Proces technologiczny: zintegrowany i nowoczesny

Nowoczesna technologia oraz ciągłe ulepszenie systemów eksploatacji w warunkach zagrożenia tąpnięciami zapewniają wysoki poziom wydobycia w kopalniach KGHM Polska Miedź. Dzięki zastosowanym w hutach i zakładach przeróbczych rozwiązaniom na światowym poziomie spółka systematycznie zwiększa produkcję miedzi. Odzyskuje też inne metale szlachetne, przy malejących kosztach jednostkowych.

Jednym z głównych celów KGHM w zakresie podstawowej działalności jest zwiększenie poziomu produkcji zakładów górniczych i hutniczych, optymalne wykorzystanie eksploatowanego złoża i metali oraz redukcja kosztów. KGHM jest największym producentem miedzi w Europie, korzystającym z własnych zasobów górniczych, siódmym co do wielkości producentem miedzi na świecie oraz drugim światowym producentem srebra. Podstawowa produkcja spółki jest zintegrowanym technologicznie procesem, w którym produkt końcowy jednej fazy technologicznej stanowi półprodukt wykorzystywany w kolejnej fazie.

Zasoby złóż rud miedzi

Właścicielem złóż rud miedzi, podobnie jak innych kopalin, jest Skarb Państwa. Posiadane przez KGHM Polska Miedź koncesje na wydobycie rudy miedzi pozwalają na prowadzenie przez spółkę eksploatacji złoża do 2013 r. w obszarach górniczych "Lubin", "Małomice", "Polkowice", "Sieroszowice" i "Rudna" oraz do 2015 r. w obszarze górniczym "Radwanice Wschód" i do 2046 r. w obszarze górniczym "Rudna II". Powiększenie bazy zasobowej, w celu utrzymania w przyszłości obecnego poziomu produkcji miedzi, wymaga uzyskania przez koncern nowych koncesji na złoża: "Głogów Głęboki", "Gaworzyce", "Radwanice".

Wydobycie

KGHM wydobywa rudę miedzi w podziemnych kopalniach. Do urabiania rudy stosowana jest technika strzałowa, z użyciem materiałów wybuchowych. W tym procesie powstają puste komory w miejscach, gdzie ruda miedzi została wydobyta, oraz filary pomiędzy komorami. System ten, zwany systemem filarowo-komorowym, jest powszechnie stosowaną metodą podziemnego wydobycia złóż o charakterze osadowym. Stropy, ściany komór (ociosy) oraz inne wyrobiska eksploatacyjne są zabezpieczane obudową kotwiową.

Urobiona ruda, która może zawierać do 2,5% miedzi, jest transportowana pojazdami i taśmociągami do podziemnych zbiorników, gdzie zostaje częściowo rozkruszana i następnie wydobywana na powierzchnię. Tam ruda przekazywana jest do Zakładów Wzbogacania Rud (znajdujących się przy głównych szybach w zakładach górniczych "Lubin", "Rudna" i "Polkowice-Sieroszowice").

Wzbogacanie rudy

W zakładach wzbogacania ruda miedzi jest kruszona i mielona na mokro, a następnie w postaci zawiesiny w wodzie jest transportowana do maszyn flotacyjnych. W nich odbywa się proces oddzielenia minerałów miedzi od skały płonnej. Zawiesina drobno zmielonej rudy w wodzie, po dodaniu niewielkiej ilości odpowiednich środków pianotwórczych i odczynników modyfikujących właściwości powierzchniowe minerałów miedzi, jest napowietrzana. W wyniku tego tworzące się pęcherzyki wynoszą minerały zawierające metale użyteczne na powierzchnię w postaci piany, natomiast skała płonna opada na dno i jako odpady poflotacyjne odprowadzana jest rurociągami do zbiornika odpadów poflotacyjnych "Żelazny Most". Piana z minerałami miedzi i innymi metalami towarzyszącymi jest zbierana, zagęszczana, filtrowana, odwadniana w prasach i częściowo suszona w celu uzyskania koncentratu miedzi. Następnie koncentrat przewożony jest transportem kolejowym do hut. Koncentrat, w zależności od zakładu górniczego z którego pochodzi, zawiera od 18 do 28% miedzi.

Wytapianie

W Hucie Miedzi "Legnica" i "Głogów I", które stosują technologie pieca szybowego, koncentraty mieszane są z czynnikiem wiążącym (ługiem posulfitowym). Otrzymany w ten sposób materiał jest brykietowany i wsadowany do pieca szybowego. Tam po stopieniu z koksem otrzymuje się kamień miedziowy i żużel odpadowy. Kamień miedziowy (zawierający ok. 60% miedzi), będący stopem siarczków miedzi i żelaza, podlega dalszej przeróbce w konwertorach syfonowych, do których jest przewożony w kadziach w stanie płynnym. Żużel, po zestaleniu i skruszeniu do odpowiedniej granulacji, stosowany jest jako materiał konstrukcyjny do budowy dróg. W procesie konwertorowania następuje utlenianie siarczków, w efekcie czego uzyskuje się miedź surową o zawartości ok. 98,5% miedzi.W Hucie Miedzi "Głogów II" proces topienia koncentratów prowadzony jest w piecu zawiesinowym. W procesie tym koncentrat przerabiany jest bezpośrednio do miedzi konwertorowej (blister), w procesie jednostadialnym. Technologię tę stosuje tylko jeszcze jedna huta na świecie. Miedź konwertorowa rafinowana jest następnie w piecach anodowych, po czym odlewana w anody, które zawierają ok. 99% miedzi. Anody te są przewożone do dalszego przerobu w procesie rafinacji elektrolitycznej.

