铜矿床种类及铜的冶炼方法
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本文摘自再生资源回收-变宝网()铜矿的分类及提炼流程铜矿指可以利用的含铜的自然矿物集合体的总称,铜矿石一般是铜的硫化物或氧化物与其他矿物组成的集合体,与硫酸反应生成蓝绿色的硫酸铜。
下面简单介绍一下铜矿的分类及提炼流程。
分类分布1、海相火山岩黄铁矿型铜矿床。
产于下古生代石英角斑岩和细碧岩中。
呈透镜状﹑似层状。
矿石矿物以黄铜矿﹑黄铁矿为主。
铜品位一般大于1%。
如中国甘肃白银厂﹑青海红沟等矿床。
2、超基性岩中的熔离型铜镍硫化物矿床。
产于下古生代纯橄岩﹑辉橄岩﹑橄辉岩岩体的中﹑下部。
呈似层状﹑透镜状。
矿石矿物以黄铜矿﹑镍黄铁矿为主。
铜品位一般小于1%。
如中国甘肃金川﹑新疆喀拉通克等矿。
3、变质岩层状铜矿床。
产于中元古代白云岩﹑大理岩﹑片岩片麻岩中﹐沿层产出。
矿体呈层状﹑似层状﹑透镜状。
矿石矿物以黄铜矿﹑斑铜矿为主。
铜品位一般大于1%。
如云南东川汤丹﹑山西中条山胡家峪等矿。
4、夕卡岩型铜矿床。
产于中酸性侵入岩体和碳酸盐岩的接触带内外。
矿体以似层状﹑透镜状﹑扁豆状为主。
矿石矿物主要为黄铜矿﹑黄铁矿。
铜品位一般大于1%。
如安徽铜官山﹑江西城门山等矿。
5、斑岩铜矿床。
产于中生代﹑新生代花岗闪长斑岩﹑二长斑岩﹑闪长斑岩等及其围岩中。
矿体呈似层状﹑透镜状。
矿石矿物以黄铜矿为主。
铜品位一般小于1%。
矿床常为大﹑中型。
如江西铜厂﹑黑龙江多宝山﹑西藏玉龙、驱龙等矿。
6、砂岩型铜矿床。
产于中生代陆相砂岩与砂页岩中。
矿体呈似层状﹑透镜状。
矿石矿物以辉铜矿为主﹐其次为斑铜矿﹑黄铜矿等。
铜品位多大于1%。
如云南郝家河﹑四川大铜厂等矿。
提炼流程浸染状铜矿石的浮选一般采用比较简单的流程,经一段磨矿,细度-200网目约占50%~70%,1次粗选,2~3次精选,1~2次扫选。
如铜矿物浸染粒度比较细,可考虑采用阶段磨选流程。
处理斑铜矿的选矿厂,大多采用粗精矿再磨—精选的阶段磨选流程,其实质是混合—优先浮选流程。
先经一段粗磨、粗选、扫选,再将粗精矿再磨再精选得到高品位铜精矿和硫精矿。
铜冶炼工艺流程铜是一种重要的金属材料,广泛应用于建筑、电子、汽车等领域。
铜冶炼是将铜矿石中的铜提取出来并精炼成可用的铜金属的过程。
铜冶炼工艺流程包括矿石选矿、破碎、磨矿、浮选、冶炼和精炼等环节。
下面将详细介绍铜冶炼的工艺流程。
1. 矿石选矿。
铜矿石是含有铜元素的矿石,常见的有黄铜矿、辉铜矿、硫化铜矿等。
在选矿过程中,首先需要将原始矿石进行破碎、磨矿,以便提高矿石的表面积,便于后续的浮选。
然后通过重选、浮选等物理方法,将含铜的矿石与其他杂质分离,得到含铜的精矿。
2. 冶炼。
得到的含铜精矿需要进行冶炼,将其中的铜提取出来。
冶炼过程通常分为干法冶炼和湿法冶炼两种方式。
干法冶炼是指在高温条件下,将含铜精矿与石灰石等还原剂一起加热,使铜从矿石中析出。
湿法冶炼则是将含铜精矿浸出,通过化学反应将铜从矿石中提取出来。
无论是干法冶炼还是湿法冶炼,最终都会得到含有铜的熔体。
3. 精炼。
得到的含铜熔体还需要进行精炼,以提高铜的纯度。
常见的精炼方式包括火法精炼、电解精炼和气体吹炼等。
火法精炼是将含铜熔体加热至一定温度,通过氧化、还原等化学反应,去除其中的杂质。
电解精炼是将含铜熔体置于电解槽中,通过电解的方式将铜从熔体中析出。
气体吹炼是利用氧气吹入含铜熔体中,氧化其中的杂质,提高铜的纯度。
4. 铜的成品。
经过精炼后,得到的铜金属可以用于制造各种铜制品,如铜管、铜板、铜线等。
铜制品广泛应用于建筑、电子、通讯等领域。
以上就是铜冶炼的工艺流程,通过矿石选矿、冶炼和精炼等环节,将铜从矿石中提取出来并精炼成可用的铜金属。
铜冶炼工艺流程的完善和优化,对于提高铜的产量和质量具有重要意义,也是矿产资源的有效利用方式。
第1篇一、引言铜是人类历史上最早使用的金属之一,具有优良的导电性、导热性、耐腐蚀性和可塑性。
随着科技的进步和工业的发展,铜在各个领域的应用越来越广泛。
铜冶炼工艺是指从铜矿石中提取铜金属的一系列物理和化学过程。
本文将详细介绍铜冶炼工艺的原理、流程以及主要设备。
二、铜矿石的类型铜矿石主要分为两大类:硫化铜矿石和氧化铜矿石。
