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铜业技术铜湿法冶炼工艺流程

2019/04/10 来源:昌都信息港

导读

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铜湿法冶炼工艺流程的方法有哪些呢?铜湿法冶炼工艺流程是怎么样的呢?铜湿法冶炼工艺流程有图吗?我们还是慢慢来介绍下铜湿法冶炼工艺流程的有关知识吧。所谓的铜湿法冶炼是指:利用溶剂将铜矿、精矿或焙砂中的铜溶解出来,再进一步分离、富集提取的方法。中国的湿法冶炼起源比较早。《神农本草》中就有铜湿法冶炼的记载。而在国外,直到十六世纪才采用湿法冶金技术获得海绵铜。那么专家马上为我们介绍下铜湿法冶炼工艺流程的相关知识。

铜生产车间

铜湿法冶炼工艺流程的优点:

1、主要金属和伴生金属的回收率更高;

2、工艺更加灵活;

3、能耗比较小;

4、比较容易解决环境保护问题;

5、冶金过程易于实现机械化和自动化。

在说铜湿法冶炼工艺流程之前,我们先来了解下铜湿法冶炼的方法:包括了

1、焙烧-浸出净化-电积法:用于处理硫化铜精矿。

2、硫酸浸出萃取电积法:用氧化矿、尾矿、含铜废石、复合矿石。

3、氨浸萃取电积法:用于处理高钙、镁氧化铜矿或硫化矿的氧化砂。

知道了铜湿法冶炼的方法,我们来分别了解下铜湿法冶炼工艺流程:如下

1、焙烧-浸出净化-电积法:流程如下图

铜湿法冶炼工艺流程:焙烧-浸出净化-电积法

(1)硫化铜精矿的焙烧:

、铜湿法冶炼的焙烧的目的:焙烧是首道工序,使炉料进行硫酸化焙烧,其目的是使绝大部分的铜变为可溶于稀硫酸的(:1!3O4和〇11〇〇13O4,而铁全部变为不溶的氧化物(Fe2〇3),产出的3〇2供制酸。

b、焙烧过程热力学:

c、焙烧过程动力学:焙烧是固一气间的多相反应。反应速度取决于矿粒表面上的化学反应速度和气相中氧分子扩散到矿粒表面的速度。

当温度较低时,化学反应速度小于气体的扩散速度,过程总速度取决于表面反应的条件并服从阿累尼乌斯指数定律。

当温度较高时,化学反应速度迅速增大并超过气体扩散速度,过程总速度取决于气体的扩散速度。

d、焙烧设备及经济指标:沸腾炉:一般为圆形(个别厂用长方形:)。炉壳用钢板焊成,内衬耐火砖。

(2)焙烧矿的浸出与净化:

、浸出过程:焙砂中Cu主要以CuSO4、CuOCuSO4、 Cu2〇、Cu〇存在,而Fe以Fe2〇3存在。当用稀硫 酸作溶剂时,除CiKFe2〇3不溶外,其余都溶于 硫酸生成CuSO4。Fe2〇3不溶于硫酸,但少量的 FeSO4也溶于其中。

影响浸出反应速度的因素是温度,溶剂浓度和 焙砂粒度,通常温度在80~90C,H2S0415g/L,焙砂粒度小于0.074mm,采取搅拌浸出。

b、净化过程:浸出液的组成(g/L): 50~110Cu、2~18H2SO4、2~4Fe2+、1~4Fe3+,铁在电积时将反复氧化还原而 消耗电能,故必须净化除去。常用的除铁法为氧化水解法,即在PH=1~1.5,T=60C时,用2+氧化成Fe3+,然后使Fe3+水 解成Fe(〇H)3沉淀除去。即2 FeS04+Mn02+2H2S04=Fe2(S04)3+MnS04+2H20,Fe2(S04)3+6H20=2Fe(0H)3l +3H2S04

c、浸出净化设备:浸出和净化都可在带机械搅拌的耐酸槽内进行,浸出时可加絮凝剂加速沉淀,在Fe(〇H^成胶状沉淀时,可吸附溶液中的As、Sb、Bi等杂质一同除去。

(3)电积过程:铜的电积也称不溶阳极电解,以纯铜作阴极,以Pb-Ag (含Ag 1%))或Pb-Sb合金板作阳极,上述经净化除铁后的净化液作电解液。电解时,阴极过程与电解精炼 一样,在始极片上析出铜,在阳极的反应则不是金属溶解,而是水尚分解奴出氧气。

电积反应:

阴极:Cu2++2e==Cu

阳极:H2〇-2e==1/2〇2+2H+

总反应 L Cu2++Hg〇 ==Cu+1/2〇2+2H+

(4)废液及废渣的处理:

、电解废液的处理:电解废液全部返回浸出过程但 这种平衡很难达到,所以出现废液的处理问题。

处理目的:回收其中的有价金属,并回收或中和 硫酸以避免它对环境的危害。

b、废渣的处理:贵金属含量低的浸出渣可用作炼铅熔 剂,其中的有色金属和贵金属在冶炼时进入粗铅 中.贵金属含量高时,则用选矿一湿法冶金联合流程 处理以提取贵金属。

2、硫酸浸出萃取电积法:

(1)浸出方式有堆浸、槽浸、地下浸等多种。

、氧化铜矿堆浸

适用于硫酸溶液堆浸的铜矿石铜氧化率要求较高,铜 主要应以孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿石等形态存在。脉石 成分应以石英为主,一般Si〇2含量均大于80%上海到太原物流公司
,而碱性脉

石Ca〇、Mg〇含量低、二者之和不大于2%~3%。矿石含 铜品位从11%~0.2%。浸出过程的主要化学反应是:

