铜冶炼
金属冶炼中的铜冶炼与铜生产
总结词
利用化学反应将铜矿石中的铜提取出来的过程。
详细描述
湿法冶铜通常适用于处理品位较高、杂质较少的铜矿石。该方法通过溶解矿石中 的铜，利用化学反应将其从矿石中分离出来，再通过置换或电解沉积等方法得到 纯度较高的铜。
电积铜
总结词
通过电解过程将溶液中的铜离子还原 为金属铜的过程。
详细描述
电积铜是将经过湿法冶炼或火法熔炼 得到的硫酸铜溶液进行电解，在阴极 上将铜离子还原为金属铜的过程。该 方法能够得到纯度较高的阴极铜，但 能耗较高。
采矿
从地下开采出铜矿石，并进行 初步破碎和筛选。
冶炼
将精矿中的铜提取出来，通常 采用火法或湿法冶炼工艺。
加工
将阴极铜加工成各种规格的铜 材或铜制品。
铜生产的环保要求
减少废气排放
采用低污染的冶炼工艺，控制废气排放，降 低对环境的影响。
废水处理
对生产过程中产生的废水进行治理，确保达 标排放。
固体废物处理
生物冶金
总结词
利用微生物的代谢作用将矿石中的铜提取出来的过程。
详细描述
生物冶金是一种新兴的铜冶炼技术，利用某些微生物的代谢作用将矿石中的铜提取出来。该方法具有环保、低能 耗等优点，但目前仍处于研究和开发阶段，尚未大规模应用。
01
铜生产概述
铜生产的重要性
铜是重要的工业原料
铜在电气、建筑、机械制造等领域具有广泛的应用，是现代工业 不可或缺的重要原料。
金属冶炼中的铜冶炼 与铜生产
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 铜冶炼概述 • 铜冶炼技术 • 铜生产概述 • 铜生产技术 • 铜冶炼与铜生产的挑战与解决方案
铜冶炼技术
铜冶炼过程中会产生大量的废水，这些废水中含有重金属 离子和有害物质，如果未经处理直接排放，会对水体造成 严重污染。
固体废弃物处理
铜冶炼过程中会产生大量的固体废弃物，包括炉渣、污泥 等，这些废弃物如果未经处理随意堆放，会对土壤和环境 造成污染。
铜冶炼过程中的安全问题
高温熔炼过程
铜冶炼过程中需要将铜矿石高温熔炼成铜液，这个过程中如果操作 不当，会造成高温烫伤和爆炸等安全事故。
同时将铜提取出来。
熔炼设备
采用鼓风炉、电炉或反射炉进行 熔炼。
熔炼过程
熔炼过程中需加入适量的熔剂， 以除去杂质和调节熔融物的成分
。
铜的吹炼
吹炼目的
01
通过向熔融物中鼓入空气，使杂质氧化并从熔融物中分离出去
，得到粗铜。
吹炼设备
02
采用转炉或连续吹炼炉进行吹炼。
吹炼过程
03
吹炼过程中需控制温度和气氛，以保证杂质的有效去除和粗铜
的质量。
铜的电解精炼
电解精炼目的
通过电解过程，使粗铜中的杂质进入阳极泥中， 得到纯度较高的电解铜。
电解设备
采用电解槽进行电解精炼。
电解过程
电解过程中需控制电流密度、电解液成分和温度 等参数，以保证电解铜的质量。
03
铜冶炼的环保与安全
铜冶炼过程中的环保问题
废气排放
铜冶炼过程中会产生大量的废气，包括二氧化硫、氮氧化 物等，这些废气如果未经处理直接排放，会对大气环境造 成严重污染。
铜精矿的焙烧与制团
焙烧目的
通过高温焙烧，使铜精矿 中的硫氧化，生成二氧化 硫气体，同时去除部分杂 质。
焙烧方式
采用回转窑或沸腾焙烧炉 进行焙烧。
制团
铜冶炼的分类与方法
湿法冶铜
湿法冶铜是利用化学反应将铜 从矿石中提取出来的方法。
