銅的冶煉工藝

銅的冶煉工藝從銅礦中開采出來的銅礦石，經(jīng)過選礦成為含銅品位較高的銅精礦或者說是銅礦砂，銅精礦需要經(jīng)過冶煉提成，才能成為精銅及銅制品。銅礦石的加工工業(yè)上使用的銅有電解銅（含銅99.9%?99.95%）和精銅（含銅99.0%?99.7%）兩種。前者用于電器工業(yè)上，用于制造特種合金、金屬絲及電線。后者用于制造其他合金、銅管、銅板、軸等。銅礦石的分類及屬性：煉銅的原料是銅礦石。銅礦石可分為三類：（1） 硫化礦，如黃銅礦（CuFeS2）、斑銅礦（Cu5FeS4）和輝銅礦（Cu2S）等。（2） 氧化礦，如赤銅礦（Cu2O）、孔雀石［Cu2（OH）2CO3］、藍(lán)銅礦［2CuCO3Cu（OH）2］、硅孔雀石（CuSiO32H2O）等。（3） 自然銅。銅礦石中銅的含量在1%左右（0.5%?3%）的便有開采價值，因?yàn)椴捎酶∵x法可以把礦石中一部分脈石等雜質(zhì)除去，而得到含銅量較高（8%?35%）的精礦砂。銅礦石的冶煉過程：從銅礦石冶煉銅的過程比較復(fù)雜。以黃銅礦為例，首先把精礦砂、熔劑（石灰石、砂等）和燃料（焦炭、木炭或無煙煤）混合，投入"密閉”鼓風(fēng)爐中，在1000^左右進(jìn)行熔煉。于是礦石中一部分硫成為SO2（用于制硫酸），大部分的砷、銻等雜質(zhì)成為AS2O3、Sb2O3等揮發(fā)性物質(zhì)而被除去：2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2個。一部分鐵的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸铮?FeS+3O2=2FeO+2SO2個。Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰銅”（主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的，它的含銅率在20%?50%之間，含硫率在23%?27%之間），F(xiàn)eO跟SiO2形成熔渣：FeO+SiO2=FeSiO3。熔渣浮在熔融冰銅的上面，容易分離，借以除去一部分雜質(zhì)。然后把冰銅移入轉(zhuǎn)爐中，加入熔劑（石英砂）后鼓入空氣進(jìn)行吹煉（1100?1300°C）。由于鐵比銅對氧有較大的親和力，而銅比鐵對硫有較大的親和力，因此冰銅中的FeS先轉(zhuǎn)變?yōu)镕eO，跟熔劑結(jié)合成渣，而后Cu2S才轉(zhuǎn)變?yōu)镃u2O，Cu2O跟Cu2S反應(yīng)生成粗銅（含銅量約為98.5%）。2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2個，2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2個，再把粗銅移入反射爐，加入熔劑（石英砂），通入空氣，使粗銅中的雜質(zhì)氧化，跟熔劑形成爐渣而除去。在雜質(zhì)除到一定程度后，再噴入重油，由重油燃燒產(chǎn)生的一氧化碳等還原性氣體使氧化亞銅在高溫下還原為銅。得到的精銅約含銅99.7%。銅的冶煉工藝銅冶金技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的過程，但至今銅的冶煉仍以火法治煉為主，其產(chǎn)量約占世界銅總產(chǎn)量的85%，現(xiàn)代濕法冶煉的技術(shù)正在逐步推廣，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。火法冶煉與濕法冶煉（SX—EX）?；鸱掋~：通過熔融冶煉和電解精火煉生產(chǎn)出陰極銅，也即電解銅，一般適于高品位的硫化銅礦?