硫化铜矿石主要含有黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)等硫化物,氧化铜矿石主要含有赤铜矿(Cu2O)、孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2)等氧化物。
三、铜冶炼工艺流程1. 铜矿石破碎与磨矿铜矿石破碎与磨矿是将铜矿石从原生矿石中分离出来的第一步。
通过破碎机将矿石破碎成一定粒度,再通过磨矿机将矿石磨成细粉,以利于后续的浮选和冶炼。
2. 浮选浮选是将铜矿石中的硫化物和氧化物进行分离的过程。
将磨好的矿石加入浮选剂,通过调整pH值和搅拌,使硫化物与水形成泡沫,从而实现铜矿物与其他矿物的分离。
3. 精选精选是将浮选得到的铜精矿进行进一步处理,以提高铜的品位。
精选方法有火法精选、湿法精选等。
4. 炼铜炼铜是将精选后的铜精矿进行熔炼,提取铜金属。
炼铜方法主要有火法炼铜、湿法炼铜等。
(1)火法炼铜火法炼铜是将铜精矿在高温下进行熔炼,使铜与硫反应生成硫化铜,然后通过吹炼氧化硫化铜,使铜转化为氧化铜。
火法炼铜主要包括熔炼、吹炼、精炼等过程。
熔炼:将铜精矿加入熔炼炉中,加入助熔剂(如石灰石)和燃料(如焦炭),在高温下熔炼,使铜精矿中的硫化物转化为硫化铜。
吹炼:将熔炼得到的熔融硫化铜吹入转炉中,通过吹入空气,使硫化铜氧化成氧化铜,同时将硫氧化成二氧化硫气体排出。
精炼:将吹炼得到的氧化铜熔融,加入氧化剂(如氧气)和还原剂(如碳),使氧化铜还原成铜金属,同时将杂质氧化去除。
(2)湿法炼铜湿法炼铜是将铜精矿经过溶解、氧化、结晶等过程,提取铜金属。
湿法炼铜主要包括浸出、氧化、结晶、电解等过程。
浸出:将铜精矿加入浸出槽中,加入浸出剂(如硫酸、硝酸)和氧化剂(如氧气、空气),使铜精矿中的铜溶解于浸出剂中。
铜的冶炼方法及工艺流程一、铜的冶炼简介铜是一种常见的金属,广泛应用于电子、建筑、交通等领域。
其冶炼方法主要有火法和湿法两种,其中火法又分为直接冶炼和间接冶炼。
二、直接火法冶炼1. 矿石选取直接火法冶炼需要选取含铜量较高的铜矿,如黄铜矿、黄铁矿等。
2. 破碎和粉碎选好的铜矿需要经过粗碎、细碎等工序进行粉碎,以便后续处理。
3. 烘干粉碎后的铜矿需要进行烘干处理,以去除水分。
4. 熔化将经过处理的铜矿放入高温下进行加热,使其融化。
在此过程中,会产生大量的气体和灰渣,需要及时清理。
5. 分离在铜矿融化后,通过不同密度的分离方法将含有铜的物质与其他杂质分离开来。
6. 冷却和固化将分离出来的含有铜物质倒入模具中进行冷却和固化,形成铜块。
三、间接火法冶炼1. 矿石选取间接火法冶炼需要选取含铜量较低的铜矿,如赤铁矿、锌精矿等。
2. 破碎和粉碎与直接火法冶炼相同,需要对选好的铜矿进行粉碎处理。
3. 烘干同样需要进行烘干处理,以去除水分。
4. 浸出将经过处理的铜矿放入浸出槽中进行浸出,使其溶解。
在此过程中,需要加入一定量的氧化剂和酸性物质。
5. 沉淀将溶解后的含有铜物质通过沉淀方法与其他杂质分离开来。
6. 电积将分离出来的含有铜物质倒入电积槽中进行电积,使其逐渐沉积成为纯净的铜块。
四、湿法冶炼1. 矿石选取湿法冶炼需要选取含有较高金属硫化物的原料,如黄铁矿、黄铜矿等。
2. 破碎和粉碎同样需要对选好的铜矿进行粉碎处理。
3. 浸出将经过处理的铜矿放入浸出槽中进行浸出,使其溶解。
在此过程中,需要加入一定量的氧化剂和酸性物质。
4. 沉淀将溶解后的含有铜物质通过沉淀方法与其他杂质分离开来。
5. 电积将分离出来的含有铜物质倒入电积槽中进行电积,使其逐渐沉积成为纯净的铜块。
五、总结以上是铜的冶炼方法及工艺流程的详细介绍。
不同冶炼方法有着各自的优缺点,需要根据实际情况选择合适的方法。
同时,在冶炼过程中需要注意安全措施和环保要求,以保障生产和环境。
铜的冶炼工艺流程铜是一种常见的金属,具有良好的导电性和导热性,被广泛应用于电子、建筑、汽车和化工等行业。
铜的冶炼工艺流程通常包括选矿、烧结、反浸出、精炼和铸造等步骤。
下面将详细介绍这些工艺流程。
第一步是选矿。
铜矿石一般包含着众多的杂质,通过选矿可以将其与铜矿分离。
常用的选矿方法有重选、浮选和磁选等。
重选是利用矿石中铜矿和杂质的密度差异,在重力作用下进行分离。