该方法适用于处理氧化铜和硫 化铜矿石，通过添加适当的还 原剂和调整溶液的酸碱度，使 铜离子还原为金属铜。
湿法冶铜的环境污染较小，但 出法和氯化浸出 法等。
电积法
电积法是利用电解的方法将 铜从溶液中提取出来的方法
固体废物处理
废物分类
对铜冶炼过程中产生的固体废物进行分类收集和处理，根据废物 的性质和来源进行分类。
资源化利用
对有价值的固体废物进行资源化利用，如回收重金属、生产建筑 材料等。
安全处置
对无利用价值的固体废物进行安全处置，如填埋、焚烧等，确保 不会对环境和人体健康造成危害。
PART 05
铜冶炼的技术发展与趋势
直接炼铜法
直接炼铜技术
通过直接利用某些矿物原料或工业废物，不经中间环节直接 提取铜的方法。例如，硫化铜精矿的直接酸浸出提取铜、含 铜废料的直接利用等。
生物炼铜技术
利用微生物浸出提取铜的方法，具有环保、低成本和资源利 用率高等优点。
PART 03
铜冶炼的工艺流程
铜精矿的准备
原料来源
01
铜精矿主要来源于矿山开采，经过选矿得到品位较高的铜矿石
。
1
该方法适用于处理含铜溶液 ，如硫酸铜溶液、氯化铜溶 液等，通过电解使铜离子在
阴极还原为金属铜。
电积法的环境污染较小，但 需要消耗大量的电能和酸碱 ，生产成本较高。
常见的电积法工艺包括硫酸 盐电积法和氯化物电积法等 。
PART 02
铜冶炼的方法
传统炼铜法
火法炼铜
利用高温还原铜矿石中的铜，主要流 程包括采矿、选矿、熔炼、吹炼和粗 铜火法精炼等。
新材料和新技术的应用将推动铜冶炼行业的科技创新和技术进步，促进产业升级 和转型，实现更加高效、环保、可持续的生产方式。
铜冶炼工艺流程
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。
中国古代铜冶炼技术
中国古代铜冶炼技术
中国古代铜冶炼技术可以追溯到公元前5000年左右的新石器时代晚期。
在中国古代，铜是一种非常重要的金属，被广泛用于制造武器、器具、艺术品和货币等方面。
中国古代铜冶炼技术的主要特点是采用火法冶炼。
火法冶炼是指利用高温将矿石还原成金属，然后通过冷却和凝固将金属收集起来。
中国古代铜冶炼技术主要包括以下步骤：
1. 选矿：将矿石中的铜矿物选出来，去除杂质。
2. 粉碎：将选出的铜矿物粉碎成细粉末。
3. 焙烧：将铜矿物粉末放入窑中进行高温焙烧，将其还原成氧化铜。
4. 浸出：将焙烧后的氧化铜放入溶液中浸泡，以溶解其中的杂质。
5. 过滤：将溶液中的杂质和氧化铜分离，收集纯净的铜。
6. 精炼：将收集到的铜进行加热、冷却和纯化，以去除其中的杂质和其他金属。
在中国古代，铜冶炼技术不断发展和完善，出现了多种不同的技术和方法。
例如，商代时期出现了铜冶炼的初步规模化生产，春秋战国时期出现了炼铜炉，唐代时期出现了鼓风炉等高效冶炼设备。
总的来说，中国古代铜冶炼技术在世界范围内处于领先地位，对世界铜冶炼技术的发展产生了深远的影响。
铜冶炼工艺(3篇)
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。
铜冶炼的工艺流程及原理
铜冶炼的工艺流程及原理铜冶炼是将铜矿石中的铜金属通过矿石的选矿、浮选、煅烧、冶炼等工序进行提取和分离的过程。
下面是铜冶炼的工艺流程及原理的详细介绍：1.选矿：在选矿过程中，首先需对铜矿石进行挑选，将矿石中的有用矿物与无用矿物进行分离。
