銅礦怎么熔煉

【專家解說】：銅礦分為氧化礦和硫化礦。 有濕法和火法兩種冶煉方法 火法煉銅 主要原料 是硫化銅精礦，一般包括焙燒、熔煉、吹煉、精煉等工序. 焙燒 分半氧化焙燒和全氧化焙燒(“死焙燒”)，分別脫除精礦中部分或全部的硫，同時(shí)除去部分砷、銻等易揮發(fā)的雜質(zhì)。此過程為放熱反應(yīng)，通常不需另加燃料。造锍熔煉一般采用半氧化焙燒，以保持形成冰銅時(shí)所需硫量;還原熔煉采用全氧化焙燒;此外，硫化銅精礦濕法冶金中的焙燒，是把銅轉(zhuǎn)化為可溶性硫酸鹽，稱硫酸化焙燒。 熔煉 主要是造锍熔煉，其目的是使銅精礦或焙燒礦中的部分鐵氧化，并與脈石、熔劑等造渣除去，產(chǎn)出含銅較高的冰銅(xCu2S?yFeS)。冰銅中銅、鐵、硫的總量常占80%~90%，爐料中的貴金屬，幾乎全部進(jìn)入冰銅。 冰銅含銅量取決于精礦品位和焙燒熔煉過程的脫硫率，世界冰銅品位一般含銅40%~55%。生產(chǎn)高品位冰銅，可更多地利用硫化物反應(yīng)熱，還可縮短下一工序的吹煉時(shí)間。熔煉爐渣含銅與冰銅品位有關(guān)，棄渣含銅一般在0.4%~0.5%。熔煉過程主要反應(yīng)為: 2CuFeS2→Cu2S+2FeS+S Cu2O+FeS→Cu2S+FeO 2FeS+3O2+SiO2→2FeO?SiO2+2SO2 2FeO+SiO2→2FeO?SiO2 粗銅精煉 分火法精煉和電解精煉?；鸱ň珶捠抢媚承╇s質(zhì)對(duì)氧的親和力大于銅，而其氧化物又不溶于銅液等性質(zhì)，通過氧化造渣或揮發(fā)除去。其過程是將液態(tài)銅加入精煉爐升溫或固態(tài)銅料加入爐內(nèi)熔化，然后向銅液中鼓風(fēng)氧化，使雜質(zhì)揮發(fā)、造渣;扒出爐渣后，用插入青木或向銅液注入重油、石油氣或氨等方法還原其中的氧化銅。還原過程中用木炭或焦炭覆蓋銅液表面，以防再氧化。精煉后可鑄成電解精煉所用的銅陽極或銅錠。精煉爐渣含銅較高，可返回轉(zhuǎn)爐處理。精煉作業(yè)在反射爐或回轉(zhuǎn)精煉爐內(nèi)進(jìn)行。 火法精煉的產(chǎn)品叫火精銅，一般含銅99.5%以上?；鹁~中常含有金、銀等貴金屬和少量雜質(zhì)，通常要進(jìn)行電解精煉。若金、銀和有害雜質(zhì)含量很少，可直接鑄成商品銅錠。 電解精煉是以火法精煉的銅為陽極，以電解銅片為陰極，在含硫酸銅的酸性溶液中進(jìn)行。電解產(chǎn)出含銅99.95%以上的電銅，而金、銀、硒、碲等富集在陽極泥中。電解液一般含銅40~50g/L，溫度58℃~62℃，槽電壓0.2~0.3V，電流密度200~300A/m2，電流效率95%~97%，殘極率約為15%~20%，每噸電銅耗直流電220~300kwh。中國上海冶煉廠銅電解車間電流密度為330A/m2。 電解過程中，大部分鐵、鎳、鋅和一部分砷、銻等進(jìn)入溶液，使電解液中的雜質(zhì)逐漸積累，銅含量也不斷增高，硫酸濃度則逐漸降低。因此，必須定期引出部分溶液進(jìn)行凈化，并補(bǔ)充一定量的硫酸。凈液過程為:直接濃縮、結(jié)晶，析出硫酸銅;結(jié)晶母液用電解法脫銅，析出黑銅，同時(shí)除去砷、銻;電解脫銅后的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮或冷卻結(jié)晶產(chǎn)出粗硫酸鎳;母液作為部分補(bǔ)充硫酸，返回電解液中。此外，還可向引出的電解液中加銅，鼓風(fēng)氧化，使銅溶解以生產(chǎn)更多的硫酸銅。電解脫銅時(shí)應(yīng)注意防止劇毒的砷化氫析出。 濕法煉銅 用溶劑浸出銅礦石或精礦，而后從浸出液中提取銅。主要過程包括浸出(見浸取)、凈化、提取等工序。目前世界上濕法煉銅的產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的12%。20 世紀(jì)60 年代以來，為了消除SO2 污染，對(duì)用濕法冶煉硫化銅礦進(jìn)行了許多研究，但因經(jīng)濟(jì)指標(biāo)尚不如火法，濕法工藝大多停留在試驗(yàn)和小規(guī)模生產(chǎn)階段。 濕法煉銅目前主要用于處理氧化銅礦。有氧化銅礦直接酸浸和氨浸(或還原焙燒后氨浸)等法;酸浸應(yīng)用較廣，氨浸限于處理含鈣鎂較高的結(jié)合性氧化礦。處理硫化礦多用硫酸化焙燒-浸出或者直接用氨或氯鹽溶液浸出等方法。①硫酸化焙燒-浸出法是將精礦中的銅轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄粤蛩徙~溶出;②氨液浸出法是將銅轉(zhuǎn)變?yōu)殂~氨絡(luò)合物溶出，浸出液在高壓釜內(nèi)用氫還原，制成銅粉，或者用溶劑萃取-電積法制取電銅;氯鹽浸出法是將銅轉(zhuǎn)變?yōu)殂~氯絡(luò)合物進(jìn)入溶液，然后進(jìn)行隔膜電解得電銅。 氧化銅礦一般不易用選礦法富集，多用稀硫酸溶液直接浸出，所得溶液含銅一般為1~5g/L，可用硫化沉淀、中和水解、鐵屑置換以及溶劑萃取-電積等方法提取銅。近年來，萃取-電積法發(fā)展較快。其主要過程包括:①用對(duì)銅有選擇性的肟類螯合萃取劑(LiX- 64 N，N-510，N-530 等)的煤油溶液萃取銅，銅進(jìn)入有機(jī)相而與鐵、鋅等雜質(zhì)分離。②用濃度較高的H2SO4 溶液反萃銅，得到含銅約50g/L 的溶液。反萃后的有機(jī)溶劑，經(jīng)洗滌后，返回萃取過程使用。③電積硫酸銅溶液得電銅，電解后液返回用作反萃劑。生產(chǎn)流程見圖。 硫化銅精礦經(jīng)硫酸化焙燒后浸出，得到的含銅浸出液，經(jīng)電積得電銅。此法適于處理含有鈷、鎳、鋅等金屬的硫化銅精礦，但銅的回收率低，回收貴金屬較困難，電能消耗大，電解后液的過剩酸量須中和處理，所以一般不采用。 銅礦開采后坑內(nèi)的殘留礦、露天礦剝離的廢礦石和銅礦表層的氧化礦，含銅一般較低，多采用堆浸、就地浸出和池浸等方法，浸出其中氧化形態(tài)的銅，而所含硫化銅則利用細(xì)菌的氧化作用，使之溶解。浸出液中的銅可用鐵置換得海綿銅，或者用溶劑萃取-電積法制取電銅。