Innowacyjna technologia otrzymywania czystej miedzi z Wrocławia

Innowacyjna technologia otrzymywania czystej miedzi z Wrocławia

Polscy naukowcy zbudowali urządzenie, które zapewni nową jakość w procesie oczyszczania miedzi, zarówno pod względem jakości jak i zmniejszenia czasu i kosztów tego procesu.

Badacze na całym świecie zmagają się z problemem niedostatecznej czystości miedzi – optymalna sytuacja to ponad 99,9 % czystości tego metalu. Inżynierowie z wrocławskiej firmy UNI-CHEM zbudowali urządzenie, które sprawi, że zapanowanie nad jakością i kosztami produkcji miedzi elektrolitycznej staje się łatwiejsze.

Polski wynalazek nazwany MAAC-1.01 umożliwia oznaczanie - w warunkach przemysłowych i w czasie rzeczywistym - stężenia składników stosowanych w procesie oczyszczania miedzi. Od precyzyjnego oznaczenia stężenia składników w roztworach elektrolitów (jonów miedzi, aktywnego kleju kostnego i tiomocznika) zależą jakość, wydajność i koszty produkcji miedzi katodowej.

Mimo oczyszczania, surowiec otrzymywany w hutach rudy miedzi wciąż jest zanieczyszczony innymi pierwiastkami. Zawartość miedzi w otrzymanym produkcie wynosi zaledwie około 98,5 procent, Takie zanieczyszczenie powoduje zmniejszenie przewodnictwa elektrycznego miedzi. Przewodnictwo można jednak zwiększyć przez poddanie jej procesowi elektrorafinacji.

Proces elektrorafinacji polega na oczyszczaniu miedzi przez jej elektrolityczne rozpuszczenie. Poddana działaniu prądu stałego miedź umieszczona na anodach ulega rozpuszczeniu w elektrolicie, a następnie, już oczyszczona, osadza się na katodach. Część jonów miedzi pozostaje w roztworze łącząc się z anionami siarkowymi i tworząc roztwór siarczanu miedzi, a część opada na dno wanny elektrolitycznej, tworząc szlam zawierający metale szlachetne, m.in. srebro lub złoto. Aby lepiej panować nad procesem elektrorafinacji miedzi, niezbędne są systemy automatyki sterujące procesem produkcji.

Obecnie całość pomiarów umożliwiających kierowanie procesem elektrorafinacji wykonują laboratoria przemysłowe, czego efektem są olbrzymie koszty i długi czas trwania procesów.

Witold Jan Lech, twórca głównych idei metrologicznych i technicznych urządzenia UNI-CHEM. Powiedział, że automaty MAAC-1.01 projektowane są i budowane z myślą o pracy ciągłej, głównie w systemach monitorowania i sterowania produkcją miedzi katodowej. Jego zdaniem, rozwiązanie problemów identyfikacji i pomiarów dodatków organicznych w płynach jest bardzo trudne.

„Automat analityczny MAAC-1.01 dokonuje pomiarów zarówno w wannach elektrolitycznych, jak i w rurociągach instalacji technologicznych. Pomiary w wannach elektrolitycznych to najtrudniejsze zadanie. Właśnie tam trwa proces technologiczny i panują warunki skrajnie trudne do prowadzenia bieżących pomiarów: wysoka temperatura, ruch płynów, wysoka gęstość prądów i duża dynamika zmian stężeń składników roztworów" - wyjaśnia Lech.

Pojedynczy analizator MAAC-1.01 pozwala na wykonywanie nawet kilkudziesięciu skomplikowanych pomiarów w ciągu doby, bez udziału człowieka. Koszt jednostkowego pomiaru, łącznie z pomiarem kleju kostnego i tiomocznika, jest kilkadziesiąt razy niższy od kosztów pomiarów wykonywanych w laboratoriach. Dodatkowo automaty MAAC-1.01, zainstalowane na halach produkcyjnych, pozwalają na planowanie pomiarów oraz przekazywanie wyników pomiarów do centrów zarządzania procesami produkcji.

Urządzenie waży 24 kg, ma niewielkie wymiary (60 cm długości, 25 cm szerokości, 40 cm szerokości) i może być przenoszone między różnymi miejscami wyznaczonymi do pomiarów.

W wariancie stacjonarnym urządzenie to może zostać zainstalowane na stałe, w sposób „dyskretny”, nie zakłócający ruchu ciężkiego sprzętu. Automaty mogą być zdalnie sterowane i są w stanie przesyłać np. drogą radiową wyniki pomiarów do centrów zarządzania procesami technologicznymi. Bieżąca obsługa automatu sprowadza się do okresowej wymiany zestawów pomiarowych (zestawów elektrod).

Rozwiązania zastosowane w automacie analitycznym MAAC otwierają drogę dla rozwijania elektrochemii oraz zastosowań tej ważnej dziedziny nauki nie tylko w przemysłach wytwarzających surowce wysokiej jakości, ale również w dziedzinach związanych z opieką zdrowotną i odnową biologiczną, w ochronie środowiska, w monitorowaniu procesów produkcji żywności i wody pitnej.

Witold Jan Lech powiedział, że naturalnym potencjalnym partnerem są huty miedzi KGHM „Polska Miedź” S.A. Oprócz tego nawiązywana jest współpraca z polskimi uczelniami.