铜冶炼(之一)
金属冶炼中的浸出过程
CHAPTER 03
浸出过程的技术参数
温度控制
总结词
浸出温度是影响浸出过程的重要因素，过高或过低的温度都会影响金属的浸出率和浸出 效果。
详细描述
适当的浸出温度可以提高金属的溶解度和浸出速率，同时也有助于降低杂质元素的溶解 度，实现选择性浸出。温度的控制需要根据不同金属的溶解特性和杂质元素的性质进行
CHAPTER 06
未来浸出技术的发展趋势
高效反应器，以提高浸出过程的产能和
降低能耗。
自动化控制系统
02
引入先进的自动化控制系统，实现浸出过程的智能控制，提高
生产效率和产品质量。
高效分离技术
03
研究新型的分离技术，如膜分离、萃取等，以提高金属和杂质
VS
浸出过程是提取冶金中的重要环节， 广泛应用于铜、镍、钴、金等金属的 提取。
浸出过程的原理
根据不同金属在溶液中的溶解度和溶 解速率差异，选择合适的溶剂和条件 ，使目标金属与杂质分离，实现金属 的有效提取。
浸出过程中，金属离子通过溶解-扩散 机制进入溶剂中，而杂质则留在残渣 中或与溶剂形成不溶性化合物。
CHAPTER 05
浸出过程的挑战与解决方案
杂质去除问题
总结词
杂质去除是浸出过程中的一大挑战，直 接影响到金属的纯度和质量。
VS
详细描述
在浸出过程中，矿石中的杂质会与金属一 起溶解在浸出液中，导致金属纯度降低。 为了获得高纯度的金属，需要采取有效的 杂质去除方法。常用的杂质去除方法包括 化学沉淀、离子交换、溶剂萃取等。这些 方法可以根据杂质种类和浸出液的性质选 择使用，以达到最佳的去除效果。
详细描述
液固比的选择应根据固体物料的性质、金属 的溶解度和浸出效果综合考虑。液固比过高 会导致溶液体积过大，增加处理成本；液固 比过低则可能导致固体物料不能充分接触溶 液，影响浸出效果。
铜冶炼阳极炉中间包用涂抹料的配方
铜冶炼阳极炉中间包用涂抹料的配方阳极炉中间包是冶炼铜的重要设备之一，它承载着关键的涂抹料。
这些涂抹料在阳极炉的运行过程中起到了至关重要的作用，既能保护中间包的材质不受铜液的侵蚀，又能提高炉内的热效率和冷却效果。
因此，合理的配方对中间包的使用寿命和冶炼效果具有至关重要的影响。
针对铜冶炼阳极炉中间包的配方设计，需要综合考虑其材质、工作环境和使用要求。
一般而言，涂抹料的配方主要包括粘结剂、填充剂和增韧剂三部分。
粘结剂是涂抹料的主要成分之一，它能将填充剂和增韧剂牢固地结合在一起，并附着在中间包的表面。
常见的粘结剂有石蜡、石蜡树脂和天然胶等。
这些粘结剂具有良好的粘附性和耐高温性能，能够确保涂抹料在高温下不脱落。
填充剂是涂抹料的主要功能成分，它能填充中间包表面的微小孔隙和凹陷，增加涂层的密实性和抗渣蚀性。
常用的填充剂有高铝水泥、石英粉和石墨粉等。
这些填充剂具有高硬度、高耐磨性和高耐渣蚀性，能够有效地保护中间包的表面不受铜液的侵蚀。
增韧剂是涂抹料的辅助成分，它能提高涂层的韧性和抗冲击性，减少涂层的龟裂和剥落。
常见的增韧剂有纤维素、硅胶和纳米粉体等。
这些增韧剂具有良好的拉伸强度和抗冲击性能，能够有效地提高涂层的强度和耐久性。
在配方设计过程中，需要根据具体的工艺要求和使用环境来选择合适的配方比例。
一般而言，粘结剂占总配方的30%～40%，填充剂占总配方的40%～50%，增韧剂占总配方的10%～20%。
需要注意的是，不同类型的阳极炉中间包可能存在一定的差异，因此在配方设计中需要考虑到具体的情况。
同时，为了确保配方的稳定性和一致性，需要进行相应的实验和测试，以确定最佳的配方比例和工艺参数。
铜冶炼阳极炉中间包用涂抹料的配方设计是一项复杂而关键的工作。
通过合理选择粘结剂、填充剂和增韧剂的配比，可以提高涂抹料的性能和使用寿命，从而保障阳极炉的正常运行和冶炼效果。
