ductile uye iri nyore kugadzira
Inogona kudhonzwa muwaya yakapfava (waya inodhirowa) kana kupetwa mumachira nemabhazi.
4. Kuramba ngura kwakanaka chose
Mhangura inoumba ganda rekuchengetedza oxide rakagadzikana, kunyanya munzvimbo dzakajairika.
5. Zviri nyore kubatanidza
Inogona kusungirirwa, kusungirirwa, kana kubatanidzwa nema lugs/terminals zvakanaka kana maitiro acho akarurama.
Mabhenefiti aya anowanikwa chete kana mhangura ikagadziriswa nekuchena kwakakodzera uye kudzorwa kwemhando.
-
2. Manyuko emhangura: sulfide ne oxide ores
Kazhinji, mhangura inocherwa muchimiro che:
– Masimbi esulfide (semuenzaniso chalcopyrite/CuFeS₂, bornite, chalcocite)
Kazhinji inogadziriswa kuburikidza nenzira yekunyungudutsa (pyrometallurgy).
– Matombo eOxide (semuenzaniso malachite, cuprite)
Inowanzo gadziriswa ne leaching uye electrowinning (hydrometallurgy).
Kusarudzwa kwenzira kunoenderana nerudzi rwematombo, huwandu hwesimbi, kuwanikwa kwesimba, uye kufunga nezvezvakatipoteredza.
-
3. Danho rekutanga: kupwanya nekukuya
Matombo matsva achiri kusanganiswa nedombo risina kuchena (gangue). Saka itai saizvozvo:
1. Kupwanya: kuderedza saizi yedombo.
2. Kukuya: kugadzira upfu hwakatsetseka kuti zvive nyore kuparadzanisa zvicherwa zvemhangura kubva mutsvina.
Danho iri rakakosha nekuti saizi yezvikamu inokanganisa kubudirira kwemaitiro anotevera ekuunganidza.
-
4. Kuisa pfungwa: kuyerera (kuyerera kwefuro)
Kune sulfide ores, nzira inonyanya kushandiswa ndeye flotation:
– Upfu hwesimbi hwakasanganiswa nemvura uye zvinogadzirisa (muunganidzi, mupfudze, mugadzirisi).
– Zvicherwa zvemhangura zvinogadzirwa "zvisingapindi mvura" saka zvinonamira pamabhurumu emhepo.
– Furo rine copper concentrate rinotorwa.
Mugumisiro wacho imhangura ine 20–35% Cu, iyo inozogadziriswazve.
-
5. Kunyungudutsa uye kushandura: kubva pakuisa zvinhu mu "copper" kuenda ku "blister copper"
a) Kunyungudutsa
Chinhu chinonyungudika chinodziiswa muchoto kuti chiparadzaniswe:
– Matte (musanganiswa wemhangura nesimbi sulfides)
– Tsvina (tsvina/tsvina)
b) Kushandura
Iyo matte inozoshandurwa nemhepo/okisijeni ichifemerwa kuita:
- Inoita kuti iron sulfide ive iron oxide (inopinda muslag)
- Inoderedza huwandu hwesarufa
Mhedzisiro yacho imhangura ine blister ine Cu inenge 98–99%. Inonzi "blister" nekuti pamusoro payo pane maburi nekuda kwegasi reSO₂ rinoburitswa panguva yekugadzirwa kwacho.
Mhangura yeBlister haina kuchena zvakakwana pakushandiswa kwemagetsi nekuti tsvina diki (semuenzaniso Fe, S, Ni, As, Sb, Bi, Pb, O) inogona kuderedza conductivity.
-
6. Kugadzirisa: kugadzirisa moto uye kugadzirisa magetsi
a) Kuchenesa moto
Mhangura yeblister inonyungudutswa zvakare yoiswa muoxidation inodzorwa kuti ibvise tsvina, zvichiteverwa nedanho rekudzikisa oxygen yakanyungudutswa. Danho iri rinogadzira mhangura yeanode yakagadzirira kunatswa ne electrolytic.
b) Kuchenesa magetsi (kuchenesa magetsi)
Aya ndiwo matanho makuru ekugadzira mhangura yakachena kwazvo:
– Anode: mhangura ichiri netsvina
– Cathode: pepa remhangura rakachena (pepa rekutanga)
– Electrolytes: Mhinduro dzeCuSO₄ neH₂SO₄
Simba remagetsi rinoita kuti ma Cu²⁺ ions afambe kubva pa anode kuenda ku cathode obva aita mhangura chaiyo.
- Inonaya seanode slime (semuenzaniso Ag, Au, Pt)
– Kana kuti inonyunguduka asi hainyungudike pa cathode (zvichienderana nekugona kwayo)
Mugumisiro wacho imhangura ye cathode ine kuchena kusvika ku99,99% (inowanzonzi Cu-ETP sehwaro).
Kune masisitimu emagetsi, kuchena uku kwakakosha nekuti kunyangwe tsvina diki inogona kuwedzera kusimba, kuwedzera kupisa (kurasikirwa neI²R), uye kuderedza hupenyu hwebasa.
-
7. Imwe nzira yekushandisa oxide ore: leaching – SX – EW
Kune oxide kana low-grade copper ores, maitiro e hydrometallurgical anowanzo shandiswa:
1. Kubvisa tsvina ne sulfuric acid
Mhangura inonyungudika kuita Cu²⁺.