这一步骤通常使用物理方法，如重选和磁选等。
2.浮选：铜矿石中的黄铜矿、辉铜矿等铜硫化矿石通过浮选工艺进行提取。
浮选是利用矿石与水和化学药剂的接触，通过对气泡的附着作用，使铜矿石颗粒上升至水面，形成泡沫，从而分离铜与其他有用或无用矿物。
3.煅烧：煅烧是将浮选后得到的废矿渣进行热处理，以去除掉部分硫、氧等杂质。
煅烧会使废矿渣中的硫化铜矿石转化为氧化铜矿石，同时使无用矿物通过挥发和氧化分解等方式将其转化为气体或其他形式排出。
4.冶炼：冶炼是将煅烧后得到的氧化铜矿石转化为纯铜的过程。
通常采用的冶炼方法包括闪速炉法、转炉法和电解法。
-闪速炉法：闪速炉法是将煅烧后的氧化铜矿石与石灰石、煤和铁合金等物料混合，放入高温闪速炉中进行冶炼。
在高温下，铁合金中的碳还原剂与氧化铜发生反应，生成气体并形成熔融的铁铜合金和熔渣。
通过熔渣和熔融铁铜合金的分离，最终得到纯铜。
-转炉法：转炉法是将煅烧后的氧化铜矿石与焦炭、石灰石放入大型转炉中进行冶炼。
在高温下，焦炭与氧化铜矿石反应，发生还原作用，生成一氧化碳和熔化的铜铁合金-黑铜。
通过调整反应条件，控制铜和脱硫渣的分离程度，从而得到纯铜。
-电解法：电解法是将矿石中的铜溶解在电解槽中，通过电流的作用使铜离子在电极上析出纯铜。
首先，将矿石浸出成含有铜离子的溶液，然后通过电解槽，铜离子在阴极上减附并析出纯铜。
综上所述，铜冶炼的工艺流程包括选矿、浮选、煅烧和冶炼等步骤。
通过这些工艺，可以将铜矿石中的铜金属提取出来，并最终获得纯铜。
不同的冶炼方法适用于不同类型的矿石和材料，根据实际情况选择合适的冶炼方法是关键。
铜冶炼的过程中需要注意控制反应条件，以确保提取和分离的效率，同时要处理好产生的废矿渣和其他副产品，以减少对环境的影响。
铜冶炼
Cu2S-FeS-FeO-SiO2 系 统与 FeO-FeSSiO2系统有相似的不相混熔性质，体系含 SiO2≥5%时发生不相混熔现象，当SiO2饱 和时，冰铜与渣发生最大程度分离。
我国铜冶炼业发展现状
❖ 随着我国国民经济的持续快速发展，特别是电力、轻工、电子信息等产业的快速发展，国 内铜产品需求增长迅速，精铜表观消费量由1995 年的 119 万t 增加到2006 年的 380 万t， 超过 美国等国家，成为世界第一精铜消费国。 近年来，我国铜产量增加迅速，根据有关 统计资料，2004 年我国精炼铜产量为219.87 万t， 2005 年为260.04 万t，比2004 年增长 18.3%；2006 年我国精炼铜产量达到300.32 万t，比前一 年增长 15.5%； 2006 年我国精 炼铜产量 300.32 万 t，其中矿产铜（包括电积铜）200.41 万 t，占总产量的 66.7%，再生 铜99.9087 万t，占总产量的33.3%； 2006 年我国生产铜精矿含铜量为 87.29 万t，进口铜 矿361.2 万t，进口废杂铜494.3 万t， 由此可见，虽然我国铜的生产量与消耗量均居世界前 列，但我国的矿产资源远远不能满足生产的需求，需要大量进口原料。 随着中国铜企业的 快速发展，铜产业集中度明显提高。