已看---含铜废液制备氯化亚铜工艺研究_刘学雷 (1)

LIX984从高酸硝酸铜体系中萃取回收铜试验研究I. 引言- 本文介绍使用LIX984从高酸硝酸铜体系中萃取回收铜的试验研究- 介绍铜的重要性及回收的必要性，以及LIX984的特性和应用范围II. 实验方法- 实验设备和试剂介绍- 实验步骤和条件- 实验设计和操作注意事项III. 实验结果分析- 萃取回收铜的收率和纯度测试结果- 不同条件下萃取回收效果的差异分析- 分析LIX984使用的优缺点IV. 讨论和结论- 对实验结果进行讨论分析，探讨铜萃取回收的技术难点和解决方案- 综合分析，得出本文使用LIX984从高酸硝酸铜体系中萃取回收铜的有效性- 对铜萃取回收技术的发展前景进行展望V. 参考文献- 引用的文献列表第一章节：引言随着工业化进程的不断加速，铜作为金属材料的一种，被广泛地应用于电子、建筑、汽车、电力等方面。

铜材的应用量越来越大，更多的铜需求确保了铜进口的不断增加，对国家的贸易和工业的发展产生了重要的影响。

然而，铜是一种稀缺的有价金属，其开采量难以满足现代工业所需的数量，造成了铜矿资源的浪费和环境污染。

因此，回收和再利用铜是非常有必要的。

铜的回收和再利用需要借助于铜萃取和回收的技术。

铜的高浓度水溶液中或废水中萃取过多的铜离子，可以通过经过特殊处理的有机萃取剂铜，实现铜的回收和再利用。

其中，有机萃取剂是铜萃取和回收中最重要的组成部分之一。

LIX984是一种新型的磷酸酯有机萃取剂，具有萃取效果好、选择性好等特性，在工业铜萃取中具有重要的应用。

因此，使用LIX984从高酸硝酸铜体系中萃取回收铜方案是可行的。

该方案主要分为两步：先进行反萃取操作，以降低浓度和恢复有机萃取剂，随后处理和回收萃取液，以获得高纯度、高收率的铜溶液。

本文旨在研究LIX984从高酸硝酸铜体系中萃取回收铜的试验，并探索该方法的应用范围和优点。

通过对实验结果的分析和讨论，以及对铜萃取回收技术的发展前景的展望，为实现高效、低成本、高纯度的铜回收和利用提供理论和参考。

第41卷第6期(总第186期)2022年12月湿法冶金H y d r o m e t a l l u r g y ofC h i n a V o l .41N o .6(S u m.186)D e c .2022用氧化铋从锌冶炼废水中除氯试验研究周正华(株洲冶炼集团股份有限公司,湖南株洲 412007)摘要:研究了以氧化铋为脱氯剂,采用酸化㊁吸附㊁碱洗工艺从锌冶炼废水中去除氯㊂结果表明:在温度40ħ㊁氧化铋用量为10倍氯离子质量㊁溶液初始p H=1.5㊁反应时间1h 条件下,氯去除率为93.37%,溶液中残留氯质量浓度24.85m g /L ;对吸氯渣碱洗脱氯,在温度90ħ㊁N a O H 质量浓度80g /L ㊁反应时间60m i n ㊁液固体积质量比5/1条件下,氯脱除率达93.64%,碱洗液中氯质量浓度20.07g /L ㊂脱氯后铋化合物经酸化处理可重复利用㊂该工艺实际上只消耗氢氧化钠,生产成本低,操作简单㊂关键词:氧化铋;湿法炼锌;废水;氯;去除中图分类号:T F 803.25;X 703 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2022)06-0548-05D O I :10.13355/j .c n k i .s f y j.2022.06.014收稿日期:2022-07-19作者简介:周正华(1977 ),男,本科,M B A ,高级工程师,主要研究方向为湿法炼锌㊂引用格式:周正华.用氧化铋从锌冶炼废水中除氯试验研究[J ].湿法冶金,2022,41(6):548-552.锌冶炼过程中产生大量含氟㊁氯等有害杂质的冶炼废水,需进行脱氟脱氯处理[1-3]㊂从溶液中除氯主要有萃取法㊁针铁矿法㊁离子交换法㊁化学沉淀法和吸附法等[4]㊂萃取法主要采用二-(2-乙基己基)磷酸及三烷基叔胺㊁正辛醇等溶剂萃取脱除氯离子[5]㊂针铁矿法主要用F e2+作配合体,通过其与氟离子㊁氯离子形成针铁矿共沉淀而脱除氯离子[6]㊂离子交换法主要是利用选择性离子交换树脂交换溶液中的氯离子,使氯离子吸附到树脂上,实现脱氯[7-8]㊂吸附法高效清洁,常用吸附材料有铝基㊁铁基和铋基[9-10]㊂沉淀法则是利用铜离子或银离子与溶液中的氯离子生成难溶氯化亚铜或氯化银沉淀实现脱氯[11-12]㊂总体来说,溶剂萃取法和离子交换法处理量较小,而氯化银法成本较高,针铁矿法实施有一定难度,因而研发一种经济㊁高效的废水中氯开路工艺具有重要意义㊂试验借助氯化铋稳定性强的特性[13-14],研究了以氧化铋为除氯剂从废水中去除氯,并对除氯渣进行碱洗再生,以期为含氯废水的高效处理提供参考㊂1 