在配方设计过程中，需要综合考虑材质、工艺要求和使用环境等因素，并进行实验验证，以确保配方的稳定性和可靠性。
铜冶炼水平与工艺水平
铜冶炼水平与工艺水平1）火法冶炼工艺当前，全球矿铜产量的75%-80%是以硫化形态存在的矿物经开采、浮选得到的铜精矿为原料，火法炼铜是生产铜的主要方法，特别是硫化铜精矿，基本全部采用火法冶炼工艺。
火法处理硫化铜精矿的主要优点是适应性强，冶炼速度快，能充分利用硫化矿中的硫，能耗低。
其生产过程一般由以下几个工序组成：备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼，最终产品为电解铜。
原料制备工序：将铜精矿、燃料、熔剂等物料进行预处理，使之符合不同冶炼工艺的需要。
熔炼工序:通过不同的熔炼方法，对铜精矿造硫熔炼，炼成含铜、硫、铁及贵金属的冰铜，使之与杂质炉渣分离；补出的含二氧化硫烟气经收尘后用于制造硫酸或其他硫制品，烟尘返回熔炼炉处理。
吹炼工序：除去冰铜中的硫铁，形成含铜及贵金属的粗铜，炉渣和烟尘返回上一工序处理。
火法精炼工序：将粗铜中硫等杂质进一步去除，浇铸出符合电解需要的阳极板。
电解精炼工序：除去杂质，进一步提纯，生产出符合标准的阴极铜成品，并把金银等贵金属富集在阳极泥中。
传统熔炼方法如鼓风炉熔炼、反射炉熔炼和电炉熔炼，由于效率低、能耗高、环境污染严重而逐渐被新的富氧强化熔炼工艺所代替［［3］新的富氧强化熔炼可分为闪速熔炼和熔池熔炼两大类，前者包括奥托昆普型闪速熔炼和加拿大国际银公司闪速熔炼等，后者包括诺兰达法、三菱法、艾萨法、奥斯麦特法和瓦纽可夫法以及我国自主开发的水口山法、白银炉熔炼、金峰炉熔炼等技术。
铜铳吹炼方法有传统的卧式转炉、连续吹炼炉、虹吸式转炉。
新型吹炼技术包括艾萨吹炼炉、三菱吹炼炉和闪速吹炼炉等。
粗铜的火法精炼在阳极炉内进行，对于转炉产出的液态粗铜采用回转式阳极炉或固定式反射炉精炼，经氧化、还原等作业进一步脱除粗铜中的铁、铅、锌、砷、锑、铋等杂质，并浇铸成含铜99.2%-99.7%的阳极板。
铜电解工艺有传统电解法、永久阴极电解法和周期反向电流电解法3种。
目前大多数电解铜厂都使用传统电解法，永久阴极电解法和周期反向电流电解法是20世纪70年代以来发展的新技术。
铜冶炼过程稀有稀散金属分离富集与纯化技术
铜冶炼过程稀有稀散金属分离富集与纯化技术
铜冶炼过程中，稀有稀散金属的分离富集与纯化技术是关键技术之一。
这些金属虽然含量低，但具有重要的应用价值。
为了有效提取这些金属，需要采用先进的技术手段。
目前，国内外对于铜冶炼过程中的稀有稀散金属分离富集与纯化技术已经有了较为深入的研究。
其中，溶剂萃取法、离子交换法、化学沉淀法、电解法等方法是最常用的提取方法。
在溶剂萃取法中，使用特定的有机溶剂将稀有稀散金属从铜冶炼溶液中萃取出来，再进行富集和纯化。
该方法的优点是操作简便、金属回收率高，但需要使用大量的有机溶剂，且容易造成环境污染。
离子交换法是通过特定的离子交换剂将铜冶炼溶液中的稀有稀散金属离子吸附在交换剂上，再将其洗脱下来进行富集和纯化。
该方法的优点是操作简单、对低浓度金属的提取效果好，但需要频繁更换离子交换剂，且对高浓度金属的处理效果不佳。
化学沉淀法是通过向铜冶炼溶液中加入特定的化学试剂，使稀有稀散金属以沉淀的形式析出，再进行分离和纯化。
该方法的优点是处理量大、成本低，但对金属的选择性较低，容易产生大量的废渣。
电解法是通过电解铜冶炼溶液，使稀有稀散金属在阴极上析出，再进行富集和纯化。
该方法的优点是金属回收率高、对低浓度金属的处理效果好，但需要消耗大量的电能，且对设备的要求较高。
综上所述，铜冶炼过程中稀有稀散金属分离富集与纯化技术需要
