第五次课 火法炼铜的其它方法2分解
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炼铜技术总结炼铜技术总结篇1炼铜技术是一种将铜从矿石中提取出来的工艺,是现代工业的重要环节之一。
在现代工业中,炼铜技术得到了广泛应用和发展。
*将介绍炼铜技术的基本原理、技术应用和未来发展趋势。
一、炼铜技术概述炼铜技术是将铜从矿石中提取出来的过程。
炼铜技术包括火法炼铜、湿法炼铜和电法炼铜。
其中,火法炼铜是最常用的炼铜方法,而湿法炼铜和电法炼铜则相对较少使用。
二、炼铜技术的基本原理炼铜技术的基本原理是利用铜离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀,然后加入硫酸铜溶液使铜离子再次生成氢氧化铜沉淀,最终通过电解等方法将氢氧化铜转化为纯铜。
三、炼铜技术应用炼铜技术广泛应用于铜矿开采、冶炼、加工等领域。
在铜矿开采中,炼铜技术用于将矿石中的铜提取出来;在冶炼中,炼铜技术用于将铜矿石进行高温冶炼;在加工领域,炼铜技术用于将铜加工成各种铜制品。
四、炼铜技术的发展趋势随着环保要求的提高,湿法炼铜和电法炼铜技术将逐渐得到重视。
同时,随着技术的不断进步,炼铜技术也将得到进一步的发展和提高。
总之,炼铜技术是现代工业的重要环节之一,具有重要的经济和社会意义。
未来,随着环保要求的提高和技术的不断进步,炼铜技术将得到进一步的发展和提高。
炼铜技术总结篇2炼铜技术是一个复杂的领域,涉及到多个步骤和因素。
以下是炼铜技术的一些关键步骤和注意事项的总结:1.矿石处理:首先,需要将铜矿石磨碎,然后通过物理方法(如磁选)或化学方法(如浮选)将其中的铁、硫、硅等杂质分离出去。
2.熔炼:然后,将处理过的矿石进行熔炼,以生成铜锍。
这一步骤是炼铜工艺的关键步骤,因为铜锍是纯度较高的铜。
3.吹炼:铜锍需要在高温和还原性气氛中进行吹炼,以生成纯度较高的粗铜。
在这个过程中,需要不断加入矿石或碳来调节温度和气氛。
4.精炼:最后,粗铜需要在电解精炼过程中,被还原成纯度较高的电解铜。
此外,在整个过程中,需要严格控制温度、气氛、操作流程等参数,以确保安全、高效地生产出高质量的铜产品。
1.5.1火法炼铜火法炼铜时当今生产铜的主要方法,世界上80%以上的铜是用火法从硫化铜精矿中提取的。
火法炼铜最突出的特点时适应性强、能耗低、生产效率高。
硫化铜精矿的火法熔炼,一般包括三个过程。
第一个过程时将铜矿石熔炼成冰铜,第二个过程是将冰铜吹炼成粗铜,最后把粗铜精炼成纯铜。
精炼分为火法精炼和电解精炼。
1.5.2湿法炼铜湿法炼铜是在溶液中进行的一种提铜方法,无论贫矿、富矿、氧化矿或硫化矿,都可用湿法炼铜的方法提取铜。
湿法炼铜时用适当的溶剂浸出铜矿石,使铜以离子状态进入溶液,脉石及其它杂质不溶解。
浸出后经澄清和过滤,得到含铜浸出液和由脉石组成的不溶残渣及浸出渣。
浸出过程中,由于一些金属和非金属杂质与铜一起进入溶液,浸出液须净化,净化后的浸出液用置换、还原、电积等方法将铜提取出来。
湿法炼铜工艺流程图如图1-2所示。
第2章冰铜熔炼2.1概述冰铜熔炼时在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生产MeS共熔体的方法,又称造锍熔炼。
冰铜熔炼将精矿中的铜富集于冰铜中,而大部分铁的氧化物与加入的熔剂造渣。
冰铜与炉渣由于性质差别极大而分离。
