其工艺流程图如图 现驳回酸浸法从矿石中提取铜 三氧化二铁和脉石 某铜矿石含氧化铜 氧化亚铜 SiO2 (的工艺流程图)
铜矿分为氧化矿和硫化矿。
有湿法和火法两种冶炼方法火法炼铜关键原料是硫化铜精矿,普通包含焙烧、熔炼、吹炼、精炼等工序. 焙烧分半氧化焙烧和全氧化焙烧(“死焙烧”),区分脱除精矿中局部或所有的硫,同时除去局部砷、锑等易挥发的杂质。
此环节为放热反响,理论不需另加燃料。
造锍熔炼普通驳回半氧化焙烧,以坚持构成冰铜时所需硫量;恢复熔炼驳回全氧化焙烧;此外,硫化铜精矿湿法冶金中的焙烧,是把铜转化为可溶性硫酸盐,称硫酸化焙烧。
熔炼关键是造锍熔炼,其目的是使铜精矿或焙烧矿中的局部铁氧化,并与脉石、熔剂等造渣除去,产出含铜较高的冰铜(xCu2S•yFeS)。
冰铜中铜、铁、硫的总量常占80%~90%,炉料中的贵金属,简直所有进入冰铜。
冰铜含铜量取决于精矿层次和焙烧熔炼环节的脱硫率,环球冰铜层次普通含铜40%~55%。
消费低层次冰铜,可更多地利用硫化物反响热,还可缩短下一工序的吹炼期间。
熔炼炉渣含铜与冰铜层次无关,弃渣含铜普通在0.4%~0.5%。
熔炼环节关键反响为: 2CuFeS2→Cu2S+2FeS+S Cu2O+FeS→Cu2S+FeO 2FeS+3O2+SiO2→2FeO•SiO2+2SO2 2FeO+SiO2→2FeO•SiO2 粗铜精炼分火法精炼和电解精炼。
火法精炼是应用某些杂质对氧的亲和力大于铜,而其氧化物又不溶于铜液等性质,经过氧化造渣或挥发除去。
其环节是将液态铜添加精炼炉升温或固态铜料添加炉内熔化,然后向铜液中鼓风氧化,使杂质挥发、造渣;扒出炉渣后,用拔出青木或向铜液注入重油、石油气或氨等方法恢复其中的氧化铜。
恢复环节中用木炭或焦炭笼罩铜液外表,以防再氧化。
精炼后可铸成电解精炼所用的铜阳极或铜锭。
精炼炉渣含铜较高,可前往转炉解决。
精炼作业在反射炉或回转精炼炉内启动。
火法精炼的产品叫火精铜,普通含铜99.5%以上。
火精铜中常含有金、银等贵金属和大批杂质,理论要启动电解精炼。
若金、银和有害杂质含量很少,可间接铸成商品铜锭。
电解精炼是以火法精炼的铜为阳极,以电解铜片为阴极,在含硫酸铜的酸性溶液中启动。
电解产出含铜99.95%以上的电铜,而金、银、硒、碲等富集在阳极泥中。
电解液普通含铜40~50g/L,温度58℃~62℃,槽电压0.2~0.3V,电流密度200~300A/m2,电流效率95%~97%,残极率约为15%~20%,每吨电铜耗直流电220~300kwh。
中国上海冶炼厂铜电解车间电流密度为330A/m2。
电解环节中,大局部铁、镍、锌和一局部砷、锑等进入溶液,使电解液中的杂质逐渐积攒,铜含量也始终增高,硫酸浓度则逐渐降落。
因此,必定活期引出局部溶液启动污染,并补充必定量的硫酸。
净液环节为:间接稀释、结晶,析出硫酸铜;结晶母液用电解法脱铜,析出黑铜,同时除去砷、锑;电摆脱铜后的溶液经蒸发稀释或冷却结晶产出粗硫酸镍;母液作为局部补充硫酸,前往电解液中。
此外,还可向引出的电解液中加铜,鼓风氧化,使铜溶解以消费更多的硫酸铜。
电摆脱铜时应留意防止剧毒的砷化氢析出。
湿法炼铜用溶剂浸出铜矿石或精矿,然后从浸出液中提取铜。
关键环节包含浸出(见浸取)、污染、提取等工序。
目前环球上湿法炼铜的产量约占总产量的12%。
20 世纪60 年代以来,为了消弭SO2 污染,对用湿法冶炼硫化铜矿启动了许多钻研,但因经济目的尚不如火法,湿法工艺大多逗留在实验和小规模消费阶段。
湿法炼铜目前关键用于解决氧化铜矿。
有氧化铜矿间接酸浸和氨浸(或恢复焙烧后氨浸)等法;酸浸运行较广,氨浸限于解决含钙镁较高的联合性氧化矿。
解决硫化矿多用硫酸化焙烧-浸出或许间接用氨或氯盐溶液浸出等方法。
①硫酸化焙烧-浸出法是将精矿中的铜转变为可溶性硫酸铜溶出;②氨液浸出法是将铜转变为铜氨络合物溶出,浸出液在低压釜内用氢恢复,制成铜粉,或许用溶剂萃取-电积法制取电铜;氯盐浸出法是将铜转变为铜氯络合物进入溶液,然后启动隔膜电解得电铜。
氧化铜矿普通不易用选矿法富集,多用稀硫酸溶液间接浸出,所得溶液含铜普通为1~5g/L,可用硫化积淀、中和水解、铁屑置换以及溶剂萃取-电积等方法提取铜。
近年来,萃取-电积法开展较快。
其关键环节包含:①用对铜有决定性的肟类螯合萃取剂(LiX- 64 N,N-510,N-530 等)的煤油溶液萃取铜,铜进入无机相而与铁、锌等杂质分别。
②用浓度较高的H2SO4 溶液反萃铜,获取含铜约50g/L 的溶液。
反萃后的无机溶剂,经洗濯后,前往萃取环节经常使用。
③电积硫酸铜溶液得电铜,电解后液前往用作反萃剂。
消费流程见图。
硫化铜精矿经硫酸化焙烧后浸出,获取的含铜浸出液,经电积得电铜。
此法适于解决含有钴、镍、锌等金属的硫化铜精矿,但铜的回收率低,回收贵金属较艰巨,电能消耗大,电解后液的过剩酸量须中和解决,所以普通不驳回。
铜矿开采后坑内的残留矿、露天矿剥离的废矿石和铜矿表层的氧化矿,含铜普通较低,多驳回堆浸、就地浸出和池浸等方法,浸出其中氧化外形的铜,而所含硫化铜则应用细菌的氧化作用,使之溶解。
浸出液中的铜可用铁置换得海绵铜,或许用溶剂萃取-电积法制取电铜。
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