Cu2C03(0H)2+2H2S04=2CuS04+C02+3H20 CuSi0392H20+H2S04=CuS04+ Si02+3H20 2Cu20+4H2S04=4CuS04+4H20

b、含硫铜矿细菌堆浸:

细菌浸出:它是近30年发展起来的新技术,是利用细菌的 生物催化剂作用.加速矿石中有价组分的浸出过 程.成为处理低品位矿的一个重要方法,每年从 纽量鱼夫的低品位尾t及废t石中壬产的过 50万吨。

浸铜菌种:

① 氧化铁硫杆菌;

② 氧化硫杆菌。能在PH=1.5~3.5的酸性环境中 生存和繁殖。

c、细菌浸出的机理:

细菌的直接作用:氧化铁硫杆菌.为取得维持生命的能源而将 矿石中的低价铁和硫氧化成高价,氧化过程中破 坏了矿石的晶格,使矿石中的硫化物变为硫酸盐 而转入溶液中。

CuFeS2+402=CuS04+FeS04,Cu2S+H2SO4+5/2O2=2Cu2〇

细菌的间接催化作用:细菌在有氧和硫酸存在的条件下起催化作用,将Fe2+氧 化成Fe3+:

2FeSO4+〇2+H2SO4=Fe2(SO4)3+H2〇,Cu2S + Fe2(SO4)3 +2〇2=2CuSO4+ 2FeSO4

Cu20+H2S04+ Fe2(S04)3 =2CuS04 + 2FeS04 +H20

d、菌液的获得与再生:细菌为自养性的,即生活在无机物中,当环境是PHN1.5~3.5手机打鱼怎么代理
, T45~40C (为35C) 充足的氧和避光都可产生细菌,菌液大量存在于 硫化矿的酸性水中,还得专门培育以补充不足。

e、浸出过程:因细菌浸出主要是处理低品位难选复合矿或 废矿,故用就地浸出或堆浸,堆量可达几万吨到 几亿吨,浸出周期为数日至数年。浸出液含铜1~ 7g/l〇

3、氨浸萃取电积法:

(1)高压氨浸法:在高温、高氧压和高氨压下浸出硫化精矿,铜、镍、钴等有价金属形成配合物进入溶液,铁形成氢氧 化物进入残渣,由于浸出过程所需压力较高以及酸溶 液对设备的腐蚀较大,目前主要用于处理Cu-Ni-Co 复合矿。

(2)常压氨浸法(阿比特法):由于既能直接处理硫化矿,对设备及材料的要 求也不高,因而成为实现工业化的方法之一。 此法的特点是采用氨浸-萃取-电积-浮选联合流程,硫化铜精矿的浸出是在接近常压和65~80C的条件 下,在机械搅拌的密闭设备中用氧、氨和硫酸铵进 行的,浸出时间为3~6h,精矿中的80~86%Cu以 Cu(NH3)4SO4形式进入溶液,浸出液含铜40~50克 /升。铜回收率达96~97%。

铜制品

铜湿法冶炼工艺流程的优点和缺点:

1、焙烧-浸出净化-电积:各工序单元操作简单、成熟,建厂投资容易。但工艺中废酸处理和渣中有价金属回收成了两道难 关。中和法处理废酸简单易行,但酸未得到利用,而且碱耗很大;浸出渣中1 %左右的铜及贵金属也无 可行办法回收。正是这些难题,使兴旺了几年的该 湿法工艺,逐渐退出了炼铜领域。

2、硫酸浸出萃取电积法:其优点在于

(1)建厂投资和生产费用低,生产成本低于火法,具 有很强的市场竞争力;

(2)以难选矿难处理的低品位含铜物料为原料,独具 技术优越性;

(3)无废气、废水和废渣污染,符合清洁生产要求;

(4)拥有可靠的萃取剂市场供应。

3、氨浸萃取电积法:整个工艺过程构成闭路循环,萃余液(稀硫酸)可以返回浸出作业,反萃取的有机相返回萃取作业使用,电解残液又可作反萃使用。所以应用这一工艺回收铜的过程中产生废渣、废水、废气大为减少,对环境保护非常有利,并能直接得到纯度较高的电铜产品服务器内存回收
,整个工艺的生产率较高,作业的连续性强,适用于工业规模的生产。但这一工艺也存在能耗高、成本高的缺点。

铜湿法冶炼工艺流程了解了,我们来了解下铜湿法冶炼工艺的发展:随着科学技术的进步和经济的发展,国内外对铜产品的需求越来越大。但是世界各地铜矿山中的富矿、易开采矿逐渐减少,同时人们的环保意识逐渐增强,致使火法炼铜面临越来越大的困难,而铜的湿法工艺得到了迅速发展。另外,贫铜溶液萃取剂的研制成功及其与生物浸出的配合使用,也是铜的湿法冶炼技术取得迅速发展的原因之一。大量不适于用火法处理的低品位氧化矿、废堆矿及浮选尾矿能够进行有效浸出并经萃取富集成合适于电积的溶液;其次处理硫化铜矿的搅拌浸出法的发展以及对火法熔炼的环保法规的加强,促使人们从湿法冶金中寻求处理硫化铜矿的途径。国内外学者对于湿法和火法冶金的环境影响性研究表明,湿法冶金技术确实有明显的优势。年各国的湿法铜产量如下表

1996-2000年各国的湿法铜产量kt国家1996年1997年1998年1999年2000年智利604793.11069.91341.91347.3美国557.8575.6598.8585.5557.5秘鲁88.195.3101.6112.5122.8刚果/赞比亚93.9101.795.4107.792.8其它95.8117.0148.0182.0217.3总计1439.61682.72013.72329.62337.6

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