浮选则是利用矿石中铜矿和杂质的物理、化学性质的差异,通过气泡在液固界面上的附着选择性分离。
磁选则是利用铜矿和杂质的磁性差异进行分离。
选矿后得到的铜矿粉末称为矿石浓缩,含有较高的铜含量,是后续冶炼的原料。
第二步是烧结。
矿石浓缩经过烘干后,被送入烧结炉中进行烧结。
烧结是将矿石浓缩中的颗粒相互结合形成团块的过程。
这样有利于后续的冶炼和处理。
烧结时,会加入燃料和熔剂,燃料提供热量,熔剂有助于矿石内颗粒的结合。
烧结的产物称为烧结块。
第三步是反浸出。
烧结块通常含有铜的氧化物和硫化物,需要通过反浸出过程来还原铜。
反浸出是指将铜氧化物加热,使其与含有还原剂的浸出液发生反应,从而转化为可溶性的铜化合物。
常用的还原剂有二氧化硫和硫化氢等。
通过反浸出可以将铜从烧结块中溶解出来。
第四步是精炼。
反浸出得到的浸出液不纯,还需通过精炼过程来提高铜的纯度。
精炼一般采用电解法,将浸出液作为阳极,铜板作为阴极,通过电流的作用将铜离子聚集在阴极上,从而得到纯铜。
同时,通过控制电流密度和电解液的成分,可使其他杂质在阳极上析出。
最后一步是铸造。
精炼得到的纯铜通常以液态形式进行铸造,得到不同形状的铜产品。
铸造可以使用传统的砂型铸造法,也可以使用连铸法、压铸法和注射成型法等。
连铸法是指将熔融的铜注入连续流动的铸造模具中,形成长条状的铜坯。
压铸法则是将熔融的铜注入铸模中,进行冷却和凝固,得到具有特定形状的铜制品。
注射成型法是将液态铜注入预先制造好的模具中,通过压力和热量使其冷却和溶胀,得到成型的铜制品。
第1篇一、引言铜作为一种重要的金属资源,广泛应用于电气、电子、机械、建筑、装饰等领域。
我国是世界上最大的铜消费国,铜产业的发展对国民经济具有重要意义。
本文将详细介绍生产铜的工艺,包括铜的采矿、选矿、冶炼、精炼等环节。
二、采矿1. 铜矿床类型铜矿床主要分为:沉积铜矿床、火山岩铜矿床、矽卡岩铜矿床、斑岩铜矿床等。
2. 铜矿开采方法(1)露天开采:适用于埋藏较浅、规模较大的铜矿床。
主要采用爆破、挖掘、运输等工序。
(2)地下开采:适用于埋藏较深、规模较小的铜矿床。
主要采用凿岩、爆破、装载、运输等工序。
三、选矿1. 选矿目的选矿是将铜矿石中的铜矿物与其他矿物分离,提高铜的品位和回收率。
2. 选矿方法(1)物理选矿:包括重力选矿、磁选、浮选等。
(2)化学选矿:包括浸出、溶剂萃取、电解等。
3. 物理选矿(1)重力选矿:利用矿物密度差异进行分离。
如跳汰选矿、摇床选矿等。
(2)磁选:利用矿物磁性差异进行分离。
如湿式磁选、干式磁选等。
(3)浮选:利用矿物表面性质差异进行分离。
如油酸、水玻璃等浮选剂。
4. 化学选矿(1)浸出:利用溶剂与铜矿物反应,使铜溶解于溶液中。
如硫酸浸出、酸浸等。
(2)溶剂萃取:利用萃取剂与铜离子形成可溶性络合物,实现铜的分离。
如硫酸铜萃取、氯化铜萃取等。
(3)电解:利用电解质溶液中的铜离子在电极上还原成金属铜。
如阳极泥电解、阳极泥火法冶炼等。
四、冶炼1. 冶炼目的冶炼是将选矿后的铜精矿转化为金属铜,提高铜的纯度。
2. 冶炼方法(1)火法冶炼:包括熔炼、吹炼、精炼等工序。
(2)电解精炼:将铜精矿或阳极泥电解成高纯度铜。
3. 火法冶炼(1)熔炼:将铜精矿与焦炭、石灰石等熔剂混合,在高温下熔炼成粗铜。
(2)吹炼:利用吹炼炉将粗铜吹炼成阳极铜。
(3)精炼:将阳极铜电解成高纯度铜。
4. 电解精炼(1)阳极:采用阳极泥或电解精炼后的阳极铜作为阳极。
(2)阴极:采用纯铜板作为阴极。
(3)电解液:采用硫酸铜溶液作为电解液。
铜生产工艺流程铜是一种重要的金属材料,广泛用于电气、建筑、汽车制造等领域。
铜的生产工艺流程包括矿石选矿、冶炼和精炼等环节。
下面我们将详细介绍铜的生产工艺流程。
1. 矿石选矿。
铜矿石主要包括黄铜矿、辉铜矿、赤铁矿等。
矿石选矿是铜生产的第一步,通过选矿设备对矿石进行破碎、磨矿和浮选,将含铜矿石从其他杂质中分离出来,得到含铜精矿。
2. 冶炼。
含铜精矿经过熔炼冶炼,将铜从矿石中提取出来。
冶炼的主要过程包括熔炼、炉渣处理和火法精炼。
在熔炼过程中,将含铜精矿与石灰石和焦炭一起放入高温熔炼炉中,熔炼出铜的硫化物。
然后通过炉渣处理,将炉渣中的杂质去除,得到含铜的半成品。
3. 精炼。
精炼是将含铜的半成品进一步提纯,去除杂质,得到纯净的铜金属的过程。
