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  • 铜的生产流程及主要工艺
  • 本站编辑:杭州富阳裕红线材制品有限公司发布日期:2021-11-02 13:54 浏览次数:

铜冶金技术的发展是个漫长的过程,目前冶炼方法主要有火法冶炼与湿法冶炼,前者多用于硫化矿的冶炼,后者一般用于氧化矿的冶炼。


⒈ 阴极铜火法冶炼过程

火法冶炼主要分采矿、选矿、熔炼、电解等步骤。

采矿就是将矿石与废石分离的过程。分离后的矿石运往选矿厂进行选矿。

选矿就是将采矿得到的矿石进行破碎、筛选获得品位较高的铜精矿的过程,包括破碎、浮选、分离、浓缩、脱水等步骤。矿石经过旋回破碎机、中细碎圆锥破碎机进行三级破碎后变成细颗粒状,再经球磨机碾磨成粉状进入浮选池。浮选池内加入药剂,经浮选机不断搅拌,金属吸附在搅拌后形成的泡沫上,泡沫悬浮在池的表面,金属随泡沫流入浮选池边上的槽内得到分离。分离后的矿浆经浓缩和过滤相结合的脱水手段,最后形成铜精矿。通过此过程,含铜量可由原矿的0.5%提高到30%(在干燥状态下)。

熔炼就是将铜精矿冶炼成合格的阳极铜,包括预干燥、闪速熔炼、转炉吹炼、阳极炉精炼及阳极浇铸等工序。

经过预干燥,矿的水分降至13%以下;干燥后,矿的水分降至3%以下。经闪速炉熔炼后的产物称“冰铜”,液体状,铜含量50%--75%,与硫混合。“冰铜”经转炉吹炼后的产物是“粗铜”,铜含量98.5%左右。粗铜再经阳极炉精炼并经过圆盘浇铸机浇铸,即形成阳极铜。阳极铜外型与阴极铜相似,但表面缺少光泽,厚度一般为阴极铜的2―3倍,是下一道工序电解中的阳极。

电解就是利用氧化-还原反应原理,阳极的铜电解进入电解液成为Cu离子,Cu离子带正电,流向阴极,在阴极富集,还原为金属铜,吸附在阴极上,阴极铜的纯度高于阳极。一般经过12天(阴极的反应周期)的电解反应,阴极上的铜就是所谓的“阴极铜”。阳极的反应周期24天。刚出炉的阴极铜呈砖红色,表面平整而光亮,铜的含量达99.95%以上。而阳极铜含多种其他元素,经电解后,这些元素在阳极沉淀下来,成为“阳极泥”。阳极泥再经处理可以得到金、银、粗硒和精碲等副产品。

电解的阴极,又称“始极片”,由专门的加工厂生产。始极片有三种:①由阴极铜制成,这种始极片电解后成为阴极铜的一部分;②钛板;③不锈钢板。后两种可以重复使用,又称“永久阴极”。


⒉ 火法冶炼的主要工艺

20世纪70年代以前,火法冶炼普遍采用的炼铜设备是鼓风炉、反射炉和电炉。这几种工艺的共同缺点是能耗高、硫利用率低和污染环境。由于全球性的能源和环境问题突出,促使铜冶金技术从80年代起获得飞速发展。传统的冶炼方法逐渐被淘汰,随之兴起的是以闪速熔炼和熔池熔炼为代表的强化冶炼技术,其中最重要的突破是氧气的广泛应用。

⑴ 闪速熔炼

包括国际镍公司闪速炉、奥托昆普闪速炉和旋涡顶吹熔炼3种。

奥托昆普闪速炉自1949年在芬兰Harjavalta冶炼厂投产以来,至今已投产42座。用此法生产的粗铜约占世界粗铜产量的45%左右,居各熔炼方法之首。该法特点是:熔炼速度高、能耗低、可连续而稳定地产出适宜于制酸的高浓度S02烟气,冰铜品位可达60%~70%等。 高铜炉渣(含Cu达2.5%)经浮选后可降到0.3%~0.5%。

⑵ 熔池熔炼

包括特尼恩特炼铜法、三菱法、瓦纽柯夫炼钢法、艾萨熔炼法、诺兰达法、顶吹旋转转炉法(TBRC)、白银炼铜法、水口山炼铜法(富氧底吹熔池熔炼)等8种。

⑶ 湿法冶炼过程

由于铜矿石品位不断下降,难处理的复杂矿增加等原因,人们对湿法冶炼越来越重视。溶剂萃取电积法(SX―EW)提取铜的技术已在美国、智利、赞比亚、秘鲁、澳大利亚和墨西哥等地推广应用,大大提高了铜的回收率并降低了生产成本。现代湿法炼铜技术有硫酸化焙烧--浸出--电积,浸出--萃取--电积、细菌浸出法等,适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼的工序可简单地分为三个步骤:浸出、萃取、电解。

①浸出:就是将矿石中铜元素以离子形式分离出来的过程。

用于浸出的矿石也许是较深的矿床(就地浸出),但这种情况很少。比较普遍的是采取堆浸的方式,浸出的对象是低品位矿。