试验部分1.1 试验原料㊁试剂废水:取自湖南株冶有色金属有限公司,C l-质量浓度375m g /L ,p H=1.5㊂试剂:氧化铋㊁氧化钙㊁氢氧化钠,均为分析纯;硫酸,工业纯㊂1.2 试验原理氧化铋经酸化处理后得到酸化物,其物相转变成B i (O H )S O 4(式(1)):B i 2O 3+2H 2S O 4 2B i (O H )S O 4+H 2O ㊂(1)B i (O H )S O 4与氯离子结合形成氯氧铋难溶物进而将氯离子从溶液中去除(式(2))㊂氯氧铋在高浓度N a O H 溶液中转化为B i 2O 3或Bi O O H (式(3)㊁(4)),B i 2O 3或Bi O O H 酸化后转化为B i (O H )S O 4脱氯剂(式(5)㊁(6))㊂B i (O H )S O 4+Cl - B i O C l ˌ+H ++S O 2-4;(2)2B i O C l +2N a O H B i 2O 3+2N a C l +H 2O ;(3)B i O C l +N a O H B i O O H+N a C l ;(4)B i 2O 3+2H 2S O 4 2B i (O H )S O 4+H 2O ;(5)B i O O H+H 2S O 4 B i (O H )S O 4+H 2O ㊂(6)1.3 试验方法从废水中除氯:废水体积200m L ,加入酸化Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第41卷第6期周正华:用氧化铋从锌冶炼废水中除氯试验研究后的氧化铋,在一定温度㊁氧化铋用量㊁废水p H 下反应一定时间,之后过滤得到滤液和滤渣,分析滤液氯质量浓度,滤渣为除氯渣㊂除氯渣碱洗脱氯:除氯渣20g,与一定量氢氧化钠溶液混合,在一定温度㊁N a O H 浓度和液固体积质量比条件下反应一定时间,之后过滤得滤液和滤渣,分析滤液中氯质量浓度,计算氯脱除率;滤渣为碱洗脱氯后的氧化铋酸化物㊂2 试验结果与讨论2.1 废水除氯2.1.1 温度的影响反应时间1h ,氧化铋用量为废水中氯离子质量的10倍,溶液初始p H=1.5,温度对除氯的影响试验结果如图1所示㊂图1 温度对氯去除率的影响由图1看出:随温度升高,氯去除率升高,至40ħ时达最高,为93.37%,之后随温度升高,氯去除率逐渐降低㊂温度较低时,溶液中离子扩散速度较慢,反应不充分,除氯效果不佳;温度过高,则氯氧铋不稳定,容易解离出游离态C l-,影响氯的实际去除效果㊂综合考虑,确定温度以40ħ为宜㊂2.1.2 氧化铋用量的影响反应时间1h ,温度40ħ,溶液初始p H=1.5,氧化铋用量对氯去除率的影响试验结果如图2所示㊂可以看出:随氧化铋用量增大,B i (O H )S O 4与氯的反应更加充分,有利于氯的去除,因此氯去除率升高;氧化铋用量增至废水中氯离子质量的10倍后,氯去除率趋于稳定,维持在93%左右,残氯质量浓度在20m g /L 左右㊂综合考虑,确定氧化铋用量以氯离子质量的10倍为宜㊂图2 氧化铋用量对氯去除率的影响2.1.3 溶液初始p H 的影响反应时间1h ,温度40ħ,氧化铋用量为废水中氯离子质量的10倍,以C a O 调溶液p H ,溶液初始p H 对氯去除率的影响试验结果如图3所示㊂图3 溶液初始p H 对氯去除率的影响由图3看出:随溶液初始p H 升高,氯去除率降低㊂这是由于铋离子极易水解,在弱酸环境中直接转化为B i O (O H ),从而降低对氯的去除能力㊂溶液p H=1.5时,氯去除效果最好,去除率达93.37%㊂废水p H 即为1.5左右,所以不必调p H ,原始p H 即可㊂2.1.4 反应时间的影响溶液初始p H=1.5,反应温度40ħ,氧化铋用量为废水中氯离子质量的10倍,反应时间对氯去除率的影响试验结果如图4所示㊂可以看出:氯去除反应速度较快,1h 后反应基本达到平衡,氯去除率趋于稳定,维持在92%左右㊂氧化铋除氯虽属于吸附法脱氯,但铋盐与氯结合生成氯氧铋沉淀物也具沉淀反应特点,反应速度较快㊂综合考虑,确定反应时间以1h 为宜㊂㊃945㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.