江西铜业集团公司、铜陵公司、云 南铜业公司、大冶 有色金属公司、金川集团公司、白银公司等大企业已发展成为大型铜联合企 业；到2006 年，我国共有铜冶炼企业307 家，其中精炼铜年产量大于 10 万t/a 的企业有7 家， 占全国 铜冶炼企业总数的2.3%，其精炼铜产量为202.22 万t/a，占全国精炼铜总产量的67.3%； 精炼铜年产量为5~10 万t/a 的企业有7 家，占全国铜冶炼企业总数的2.3%，其精炼铜产量 为47.72 万t/a，占全国精炼铜总产量的 15.9%；即我国精炼铜生产规模在5 万t/a 以上的 企业共 14 家， 企业数量为全国铜冶炼企业总数的4.6%，年产精炼铜249. 94 万t/a，为全国精炼铜产量的 83.2%；
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铜冶炼方法综述摘要：目前世界上从硫化矿中提取铜, 85% ~90%是采用火法冶炼,因为该法与湿法冶炼相比,无论是原料的适应性,还是在生产规模、贵、稀金属富集回收方面都有明显的优势。
因此为了降低能耗,减少火法炼铜的环境污染,闪速熔炼、熔池熔炼以及其它熔炼技术都在不断改进和发展。
关键词：铜冶炼火法炼铜熔池熔炼闪烁熔炼1.前言随着环境保护的日益严格,铜冶金工业面临着严峻挑战。
当今世界铜冶金方法主要有火法和湿法两种,其中火法占主导地位。
火法冶金种类较多,目前国际上存在的主要火法炼铜工艺有闪速炉、反射炉、鼓风炉、诺兰达炉、艾萨炉(奥斯麦特炉)、瓦纽可夫炉、三菱炉、特尼恩特炉、电炉、白银炉等十几种冶炼工艺。
大部分工艺存在能力低、成本高、能耗大、污染严重等问题,严重制约着铜冶金工业的发展。
2.火法炼铜火法炼铜主要包括[1]: (1)铜精矿的造锍熔炼;(2)铜锍吹炼成粗铜; (3)粗铜火法精炼; (4)阳极铜电解精炼。
经冶炼产出最终产品-电解铜(阴极铜)。
2.1熔炼2.1.1熔池熔炼在熔池熔炼工艺中,精矿被抛到熔体的表面或者被喷入熔体内,通常向熔池中喷入氧气和氮气使熔池发生剧烈搅拌,精矿颗粒被液体包围迅速融化,因此,吹炼反应能够产生维持熔炼作业所需的大部分热量,使含有氧气的气泡和包裹硫化铜/铁的溶液发生质量传递。
澳斯麦特熔炼法/艾萨熔炼法是20世纪70年代由澳大利亚联邦科学工业研究组织矿业工业部J.M.Floyd博士领导的研究小组发明的。
随后芒特#艾萨矿物控股有限公司(简称MIM)和澳大利亚国家科学院(简称CSIRO)在20世纪80年代联合开发了艾萨熔炼法,MIM于1987年在铜冶炼厂建起了一座示范工厂, 1996年MIM开发了Enterprise和ErnentHenry矿,铜精矿产量增加,于是决定扩建铜冶炼厂, 1997年经两次提高给料率和提高氧浓度试验,现熔炼能力已扩建到250kt/a铜。
斯特莱特工业公司其第一台艾萨熔炼炉于1996年在印度TamilNadu 的Tuticorin新建冶炼厂投产,现在铜的年产量超过150kt。
莫帕尼铜矿(MCM)于2006年在赞比亚的Mufulira铜冶炼厂投入使用一台年处理精矿850kt的艾萨熔炼炉。
南秘鲁铜业公司(SPCC)于2006年在秘鲁的Ilo铜冶炼厂也使用一台新的年处理1200kt精矿的艾萨熔炼炉。
澳斯麦特熔炼法/艾萨铜法具有熔炼强度高,生产能力大;工艺流程短,结构简单,占地面积小;投资少,一般只有相同规模闪速熔炼炉的60% ~70%左右;原料适应性较强,精矿不需干燥;可用廉价的煤作为燃料直接随炉料入炉,能耗较低;炉子密封性好,烟气较稳定,SO2浓度高;采用顶吹喷枪,操作简便;整个冶金过程计算机控制,金属回收率高等优点。