根据炉料受热方式、热源、炉料所处的状态、气氛氧化程度,冰铜熔炼分为鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼、闪速熔炼及一步炼铜等。
尽管设备不同,冶炼过程的实质是相同的,都属于氧化熔炼。
铜精矿首先熔炼获得冰铜,然后将冰铜吹炼成粗铜,再获得纯度较高的粗铜,将粗铜进行精炼,即火法精炼和电解精炼,这些过程都包含了氧化过程。
2.2冰铜熔炼的基本原理冰铜熔炼所用炉料主要是硫化铜精矿和含铜的返料,除含有Cu、Fe、S等元素外,还含有一定量的脉石。
如用一般熔炼方法如反射炉处理S/Cu比值高的精矿,得到的冰铜品位低,此时要先进行氧化焙烧,脱去部分硫后熔炼,才能获得要求较高品位的冰铜。
如采用闪速熔炼或一步炼铜法则不受S/Cu的限制。
硫含量大,自热能力好。
炉料中的化合物分如下几种:(1) 硫化物熔炼生精矿以CuS、FeS、FeS2为主;焙砂以Cu2S、FeS为主,还有少量的ZnS、NiS、PbS等。
1 概述铜是人类应用的最古老的金属之一,它有很长的、很光辉的历史。
考古学证明,早在一万年前,西亚人已用铜制作装饰品之类的物件。
铜和锡可制成韧性合金青铜,考古发现在公元前约3000年,历史已进入了青铜时代。
而今铜的化学、物理学和美学性质使它成为广泛应用于家庭、工业和高技术的重要材料。
铜具有优良可锻性、耐腐蚀性、韧性,适于加工;铜的导电性仅次于银,而其价格又较便宜,故而被广泛应用于电力;铜的导热性能也颇佳;铜和其他金属如锌、铝、锡、镍形成的合金,具有新的特性,有许多特殊的用途。
铜是所有金属中最易再生的金属之一,再生铜约占世界铜供应总量的40%。
铜以多种形态在自然环境中存在,它存在于硫化物矿床中(黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、蓝铜矿)、碳酸盐矿床中(蓝铜矿、孔雀石)和硅酸盐矿床中(硅孔雀石、透视石),也以纯铜即所谓“天然铜”的形态存在。
铜以硫化矿或氧化矿形式露天开采或地下开采,采出矿石经破碎后,再在球磨机或棒磨机中磨细。
矿石含铜一般低于1%。
1.1国内外铜冶金的发展现状目前国内外的铜冶炼技术的发展主要还是以火法冶炼为主,湿法为辅。
铜的火法生产量占总产量的80%左右。
目前,全世界约有110座大型火法炼铜厂。
其中,传统工艺(包括反射炉、鼓风炉、电炉)约占1/3;闪速熔炼(以奥托昆普炉为主)约占1/3;熔池熔炼(包括特尼恩特炉、诺兰达炉、三菱炉、艾萨炉、中国的白银炉、水口山炉等)约占1/3。
另外,世界范围内铜冶金工业同样面临铜矿资源短缺的问题,国土资源部信息中心统计资料表明:在世界范围内,铜是仅次于黄金的第2个固体矿产勘查热点,全球固体矿产勘查支出中约20%是找铜的,并且这一比例还有增加的趋势。
相应地,铜也是各大势力集团争夺的焦点之一。
从全球角度看铜的保证年限只有约29年。
铜的主要出口国是拉美发展中国家。
1.2商洛情况全市已发现各类矿产60种,已探明矿产储量46种,其中大型矿床15处,中型矿床24处。
储量居全省首位的有铁、钒、钛、银、锑、铼、水晶、萤石、白云母和钾长石等20种,其中柞水大西沟铁矿储量3.02亿吨,占全省的46%,居全省第二位的有铜、锌、钼、铅等13种。
火法炼铜包括焙烧、熔炼、吹炼、精炼等工序,以硫化铜精矿为主要原料。
焙烧分半氧化焙烧和全氧化焙烧(“死焙烧”),脱除精矿中部分或全部的硫,同时除去部分砷、锑等易挥发的杂质。