湿法冶金 2022年12月图4 反应时间对氯脱除率的影响2.2 除氯渣碱洗脱氯2.2.1 除氯渣的组成除氯渣的X R D 和S E M 分析结果如图5所示㊂可以看出,除氯渣呈针状和片状,形貌与氧化铋的颗粒形貌[15]完全不同,说明除氯过程中发生了物相转变和晶型重构,氯与铋反应生成了新的物相B i O C l ,表明废水中的氯主要以B i O C l 形式被去除㊂图5 除氯渣的S E M (a )㊁X R D (b)分析结果2.2.2 温度对除氯渣碱浸脱氯的影响N a O H 质量浓度80g /L ,反应时间1h ,液固体积质量比5/1,温度对除氯渣碱洗脱氯的影响试验结果如图6所示㊂可以看出,温度对碱洗脱氯影响较大:随温度升高,氯脱除率提高;温度升至90ħ时,氯脱除率达最大㊂随温度升高,反应动力学速度加快,反应更趋完全,脱氯效果更好㊂综合考虑能耗㊁成本等因素,确定温度以90ħ为宜㊂图6 温度对碱洗脱氯率的影响2.2.3 氢氧化钠质量浓度对除氯渣碱浸脱氯的影响温度90ħ,反应时间1h ,液固体积质量比5/1,氢氧化钠质量浓度对除氯渣碱洗脱氯的影响试验结果如图7所示㊂图7 N a O H 质量浓度对碱洗脱氯的影响由图7看出:随N a O H 质量浓度升高,氯脱除率提高,至N a O H 质量浓度为80g /L 后,氯脱除率趋于稳定㊂N a O H 质量浓度过高,即溶液呈强碱性,会导致铋生成氢氧化铋胶体,吸附部分氯,从而影响脱氯效果;另外,N a O H 质量浓度越高,溶液黏度越大,也不利于溶液与渣的分散,不利于反应充分进行,进而影响脱氯效果㊂综合考虑,确定N a O H 质量浓度以80g /L 为宜㊂2.2.4 反应时间对除氯渣碱浸脱氯的影响温度90ħ,N a O H 质量浓度80g /L ,液固体积质量比5/1,反应时间对除氯渣碱洗脱氯的影响试验结果如图8所示㊂㊃055㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第41卷第6期周正华:用氧化铋从锌冶炼废水中除氯试验研究图8 反应时间对碱洗脱氯的影响由图8看出:碱洗时间对脱氯影响不大,反应30m i n 脱氯率即可达82%,反应60m i n 后基本达到平衡㊂在强碱作用下,除氯渣可快速脱氯,氯渣本身得到再生㊂综合考虑,确定脱氯反应时间以60m i n 为宜㊂2.2.5 液固体积质量比对除氯渣碱浸脱氯的影响温度90ħ,反应时间1h ,N a O H 质量浓度80g /L ,液固体积质量比对除氯渣碱洗脱氯的影响试验结果如图9所示㊂图9 液固体积质量比对碱洗脱氯的影响由图9看出:增大液固体积质量比有利于氯的脱除㊂更多碱液的参与可使脱氯反应更充分,脱氯效果更好;但液固体积质量比过大,碱液耗量增加,同时也使后续碱洗液的处理难度加大㊂综合考虑,确定液固体积质量比以5/1为宜㊂2.2.6 脱氯渣的S E M 和X R D 分析在上述试验确定的适宜条件(温度90ħ,N a O H 质量浓度80g /L ,反应时间60m i n ,液固体积质量比5/1)下对除氯渣碱洗脱氯,脱氯率为93.64%,碱洗液中氯质量浓度为20.07g /L ,相较于废水中的氯质量浓度375m g /L ,富集了50倍以上㊂脱氯渣的S E M 和X R D 分析结果如图10所示㊂可以看出,脱氯渣呈棒状和三角锥状,与除氯渣的针片状有明显不同,表明碱洗过程中发生了系列反应使物相重组,生成了均匀的化合物B i 2O 3,且物相组成单一,可返回酸化处理后再次用于除氯㊂图10 脱氯渣的S E M (a )㊁X R D (b)分析结果3 结论氧化铋经酸化处理后从冶炼废水中去除氯是可行的,在废水初始p H=1.5㊁温度40ħ㊁氧化铋用量为废水中氯离子质量的10倍㊁反应时间1h 条件下,废水中氯去除率在90%以上,除氯后液中残留氯质量浓度低于30m g /L ㊂除氯渣形貌呈针状和片状,物相组成为B i O C l ㊂除氯渣用碱液洗涤可脱除氯,在反应温度90ħ㊁N a O H 质量浓度80g /L ㊁反应时间60m i n㊁液固体积质量比5/1条件下,脱氯率达93.64%,碱洗液中氯质量浓度为20.07g /L ,富集了50倍以上㊂脱氯渣呈棒状和三角锥状,主要物相为B i 2O 3,可返回酸化处理后再次用于废水除氯㊂参考文献:[1] 梅光贵.湿法炼锌学[M ].长沙:中南工业大学出版社,2001:23-45.[2] 凡杰,谢刚,田林,等.闪锌矿加压酸浸工艺及动力学试验研究[J ].湿法冶金,2020,39(6):483-489.[3] Z H A N G X R ,L I U Z H ,L I W S ,e t a l .A l k a l i n e㊃155㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.