根据实际情况选择合适的方法。
未来，随着环保要求的提高和技术的不断进步，相信会有更加高效、环保的方法出现，为稀有稀散金属的提取提供更加可靠的保障。
铜冶炼工艺介绍全解
红色
灰黑色 红蓝色 黄色 红蓝色 灰黑色 灰黑色
硫化 矿物
黄铜矿 斑铜矿 硫砷铜矿 黝铜矿
铜的主要矿物
赤铜矿 Cu2O 88.8 7.14 红色
黑铜矿
氧化 孔雀石 蓝铜矿 硅孔雀石 胆矾
CuOห้องสมุดไป่ตู้
CuCO3· Cu(OH)2 2CuCO3· Cu(OH)2 CuSiO3· 2H2O CuSO4· 5H2O
工艺流程图
设备连接图
连吹流程图
底吹熔炼流程图
主要工艺过程
火法区域的工艺流程按作业性质可分为：
精矿仓及配料系统、铜锍破碎及上料系 统、底吹熔炼系统、底吹吹炼系统、阳 极炉及浇铸系统、环集烟气及阳极炉烟 气脱硫系统等。
火法系统效果图
原料卸矿、储存配料及上料系统
精矿仓配料及原料输送系统处理精矿量1424t/d。精矿仓可储存精矿 时间为50天。精矿仓中的各种铜精矿利用抓斗起重机抓配 成成分均匀的 混合铜精矿、混合铜精矿、渣精矿、石英石分别通过抓斗桥式起重机、 圆盘给料机和定量给料机经胶带输送机送至熔炼厂房，返回烟尘经双螺 旋喂料机和加湿搅拌器。吹炼用石英石和部分冷料经1#、2#胶带输送机 送到4#胶带输送机。3、4#胶带输送机共用一个通廊，并经过转运站转 运至5、6#胶带输送机上，然后运往底吹熔炼厂房。 考虑到冬季极端寒冷天气的情况，本项目设计一个精矿解冻库， 采用蒸汽辅助热风进行解冻，将车皮上冻结的精矿在解冻库解冻 后再运往精矿仓。 熔炼系统对精矿配料及上料系统的要求： （1）上料必须连续稳定。 （2）配料、上料的计量设备要精确。 （3）配送到熔炼系统的物料粒度、水分含量要符合熔炼系统的要求
工艺流程总述
我公司火法冶炼工艺采用富氧底吹造锍熔炼、铜锍底吹 吹炼、粗铜回转式阳极炉精炼工艺。工艺过程为湿精矿加入 氧气底吹熔炼炉自热熔炼产出72%的铜锍。经冷却破碎后的 铜锍由加料系统加入到吹炼炉中吹炼成粗铜，液态粗铜加入 到回转式阳极炉精炼并浇铸产出阳极送电解精炼。主要设备 有Φ4.8×20m氧气底吹炉一台，Φ4.4×20m 底吹连续吹炼 炉1台，Φ4.0×12.5m阳极炉2台。 液态熔炼渣和液态转炉 渣送缓冷渣场缓冷后送炉渣选矿车间用浮选法回收铜，产出 的渣精矿返回熔炼炉，渣尾矿外卖。熔炼炉和吹炼炉产出的 高温烟气经余热锅炉回收余热（产生的蒸汽用于发电），再 经电收尘器收尘后送硫酸车间制酸。阳极炉氧化期烟气经降 温除尘后送制酸系统，还原期含二氧化硫很少，经降温除尘 后和全厂环保通风的气体一起进行脱硫，脱硫装置采用活性 焦脱硫吸附解析装置回收二氧化硫，并将二氧化硫送制酸， 脱硫后的烟气通过120m的环保烟囱排放。
中国古代冶金技术的发展与进步
中国古代冶金技术的发展与进步随着人类社会的进化发展，人们发掘出各种各样的矿物，进而为了利用这些矿物，发展出了一门技术——冶金技术。
中国的冶金技术历史可以追溯到公元前4500年左右的新石器时代，而且这门技术一直发展到今天，为中国的现代化进程和经济发展做出了重要的贡献。
一、先秦时期的铜铁冶金技术在先秦时期，中国的冶金技术已经开始有了比较明显的进展。
同时期，中国的冶金技术也逐渐发展出两个分支：铁技术和铜技术。
这两种技术在先秦时期都取得了显著的成绩。
铜冶炼技术是中国古代冶金技术的重要分支之一。
在早期，由于铜的原矿比较稀缺，所以人们主要从矿床或旧铜器中提取铜。
后来，在商代晚期和西周时期，铜冶炼技术开始有了明显的进展，人们利用更高的炉温和更大的熔化窑来加强冶炼技术。
到了春秋战国时期，铜冶炼技术更是达到了前所未有的高度——口钩法和黄池法。