精炼方法包括火法精炼、电解精炼和湿法精炼等。
其中,电解精炼是目前应用最广泛的方法。
在电解精炼中,将含铜的半成品作为阳极,放入电解槽中,通过电解的方式将铜离子还原成纯净的铜金属,在阴极上沉积出来。
经过多次电解,最终得到纯度达到99.99%以上的电解铜。
4. 铜材加工。
得到纯净的铜金属后,可以进行铜材加工,包括铸造、轧制、拉拔等工艺,将铜金属加工成各种形状的铜材料,如铜板、铜管、铜线等,以满足不同领域的需求。
总结。
铜的生产工艺流程包括矿石选矿、冶炼和精炼等环节。
通过这些工艺流程,从铜矿石中提取出纯净的铜金属,为各个行业提供了重要的原材料。
随着技术的不断进步,铜的生产工艺也在不断改进,提高了生产效率和产品质量,为社会经济的发展做出了重要贡献。
冶炼铜的主要方法
冶炼铜的主要方法包括:
1. 神火法:通过自然火焰将含铜矿石燃烧,使其中的铜氧化为铜氧化物,然后再通过高温加热还原为纯铜。
2. 电解法:通过将含铜矿石浸泡在电解液中,利用电流的作用使铜阳极上溶解,再在阴极上沉积出纯铜。
3. 闪速炉法:将含铜矿石与焙烧剂一起加入到闪速炉中进行高温还原,使其中的铜与硫化物反应生成铜金属。
4. 吹炼法:通过将含铜矿石与氧化剂一起加入到吹炼炉中,利用高温和冲击氧化反应,使矿石中的铜向火焰中转化为气体,然后在冷凝阶段收集回纯铜。
5. 湿法冶炼法:将含铜的矿石浸泡在硫酸或硫酸盐溶液中,使铜溶解成铜离子,然后通过电解或还原等方法将铜离子还原成纯铜。
在实际生产中,上述方法可以单独使用或者组合使用,以达到最佳冶炼效果。
铜矿床种类及铜的冶炼方法铜矿床种类及铜的冶炼方法最主要的铜矿床有两种:一为原生的斑岩铜矿床,约占全部铜资源的66%,美国、智利、秘多;一为水成岩中次生的层状铜矿床,约占全部铜资源的25%,著名的赞比亚-扎伊尔铜矿带即属发现的铜矿物约160多种。
原生硫化矿中以黄铜矿(CuFeS2)最多,其次为斑铜矿(Cu5FeS4),次生主要有孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]、蓝铜矿[2CuCO3·Cu(OH)2]等。
70年代末全世界具有开采价值的铜矿金属储量约5亿吨,海底锰结核的铜储量估计约1979年世界各国(中国除外)为了充分利用资源,各国都非常重视杂铜的回收。
1980年工业发达包括苏联)的杂铜回收量约占总产铜量的15%。
同年美国回收杂铜58万吨,占全国铜消费量的中国铜矿分布较广,已探明的铜矿床多为斑岩铜矿、含铜黄铁矿、矽卡岩铜矿.铜是优良的导体,仅次于银。
常温下铜的电导率为银的94%,热导率为银的73.2%。
铜在干燥空气中不氧化,氧化碳的湿空气中表面形成一层铜绿;与碱溶液反应很慢,但易与氨形成络合物。
铜的标准电极+0.337伏,铜不能置换酸溶液中的氢,但溶于有氧化作用的酸中。
二价铜的电化当量为0.0003294克铜和铜合金如青铜、黄铜、白铜等,广泛用于制造电工器材、机械、建筑材料和运输工具等铜有多种化合物,主要用于化工、医药、农药等方面。
与金属铜的用量相比,用于化合物的只占铜消费量的1%左右。
美国1979年铜消费量的比例为:电气工业58%,建筑工业18%,机械制造业9%,运输工具9%伦敦市场铜的平均价格为:1978年67美分/磅,1979年93美分/磅(1磅=0.4536公斤)。
炼铜原料以硫化矿为主,品位一般为1%左右,坑内采矿的边界品位为0.4%,露天采矿可降采出的矿石须先经选矿得到含铜20~30%的精矿,再行冶炼。
炼铜的方法分火法和湿法,以火法法生产的铜占世界总产铜量80%以上。
一、炼铜原料储量—地壳中含一些大型铜矿将≥0.2%硫化矿物:黄铜矿铜冶炼的基本方法:火法炼铜-约占铜产量的90%湿法炼铜-约占10%铜冶炼的基本过程:矿石→选矿→富集成10~30%Cu,粒度(闪速炉)冶炼→冰铜→(吹炼)粗铜→(二、火法炼铜基本原理-高温并有足够的S时,Cu-S的亲和力>Fe-S亲和力、而Cu-O亲和力<Fe-O亲和力;1、铜精矿)空气、或二者混合→-吹入高温反应器(闪速炉1400~1500分解反应:FeS2=FeS+1/2S2Fe n S n+1=nFeS+1/2S22CuFeS2=Cu2S+2FeS+1/2S22CuS=Cu2S+1/2S2FeO