湿法冶金2022年12月p r e t r e a t m e n t f o r c h l o r i n e r e m o v a l f r o m h i g h-c h l o r i n e r h o d o c h r o s i t e[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f M i n e r a l s, M e t a l l u r g y a n d M a t e r i a l s,2016,23(11):1252-1257. [4]谭青,李启厚,刘志宏,等.湿法炼锌过程中氟氯脱除技术研究现状[J].湿法冶金,2015,34(4):264-269.[5]路永锁,宁建平,阮海丰,等.从次氧化锌烟尘中湿法回收锌及去除氟氯[J].湿法冶金,2016,35(5):422-426. [6]何醒民,左小红.针铁矿部分沉铁除锌电解液中氟氯的工艺研究[J].铜业工程,2016(4):62-64.[7] C A R MO N A M,PÉR E ZA,L U C A SA D,e t a l.R e m o v a l o fc h l o r ide i o n sf r o ma n i n d u s t r i a l p o l y e t h y l e n i m i n e f l o c c u l a n ts h i f t i n g i ti n t o a n a d h e s i v e p r o m o t e r u s i n g t h e a n i o ne x c h a n g e r e s i n A m b e r l i t e I R A-420[J].R e a c t i v e a n dF u n c t i o n a l P o l y m e r s,2008,68(8):1218-1224.[8] L I H S,C H E N Y H,L O N G J Y,e ta l.S i m u l t a n e o u sr e m o v a l o ft h a l l i u m a n d c h l o r i d e f r o m a h i g h l y s a l i n ei n d u s t r i a lw a s t e w a t e r u s i n g m o d i f i e da n i o ne x c h a n g e r e s i n s[J].J o u r n a l o fH a z a r d o u sM a t e r i a l s,2017,333:179-185.[9]杨晓冬,徐俊忠,马先春,等.从湿法炼锌硫酸锌溶液中去除氯试验研究[J].湿法冶金,2021,40(1):68-71. [10] HU A N G S Q,L I L,Z HU N W,e ta l.R e m o v a la n dr e c o v e r y o f c h l o r i d e i o n s i n c o n c e n t r a t e d l e a c h a t e b yB i(Ⅲ)c o n t a i n i n g o x i d e s q u a n t u m d o t s/t w o-d i m e n s i o n a lf l a k e s[J].J o u r n a lo f H a z a r d o u s M a t e r i a l s,2020,382.D O I:10.1016/j.j h a z m a t.2019.121041.[11] WA N GLP,L E E W H,T S E N G S M,e ta l.R e m o v a lo fc h l o r ide i o n sf r o m a na q u e o u ss o l u t i o nc o n t a i n i ng ahi g hc h l o r id ec o n ce n t r a t i o nt h r o u g ht h ec h e m i c a l p r e c i p i t a t i o no f f r i e d e l s s a l t[J].M a t e r i a l sT r a n s a c t i o n s,2018,59(2): 297-302.[12]张阳,史丙丁,马保中,等.酸性溶液除氯技术研究现状及进展[J].有色金属科学与工程,2021,12(5):10-17. [13]唐谟堂.三氯化铋水解体系的热力学研究[J].中南矿冶学院学报,1993,24(1):45-51.[14]郑国渠,唐谟堂,赵天从.