；鸱ㄒ睙捯话闶窍葘⒑~百分之幾或千分之幾的原礦石，通過選礦提高到20—30%，作為銅精礦，在密閉鼓風(fēng)爐、反射爐、電爐或閃速爐進(jìn)行造锍熔煉，產(chǎn)出的熔锍（冰銅）接著送入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹煉成粗銅，再在另一種反射爐內(nèi)經(jīng)過氧化精煉脫雜，或鑄成陽極板進(jìn)行電解，獲得品位高達(dá)99.9%的電解銅。該流程簡短、適應(yīng)性強(qiáng)，銅的回收率可達(dá)95%，但因礦石中的硫在造锍和吹煉兩階段作為二氧化硫廢氣排出，不易回收，易造成污染。近年來出現(xiàn)如白銀法、諾蘭達(dá)法等熔池熔煉以及日本的三菱法等、火法冶煉逐漸向連續(xù)化、自動化發(fā)展。生產(chǎn)過程大致如圖：除了銅精礦之外,廢銅做為精煉銅的主要原料之一，包括舊廢銅和新廢銅，舊廢銅來自舊設(shè)備和舊機(jī)器，廢棄的樓房和地下管道；新廢銅來自加工廠棄掉的銅屑（銅材的產(chǎn)出比為50%左右），一般廢銅供應(yīng)較穩(wěn)定，廢銅可以分為：裸雜銅:品位在90%以上；黃雜銅（電線）:含銅物料（舊馬達(dá)、電路板）；由廢銅和其他類似材料生產(chǎn)出的銅，也稱為再生銅。濕法煉銅：一船適于低品位的氧化銅，生產(chǎn)出的精銅稱為電積銅。現(xiàn)代濕法冶煉有硫酸化焙燒一浸出一電積，浸出一萃取一電積，細(xì)菌浸出等法，適于低品位復(fù)雜礦、氧化銅礦、含銅廢礦石的堆浸、槽浸選用或就地浸出。濕法冶煉技術(shù)正在逐步推廣，預(yù)計(jì)本世紀(jì)末可達(dá)總產(chǎn)量的20%，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。濕法冶煉過程為：火法和濕法兩種工藝的特點(diǎn)比較火法和濕法兩種銅的生產(chǎn)工藝，有如下特點(diǎn)：（1） 后者的冶煉設(shè)備更簡單，但雜質(zhì)含量較高，是前者的有益補(bǔ)充。（2） 后者有局限性，受制于礦石的品位及類型。從銅礦中開采出來的銅礦石，經(jīng)過選礦成為含銅品位較高的銅精礦或者說是銅礦砂，銅精礦需要經(jīng)

過冶煉提成，才能成為精銅及銅制品。字體大?。捍髚中|小2007-04-2110:33-閱讀：1545-評論：3從銅礦中開采出來的銅礦石，經(jīng)過選礦成為含銅品位較高的銅精礦或者說是銅礦砂，銅精礦需要經(jīng)過冶煉提成才能成為精銅及銅制品。目前，世界上銅的冶煉方式主要有兩種：即火法冶煉與濕法冶煉（SX-EX）火法：通過熔融冶煉和電解精火煉生產(chǎn)出陰極銅，也即電解銅，一般適于高品位的硫化銅礦。除了銅精礦之外，廢銅做為精煉銅的主要原料之一，包括舊廢銅和新廢銅，舊廢銅來自舊設(shè)備和舊機(jī)器，廢棄的樓房和地下管道；新廢銅來自加工廠棄掉的銅屑（銅材的產(chǎn)出比為50%左右），一般廢銅供應(yīng)較穩(wěn)定，廢銅可以分為：裸雜銅:品位在90%以上；黃雜銅（電線）:含銅物料（舊馬達(dá)、電路板）；由廢銅和其他類似材料生產(chǎn)出的銅，也稱為再生銅。濕法：一船適于低品位的氧化銅，生產(chǎn)出的精銅稱為電積銅?；鸱ê蜐穹▋煞N工藝的特點(diǎn)比較火法和濕法兩種銅的生產(chǎn)工藝，有如下特點(diǎn)：（1） 后者的冶煉設(shè)備更簡單，但雜質(zhì)含量較高，是前者的有益補(bǔ)充。（2） 后者有局限性，受制于礦石的品位及類型。（3） 前者的成本約在70-80美分/磅（約合1540-1760美元/噸），后者僅為30-40美分/磅（約合660-880美元/噸）。可見，濕法冶煉技術(shù)具有相當(dāng)大的優(yōu)越性，但其適用范圍卻有局限性，并不是所有銅礦的冶煉都可采用該種工藝。不過通過技術(shù)改良，這幾年已經(jīng)有越來越多的國家，包括美國、智利、加拿大、澳大利亞、墨西哥豌'魯?shù)龋瑢⒃摴に噾?yīng)用于更多的銅礦冶煉上。