SiO2氧气熔炼时:氧化反应放出的热量,足够熔炼之用,不需补充燃料;空气(预热)熔炼时:需要补充燃料;2、冰铜的吹炼:原料:Cu2S+FeS,含Cu量30~50%原理:在1200~1250℃时第一周期:利用氧气(或空气中)~液态FeS→FeO+SiO2→熔渣2FeS+3u+SO2均为放热反应,不需补充燃料;3、铜的电解精炼阳极-火法熔炼的铜;在硫酸铜+硫酸电解液,通入直流电,阴极-电解铜,阳极反应:Cu-2e=Cu2+标准电极电位=0.34VMe-2e=Me2+标准电极电位<0.34V标直接回收率85%;电解总回收率99.9%硫酸消耗4~5kg/吨铜;二、湿法炼铜-是利用低品位矿石、尾矿的有效途径;利用溶液浸出矿石中的Cu,使Cu进入溶液,从溶液中回收Cu;1)2+3H2SO4=3CuSO4+2CO2+4H2OCuSiO3 2H2O+H2SO4=CuSO4+SiO2+3H2O可在常温下进行;2、氨浸出:氨溶液在有CO2存在时,能够溶解所有的Cu氧化物和自然Cu;CuO+2NH4OH+(NH4)2CO3=Cu(NH3)4CO3+3H2OCu(NH3)4CO3+Cu= Cu2(NH3)4CO3 可在常温下进行,但不能浸出硫化矿物;3、高价硫酸铁浸出:可处理Cu的硫化矿物;Cu2S+2Fe2(SO4)3=2CuSO4+4FeSO4+S+3O2+2H2O=5FeSO4+CuSO4+2H2SO4细菌实际上起着催化作用,例如:黄铜矿浸出时,没有细菌,一年的浸出率不到20%, 在细菌参与时,20天就可以达到20%,一年的浸出率60%=Cu+H2SO4+1/2O2。
铜矿床类型及其特征介绍
一、硫化物型铜矿床
硫化物型铜矿床是全球最普遍的铜矿床类型,其主要矿物为黄铜矿和斑铜矿。
这种类型的矿床通常存在于地壳较深的地方,与火成岩活动密切相关。
其特点是矿石中铜含量较高,一般在1%以上,最高可达20%,但硫化物矿石中的铜不易提取。
二、氧化物型铜矿床
氧化物型铜矿床主要由赤铜矿和孔雀石等含铜氧化物组成,通常形成于地表或近地表环境中,由于长期风化作用使得硫化物型铜矿床转化为氧化物型。
这类矿床的特点是矿石中含有大量的铜氧化物,易于开采和冶炼,但矿石中的铜含量相对较低。
三、砂矿型铜矿床
砂矿型铜矿床是由河流、海洋等自然力将原生矿床中的铜矿物搬运到地表,并通过分选作用形成的。
这种矿床的特点是矿石中的铜以颗粒状存在,易于开采,但矿石中的铜含量较低。
四、沉积型铜矿床
沉积型铜矿床是在地质历史时期,由水体中含铜的溶液沉积形成的。
这类矿床的特点是矿石中的铜含量较低,但分布广泛,储量大。
五、热液型铜矿床
热液型铜矿床是由地壳深部的热水溶液携带铜元素上升到地表,经过冷却、结晶而形成的。
这类矿床的特点是矿石中的铜含量高,且伴有其他有价值的金属,如金、银、铅、锌等。
cu的冶炼方法铜的冶炼主要分为两个阶段:矿石的提取和精炼过程。
我们来看矿石的提取。
铜矿石主要有硫化铜矿和氧化铜矿两种类型。
硫化铜矿是一种含有铜的硫化物矿石,常见的有黄铜矿、黄铜黄铁矿等。
氧化铜矿则是一种含有铜的氧化物矿石,如赤铁矿、蓝铜矿等。
硫化铜矿的冶炼主要通过浮选法进行。
首先,将矿石经过粉碎和磨矿的过程,使其达到一定的颗粒度。
然后,将矿石与水混合,加入一定的药剂,如捕收剂、起泡剂等,形成泡沫,使铜矿石浮在泡沫上,然后通过机械手段将泡沫上的铜矿石收集起来。
最后,对收集到的铜矿石进行干燥、破碎和烧结等过程,得到铜精矿。
氧化铜矿的冶炼过程则略有不同。
首先,将矿石经过粉碎和磨矿的过程,使其达到一定的颗粒度。
然后,将矿石与一定比例的焙烧剂混合,放入高温炉中进行焙烧,使其转化为焙烧矿。
接着,将焙烧矿与硫化剂混合,进行还原反应,使铜氧化物还原为金属铜。
最后,对还原后的铜进行精炼,得到铜精矿。
接下来是精炼过程。
铜精矿中含有一些杂质,如铁、硫等。
为了获得纯度较高的铜,需要进行精炼。
铜的精炼方法主要有火法精炼和电解精炼两种。
火法精炼主要采用熔炼的方式。
首先,将铜精矿与一定比例的石灰石和焦炭混合,放入高炉中进行熔炼。
在高温下,铜会熔化并聚集在底部,形成铜锭,而杂质则会浮于上方形成熔渣。
然后,通过熔渣的倾倒和铜锭的收集,将杂质与铜分离。
最后,对铜锭进行再次熔炼和浇铸,得到纯净的铜锭。
电解精炼则采用电解的方式。
首先,将铜精矿破碎成一定的颗粒度,然后溶解在硫酸铜溶液中,形成电解液。
