萃取—电积技术生产电解铜概要

第一章萃取第一节萃取的基本概念和原理一,基本概念1,萃取: 就是水相中的被萃取组分与有机相接触后,通过物理和化学作用,使被萃取物部分或者几乎全部进入有机相,以实现萃取组分的富集和分离的过程.2,相比: 在萃取过程中,有机相与水相体积的比例.3,萃取率: 萃入有机相中的元素离子总量占两相中元素离子总量的百分比.4,萃取剂: M5640酮肟类高分子有机物.主要物理性质:比重0.95着火点:92.2ºC毒性:低毒,对个别动物皮肤有中等刺激.外观:琥珀色液体闪点:>73ºC铜络合物溶解度:(g·L-1)Cu >30(25ºC)萃取性能指标(萃取剂10%体积百分比,PH=2的CuSO4溶液):最大铜负载/(g.L-1) Cu 5.3∽5.9萃取铜/铁选择性≥ 2000萃取相分离时间/S≤ 70S铜的净传递量/(g.L-1) Cu≥ 2.75反萃取相分离时间/S≤ 80S5.260#溶剂油,作用为萃取剂的稀释剂.6.有机相,为萃取剂和260#溶剂油的混合物.二,铜的溶剂萃取化学羟肪萃取铜的化学反应为:(2RH)org+(Cu2+ +SO2-)aq=====(R2Cu)org+(2H++SO42-)aq这个反应式说明;1.每萃取1g/L的铜会产生1.54g/L的硫酸2.萃取和反萃是一个平衡反应.3.增加氢离子的活度会使反应从右向左运动;4.增加萃取剂的活度会使反应从左向右运动;三,混合室效率铜的回收率,取决于混合室效率,对于一个设计和操作都很好的萃取车间,混合室的效率应为:萃取:90—93%,反萃:98—100%混合室效率=在混合室中实现的金属传递质量/达到平衡时间的金属传递质量×100%在达到平衡时的金属传质量可通过从混合室中取乳液的样品并进一步将其混合6—10分钟,以使体系达到平衡.Q p-O f A f-A p萃取效率=____________×100= ___________×100Q e-O p A f-A eO f-Q p A p-A f反萃效率=___________×100 = __________________×100O f-Q e A p-A eA f: 料液Cu, O f空载有机相 Cu A p萃余液CuO e平衡后水相Cu A e平衡后水相CuOe平衡后有机相Cu四,萃取系统中铜的质量平衡在铜的萃取中,需要定期进行铜的质量平衡考查.(F-R)A f =(Lo-So)Q f或 Af/Q f=(F-R)/(Lo-So)=O/AF: 料液Cu.g/L R:萃余液Cu.g/L, Lo负载有机相Cug/LSo:空载有机相Cug/L A f料液流量m3/h O f:有机相流量m3/h从分析数据计算出来的化学反应的相比,应于由流量计读出的物理相比是相等的,如果这两个相比不相等,则或者分析数据或者流量计读数有误,则需要进行核对,对反萃系统也有相似的质量平衡.这些数据应该定期核对,通过铜的质量平衡方程式可以计算出一些未知的数值.如你没有有机相的流量计,可以计算有机相的流量.五, 澄清室中的有机相厚度太小,有机相厚度低会导致:1.增加有机相的位移速度:2.减少有机相在澄清室中的停留时间;3.增大两相界面区的速度;4.这会导致相夹带水平提高;六, 混合澄清槽中的空气混合澄清槽中的空气有造成不良影响。

管理及其他M anagement and other电积法净化铜电解液技术的比较张 剑摘要：净化铜电解液的目的是回收电解液中的金属元素，实现硫酸的循环利用。

电积法是一种常用的净化铜电解液技术，本文将介绍电积法与铜电解液的相关概念，并比较不同电积法之间的异同点以及分析净化效果最显著的技术，以扩大先进净化技术在冶炼厂的应用范围。