濕法冶煉技術(shù)的提高及應(yīng)用的推廣，降低了銅的生產(chǎn)成本，提高了銅礦產(chǎn)能，短期內(nèi)增加了社會資源供給，造成社會總供給的相對過剩，對價格有拉動作用。1997年銅的期價由1996年的2600美元/噸高位跌至目前1998年11月的1600美元/噸左右，與濕法冶煉工藝比重的大大提高導(dǎo)致大量低成本銅上市有著直接的關(guān)系。目前由于銅的平均生產(chǎn)成本在1400-1600美元/噸（64-73美分/磅），期價下跌是價格向價值的合理回歸，隨著冶煉工藝中其比重的不斷增加，銅的價格走向?qū)艿皆絹碓缴钸h(yuǎn)的影響。據(jù)報道，目前濕法煉銅最低成本只有20美分/磅（合450美元/噸），最高77美分/磅（合1697.5美元/噸），平均約低于50美分/磅（合1100美元/噸）。需要指出的是，在1995年濕法煉銅的平均生產(chǎn)成本還只有39美分/磅，近來濕法煉銅平均生產(chǎn)成本有所上升，主要是由于濕法煉銅工藝推廣到了處理銅的硫化礦物的緣故。濕法煉銅工藝較適合處理銅的氧化礦物和貧礦，而處理硫化礦物及較富礦石時，或當(dāng)?shù)V山地處寒冷地區(qū)，采用濕法煉銅工藝，其生產(chǎn)成本亦較高，多在50美分/磅以上。中國自70年代開始研究從低品位銅礦中提取銅技術(shù)，1983年建立了第一座濕法冶煉銅的工廠，年產(chǎn)120噸，近來由于引進(jìn)了國外優(yōu)良的銅莘取劑，加上地方銅工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在已建成了幾十座小型的濕法冶煉廠，規(guī)模從幾百到2000噸不等，但年產(chǎn)銅僅1.5萬噸，這與我國年產(chǎn)精煉銅100萬噸的規(guī)模相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前我國銅的生產(chǎn)成本大約在18500元左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界平均水平1477美元（67美分）。"95"期間國家計(jì)委和中國有色金屬工業(yè)總公司把濕法冶煉項(xiàng)目列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，在德興銅礦、玉龍銅礦、大冶銅錄山銅礦等地建幾個示范工廠，經(jīng)過幾年努力，估計(jì)至本世紀(jì)末我國的濕法技術(shù)會有較大發(fā)展，屆時年產(chǎn)能估計(jì)可達(dá)5萬噸以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1980年濕法煉銅的精銅產(chǎn)量占世界精銅產(chǎn)量的2.5%，1994年該比重提高到10%，1997估計(jì)提高到18%預(yù)計(jì)最終濕法產(chǎn)銅的比例將提高到25-35%之間。單位：萬噸1980199419971998濕法產(chǎn)銅比重2.5%10%18%20-25%

濕法產(chǎn)銅量 24 108 172.3 2251.銅的冶煉工業(yè)上使用的銅有電解銅（含銅99.9%?99.95%）和精銅（含銅99.0%?99.7%）兩種.前者用于電器工業(yè)上，用于制造特種合金、金屬絲及電線.后者用于制造其他合金、銅管、銅板、軸等.煉銅的原料是銅礦石.銅礦石可分為三類：（1）硫化礦，如黃銅礦（CuFeS2）、斑銅礦（Cu5FeS4）和輝銅礦（Cu2S）等.（2）氧化礦，如赤銅礦（Cu2O）、孔雀石［CuCO3?Cu（OH）2］、藍(lán)銅礦［2CuCO3?Cu（OH）2］、硅孔雀石（CuSiO3?2H2O）等.（3）自然銅.銅礦石中銅的含量在1%左右（0.5%?3%）的便有開采價值，因?yàn)椴捎酶∵x法可以把礦石中一部分脈石等雜質(zhì)除去，而得到含銅量較高（8%?35%）的精礦砂.