氯盐体系中铋湿法冶金的基础理论研究[J].中南工业大学学报,1997,28(1):34-36. [15]王晓静,边超群.电泳沉积制备氧化铋涂层的研究[J].功能材料,2020,51(6):6120-6126.R e m o v a l o fC h l o r i n eF r o mZ i n c S m e l t i n g W a s t e w a t e rW i t hB i s m u t hO x i d eZ H O UZ h e n g h u a(Z h u z h o uS m e l t e rG r o u p C o.,L t d.,Z h u z h o u412007,C h i n a)A b s t r a c t:T h e r e m o v a l o f c h l o r i n e f r o mz i n c s m e l t i n g w a s t e w a t e r b y a c i d i f i c a t i o n,a d s o r p t i o n a n d a l k a l i w a s h i n g w i t hb i s m u t ho x i d ea sd e c h l o r i n a t i o na g e n tw a ss t u d i e d.T h er e s u l t ss h o wt h a tu n d e rt h e c o n d i t i o n s o f t e m p e r a t u r eo f40ħ,b i s m u t ho x i d ec o n t e n to f10t i m e s t h ea m o u n to f c h l o r i d e,i n i t i a l s o l u t i o n p Ho f1.5a n d r e a c t i o n t i m eo f1h,t h e r e m o v a l r a t eo f c h l o r i n e i s93.37%,a n d t h e r e s i d u a l c h l o r i n e m a s sc o n c e n t r a t i o ni n w a s t e w a t e ri s24.85m g/L.D e c h l o r i n a t i o nf r o m c h l o r i n ea s p i r a t e r e s i d u eb y a l k a l iw a s h i n g,t h ed e c h l o r i n a t i o nr a t e i s93.64%a n dt h ec h l o r i d em a s sc o n c e n t r a t i o n i n a l k a l i w a s h i n g s o l u t i o ni s20.07g/L u n d e rt h ec o n d i t o n s o ft e m p e r a t u r eo f90ħ,N a O H m a s s c o n c e n t r t i o no f80g/L,r e a c t i o nt i m eo f60m i na n dl i q u i dv o l u m e/s o l i d m a s so f5/1.T h eb i s m u t h c o m p o u n da f t e rd e c h l o r i n a t i o nc a nb er e u s e db y a c i d i f i c a t i o n.T h e p r o c e s sa c t u a l l y c o n s u m e so n l y s o d i u mh y d r o x i d e a n dh a s l o w p r o d u c t i o nc o s t a n d s i m p l e o p e r a t i o n.K e y w o r d s:b i s m u t ho x i d e;z i n c h y d r o m e t a l l u r g y;w a s t e w a t e r;c h l o r i n e;r e m o v a l㊃255㊃Copyright©博看网. 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2022年第5期