Rafinacja elektrolityczna

Proces przebiega w wannach elektrolitycznych, wypełnionych roztworem kwasu siarkowego i siarczanu miedzi z odpowiednimi dodatkami (elektrolit). W roztworze zanurzone są anody miedziane i podkładki katodowe wykonane z cienkich blach z miedzi elektrolitycznej. Między katodami i anodami utrzymywane jest wymagane napięcie, powodujące przepływ prądu elektrycznego. Anody ulegają rozpuszczeniu. Czysta miedź osadza się na podkładkach katodowych, tworząc miedź katodową. Zanieczyszczenia zawarte w anodach częściowo przechodzą do roztworu i częściowo opadają na dno wanny, tworząc szlam anodowy, zawierający metale szlachetne. Otrzymana w procesie elektrorafinacji miedź katodowa zawiera 99,99% miedzi. Miedź katodowa to arkusze rafinowanej miedzi o powierzchni około 1 metra kw. i grubości 20 mm. Szlam anodowy jest surowcem wyjściowym do produkcji srebra, złota oraz metali z grupy platynowców w Wydziale Metali Szlachetnych.

Produkcja wlewków

okrągłych i walcówki

Część miedzi katodowej - celem uzyskania wlewków okrągłych - jest poddawana dalszej przeróbce na wydziale odlewu ciągłego w Hucie Miedzi "Legnica". Miedź katodowa jest topiona w piecu indukcyjnym, a następnie w sposób ciągły odlewana w krystalizatorze, w którym następuje proces krzepnięcia. Powstały drąg miedziany o przekroju okrągłym jest następnie cięty za pomocą piły na wlewki o żądanej długości.

Część miedzi katodowej trafia do Huty Miedzi "Cedynia", gdzie zostaje przetopiona w piecu Asarco. Następnie w sposób ciągły jest podawana do maszyny odlewniczej typu Hazalett. Wychodzące z niej pasmo miedzi w temperaturze czerwonego żaru poddaje się procesowi ciągłego walcowania w wieloklatkowym bloku walcowniczym. W tym procesie uzyskuje się walcówkę, która w postaci produktu o średnicy 8 mm jest zwijana w kręgi o masie około 3-5 ton.

Wydział Metali Szlachetnych

Wydział produkuje srebro rafinowane, złoto, szlam palladowo-platynowy oraz selen. Produkcja oparta jest na przerobie szlamu anodowego, pochodzącego z procesu elektrorafinacji miedzi. Szlam anodowy zawierający metale szlachetne jest suszony, a następnie wsadowany do pieca. Tam odbywa się topienie wsadu, konwertorowanie stopu i jego rafinacja ogniowa. Z gazów odlotowych z pieca wytrącany jest selen techniczny, będący produktem handlowym. Efektem końcowym procesu metalurgicznego jest metal Dore'a i żużel. Z metalu Dore'a odlewane są anody, które poddawane są procesowi elektrorafinacji w celu usunięcia ze srebra innych pierwiastków. Otrzymane srebro o czystości 99,99% odlewane jest w gąski lub granulat. Tworzący się w procesie elektrorafinacji szlam jest surowcem wyjściowym do produkcji złota. Jest on ługowany w reaktorze roztworem kwasu solnego w obecności gazowego chloru. W kolejnym reaktorze otrzymuje się złoto w postaci piasku. Piasek złota po wysuszeniu i przetopieniu w piecu indukcyjnym jest odlewany w sztabki. Z roztworów po odzysku złota wytrącany jest szlam platynowo-palladowy.

Produkty uboczne

W celu spełnienia wymogów związanych z ochroną środowiska, gazy ze wszystkich hut, zawierające dwutlenek siarki, poddawane są procesowi przetworzenia na kwas siarkowy. Siarczan miedzi i siarczan niklu są dodatkowymi produktami ubocznymi uzyskiwanymi w wyniku oczyszczania elektrolitu. Pył wytrącany z hutniczych gazów procesowych poddawany jest przeróbce celem uzyskania surowego ołowiu.

Coraz wyższa efektywnośćStałymi elementami rozwoju procesu produkcji miedzi są działania, mające na celu wzrost wydajności oraz obniżkę kosztów jednostkowych w kolejnych fazach ciągu technologicznego. Dzięki temu KGHM może być konkurencyjny na światowych rynkach metali. Spółka systematycznie poprawia efektywność. Obecnie produkcja miedzi na jednego pracownika jest dwukrotnie wyższa niż 10 lat temu.