2. Kubvisa zvinonyungudutsa (SX)
Kutamisa Cu²⁺ kubva ku "tsvina" kuenda ku "organic phase", wobva wadzokera ku "clean" solution.
3. Kuhwina nemagetsi (EW)
Kudonhedza mhangura pa cathode uchishandisa magetsi.
Chinobuda i cathode yemhangura yakachena kwazvo inogona kushandiswawo pakugadzira zvigadzirwa zvemagetsi.
-
8. Kugadzirwa kwechigadzirwa: kukanda, kutenderedza, kudhirowa, uye kunama
Kana mhangura yakachena yawanikwa, danho rinotevera nderekushandura kuita chimiro chinodiwa neindasitiri yemagetsi:
a) Kukanda (kuumba)
Cathode copper inonyungudutswa yokandwa mu:
– Tsvimbo yewaya (tsvimbo yewaya)
– Chigadziko kana slab yekugadziriswazve
b) Kutenderera
Kugadzira:
– Bhawa rebhazi (bhawa remuchina wekufambisa), ndiro, kana strip
Inoshandiswa mumapaneru emagetsi, switchgear, grounding systems, uye power rails.
c) Kudhirowa (kudhirowa newaya)
Tsvimbo yewaya inodhonzwa kuburikidza nemadhayi muzvikamu kuti ive:
- Waya dzakapfava dzetambo
- Waya ye enamel yemota/transformer coils
Mukudhirowa, mhangura inoomeswa nekuoma (kushanda nesimba).
d) Kupisa (kurapwa nekupisa)
Annealing inoshandiswa kune:
- Inodzoreredza kugona kushanda zvakanaka
- Deredza kushushikana kwakasara
- Inodzora simba rekusimba uye kureba
Kune tambo, musanganiswa wemaitiro ekudhonza nekubatanidza tambo unosarudza kuchinjika, simba uye kuvimbika panguva yekuisa.
-
9. Mhando dzemhangura dzemagetsi: ETP, OF, uye alloys
Mumusika, mhangura inoshandiswa pakushandisa magetsi inowanzo zivikanwa seizvi:
1. Cu-ETP (Kupisa Kwakasimba Kwemagetsi)
Yakajairika patambo nemabhazi. Ine okisijeni shoma. Inofambisa mhepo zvakanyanya, uye inodhura zvishoma.
2. OF/OFHC (Kufambisa Kwemhepo Kusina Oxygen / Kusina Oxygen)
Okisijeni shoma kwazvo. Yakakodzera kushandiswa inonzwa hydrogen brittle, tembiricha dzakanyanya, kana kuti inoda conductivity/kuchena kwakasimba.
3. Mhangura alloys (e.g. Cu-Ag, Cu-Sn, Cu-Cr-Zr)
Inoshandiswa kana paine simba repamusoro remuchina kana kuti kupisa kuri nani, kunyange hazvo kufambiswa kwemhepo kuchiwanzo deredzwa zvishoma.
Kusarudzwa kwegiredhi kunofanirwa kuenderana nezviripo pari zvino, tembiricha yekushanda, nzira yekubatanidza, uye nzvimbo yekushanda.
-
10. Kudzora mhando yekushandiswa kwemagetsi
Kuti ikwanise kushandiswa mumagetsi, mhangura inofanira kupasa bvunzo neongororo, zvinosanganisira:
- Kuedza kwekufambisa (kazhinji uchishandisa chiyero che %IACS)
Kana %IACS yakakwira, kufambisa kwemhepo kuri nani.
- Kuongorora makemikari kuti pave nechokwadi chekuti huwandu hwekusachena hunoenderana nezvinodiwa.
- Kuedza kusimbaradza nekureba kwetambo kuti tambo isatyoke zviri nyore uye kuti inochinjika zvakakwana.
- Kuongorora pamusoro (zvikanganiso, mitswe, zvinhu zvinosanganisirwa).
- Kuyedzwa kwehukuru uye saizi yezvigadzirwa kuti zvionekwe kuti zvakagadzirwa zvakanaka sei.
Mumatambo, maitiro ekupedzisira anowanzo sanganisira kuwedzera kuputira (PVC, XLPE, EPR) uye kuyedzwa kwe dielectric, asi izvi zvatove muchikamu chekugadzira tambo, kwete kungogadzira mhangura chete.
-
Mhedziso
Kugadziriswa kwesimbi yemhangura yemagetsi inzira yakaoma yekutevera: kutanga kubva pakupwanya simbi, kuisa zvinhu mumagetsi, kunyungudutsa kana kuburitsa, kunatswa kwemagetsi kusvika pakuchena kwakanyanya, wozogadzira michina (casting-rolling-drawing) uye kupinza mvura kuti iwane conductivity inodiwa, simba, uye kuchinjika. Kubudirira kwemhangura mukushandiswa kwemagetsi hakubvi chete pahunhu hwayo hwechisikigo, asiwo kubva pakunyatsorongeka kwemaitiro ekugadzirisa uye kudzora mhando kunoita kuti mhangura ikwanise kufambisa magetsi zvinobudirira, zvakachengeteka, uye zvinogara kwenguva refu.
Kana muchida, ndinogona kugadzirisa chinyorwa ichi kuita shanduro yehunyanzvi (ine nhamba dzekufambisa, zviyero zveASTM/IEC, uye mienzaniso yekushandisa cable/busbar) kana shanduro inozivikanwa zvikuru yemabasa echikoro.