但由于喷枪使用12~15d要更换其不锈钢管头,所以喷枪寿命还有待进一步提高。
在炼铜技术中,艾萨熔炼法的特点符合现代有色金属冶炼简单、高效的发展方向,具有广阔的发展前景,逐步得到了有色金属领域的广泛认可。
2.1.2闪烁熔炼闪速熔炼中的干精矿是散布在氧气和氮气的气流中的,精矿中所含的硫和铁发生燃烧,在熔融颗粒进入反应空间时即产生熔炼和吹炼。
当这些颗粒与熔池融为一体时,有些反应还会继续进行,但大部分是在飞行过程中发生的。
闪速炼铜的发展趋势主要有四方面: (1)富氧浓度的提高。
从20世纪70年代起奥托昆普炼铜闪速炉就采用富氧熔炼,而且所用富氧的氧气浓度逐步提高,有的已达到90%;富氧熔炼不仅提高了炉子的生产能力,而且使用高浓度富氧可以使反应塔达到自热熔炼。
(2)大型化和计算机控制。
大型闪速炉每天处理铜精矿在2500t以上,不少闪速炉采用计算机在线控制铜锍品位、铜锍温度和炉渣的铁硅比,以实施优化生产。
(3)简化流程、提高对原料适应性。
在闪速炉沉淀池插电极或增设电热贫化区,把炉渣贫化作业合并到闪速炉内完成;这种闪速炉既简化了生产流程,又可处理含难熔物料较多的原料。
(4)提高铜锍品位、实现直接炼铜。
奥托昆普炼铜闪速炉铜锍品位已从20世纪70年代的45% ~50%提高到20世纪80年代的50% ~65%。
在波兰的格沃古夫炼铜厂和澳大利亚的奥林匹克坝冶炼厂采用闪速炉熔炼低铁高品位铜精矿直接生产粗铜。
2.1.3三菱法炼铜三菱连续炼铜法是日本三菱金属公司于20世纪60年代开发的, 1974年在直岛冶炼厂一台旧反射炉基础上建立一套月产粗铜4000t的三菱法工业设备。
1991年直岛冶炼厂完成技术改造,生产能力达到年产铜23万t。
韩国的翁山、印度尼西亚的Gresik和澳大利亚的Kembla港炼铜厂都采用三菱法工艺,并于1998年建成投产。
三菱法的技术发展趋势是逐渐提高喷枪鼓风中的富氧浓度,使熔炼过程达到自热的程度;应用更有效的冷却方式,进一步提高炉子了的使用寿命。
该法的特点是投资低,约相当反射炉的60%,操作简单,炉寿命长,无出渣出铜操作,无需吊罐,电子计算机自动控制,可产冰铜品位65%,弃渣含铜0. 5%。
2.2吹炼2.2.1 转炉吹炼在转炉操作方面,高品位冰铜(63%)的吹炼以及富氧(25%)吹炼已得到成功应用,大大强化了吹炼过程,使铜产量在不断增加,贵溪冶炼厂的粗铜生产能力已突破30万t,而金隆公司、云南铜业公司等厂也超过15万t,所以要求转炉设备大型化[2]。
在转炉主体设备方面,转炉向大型化发展已成为必需。
葫芦岛有色金属集团有限公司在铜系统改造中,将原有的两台30 t转炉、一台50 t转炉和一台60 t转炉的尺寸全部加大,与之相匹配的余热锅炉系统和制酸系统也将增大能力。
另外,该公司还成功地将转炉D450风机进行了高压变频技术改造,达到了降低电能消耗的目的。
总之,近几年转炉吹炼从设备到操作都有了较大的改善,但间断操作引起烟气量波动、炉口漏风、烟气SO2浓度低、吊车作业频繁、烟气的低空污染等仍然是亟待解决的问题。
2.2.2 连续吹炼炉鼓风炉烟气混合进人制酸系统后,可采用两转两吸工艺制酸,尾气可达标排放。