关键词：电积法；铜电解液；净化技术相比其他净化技术，电积法在铜电解液的净化上有明显的优势，已经成为湿法炼铜的主要方式。

随着技术的发展，可以使用不同类型的电积法来清洁铜电解液。

因此，技术人员需要比较不同电积法的优缺点，统计应用不同电积法后铜电解液的净化效率和效果，明确最适合铜冶炼厂发展需求的电积法净化技术，以提高铜电解液的净化效率并降低能耗。

1 电积法相关概念1.1 电积理解电积的概念是应用电积法的基础。

电积是指在湿法冶金中使金属离子沉积在阴极金属上的过程，其金属离子回收率可高达99%。

与电解方法相比，电积法通电后，阳极不会发生溶解，而只是将溶液中的金属离子沉淀并以固态形式附着在阴极上，从而实现电解液的净化目标，并产生贫液可作为反萃取剂。

根据阴极金属积累情况，部分贫液被抽取返回进行浸出，以维持金属元素的平衡。

在铜电解液净化中，应注意选择适合的阳极材料，确保通电后阳极不会溶解。

一般使用不溶于溶液的合金材料作为阳极。

总的反应为阴极上的铜离子获得电子形成固体，而阳极水失去电子形成游离的氢离子，并与硫酸根结合形成硫酸。

1.2 工艺优势电积法在铜电解液的净化中广泛应用，并具备以下优势。

第一，通过该技术可以获得较高纯度的阴极铜，提高金属元素的利用率。

第二，在净化过程中，溶液处于闭路循环状态，产生的废液量少，不会对环境造成污染。

第三，净化过程中，溶液的酸度会提高，可以充分回收利用，既可以返回电解补酸，也可以作为湿法铜矿的浸出液。

第四，铜离子可以富集到适合电积的高浓度溶液中，合适的电积溶液浓度为每升30g~50g，并且可以使铜与其他金属如铁、钴、镍等分离。

电解铜的生产工艺传统电解铜的生产工艺铜的冶炼工艺铜治金技术的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主，其产量约占世界铜总产量的85%，现代湿法冶炼的技术正在逐步推广，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

火法冶炼与湿法冶炼（SX－EX）。

a.火法炼铜:通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。

火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20－30％，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9％的电解铜。

该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95％，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。

近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。

生产过程大致如图：除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50％左右),一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜:品位在90％以上；黄杂铜（电线）:含铜物料（旧马达、电路板）；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。

b.湿法炼铜:一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。

现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。

湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

湿法冶炼过程为：c.火法和湿法两种工艺的特点比较火法和湿法两种铜的生产工艺，有如下特点：（1）后者的冶炼设备更简单，但杂质含量较高，是前者的有益补充。

（2）后者有局限性，受制于矿石的品位及类型。

电解铜铜的电解提纯：将粗铜（含铜99％）预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为电解液。

通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu)向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜（亦称电解铜）。

粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子（Zn和Fe）。

由于这些离子与铜离子相比不易析出，所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。

比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。

这样生产出来的铜板，称为“电解铜”，质量极高，可以用来制作电气产品。

沉淀在电解槽底部的称为“阳极泥”，里面富含金银，是十分贵重的，取出再加工有极高的经济价值。

电解铜-原材料铜废碎料涉及的范围较广，包括紫铜、黄铜、青铜、白铜的废杂料，本标准规定的铜废碎料仅指紫杂铜。

紫杂铜为铜制品所产生的各类废料、废件。

如废旧电缆、紫铜管、棒、板、块、带及带薄镀层的上述材料和其它非合金类铜废料等。

电解铜-铜的性质：①物理性质铜是一种玫瑰红色金属，柔软、有金属光泽，密度为8．92克/厘米3，溶点为1083．5℃，沸点为2595℃，富于延展性，易弯曲，强度较好，在导电性和导热性方面，铜仅次于银，居第二位，它可以进行冷热压力加工，由于其具有面心立方晶格，铜及其化合物无磁性。

