1. ভূমিকা
প্রাথমিক পরিশোধিত তামা উৎপাদনের জন্য পাইরোমেটালার্জিক্যাল তামা গলানোর পদ্ধতিই প্রধান, যা বিশ্বব্যাপী ধারণক্ষমতার ৮০% এরও বেশি। এই প্রক্রিয়াটি উচ্চ-তাপমাত্রার ধাতববিদ্যার ক্রিয়াকলাপের মাধ্যমে তামার সালফাইড ঘনীভূত পদার্থ (প্রাথমিকভাবে চ্যালকোপিরাইট, CuFeS₂) কে উচ্চ-বিশুদ্ধতা ক্যাথোড তামা (≥99.99% Cu) তে রূপান্তরিত করে। এই নিবন্ধে ফ্ল্যাশ গলানো, রূপান্তর, অ্যানোড পরিশোধন এবং তড়িৎ পরিশোধন সমন্বিত মূলধারার সমন্বিত ফ্লোশিটের বিস্তারিত বিবরণ দেওয়া হয়েছে।
2. ঘনীভূত প্রস্তুতি এবং মিশ্রণ
তামার ঘনত্ব (২৫-৩৫% ঘনক) বাল্ক জাহাজে আসে এবং ঢেকে রাখা মজুদে সংরক্ষণ করা হয়। আর্দ্রতার পরিমাণ সাধারণত ৮-১২% থাকে এবং ঘূর্ণায়মান ভাটি বা ফ্লুইডাইজড-বেড ড্রায়ার ব্যবহার করে বিস্ফোরণ এবং নিম্ন প্রবাহে গলানোর ক্ষেত্রে অতিরিক্ত শক্তি খরচ রোধ করার জন্য ≤০.৩% এ কমিয়ে আনতে হবে।
শুকনো ঘনীভূত পদার্থকে ফ্লাক্স (কোয়ার্টজ, চুনাপাথর), রিভার্ট এবং কনভার্টার স্ল্যাগের সাথে সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রিত অনুপাতে মিশ্রিত করা হয়। আধুনিক কারখানাগুলিতে স্বয়ংক্রিয় ডিস্ক ফিডার এবং লোড-সেল সিস্টেম ব্যবহার করা হয় যা ±0.5% এর মধ্যে মিশ্রণের নির্ভুলতা অর্জন করে।
৩. ফ্ল্যাশ স্মেল্টিং
তামার সালফাইড ঘনীভূত পদার্থের চিকিৎসার জন্য ফ্ল্যাশ গলানোর প্রযুক্তি হল সবচেয়ে উন্নত প্রযুক্তি, যা বিশ্বব্যাপী আউটোটেক (বর্তমানে মেটসো) ফ্ল্যাশ ফার্নেস এবং চীনা-উন্নত অক্সিজেন তলদেশে তৈরি চুল্লি দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়।
৩.১ প্রক্রিয়া নীতি
শুষ্ক ঘনত্বকে ৮৫০-৯৫০°C তাপমাত্রায় একটি গরম, অক্সিজেন-সমৃদ্ধ বায়ুপ্রবাহে (অক্সিজেন ঘনত্ব ৭৫-৯০%) প্রবেশ করানো হয়। বিক্রিয়াগুলি (শুকানো, জারণ, স্ল্যাগ এবং ম্যাট গঠন) ৩-৫ সেকেন্ডের মধ্যে সম্পন্ন হয়, বিক্রিয়া তাপের মাধ্যমে স্বয়ংক্রিয় তাপীয় ক্রিয়াকলাপ বজায় থাকে। মূল বিক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে: 4CuFeS₂ + 9O₂ → 4CuS + 2Fe₂O₃ + 8SO₂ 2FeS + 3O₂ + 2SiO₂ → 2FeO·SiO₂ + 2SO₂
৩.২ মূল সরঞ্জাম
- রিঅ্যাকশন শ্যাফ্ট: ১১-১৪ মিটার উচ্চতা, ৭-৯ মিটার ব্যাস, উচ্চ-গ্রেডের ম্যাগনেসাইট-ক্রোম ইট এবং তামার জলের জ্যাকেট দিয়ে রেখাযুক্ত।
- সেটলার এবং আপটেক শ্যাফ্ট: ম্যাট (65-75% ঘনক) এবং স্ল্যাগের মাধ্যাকর্ষণ পৃথকীকরণ।
- বর্জ্য তাপ বয়লার: বাষ্প উৎপাদনের জন্য ~550°C অফ-গ্যাস থেকে সংবেদনশীল তাপ পুনরুদ্ধার করে।
- অক্সিজেন-ঘনত্ব অনুপাত: ১.১৫-১.২৫ Nm³ O₂/t শুষ্ক ঘনত্ব
- বিক্রিয়া খাদের তাপমাত্রা: ১২৫০-১৩০০°C
- ম্যাট তাপমাত্রা: ১১৮০-১২২০°C
- স্ল্যাগ Fe/SiO₂ অনুপাত: 1.1-1.4, স্ল্যাগে তামা ≤0.6%
৩.৩ গুরুত্বপূর্ণ নিয়ন্ত্রণ পরামিতি
একক ফ্ল্যাশ ফার্নেসের ক্ষমতা ৪০০০-৫৫০০ টন/দিন ঘনীভূত হয়, যার তাপীয় দক্ষতা ৯৮% থেকে বেশি এবং প্রায় ১০০% SO₂ ক্যাপচার হয়।
