در فرآیند تولید فلز مس، عناصر دیگری تولید میشود که هرکدام ارزش اقتصادی بسیاری دارند؛ عناصری که برخی از آنها چرخ صنایع بزرگ را میچرخانند. با برخی از عناصر همراه با مس در اینجا آشنا میشوید.
به نقل از نشریه «اخبار فلزات» اهمیت صنعت مس نهتنها به دلیل تولید این فلز، بلکه به سبب امکان تولید محصولات دیگری است که به طور موازی در فرآیند تولید آن استحصال میشوند.
بررسیهای انجامشده روی رسوب فرآیند بازیابی الکتریکی مس که در کف مخزن ایجاد میشود و همچنین غبارهای خروجی در مراحل مختلف تولید، نشان میدهد که این مواد دربرگیرنده عناصر باارزش و گرانبهایی هستند که استحصال آنها برای تولیدکنندگان مس از اهمیت ویژهای برخوردار است.تولید مس، فرآیندی پیچیده و چند مرحلهای است و سنگ معدنی پس از طی کردن چند مرحله، به مس با خلوص مطلوب تبدیل میشود. بهطور کلی، روشهای استحصال این فلز از کانی آن، به دو گروه هیدرومتالورژی و پیرومتالورژی تقسیم میشود که عمده تولیدات آن با استفاده از روش پیرومتالورژی حاصل میشود. در این فرآیند، ابتدا سنگ معدن تا ابعاد بسیار ریز خرد میشود و به شکل دوغاب درمیآید. این دوغاب پس از عبور از مراحل پرعیارسازی، خشک و به کوره منتقل میشود تا ذوب شده و مات مس بهوجود آید. این مات که بهطور عمده از ترکیبات سولفیدی مس تشکیل شده، وارد کوره کنورتور میشود و با دمیدن هوا بخشی از ترکیبات نامطلوب به سمت بالای کوره حرکت کرده و وارد فاز سرباره میشوند که میتوان آنها را با سرریز کردن از کوره خارج کرد. اما مس بهدستآمده از این مرحله که به آن مس بیلیستر میگویند، باید یک مرحله تصفیه حرارتی را پشت سر بگذارد. در این مرحله، مس وارد یک کوره افقی میشود و اینبار با دمش یکنواختتر هوا، حرارت دادن و همچنین دمش هیدروکربن، ناخالصیهای مس را حذف میکنند. مس حاصل از این مرحله که با نام مساند شناخته میشود، خلوص ۹۹/۵درصدی دارد اما همچنان دارای خلوص مطلوب نیست و برای آنکه بتواند نیاز صنایع مصرفکننده همچون تولید سیم و کابل را برطرف کند، نیازمند خالصسازی بیشتر است. از اینرو، مساند وارد حمامهای تصفیه الکتریکی حاوی اسید سولفوریک رقیق میشود.در اینجا مس موجود دراند حل میشود و با حرکت بهسوی کاتد، روی آن قرار میگیرد تا مسی با خلوص ۹۹/۹۹درصد تولید شود. در این زمان، برخی از ناخالصیهای موجود دراند که در محلول حل شدهاند در کف مخزن رسوب میکنند. این رسوب که دارای عناصر و ترکیبات ارزشمندی است به نام لجن آندی شناخته میشود. امروزه در بسیاری از نقاط دنیا با انجام فرآیندهای تصفیه و بازیابی این رسوبات، فلزات ارزشمند موجود در آن را استخراج کرده و به شکل محصولات جانبی فرآیند تولید مس، به فروش میرسانند. برخی از عناصر موجود در لجن آندی همچون طلا، نقره، پلاتین، پالادیوم و سلنیوم، جزو عناصر بسیار ارزشمند و گرانبها هستند. همچنین، این عناصر بهطور عمده جزو عناصر کالکوفیل هستند که میل به ترکیب با گوگرد دارند. درباره قرارگیری این عناصر در پوسته زمین میتوان به این نکته اشاره کرد که به دلیل بارندگی روی زمین و ایجاد اسید سولفوریک که ترکیبات این عناصر را در خود حل کرده و حرکت آنها به سمت لایههای پایینتر، عمده منابع عناصر کالکوفیل در عمق زیادی قرار دارد و معدنکاری ذخایر این عناصر نیاز به باطلهبرداری زیادی داشته و هزینههای بهرهبرداری از آنها بالاست. از اینرو، سرمایهگذاری برای استحصال این مواد از لجن آندی اهمیتی دوچندان مییابد.