如浙江的富春江连吹炉的优点是炉体密闭性能好,出炉烟气SO2浓度可达9%~13%,而且烟气量稳定,与密闭冶炼厂、山东的烟台冶炼厂、余姚的舜奇冶炼厂、东北抚顺的红透山冶炼厂,包头冶炼厂等等。
但随着环保要求的日益严格以及规模化、集约化的生产趋势,连续吹炼炉工艺本身存在的缺陷更加明显,最终将被其它工艺取代。
2.3火法精炼粗铜氧化精炼的基本原理在于铜中存在的大多数杂质对氧的亲和力都大于铜对氧的亲和力,且多数杂质的氧化物在铜水中的溶解度很小,当空气通入铜熔体中时,首先是与熔体中的铜发生氧化作用,生成的Cu2O再与其它金属杂质作用使杂质氧化,其氧化机理为:4Cu+O2=2Cu2OCu2O+Me=MeO+Cu式中Me代表金属杂质。
Cu2O立即溶解于熔融铜中,其溶解度随温度升高而增加。
2.4电解精炼国内近几年铜电解生产能力增长较快,2002年底,贵溪冶炼厂的铜电解生产能力已达到40万t/a ,成为我国电解能力最大的工厂。
而云南铜业公司、金隆公司的电解能力也超过了15万t,大冶冶炼厂、金川公司的铜电解能力也超过10万t。
各厂在改扩建时均想方设法提高电解技术装备水平,确保阴极铜的质量。
2.4.1大极板电解大极板电解工艺是采用大跨度厂房、大电解槽,厂房的面积可以减少,在配备了极板连动作业机组、专用吊车及吊车自动定位系统后,机械化、自动化水平大大提高,劳动强度减轻。
贵溪冶炼厂、金隆公司、金川公司第二冶炼厂电解系统和大冶冶炼厂均采用大极板电解工艺。
2.4.2不锈钢阴极电解不锈钢阴极电解工艺是采用不锈钢阴极代替铜始极片,阴极铜产品从不锈钢阴极剥取,不锈钢阴极再返回电解槽中使用。
不锈钢阴极电解工艺无始极片生产系统,简化了生产过程。
由于不锈钢阴极平直,生产过程中短路现象少,不仅提高了产品质量,而且还可以采用较高的电流密度及较小的极距。
贵溪冶炼厂20万t/a的三期工程电解工艺就是选择不锈钢阴极电解工艺中的艾萨法,现已顺利投产,标志着我国在铜电解技术方面已经达到了国际先进水平。
2.4.3电解液的净化近几年,在电解液的净化工艺中比较成功的方法有以下几种:对单一杂质的脱除法、控制杂质浓度法、板式真空蒸发器法。
控制电解液中某一杂质浓度而抑制其它杂质从阳极板中溶出,使杂质大部分进人阳极泥,降低了电解液中杂质的浓度,大大减少了电解液的净化量。
贵溪冶炼厂采用这一技术,在电解产量增加20万t/a后,仍然利用原有20万t/a电解能力的净液系统,稍加改造后即可满足40万t电解能力的需要,大大节约了基建投资和生产成本[3]。
另外,大冶冶炼厂、贵溪冶炼厂和金川公司还成功地应用了板式真空蒸发器法生产硫酸铜工艺,实现了生产的自动化控制。
3结语在经历了近几年快速发展之后,全球的铜冶金必将以更新的面貌进入下一个高技术、高环保的发展纪元,铜价会徘徊在现有水平或略有回升,但作为铜生产者的战略考虑不应该基于这一点。
未来的铜市场的竞争将是低成本、无污染工艺技术的竞争,唯有不断地进行技术更新与改造才能在剧烈的铜市场大战中立于不败之地。
在20世纪80年代末期,由于生产技术的进步,西方国家平均铜生产成本下降速度很快。
参考文献[1] 王建群.强化质量管理,建设现代矿井.煤炭科技, 2008, 3.[2]王中奎.1998年铜市场回顾及1999年展望[J].有色金属工业,1999.1(1):49~52.[3] 吴利生.低成本处理处理硫化铜矿新工艺[J].有色冶炼,1999.1(2):42~45.。