接着,将铜电极和不溶解的铅电极浸入电解液中,施加一定的电流,铜离子会在电极上还原成金属铜,沉积在铜电极上,而杂质则会沉积在铅电极上。
最后,将沉积在铜电极上的铜板取出,进行烘干和加工,得到纯净的铜产品。
铜的冶炼方法主要包括矿石的提取和精炼两个阶段。
提取阶段主要通过浮选法和焙烧还原法进行,而精炼阶段则主要通过火法精炼和电解精炼进行。
这些方法在实践中得到了广泛应用,为我们提供了丰富的铜资源。
铜的冶炼方法及工艺流程引言铜是一种重要的金属材料,具有良好的导电性和导热性,广泛应用于电子、电气、机械制造等行业。
为了获得高纯度的铜材料,需要通过冶炼方法和工艺流程进行提炼和精炼。
本文将深入探讨铜的冶炼方法及工艺流程。
一、火法冶炼火法冶炼是最早使用的铜冶炼方法之一,常用的火法冶炼方法有闪速冶炼法、焙烧、熔融还原等。
1. 闪速冶炼法闪速冶炼法是一种将铜矿石进行快速加热,使其迅速分解并释放出铜金属的方法。
其具体工艺流程如下: - 原料准备:将铜矿石破碎并磨细,以提高反应速率。
- 加热处理:将破碎后的矿石置于高温雾化炉中,通过喷射燃烧器对矿石进行高温加热。
- 分解反应:矿石中的硫化铜经过高温加热后发生分解反应,释放出金属铜和二氧化硫等气体。
- 分离提取:将产生的气体经过冷却和洗涤处理后,收集其中的二氧化硫气体,并进行进一步处理。
通过凝固和过滤等工艺,从气体中提取出金属铜。
2. 焙烧法焙烧法是指将含铜矿石进行氧化反应,使其中的铜矿物转化为氧化铜,从而便于进一步提取和冶炼。
其工艺流程如下: - 粉碎矿石:将含铜矿石破碎成适当的颗粒大小。
- 煅烧矿石:将矿石放入焙烧炉中进行加热,使其发生氧化反应。
- 氧化反应:矿石中的硫化铜等化合物经过高温氧化后,转化为氧化铜和二氧化硫等气体。
- 冷却处理:将产生的气体进行冷却和洗涤处理,以收集其中的二氧化硫气体。
- 提取冶炼:经过进一步处理,从气体中提取出氧化铜,可进行铜的进一步提纯和冶炼。
二、湿法冶炼湿法冶炼是通过溶剂提取、浸出、电解等方式进行铜的提纯和冶炼的方法,常用的湿法冶炼方法有浸出法、溶剂萃取法和电解法。
1. 浸出法浸出法是指将矿石与溶液接触,利用溶液中的化学反应来提取金属铜的方法。
其工艺流程如下: - 矿石碎磨:将矿石进行粉碎和磨细,以增加与溶液的接触面积。
- 浸出处理:将矿石与适当的溶液进行接触,使其中的铜矿物溶解于溶液中。
-过滤分离:将浸出液进行过滤,将固体残渣与溶液分离开。
铜矿床种类及铜的冶炼方法最主要的铜矿床有两种:一为原生的斑岩铜矿床,约占全部铜资源的66%,美国、智利、秘多;一为水成岩中次生的层状铜矿床,约占全部铜资源的25%,著名的赞比亚-扎伊尔铜矿带即属发现的铜矿物约160多种。
原生硫化矿中以黄铜矿(CuFeS2)最多,其次为斑铜矿(Cu5FeS4),次生主要有孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]、蓝铜矿[2CuCO3·Cu(OH)2]等。
70年代末全世界具有开采价值的铜矿金属储量约5亿吨,海底锰结核的铜储量估计约1979年世界各国(中国除外)为了充分利用资源,各国都非常重视杂铜的回收。
1980年工业发达包括苏联)的杂铜回收量约占总产铜量的15%。
同年美国回收杂铜58万吨,占全国铜消费量的中国铜矿分布较广,已探明的铜矿床多为斑岩铜矿、含铜黄铁矿、矽卡岩铜矿.铜是优良的导体,仅次于银。
常温下铜的电导率为银的94%,热导率为银的73.2%。
铜在干燥空气中不氧化,氧化碳的湿空气中表面形成一层铜绿;与碱溶液反应很慢,但易与氨形成络合物。
铜的标准电极+0.337伏,铜不能置换酸溶液中的氢,但溶于有氧化作用的酸中。
二价铜的电化当量为0.0003294克铜和铜合金如青铜、黄铜、白铜等,广泛用于制造电工器材、机械、建筑材料和运输工具等铜有多种化合物,主要用于化工、医药、农药等方面。
与金属铜的用量相比,用于化合物的只占铜消费量的1%左右。
美国1979年铜消费量的比例为:电气工业58%,建筑工业18%,机械制造业9%,运输工具9%伦敦市场铜的平均价格为:1978年67美分/磅,1979年93美分/磅(1磅=0.4536公斤)。
炼铜原料以硫化矿为主,品位一般为1%左右,坑内采矿的边界品位为0.4%,露天采矿可降采出的矿石须先经选矿得到含铜20~30%的精矿,再行冶炼。