这两种技术都是在当时以精湛的技术成为代表工艺的。
随着冶炼技术的进步，中国的铜器在雕刻和工艺上也有了很大的发展。
从简单的箭头和勾玉，到复杂的鼎、觥、爵等，中国的铜器工艺达到了极致。
铁冶炼技术在中国也开始于先秦时期。
早在公元前8世纪左右，人们就开始了铁冶炼的生产。
在铁冶炼过程中，人们探索出了使用多种金属和矿物质的方法，用来在铁器上制造出各种优秀的艺术痕迹。
而且，先秦时期铁冶炼技术的成熟也奠定了中国冶金技术的基础，逐渐发展成为了中国冶炼技术的重要组成部分。
二、汉朝时期的青铜器和铁器汉朝时期，冶金技术得到了巨大的发展，青铜器和铁器的冶炼技术也逐渐发展出了自己的特色和独特的风格。
青铜器的制作，除了铜冶炼和铜合金的手段之外，还应运用熟化技术、壳牌美学、精湛的琢磨衬嵌技术，以及不同于其他器物做法的文学审美特质。
这些技术的应用，让青铜器成为了汉代时期的代表之一，也在原有的民族生活方式中增添了新的特色。
铁器方面，时间在思考如何将铁冶炼技术发挥到更高的层次。
时代在这一需求下，诞生了各种不同形式的铁器。
铜的冶炼与加工
腐蚀性和高强度。
船舶制造
铜合金用于船舶的防水、防腐蚀 和连接部位，能够提高船舶的使
用寿命和安全性。
汽车制造
铜及铜合金在汽车制造中用于发 动机部件、电气系统和散热系统 等，能够提高汽车的性能和可靠
性。
04
铜的市场与贸易
铜的全球供需情况
铜的全球需求
铜价走势预测
根据历史数据和宏观经济形势分析，未来几年铜价有望保持震荡上行趋势，但波动性较大。
中国铜的进出口情况
中国铜进口
中国是全球最大的铜消费国，每年需要 大量进口铜精矿和电解铜。近年来，中 国加强了对环保和资源的管控，对进口 铜的质量和来源提出了更高的要求。
VS
中国铜出口
中国铜出口量相对较少，主要出口一些附 加值较高的铜制品和半成品。受国际贸易 环境影响，中国铜出口面临一定的压力和 挑战。
电力行业的应用
电缆线
铜具有良好的导电性能，是电力 传输系统中最重要的导体之一，
广泛应用于电缆线制造。
变压器和发电机
铜在变压器和发电机的制造中起到 关键作用，能够提高设备的效率和 稳定性。
导电轨和开关柜
铜导电轨和开关柜中的触点用于电 力分配和控制，具有高导电性和良 好的电接触性能。
交通行业的应用
铁路轨道
随着经济的发展和工业化进程的加速 ，全球铜需求持续增长，尤其在电力 、建筑、交通运输等领域。
铜的供应情况
全球铜矿资源分布不均，主要集中在 南美洲、非洲和亚洲的部分地区。近 年来，由于品位下降和开采难度增加 ，铜矿供应面临挑战。
铜的价格走势分析
铜价影响因素
铜价受到全球经济形势、货币政策、地缘政治等多重因素影响，如美元汇率、通货膨胀、原油价格等 。
铜冶炼可行性研究报告
铜冶炼可行性研究报告一、概述铜资源丰富，分布广泛，是世界上重要的有色金属之一。
随着现代工业的快速发展，对铜的需求不断增加，铜市场前景广阔。
因此，建立铜冶炼厂具有巨大的经济潜力。
二、可行性分析1. 市场需求分析目前，全球铜产量逐年增长，但仍然无法满足市场需求。
据行业分析师预测，未来几年内，铜市场需求将继续呈现增长态势，因此建立铜冶炼厂有望获取稳定的市场需求。
2. 技术现状分析铜冶炼是一个较为复杂的工艺过程，需要先进的生产设备和技术支持。
目前，国内外已经有多家企业掌握了先进的铜冶炼技术，可以提供相关技术支持和设备供应。
3. 资源条件分析中国地广人多，铜资源储量丰富，尤其在西南地区有大量的含铜矿石储备。
在资源条件的基础上，建立铜冶炼厂可有效利用国内资源，提高资源的综合利用效率。
4. 环保要求分析在当前环保政策越来越严格的背景下，建立铜冶炼厂必须符合国家环保标准，注重减少污染排放，实施清洁生产。