علاوه بر این، در واکنشهای انجامشده در هنگام فرآیند تولید و همچنین در فرآیندهای هیدرومتالورژی انجامشده روی لجن آندی، ممکن است گازهایی متصاعد شوند که دربرگیرنده ترکیباتی از عناصر باارزش همچون تلوریم هستند. از اینرو، جمعآوری و بهرهبرداری از این گازها و غبارها نهتنها باعث حفظ محیطزیست (به دلیل جلوگیری از آزاد شدن این مواد در مواردی سمی، در هوا) منتشر میشود بلکه میتواند امکان تولید مواد دیگری را نیز برای تولیدکنندگان فراهم آورد. پلاتین، پالادیوم و تلوریم از مهمترین محصولات جانبی فرآیند تولید مس هستند که استحصال آنها در بسیاری از نقاط دنیا مورد توجه فراوان قرار میگیرد.البته امکان بهرهبرداری و استخراج این مواد بهطور مستقیم وابسته به نوع ترکیبات سنگ معدن اولیه است. در معادن موجود در ایران عیار ترکیبات شامل پلاتین بسیار پایین است. همچنین، محتوی پالادیوم سنگهای معادن مس ایران نیز همچون پلاتین ناچیز است اما محتوی تلوریم، بیش از دو فلز یادشده است و سرمایهگذاری برای استخراج آن میتواند صرفه اقتصادی بیشتری داشته باشد
پلاتین پلاتین فلزی زیبا و در حالت خالص به رنگ نقرهای است. این فلز قابلیت شکلپذیری دارد و در مجاورت هوا تغییری در آن ایجاد نمیشود. واکنشپذیری پلاتین بسیار پایین بوده و از اینرو کاربردهای گستردهای در صنایع مختلف یافته است. ویژگی دیگر این فلز از جمله خاصیت کاتالیستی، آن را بهعنوان ماده ویژهای برای برخی از صنایع مطرح کرده است. همچنین، این فلز از ارزشمندترین مواد موجود در لجن آندی فرآیند تولید مس است اما تنها سنگهای بهدستآمده از برخی از معادن مس دنیا حاوی این فلز هستند و از اینرو پلاتین در لجن آندی ایجاد شده در تمامی کارخانههای تولید مس یافت نمیشود. از کارخانههایی که لجن آندی آنها دارای مقادیر قابل ملاحظهای پلاتین است، میتوان به «Southwire» در گرجستان و «Mhangura Copper» در زیمباوه اشاره کرد. اما بررسیهای انجامشده روی لجن آندی شرکت ملی صنایع مس ایران نشان میدهد که میزان پلاتین موجود حدود ۴ تا ۱۲ واحد بر میلیون است و از اینرو، در کشور ما اقدامات خاصی برای استحصال آن نشده است. بهطور کلی پلاتین پس از جداسازی طلا و نقره و غالب ناخالصیهای موجود در لجن، با اضافه کردن برخی ترکیبهای شیمیایی خاص و رسوب دادن ترکیبات آنها با پلاتین، جدا میشود. کاربردهای پلاتین در صنایع گوناگون همچون خودروسازی، شیمیایی، الکتریکی، نفت، پتروشیمی و پزشکی به چشم میخورد. این فلز در سطح وسیعی بهعنوان جواهر زینتی نیز مورد استفاده قرار میگیرد. کاربرد پلاتین در اگزوز وسایل نقلیه به تنهایی حدود نیمی از مصرف این فلز را به خود اختصاص داده است. پلاتین بهسبب ویژگی کاتالیستی میتواند موجب جلوگیری از آزاد شدن گازهای سمی همچون مونواکسید کربن، هیدروکربنها و اکسید نیتروژن در هوا و تبدیل آنها به موادی با سازگاری بیشتر با محیطزیست همچون دیاکسید کربن یا آب شود.