熔点时铜的蒸气压很小，因而在冶金过程温度下，不易挥发。

②化学性质液体铜能溶解某些气体，H2、O2、SO2、CO2、CO和水蒸气等，溶解气体对铜的机械性质及导电性均有一定影响，纯铜在常温下与干燥空气和湿空气不起作用，但在CO2湿空气中，表面会产生绿色薄膜CuCO3Cu（OH）2又称铜绿，它能保证铜不再被腐蚀。

铜在空气中加热到185℃即开始与氧作用，表面生成一层暗红色铜氧化物，当温度高于350℃时，铜颜逐渐从玫瑰色变成黄铜色，最后变成黑色。

铜不能溶解于硝酸和有氧化剂存在的硫酸中，铜能溶解于氨水中，也能与氧、卤等元素直接化合电解铜-铜的用途：以铜为基体的合金称为铜合金，铜加入合金元素后，可改变其某些机械性能，同时又能保持纯铜的某些优良特性，常用的铜合金有黄铜、青铜、白铜三类，它在电子、电器、造船、建筑、汽车工业、国防工业及各种冷凝器、换热器等方面有特定的用途，尤其是在制造核废料容器、大型集成电路、记忆合金等方面。

2023-11-08•电解铜生产概述•电解铜生产工艺流程•电解铜生产设备与材料•电解铜生产质量控制•电解铜生产节能与环保措施目•电解铜生产案例分析录01电解铜生产概述电解铜生产定义电解铜是一种通过电解方式从含铜溶液中提取铜的工艺。

电解过程需要使用阴极和阳极，阴极通常由纯铜制成，阳极由铅、镍等不溶性金属制成。

电解过程中，电流通过阳极和阴极，导致溶液中的铜离子在阴极上析出，形成电解铜。

包括含铜溶液、阴极和阳极等。

准备原料将含铜溶液倒入电解槽中，通电后开始电解过程。

通电电解在阴极上析出铜离子，形成电解铜。

铜离子析出将电解铜从电解槽中取出，进行整理和包装。

收集和整理电解铜生产流程电解铜生产应用场景用于制造电线、电缆等电力设备。

电力工业建筑行业电子行业机械行业用于制造水管、散热器等建筑部件。

用于制造集成电路、印刷电路板等电子产品。

用于制造各种机械部件，如轴承、齿轮等。

02电解铜生产工艺流程电解铜生产所需原料来自矿山、废铜等，确保原料的充足供应和质量。

原料来源原料储存原料处理为保证原料的安全和稳定，需建设仓库进行原料储存，并严格控制储存环境。

为满足电解工艺的需求，需要对原料进行破碎、磨碎等预处理。

03原料准备0201基于电解原理，利用铜离子在阴极上析出形成铜的电化学过程。

电解原理根据生产规模和工艺要求，设计不同规格的电解槽，以满足生产需求。

电解槽设计控制电流、电压、电解液成分等参数，确保电解过程的稳定和高效。

电解操作电解过程通过物理方法将阳极泥与铜有效分离。

铜阳极泥处理阳极泥沉降将沉降后的阳极泥进行过滤，去除其中的水分和杂质。

阳极泥过滤将过滤后的阳极泥进行熔炼，提取其中的金属成分。

阳极泥熔炼为保证电解过程的顺利进行，需要控制电解液中各成分的浓度和比例。

电解液成分控制通过泵和管道系统，实现电解液的循环流动，确保电解过程的稳定性。

电解液循环定期对电解液进行检测和分析，及时处理异常情况，确保电解液的质量和稳定性。

硫化铜矿微生物浸出—萃取—电积提铜工业试验袁明华,周全雄(玉溪晨兴矿冶科技开发有限公司,云南玉溪　653100)摘要:在景谷民乐铜矿开展了硫化铜矿微生物浸出—萃取—电积提铜工业试验,取得了工业生产厂设计所需的各项工艺技术参数和消耗指标,达到了预定的试验目的。