৪. রূপান্তর
ম্যাট বৈদ্যুতিকভাবে উত্তপ্ত লন্ড্রি বা ল্যাডলের মাধ্যমে পিয়ার্স-স্মিথ কনভার্টার বা ক্রমাগত রূপান্তরকারী চুল্লিতে স্থানান্তরিত হয়।
৪.১ স্ল্যাগ-গঠনের পর্যায়
অক্সিজেন সমৃদ্ধ বাতাস (২৫-৩৫% O₂) লৌহ সালফাইডের জারিতকরণের জন্য ফুঁ দেওয়া হয়। ২-৮% Cu ধারণকারী স্ল্যাগ স্কিম করা হয় এবং ফ্ল্যাশ স্মেল্টিংয়ে ফিরিয়ে আনা হয়।
৪.২ তামা তৈরির পর্যায়
ক্রমাগত ফুঁ দিলে ১১৮০-১২৩০°C তাপমাত্রায় Cu₂S জারিত হয়ে ফোস্কা তামা (৯৮.৫-৯৯.৩% Cu) হয়ে যায়।
৫. অ্যানোড ফার্নেস ফায়ার রিফাইনিং
জারণ-হ্রাস পরিশোধনের জন্য ফোস্কা তামা ৫০-৫০০ টন স্থির বা কাত হওয়া অ্যানোড চুল্লিতে চার্জ করা হয়।
৫.১ জারণ পর্যায়
বায়ু বা অক্সিজেন লেন্সগুলি ভাসমান স্ল্যাগ হিসাবে অবশিষ্ট Fe, Ni, As, Sb এবং Bi অপসারণ করে।
৫.২ হ্রাস পর্যায়
প্রাকৃতিক গ্যাস, ডিজেল, অথবা কাঠের খুঁটি ব্যবহার করে অক্সিজেনের পরিমাণ ১৫০-৩০০ পিপিএমে কমানো হয়। পরিশোধিত তামা ৩০০-৪৫০ কেজি অ্যানোডে (Cu ≥৯৯.০%) ঢালাই করা হয়।
৬. ইলেক্ট্রোলাইটিক পরিশোধন
CuSO₄-H₂SO₄ ইলেক্ট্রোলাইটে ক্যাথোড হিসেবে সীসা বা টাইটানিয়াম মাদার ব্ল্যাঙ্ক সহ তড়িৎ বিশ্লেষক কোষে অ্যানোড স্থাপন করা হয়।
৬.১ অপারেটিং শর্তাবলী
- বর্তমান ঘনত্ব: 220-320 A/m²
- কোষের ভোল্টেজ: ০.২২-০.৩২ ভী
- ইলেক্ট্রোলাইট তাপমাত্রা: 60-65°C
- Cu²⁺: 40-55 g/L, বিনামূল্যে H₂SO₄: 150-220 g/L
৬.২ তড়িৎরাসায়নিক বিক্রিয়া
অ্যানোড দ্রবীভূতকরণ: Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ বেশি উন্নতমানের উপাদান (Au, Ag, Se, Te) অ্যানোড স্লাইমে রিপোর্ট করে; কম উন্নতমানের উপাদান দ্রবণে প্রবেশ করে। ক্যাথোড জমা LME গ্রেড A স্পেসিফিকেশন পূরণ করে ≥99.993% Cu প্রদান করে।
৭. গ্যাস-বহির্ভূত চিকিৎসা এবং পরিবেশগত নিয়ন্ত্রণ
ফ্ল্যাশ ফার্নেস, কনভার্টার এবং অ্যানোড ফার্নেস থেকে SO₂ সমৃদ্ধ গ্যাসগুলিকে ঠান্ডা করা হয়, ধুলো অপসারণ করা হয় এবং ডাবল-কন্টাক্ট অ্যাসিড প্ল্যান্টে প্রক্রিয়াজাত করা হয় যা 99.8% সালফার পুনরুদ্ধারের চেয়ে বেশি অর্জন করে। টেইল গ্যাস SO₂ 100 mg/Nm³ এর অনেক কম। আর্সেনিক, পারদ এবং অন্যান্য ভারী ধাতু বিশেষ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অপসারণ করা হয়।
৮. উপসংহার
সমসাময়িক তামার পাইরোমেটালার্জি উচ্চ ধারাবাহিকতা, অটোমেশন এবং পরিবেশগত কর্মক্ষমতা অর্জন করেছে। সমন্বিত ফ্ল্যাশ স্মেল্টিং-ক্রমাগত রূপান্তর-অ্যানোড পরিশোধন-ইলেক্ট্রোরিফাইনিং ফ্লোশিটগুলি সামগ্রিক তামার পুনরুদ্ধার>৯৮.৫% এবং নির্দিষ্ট শক্তি খরচ ২৮০-৩২০ কেজিসি/টন ক্যাথোড প্রদান করে, যা বিশ্বমানের মানদণ্ডের প্রতিনিধিত্ব করে। অক্সিজেন সমৃদ্ধকরণ, ক্রমাগত তামা তৈরির প্রযুক্তি এবং ডিজিটাল প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণে চলমান উন্নয়ন দক্ষতা এবং স্থায়িত্বকে আরও এগিয়ে নেবে।
পোস্টের সময়: ডিসেম্বর-২২-২০২৫