同时，绿色环保已成为企业可持续发展的重要要求。
5. 经济效益分析铜冶炼是一个资金密集型项目，需要投入大量资金购买设备、建设厂房等。
但随着铜市场供需关系的改变，铜冶炼项目具有较高的盈利潜力，如果合理规划、高效生产，将获得可观的经济收益。
三、战略规划1. 制定长期发展规划建立铜冶炼厂是一个长期投资项目，需要制定长期发展规划，包括厂区选址、技术装备、生产流程等各个方面。
只有科学规划，才能确保项目的顺利推进和长期稳定发展。
2. 提高技术水平铜冶炼是一个高技术含量的行业，需要引进国内外先进的技术设备和管理经验，提高自身的技术水平和竞争力。
同时，加强科研创新，不断提升技术实力。
3. 注重环保措施环保是企业可持续发展的基石，建立铜冶炼厂必须注重环保措施，加强污染防治，实施绿色生产。
同时，配合政府环保政策，提高环保意识，履行社会责任。
4. 建立健全管理体系建立铜冶炼厂需要健全的管理体系，包括生产管理、质量管理、安全管理等各个方面。
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[FeS]+(Cu2O)=(FeO)+[Cu2S]
K
(FeO) [Cu S]
2
[FeS] (Cu
2 O)
T=1500K， K=1.4379×104
△G0=-137343.3 J
只有当冰铜中FeS的活度很小的 时候，Cu2S才被氧化而造成大 量的铜入渣损失
27
3.2.3 锍(Matte) 的形成及特性
炉渣成分对渣含铜的影响
损失形式 SiO2 FeO Fe2O3 CaO Al2O3 ZnO MgO 化学溶解 机械夹杂 －
CaO与Al2O3均降低其他硫化物在渣中的溶解度
10
► 铜的用途
应用范围仅次于钢铁；在有色金属中，铜的产量和消 费仅次于铝。 广泛用在电气工业(48.2%)、通用工具(20.6%)、建 筑工业(16.2%)、交通运输(6.6%)、家用及其它行 业(8.4%)等部门。 铜的化合物广泛用于农业和医药中。
11
3.1.3 炼铜原料及方法 3.1.3.1 炼铜原料 ► 在地壳中的丰度7.0×10-5(g/t) ► 铜矿物分为自然铜、硫化矿和氧化矿。 ► 硫化矿:Cu2S(辉铜矿),CuFeS2(黄铜矿), CuS(铜蓝) ► 氧化矿:Cu2O(赤铜矿),CuO(黑铜矿), CuCO3·Cu(OH)2(孔雀石) 目前，铜产量的90%来自硫化矿，约10% 来自氧化矿，极少量来自自然铜矿。
2
►Metallurgy
Physical：通过非化学方法改变金属性能，如退火、
调幅分解、形核、长大和粒子粗化等。
Extractive：包括从矿石或其他原料中提取金属的
工艺、冶金单元操作，以及传热传质原理、冶金过程的 物理化学等。
►Method
Pyrometallurgy(目前最主要) Hydrometallurgy Electrometallurgy
冰铜的主要性质 ► 熔点：940~1130º C，随冰铜品位变化 ► 比重：4.0～5.2，远高于炉渣比重（3～3.7）； ► 粘度：η＝2.4×10-3Pa· s，比炉渣粘度低很多 （0.5~2Pa · s） ► 表面张力：与铁橄榄石（2FeO · 2）熔体间 SiO 的界面张力约为20～60N/m，其值很小，由此 可判断冰铜容易悬浮在熔渣中。 ► 冰铜的主要成分Cu2S和FeS都是贵金属的强有 力的捕捉剂。
M0=1 中性渣
M0>1 碱性渣
M0<1 酸性渣
造锍熔炼以碱性渣为主
生产中要求渣粘度低一些，以利于操作和渣与冰铜的分离
34
炉渣密度
炉渣密度可近似由组成炉渣的氧化物的密度来计算
ρ渣＝Σ (ρMeO·ω(MeO))
式中ρMeO－渣中MeO的密度；