炼铜的方法分火法和湿法,以火法法生产的铜占世界总产铜量80%以上。
火法炼铜主要原料是硫化铜精矿,一般包括焙烧、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”),分别脱除精矿中部分或全部的硫,同时除去锑等易挥发的杂质。
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,是把铜转化为酸盐,称硫酸化焙烧。
焙烧用的流态化焙烧炉(沸腾炉)[IMG]熔炼主要是造锍熔炼,其目的是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(x Cu2S·yFeS)。
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鼓风炉熔炼鼓风炉是竖式炉,中国很早就用它直接炼铜。
传统的方法为烧结块鼓风炉熔炼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,熔炼产出渣,此法烟气含SO2低,不易经济地回收硫。
为消除烟害,回收精矿中的硫,20世纪50年代,发展风炉熔炼法,即将硫化铜精矿混捏成膏状,再配以部分块料、熔剂、焦炭等分批从炉顶中心加料口形成料封,减少漏气,提高SO2浓度。
混捏料在炉内经热烟气干燥、焙烧形成烧结料柱,块状物料环绕在烧结料柱的周围,以保持透气性,使熔炼作业正常进行。
中国沈阳冶炼厂、富春江冶炼厂法。
反射炉熔炼适于处理浮选的粉状精矿。
反射炉熔炼过程脱硫率低,仅20~30%,适于处理较高的精矿。
如原料含铜低、含硫高,熔炼前要先进行焙烧。
反射炉生产规模可大型化,对原料、应性强,长期来一直是炼铜的主要设备,至80年代初,全世界保有的反射炉能力仍居炼铜设备的反射炉烟气量大,且含SO2仅1%左右,回收困难。
反射炉的热效率仅25~30%,熔炼过程的反较少,所需热量主要靠外加燃料供给。
70年代以来,世界各国都在研究改进反射炉熔炼,有的采撒装置将精矿喷入炉内,加强密封,以提高SO2浓度。
中国白银公司第一冶炼厂将铜精矿加到反射体内,鼓风熔炼,提高了熔炼强度,烟气可用于制取硫酸。
反射炉为长方形,用优质耐火材料砌筑。
燃烧器设在炉头部,烟气从炉尾排出,炉料由炉顶部加入,冰铜从侧墙底部的冰铜口放出,炉渣从侧墙或端墙下的放渣口排出。
炉头温度1500~1550度1250~1300℃,出炉烟气1200℃左右。
熔炼焙烧矿时,燃料率10~15%,床能率3~6吨/(米铜精矿直接入炉,燃料率16~25%,床能率为2~4吨/(米2·日),称生精矿熔炼。
中国大冶冶炼厂平方米反射炉熔炼生精矿。
电炉熔炼炼铜采用电阻电弧炉即矿热电炉,对物料的适应性非常广泛,一般多用于电价低和处理含难熔脉石较多的精矿。
电炉熔炼的烟气量较少,若控制适当,烟气中SO2浓度可达5%左于硫的回收。
铜熔炼电炉多为长方形,少数为圆形。
大型电炉一般长30~35米,宽8~10米,高4~5米直径为1.2~1.8米的自焙电极,由三台单相变压器供电。
电炉视在功率3000~50000千伏安,单积功率100千瓦/米2左右,床能率3~6吨/(米2·日),炉料电耗400~500千瓦·时/吨,电极糊3公斤/吨。
中国云南冶炼厂采用30000千伏安电炉熔炼含镁高的铜精矿。
闪速熔炼是将硫化铜精矿和熔剂的混合料干燥至含水0.3%以下,与热风(或氧气、或富氧空喷入炉内迅速氧化和熔化,生成冰铜和炉渣。
其优点是熔炼强度高,可较充分地利用硫化物氧化降低熔炼过程的能耗。
烟气中SO2浓度可超过8%。
闪速熔炼可在较大范围内调节冰铜品位,一般控左右,这样对下一步吹炼有利。
但炉渣含铜较高,须进一步处理。
闪速炉有奥托昆普(Outokumpu)型和国际镍公司(International Nickel Co.)型两种末世界上已有几十个工厂采用奥托昆普型闪速炉,中国贵溪冶炼厂也采用此种炉型。
冰铜吹炼利用硫化亚铁比硫化亚铜易于氧化的特点,在卧式转炉中,往熔融的冰铜中鼓入硫化亚铁氧化成氧化亚铁,并与加入的石英熔剂造渣除去,同时部分脱除其他杂质,而后继续鼓风亚铜中的硫氧化进入烟气,得到含铜98~99%的粗铜,贵金属也进入粗铜中。
一个吹炼周期分为两个阶段:第一阶段,将FeS氧化成FeO,造渣除去,得到白冰铜(Cu2S)。