熔炼主要是造锍熔炼,目的是使铜精矿或焙烧矿中的部分铁氧化,并与脉石、熔剂等造渣除去,产出含铜较高的冰铜。
吹炼能够消除烟害,回收精矿中的硫。
精炼分火法精炼和电解精炼。
粗铜精炼分火法精炼和电解精炼。
火法精炼是利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,通过氧化造渣或挥发除去步骤焙烧焙烧分别脱除精矿中部分或全部的硫,同时除去部分砷、锑等易挥发的杂质。
此过程为放热反应,通常不需另加燃料。
造锍熔炼一般采用半氧化焙烧,以保持形成冰铜时所需硫量;还原熔炼采用全氧化焙烧;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。
熔炼熔炼其目的是使铜精矿或焙烧矿中的部分铁氧化,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,几乎全部进入冰铜。
冰铜含铜量取决于精矿品位和焙烧熔炼过程的脱硫率,世界冰铜品位一般含铜40%~55%。
生产高品位冰铜,可更多地利用硫化物反应热,还可缩短下一工序的吹炼时间。
熔炼炉渣含铜与冰铜品位有关,弃渣含铜一般在0.4%~0.5%。
熔炼过程主要反应为:2CuFeS2→Cu2S+2FeS+SCu2O+FeS→Cu2S+FeO2FeS+3O2+SiO2→2FeO·SiO2+2SO22FeO+SiO2→2FeO·SiO2造锍熔炼的传统设备为鼓风炉、反射炉、电炉等,新建的现代化大型炼铜厂多采用闪速炉。
2主要方法鼓风炉鼓风炉是竖式炉,我国很早就用它直接炼铜。
传统的方法为烧结块鼓风炉熔炼。
硫化铜精矿先经烧结焙烧脱去部分硫,制成烧结块,与熔剂、焦炭等按批料呈层状加入炉内,熔炼产出冰铜和弃渣,此法烟气含SO2低,不易经济地回收硫。
铜冶炼工艺粗铜的火法精炼火法精炼原理:粗铜中多数杂质对O的亲和力大于Cu对O的亲和力,而且,杂质氧化物在Cu中的溶解度非常小,因此,杂质以氧化物炉渣的形式出去。
同时氧化过程的进行使铜中产生过量的氧化铜,最终需要还原得到粗铜。
即粗铜的火法精炼分为氧化过程和还原过程。
1.氧化过程(氧化除渣阶段)空气进入铜熔体,首先与铜反应生成Cu2O,再与其它金属杂质作用使杂质氧化,化学反应如下:4Cu+O2→2Cu2OCu2O+Me→MeO+Cu反应式中的Me代表金属杂质。
2.还原过程(还原得到阳极铜)氧化除渣后铜液中的Cu2O,用还原剂进行还原:Cu2O+H2→2Cu+H2OCu2O+CO→2Cu+CO2Cu2O+C→2Cu+CO还原剂有:重油、天然气、液化石油气、木炭等。
得到的阳极铜送电解车间进行电解精炼。
铜的电解精炼铜的电解精炼,是将火法精炼的铜浇铸成阳极板,用纯铜薄片作为阳极片,相间地装入电解槽中,用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液,在直流电的作用下,阳极上的铜和电位较负的金属溶解进入溶液,而贵金属和某些金属(硒、碲)不溶,成为阳极泥沉淀于电解槽底,溶液中的铜在阳极上优先析出,而其他电位较负的金属不能在阳极上析出。
这样,阳极上析出的金属铜纯度很高,成为阴极铜或电解铜。
电解精炼过程:阳极:火法精炼铜;阴极:电解铜(阴极铜);电解液:硫酸铜和硫酸的水溶液。
引入直流电,阳极铜溶解,在阴极析出纯铜,杂质进入阳极泥或电解液,从而实现铜和杂质的分离。