有色金属(冶炼部分

)(http：//ysyl. bgrimm. cn)

• 1 •

doi：10. 3969,・ issn. 1007-7545. 2022. 05. 001

湿法炼锌浸出渣减量化浸出工艺

魏昶1"

, Joniqulov Amirkhon1,

简单】

?邓志敢

山,

杨馥衔1，孙朴1，李兴彬1，

李旻廷

1

(1.昆明理工大学冶金与能源工程学院，昆明650093

；

2.昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室，

昆明

650095)

摘要：以常规湿法炼锌工艺锌浸渣为研究对象,对比研究常压酸浸和加压酸浸条件下锌浸渣的酸性浸出 减量化效果，以及渣中锌、铜和钢等有价金属的浸出率。结果表明，在常压酸浸条件下，渣量可减少 65%以上，

渣中锌含量可降至

3%左右

，

锌、

铜和钢的浸出率均在91%以上；在加压酸浸条件下，渣量可

减少40%以上，渣中锌含量可将至2%以下，锌和铜的浸出率达到95%左右，但钢浸出率仅为

70%左

右，相对较低。常压酸浸过程锌浸渣中的铁绝大部分浸出，有利于钢的浸出；加压酸浸过程锌浸渣中的 铁大量以铅铁矶的形式留在渣中，阻碍了钢的浸出。常压浸出液中铁含量较高

，达到25 g/L以上；加压

浸出液中铁含量较低，小于

2 g/L,

有利于后续浸出液中铜、钢的回收。常压浸出渣量少，有利于渣中铅

、

银的富集，可单独销售；加压浸出由于铁沉淀入渣，致使渣中铅、银富集比低，适合于铅锌联合企业返回 铅熔炼炉。关键词：锌浸出渣；常压浸出；加压浸出；浸出渣

，减量化

中图分类号:TF813 文献标志码：

A 文章编号

：1007-7545(2022)05-0001-07

Decrement Leaching Process of

Zinc

Leaching Residue

WEI Chang1-2, JONIQULOV Amirkhon1, JIAN Dan1, DENG Zhi-gan1

'2,

YANG Fu-xian1

纳米氧化亚铜的制备及其应用的研究进展( 1.摘要: 纳米氧化亚铜是一种新型的p 型半导体材料, 具有活性的空穴电子对和良好的催化活性, -因其独特的性质而在诸多领域有着广泛的应用。

总结了近年来制备纳米氧化亚铜的方法, 比较了它们在粒径、晶型形态控制以及制备条件等方面的优缺点, 并介绍了其性质、应用等方面的研究进展。

关键词: 纳米氧化亚铜; 制备; 应用; 纳米材料中图分类号: O 613. 71; O 647. 33 文献标志码: A 文章编号: 0367 6358( 2011) 09 0573 04 -Research A dvances in the Preparation and A pplication of N ano Cu2 O WA NG Ye1 , YANG F eng 2*( 1 . Company 9 , S econd M i l it ary M e di cal Uni v ersi ty ; 2 . De par t me nt of I nor gani c Chemi str y , Phar macy S ch ool , Se cond M i li t ary M ed i cal Univ e rsi ty , Sh anghai , 200433 , China)Abstract: As a noval p t y pe semiconducto r ( dir ect band g ap 2. 17 eV ) , nano Cu 2 O mat erial has activ e elect ron cavity pairs and g ood cat alyt ic act ivit y, t her ef ore, it has been ex tensively applied in various fields. P reparation methods of nano Cu 2 O in r ecent years are review ed, co mparing t he merits and short comings in par ticle size, cryst al morpholog y cont rol and preparat io n co nditions. F ur thermor e, adv ances in propert ies and applicat ions are int ro duced. Key words: nano Cu 2 O; preparat ion; applicat ion; nano material -纳米材料已在物理、化学、医学、生物学、航空航天等诸多领域表现出良好的应用前景机纳米材料领域, 纳米Fe 3 O 4[ 2] [ 1]要的合成方法有液相合成法、低温固相法、气相沉积法、纳米铜氧化法、电解法、射线干预法、微波干预法等。