La fusion du cuivre est le processus de séparation du cuivre métallique de la roche dans laquelle il est naturellement incrusté en le faisant fondre. Ceci est accompli par une série de plusieurs étapes de traitement. Le terme fusion du cuivre peut se référer à cette étape de fusion en particulier ou il peut se référer un peu moins formellement à l’ensemble du processus dans son ensemble.
Dans la nature, le cuivre, ainsi que de nombreux autres métaux, peuvent être trouvés incrustés dans la roche. Une telle combinaison de métal et de roche est connue sous le nom de minerai. Pour que le cuivre puisse être utilisé dans la pratique, il doit être séparé de la roche et des autres métaux et raffiné à une pureté acceptable. Chaque opération de fusion de cuivre a son propre processus unique, mais beaucoup partagent des étapes de base similaires.
Un processus typique peut commencer par le broyage du minerai en une poudre. Cette poudre est traitée avec des produits chimiques et de l’air pour séparer une partie des matériaux indésirables et concentrer le cuivre. Les matières indésirables provenant de cette étape sont appelées résidus. Les résidus sont généralement éliminés dans un bassin de résidus.
Le matériau concentré de cette étape est ensuite séché et introduit dans un four de fusion à haute température. Au fur et à mesure que le concentré est chauffé, les différents matériaux qu’il contient se séparent en couches. Une couche de matériau fondu contenant du cuivre, appelée couche mate, coule au fond. Les déchets solides, appelés scories, flottent vers le haut. Les scories et les gaz de dioxyde de soufre sont éliminés et soit jetés, soit vendus pendant que la couche de matte passe à l’étape suivante.
La matte est ensuite versée dans un convertisseur où elle réagit avec l’air, la chaux et la silice pour séparer le cuivre des scories de fer. Le cuivre résultant de cette étape est connu sous le nom de cuivre blister. Le cuivre blister subit une cuisson et une purification supplémentaires pour éliminer toutes les impuretés restantes.
L’un des principaux effets secondaires du processus de fusion du cuivre est la production de déchets. Le raffinage du cuivre génère trois fois et demie plus de déchets que la quantité de cuivre produite. Ces déchets se présentent non seulement sous forme de solides qui doivent être éliminés ou recyclés, mais également sous forme de dioxyde de soufre gazeux. Le dioxyde de soufre est un polluant atmosphérique important, particulièrement notable en tant que précurseur de la production de pluies acides. Certains pays exigent des mesures correctives dans la fusion du cuivre et d’autres opérations industrielles pour atténuer l’impact environnemental négatif du processus.
On pense que la première fusion du cuivre est originaire d’Asie occidentale entre 4000 et 4300 av. De nombreux historiens pensent que les potiers antiques ont probablement découvert ce processus en premier. Leurs fours de cuisson à sole auraient pu atteindre la haute température nécessaire. De simples feux de camp n’auraient pas brûlé suffisamment pour faire fondre le cuivre.
La majorité des réserves de cuivre sont en grande partie concentrées dans quelques régions, notamment certaines parties des États-Unis et du Canada, la Zambie et les montagnes des Andes. Cependant, les fonderies de cuivre modernes sont situées dans le monde entier sur tous les continents, à l’exception de l’Antarctique. Alors que l’Antarctique est également une source de gisements de minerai de cuivre, un moratoire à long terme sur l’exploitation minière en Antarctique a été établi en 1991 pour préserver la région.