ω(MeO)－渣中MeO的质量分数。
炉渣表面张力
炉渣的表面张力可近似地由下式计算。
12
黄铜矿
分布最广的硫化铜矿 分布最广的铜氧化物矿
13
14
15
3.1.3.2 铜的生产方法 (1) 火法炼铜(占铜产量的80%) 将铜矿(或焙砂、烧结块等)和熔剂一起 在高温下熔化，或直接炼成粗铜，或先 炼成冰铜(铜、铁、硫为主的熔体)，然 后再炼成粗铜。主要优点是适应性强， 能耗低，生产率和金属回收率较高。 基本流程包括：造锍熔炼、锍的吹炼、 粗铜火法精炼或阳极铜电解精炼。
16
98%
99.95~99.98%
17
(2) 湿法炼铜(约占15%) 在常温、常压或高压下用溶剂使铜从矿石中浸 出，经除杂后将铜从浸出液中沉淀出来。 对氧化铜矿和自然铜矿，可用溶剂直接浸出； 硫化铜矿则先经焙烧变成氧化铜后再溶浸。 流程：焙烧、浸出和净化、电沉积
优点：成本低，环境污染轻，可处理不能处理 的低品位矿或难选矿。
20
造锍熔炼目的：铜以Cu2S形态富集到冰铜；部 分硫被氧化以SO2烟气形式脱离；脉石、氧 化物及大部分杂质进入炉渣，并与冰铜分离。 造锍熔炼属于氧化熔炼。 火法炼铜必须遵循两个原则：一、炉料中必须 有相当数量的硫来形成冰铜；二、使炉渣中 SiO2含量接近饱和，以便冰铜和炉渣分离。 造锍熔炼所用物料主要有：硫化物精矿、造渣 熔剂。
Cu2S-FeS二元系相图
在熔炼温度下(1200℃)两种硫化物均为液相，而且完全互溶形 成均质溶液。 FeS-MeS共熔的特性就是重金属矿物原料造锍熔炼的依据。
28
当冰铜中Cu2S质量分数增加时，冰铜中溶解的FeO量随之减 少，当冰铜成分接近于纯Cu2S时，溶解的FeO量很少。这表 明，冰铜溶解氧主要是FeS对FeO的溶解，而Cu2S对FeO几 29 乎不溶解。因此，低品位冰铜溶解氧的能力高于高品位冰铜。
液态冰铜遇水分解产生H2 和H2S，发生爆炸！！！
30
冰铜品位是生产中的一个重要问题。太低会使后续吹 炼时间拉长、费用增加；太高则使炉渣中的含铜量 增加，产生浪费。 铜在渣和冰铜中的平衡浓度遵循分配定律
对铜熔炼，K=0.01。 最常采用的冰铜品位为30~40%。不过，为了减少 熔炼能耗，冰铜品位有越来越高的趋势，但一般不 宜超过70%。至于炉渣中的铜，可以回收。
7
3.1.2 铜及其主要化合物的性质与用途
8
青铜：铜锡合金等 (除了锌镍外，加 入其他元素的合金 均称青铜)。硬度 大、可塑性强、耐 磨耐蚀、色泽光亮
黄铜：铜锌合金。 耐磨性好
白铜：铜钴镍合 金。良好的机械 性、耐蚀性、热 电性
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铜的性质
（1）物理性质 玫瑰红色；延展性好；导电导热性仅次于银，居 金属的第二位。密度8.96g/cm3，熔点1083.4℃, 沸点2567 ℃。 液态铜能溶解多种气体，铸锭前需脱气处理。 （2）化学性质 在干燥空气或水中不起变化，但在含CO2的潮湿 空气中会氧化成碱式碳酸铜(铜绿) 不溶于稀硫酸和盐酸，溶于硝酸、王水和热的浓 硫酸
5
第3章 铜冶金
3.1 概述 以铜为镜，可以正衣冠； 以人为镜，可以明得失； 以史为镜，可以知兴亡。 —— 唐
6
3.1.1 世界铜生产概况 ► 人类最早发现和使用的金属之一 ► 中国是世界上最早使用铜器的国家之一 ► 中世纪铜矿的开采主要是在欧洲的西班 牙，日耳曼、英国、俄罗斯。 ► 目前粗铜产量顺序为：智利、美国、日 本、秘鲁、中国。
31
3.2.4 造锍熔炼的炉渣及其特性
► 炉渣：各种氧化物的共熔体，由各种金属和