1.阳极反应电解液中含有H+、Cu2+、SO42-和水分子,当通入直流电时,在阳极上可能的氧化反应为:Cu-2e→Cu2+Me-2e→Me2+SO42--2e→SO3+1/2O2H2O-2e→2H++1/2O2Me指Fe、Pb、Ni、As、Sb等,电极电位比铜负,与铜一起溶解进入电解液;SO42-和H2O电极电位比铜正得多,在阳极上不可能进行反应。
因此,阳极的主要反应式Cu溶解形成Cu2+。
铜火法冶炼工艺流程
铜火法冶炼是一种传统的冶金工艺,也是目前工业上广泛应用的铜的
提取方式之一。
该工艺主要分为以下几个主要步骤:
1. 煅烧:在高温下预先处理铜矿石,并将其分解成氧化铜和硫化物等
组成,这一步骤也称为“烧结”。
2. 熔炼:氧化铜和硫化物等组分被送入熔融炉中加热熔化,形成熔体。
这一熔融过程通常需要高温和高压的环境。
3. 沉淀:将熔体冷却后,它们可以被进一步分离优化,通过意电龙提
供工艺,从而得到更纯的氧化铜。
4. 电解:最后,将氧化铜放入电解槽中,用电流使其被还原成纯铜。
以上是铜火法冶炼的主要工艺流程及步骤,这一传统工艺的优点在于:它可以处理多种不同类型的铜含有矿石,包括氧化型、硫化型和含钼、银等金属的铜矿石。
此外,铜火法冶炼工艺相对简单、成本较低,且可提取出纯度较高的铜。
不过,由于在高温环境下,工人可能受到有毒气体和尘埃的侵害。
此外,在不正确的操作下,铜矿石可能会被冶炼成危险的副产品,对环境产生负面影响。
综上所述,铜火法冶炼工艺在生产上仍然有着较为广泛的应用,但也需要工人具有一定的经验和技能,以确保安全和环保的操作。
铜冶炼的原理及过程咱今儿个来唠唠铜冶炼这档子事儿。
铜这玩意儿啊,在咱生活里可太常见了。
你瞅那些电线啊,好多都是铜做的呢。
那铜是咋从矿石里变出来的呢?这就像是把一个被泥土包裹得严严实实的宝贝给挖出来,再精心打磨一样。
铜矿石就像是一个大杂烩,铜元素就混在里面呢。
铜冶炼的原理其实就是把铜从这些杂质里分离出来。
这就好比是从一群混杂的人群里把自己要找的那个人找出来一样,得有点手段才行。
在古代啊,人们就开始炼铜了。
那时候的方法比较简单,就是火法冶炼。
这就像是用大火去烤一块有铜的石头,高温之下,杂质和铜就开始有不同的表现了。
有些杂质可能就变成气体飞走了,而铜就慢慢被提炼出来了。
就像把沙子和豆子混在一起,你用风吹一吹,轻的沙子就被吹走了,重的豆子就留下来了。
现在啊,火法冶炼也变得更加复杂和高效了。
一般来说,是先把铜矿石进行破碎,把大块的变成小块的。
这就像把一个大馒头掰成一个个小馒头块一样,为的就是让它在后面的工序里更好处理。
然后把这些小矿石放到熔炉里去熔炼。
熔炉里那温度,高得吓人,就像太阳底下最热的地方一样。
在这么高的温度下,矿石里的铜就开始融化了,那些熔点低的杂质也跟着融化了。
可这时候铜还不是纯净的呢,就像一碗粥里还有些小石子似的。
接着呢,要进行吹炼。
这吹炼啊,就像是给铜吹口气,让它变得更纯净。
在这个过程中,会往熔炉里鼓入空气。
那些杂质就会进一步被氧化,然后以气体或者炉渣的形式被除去。
这时候的铜就越来越接近我们平常见到的铜了。
这是不是很神奇啊?就像一个脏兮兮的孩子,经过不断地清洗,变得越来越干净了。
还有一种冶炼方法叫湿法冶炼。
这湿法冶炼就像是给矿石洗个澡。
把铜矿石放到一种特殊的溶液里,铜就会溶解到溶液里,而杂质就留在外面了。
就像把糖放到水里,糖会化掉,而沙子不会。
然后再通过一些化学的方法,把铜从溶液里提取出来。
这湿法冶炼对于一些低品位的矿石特别有用。
要是用火法冶炼那些低品位矿石啊,就像用大炮打蚊子,太不划算了。