1150~1250℃。
主要反应是:2FeS+3O2─→2FeO+2SO22FeO+SiO2─→2FeO·SiO2第二阶段,冶炼温度1200~1280℃将白冰铜按以下反应吹炼成粗铜:2Cu2S+3O2─→2Cu2O+2SO2Cu2S+2Cu2O─→6Cu+SO2冰铜吹炼是放热反应,可自热进行,通常还须加入部分冷料吸收其过剩热量。
吹炼后的炉渣高,一般为2~5%,返回熔炼炉或以选矿、电炉贫化等方法处理。
吹炼烟气含SO2浓度较高,一般为可以制酸。
吹炼一般用卧式转炉,间断操作。
表压约1公斤力/厘米2的空气通过沿转炉长度方向排风眼鼓入熔体,加料、排渣、出铜和排烟都经过炉体上的炉口。
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,而其氧熔于铜液等性质,通过氧化造渣或挥发除去。
其过程是将液态铜加入精炼炉升温或固态铜料加入然后向铜液中鼓风氧化,使杂质挥发、造渣;扒出炉渣后,用插入青木或向铜液注入重油、石油气法还原其中的氧化铜。
还原过程中用木炭或焦炭覆盖铜液表面,以防再氧化。
精炼后可铸成电解的铜阳极或铜锭。
精炼炉渣含铜较高,可返回转炉处理。
精炼作业在反射炉或回转精炼炉内进行火法精炼的产品叫火精铜,一般含铜99.5%以上。
火精铜中常含有金、银等贵金属和少量杂要进行电解精炼。
若金、银和有害杂质含量很少,可直接铸成商品铜锭。
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进行。
电含铜99.95%以上的电铜,而金、银、硒、碲等富集在阳极泥中。
电解液一般含铜40~50克/升,62℃,槽电压0.2~0.3伏,电流密度200~300安/米2,电流效率95~97%,残极率约为15~20%耗直流电220~300千瓦小时。
中国上海冶炼厂铜电解车间电流密度为330安/米2。
电解过程中,大部分铁、镍、锌和一部分砷、锑等进入溶液,使电解液中的杂质逐渐积累,不断增高,硫酸浓度则逐渐降低。
因此,必须定期引出部分溶液进行净化,并补充一定量的硫酸程为:直接浓缩、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;电解溶液经蒸发浓缩或冷却结晶产出粗硫酸镍;母液作为部分补充硫酸,返回电解液中。
此外,还可向解液中加铜,鼓风氧化,使铜溶解以生产更多的硫酸铜。
电解脱铜时应注意防止剧毒的砷化氢析溶液电解)。
火法炼铜的其他方法已应用于工业生产的方法还有:三菱法(Mitsubishi process) 将硫化铜精矿和熔剂喷入熔炼炉的熔体内,熔炼成冰铜和炉流至贫化炉产出弃渣,冰铜再流至吹炼炉产出粗铜。
此法于1974年投入生产。
诺兰达法(Noranda process) 制粒的精矿和熔剂加到一座圆筒型回转炉内,熔炼成高品位产炉渣含铜较高,须经浮选选出铜精矿返回炉内处理。
此法于1973年投入生产。
氧气顶吹旋转转炉法用以处理高品位铜精矿。
将铜精矿制成粒或压成块加入炉内,由顶部燃料也由顶部喷入,产出粗铜和炉渣。
中国用此法处理高冰镍浮选所得铜精矿。
离析法用于处理难选的结合性氧化铜矿。
将含铜1~5%的矿石磨细,加热至750~800℃后5%的煤粉和0.2~0.5%的食盐,矿石中的铜生成气态氯化亚铜(Cu3Cl3)并为氢还原成金属铜而粒表面,经浮选得到含铜50%左右的铜精矿,然后熔炼成粗铜。
此法能耗高,很少采用。
湿法炼铜用溶剂浸出铜矿石或精矿,而后从浸出液中提取铜。
主要过程包括浸出(见浸取)、净等工序。
目前世界上湿法炼铜的产量约占总产量的12%。
20世纪60年代以来,为了消除SO2污染法冶炼硫化铜矿进行了许多研究,但因经济指标尚不如火法,湿法工艺大多停留在试验和小规模段。
<br / 湿法炼铜目前主要用于处理氧化铜矿。
有氧化铜矿直接酸浸和氨浸(或还原浸)等法;酸浸应用较广,氨浸限于处理含钙镁较高的结合性氧化矿。
处理硫化矿多用硫酸化焙或者直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②氨液浸出法是将铜转变为铜氨络合物溶出,浸出液在高压釜内用氢还原,制成铜粉,或者用溶电积法制取电铜;氯盐浸出法是将铜转变为铜氯络合物进入溶液,然后进行隔膜电解得电铜。