從銅礦石冶煉銅的過程比較復(fù)雜.以黃銅為例，首先把精礦砂、熔劑（石灰石、砂等）和燃料（焦炭、木炭或無煙煤）混合，投入〃密閉〃鼓風(fēng)爐中，在1000°C左右進(jìn)行熔煉.于是礦石中一部分硫成為SO2（用于制硫酸），大部分的神、銻等雜質(zhì)成為As2O3、Sb2O3等揮發(fā)性物質(zhì)而被除去：2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2t一部分鐵的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸铮?FeS+3O2=2FeO+2SO2tCu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成〃冰銅〃（主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的，它的含銅率在20%?50%之間，含硫率在23%?27%之間），F(xiàn)eO跟SiO2形成熔渣：FeO+SiO2=FeSiO3熔渣浮在熔融冰銅的上面，容易分離，借以除去一部分雜質(zhì).然后把冰銅移入轉(zhuǎn)爐中，加入熔劑（石英砂）后鼓入空氣進(jìn)行吹煉（1100?1300C）.由于鐵比銅對氧有較大的親和力，而銅比鐵對硫有較大的親和力，因此冰銅中的FeS先轉(zhuǎn)變?yōu)镕eO,跟熔劑結(jié)合成渣，而后Cu2S才轉(zhuǎn)變?yōu)镃u2O，Cu2O跟Cu2S反應(yīng)生成粗銅（含銅量約為98.5%）.2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2t2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2t再把粗銅移入反射爐，加入熔劑（石英砂），通入空氣，使粗銅中的雜質(zhì)氧化，跟熔劑形成爐渣而除去.在雜質(zhì)除到一定程度后，再噴入重油，由重油燃燒產(chǎn)生的一氧化碳等還原性氣體使氧化亞銅在高溫下還原為銅.得到的精銅約含銅99.7%.2.廢金屬的利用廢金屬棄置不用，不僅是資源的極大浪費(fèi)，而且占用土地，污染環(huán)境.目前，世界各國都十分重視廢金屬的回收再用.回收的廢舊鋼鐵主要用于煉鋼，利用某些邊角余料可以生產(chǎn)某些設(shè)備、儀器的零件等.

據(jù)計(jì)算，利用1t廢鋼煉鋼，可節(jié)約礦石2t、焦炭1t、石灰石0.5t.回收1t銘不銹鋼，可節(jié)約銘0.13t.回收1t竦銘鋼，可節(jié)約銘0.18t、竦0.09t.同時，利用回收金屬進(jìn)行冶煉，還可以節(jié)約大量能源.我國的礦產(chǎn)資源礦產(chǎn)資源是自然資源的一部分，是大自然賦予人類的寶貴財(cái)富，是我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，我國生產(chǎn)所需的80%左右的原材料來自礦產(chǎn)資源.我國幅員遼闊，是世界上礦產(chǎn)資源比較豐富、礦產(chǎn)品種比較齊全的國家.我國礦產(chǎn)資源總值居世界第三位，但人均擁有量約為世界人均水平的1/3,居世界第80位.我國已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)有168種，其中已探明儲量的有152種，已開發(fā)利用的有132種，已發(fā)現(xiàn)的礦床、礦化點(diǎn)有二十多萬處.在金屬礦產(chǎn)資源上，鎢、銻、鈦、稀土、菱鎂礦居世界第一位，釩居第二位，鋅、鉬居世界第三位.金屬礦產(chǎn)儲量相對不足的有銀、鐵、鉛、銅、金、竦等，儲量相對短缺的有鉀、鉑、銘等. 參考答案：一種智