非金属氧化物的硅酸盐组成的合金，其主要 成分为SiO2、FeO和CaO，三者总和占 85~90%。 ► 常用渣系: FeO-SiO2-CaO、FeO-SiO2Al2O3 和FeO-Fe2O3-SiO2 ► 炉渣是造锍熔炼主要产物之一，根据炉料含 铜不同，渣量约为炉料量的50-100%
铜锍不与SiO2作用而保留为共价键Cu-Fe-S相， 使铜锍与炉渣明显分层。
23
3.2.1 造锍熔炼时物料的物理化学变化
(1) 各类高价化合物及碳酸盐的离解 (1200℃以上） FeS2 = FeS + 0.5S2 2CuFeS2 = Cu2S +2FeS + 0.5S2 2CuS = Cu2S + 0.5S2 3NiS = Ni3S2 + 0.5S2 CaCO3 = CaO + CO2 MgCO3 = MgO + CO2 在氧化性气氛中，S2会被氧化成SO2
24
(2) 硫化物氧化 FeS + 1.5O2 = FeO + SO2 3FeS + 5O2 = Fe3O4 + 3SO2 Cu2S + 1.5O2 = Cu2O + SO2 (3) 冰铜的形成 Cu2S + FeS = Cu2S· FeS FeS(冰铜) + Cu2O(渣) = Cu2S (冰铜) + FeO (渣) (4) 造渣反应 2FeO + SiO2 = 2FeO· SiO2 3Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO· SiO2) + SO2 (5) 燃料的燃烧反应 C + O2 = CO2 2H2 + O2 = 2H2O CH4 + 2O2 = 2H2O &tallurgy of Heavy Metals
Roast
Smelt
Convert
Fire refine
Electrolytic refine
Chemical refine
Metal
Metal
Metal
4
► 重金属矿大多是共生矿，主要为硫化矿，伴生有多
种稀有金属和贵金属。回收硫是重金属冶金的一项 重要任务，大部分硫酸由重金属冶金工厂生产。 ► 重金属的冶金可分为三类： 第一类：硫化矿物的造锍熔炼，如铜、镍及伴生金 属钴 第二类：硫化物矿原料先经焙烧或烧结后，再进行 碳热还原生产金属，如铅、锌、锑，以及锡的氧化 物矿 第三类：焙烧后的硫化矿或氧化物矿用硫酸等溶剂 浸出，然后用电沉积法或其它方法从溶液中提取金 属，亦即湿法冶金，如锌、镉、镍、钴。
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机械夹杂损失
冰铜颗粒在炉渣中机械夹杂造成的损失，为 铜在渣中最大的损失。主要是冰铜悬浮物、 金属夹杂物和未来得及澄清分离的液滴 影响机械损失的因素：渣的粘度和比重太大、 渣熔化温度太高、过热温度过低、澄清时间 短等。
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炉渣的组成决定了炉渣的性质，如炉渣的 粘度、比重、表面张力和炉渣对冰铜的溶 解能力等。
铜冶炼(之一)
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有色金属的分类： ► 轻金属(Light Metals)： 铝、镁、钙、钾、钠、钡等，比重小于5 ► 重金属(Heavy Metals)： 铜、镍、钴、铅、锌、锡等，比重7~11 ► 贵金属(Noble Metals)： 金、银、铂以及铂族元素，在空气中不能氧化，价 值比一般金属贵 ► 稀有金属(Rare Metals)：不是根据金属在地壳中 的含量来定，而是指那些发现较晚、在工业上应用 较迟、在自然界分布较分散以及在提取方法上比较 复杂的金属。如钨、钼、锆、铪、铌、钽及稀土等。