关键词:硫化铜矿;微生物浸出;工业试验中图分类号:TF811 文献标识码:A 文章编号:1007-7545(2007)01-0009-02Industrial Experiment on Copper Extracting from Copper Sulphide Ore by Microbiological Leaching 2Solvent Extraction 2Electrodepositing ProcessYUAN Ming 2hua ,ZHOU Quan 2xiong(Yuxi Chenxing Mining &Metallurgy Science and Technology Development Ltd 1Co 1,Yuxi 653100,China )Abstract :The industrial experiment on extracting copper by microbiological leaching ,solvent extraction ,elec 2trodepositing process from copper sulphide ore in Minle ,Jinggu county was developed 1The engineering parame 2ter and consumption index that are needed in industrial production have been acquired 1K eyw ords :Copper sulphide ore ;Microbiological leaching ;Industrial experiment作者简介:袁明华(1962-),男,云南丰禄人,高级工程师,总经理 景谷民乐铜矿为一火山岩型斑岩铜矿之次生富集优质辉铜矿为主的细脉浸染型矿床,远景铜金属储量预计在30万t 以上。

浸出—萃取—电积法工艺实例浸出—萃取—电积法工艺实例萃取法以主主要用于提取稀有金属。

由于萃取剂价格昂贵，故对铜的萃取工艺应用受到限制。

70年代以来，由于有机化学和石油化学工业的迅速发展，为制造和使用新型价廉、有效的萃取剂提供了条件，从而在铜的工业生产中采用萃取法成为可能。

溶剂萃取的显著特点是生产效率高、连续作业性强、适用于工业规模的生产、分离效果好、提取率高、操作简便、生产时“三废”少。

所以，近年来国外采取萃取法提铜的工业化生产逐年增加。

1968年美国亚利桑那州大牧场勘探和开发公司的兰乌矿，首先建成世界第一座铜的萃取—电积厂。

世界上铜的溶剂萃取—电积厂有十多座(表1)，这些厂所采用的萃取剂几乎都是Lix-64N。

表1 国外铜浸出—萃取—电积厂国铜产量，工厂处理原料投产日期备注家 t/a大牧厂勘探和开发公司兰世界第一座萃7000 氧化铜矿石稀硫酸浸出 1968 乌矿取厂巴格达德(亚利桑那州) 7000 氧化铜矿石稀硫酸浸出 19702+卡皮塔尔线材公司卡萨格Cu的萃取氨美 2500 铜屑和海绵铜的氨浸液 1970 兰德厂再生循环用从电介车间来的酸性萃取铜时需调SEC公司埃尔帕索厂 7000 Cu-Ni溶液 pH值国阿纳康达公司(美国蒙大36000 氨浸25%的硫化物精矿 1974 拿州) 采用乙稀稀释金属化学公司梅萨厂铜屑剂恩昌加联合公司坎松希矿 26000 氧化矿酸浸液 1977 赞比低品位氧化矿尾矿浸出三级萃取、二恩昌加联合铜矿公司 90000 1973 亚液级反萃普照达惠尔矿业公司 18000 氧化铜矿硫酸浸出 1977 Lix-64N 智国立铜公司丘基卡马塔矿 36000 氧化铜矿硫酸浸出 1977 189/e铜薄层两段浸出一段富液世界第一座薄利阿吉雷厂(C.P.A公司) 17000 1981.11 含铜5.5克/升层浸出厂秘氧化铜矿堆浸液含铜5三级萃取、三塞罗维尔德(米尼诺公司) 33000 1977 鲁克/升级反萃在国外由于环境保护的严格要求和氧化矿的普遍开采，对铜的溶剂萃取给予了广泛的注意和重视。