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湿法炼铜是什么(湿法炼铜的物质)

湿法炼铜是什么(湿法炼铜的物质) 湿法炼铜(1)

该方法利用酸性或碱性溶剂从含铜物料中浸出铜,然后将浸出液还原制备金属铜或铜化合物产品。根据含铜物料的铜矿物形态、铜品位和脉石成分的不同,湿法炼铜主要包括以下三个生产工艺:①硫化铜精矿—硫酸化焙烧—废电解液浸出—浸出液净化—不溶性阳极电解;②氧化铜矿石,含铜废石-分层堆浸-溶液净化-有机溶剂萃取-废电解液反萃取-液体清洗-不溶性阳极电解;③高MgO、Cao含量的氧化铜矿石或硫化矿氧化焙砂-加压氨浸-溶剂萃取-废电解液反萃-电积生产电积铜,或反萃液蒸氨后生产硫酸铜,或直接氨浸生产CuO粉。铜矿和次生含铜物料的矿浆电解也通过了半工业试验。(一)硫化铜精矿焙烧-浸出-电积法。该方法通过焙烧将硫化铜精矿中的铜转化为水溶性硫酸铜,然后用酸浸剂浸出铜。浸出液净化后,在不溶性阳极电解槽中电沉积阴极金属铜。工艺流程见图1。该工艺存在金属回收率低(铜回收率小于96%)、渣含铜1%-2%、浸出渣中有贵金属残留、回收困难、废电解液产量大、经济效益差等缺点。,并未在生产中得到广泛应用。

1.硫化铜精矿的硫酸化焙烧。硫酸化焙烧和半硫酸化焙烧的目的是将硫化铜精矿中的硫化铜转化为水溶性硫酸盐和酸溶性氧化物,并控制所有铁生成不溶性高价氧化物。根据热力学原理,在677℃的系统温度下可以达到这个目的。[下一步]硫酸化焙烧:

铜精矿焙烧在沸腾炉中进行。铜精矿从矿仓通过带式输送机、螺旋给料机或给料盘送入炉内,焙烧气体空由鼓风机通过管道和炉底的空气斗送入流化床。产生的烟气经旋风除尘器、布袋除尘器和洗涤系统净化除尘后,进入制酸系统生产硫酸。焙砂和烟气分别送至浸出工序。硫酸焙烧产生的焙砂中的所有铜和一些铁以硫酸盐形式存在。一般浸出液含酸20-30g/L,而电解废液含酸130-150g/L,即过程中酸量的增加无法平衡,必须对废电解液中多余的酸进行开放式处理。同时,由于大量的铁进入浸出液,增加了清液的负担和铜的损失。而半硫酸化焙烧控制50%左右的铜含量为硫酸盐,其余为氧化物,既减少了废酸的产生,又增加了烟气中的硫含量,还降低了可溶性铁含量,有利于提高技术经济指标。两者的操作条件和结果如表1所示。

表1硫酸化焙烧和半酸化焙烧的比较

方法

硫酸化焙烧

半硫酸化焙烧

方法

硫酸化焙烧

半硫酸化焙烧

烘烤温度/℃

680~700

720~725

溶解铜/%

99.5

98.8

过量空气体系数/℃

1.51~.8

1.5

溶解铁/%

2~3.9

1~2

线速度/(米/秒)

0.36

0.36

焙砂SSO4/%

7.4

4.2

床高/米

1.3

一个

废酸处理能力/(t/tCu)

1.5

0.8

水溶性铜/%

90~93

50~64.8

硫利用率/%

七十二个

87

2.焙砂和烟灰的沥滤和沥滤通常在钢板上衬有铅的机械搅拌罐中进行。浸出温度为60℃,液固比为2:1,时间为2-3h。浸出液含铜80-90克/升,铁2-3克/升。为了降低因铁离子反复氧化还原而降低的电流效率,需要对浸出液进行净化除铁。通常的方法是加入MnO2将Fe2+氧化成Fe3+,然后在pH 1.5水解沉淀Fe3+(h2so 4 4-5g/L):【下一步】6 FSO 4+3m NO2+h2so 4 = = = = 3 fe2o 3 4so 3+3m NSO 4+H2O,然后净化电解液,再送电积。3.电沉积是在有防腐衬里的电解槽中进行的。和阴极铜电解一样,是纯铜的始极片,而阳极是不溶性的铅锑或铅钙锡板。电极上的电化学反应是:

阳极上的氧气生成并从槽面逸出,会夹带酸雾,严重影响车间和环境卫生。去除酸雾的一个有效方法是添加无害的添加剂,这些添加剂能在电解槽中形成泡沫层。电解池多级排列,同一池内的阳极和阴极分别并联,池间串联。电解液依次流经各槽,电沉积的工艺条件为:电沉积温度35-45℃;槽电压为2.5-1.8V;;150-180a/m2的电流密度;阴极周期为7天;同极距90 mm电解液成分(g/l):cu70-90;硫酸420-30 .废电解液的成分(克/升):cu10-12;硫酸150-180 .主要指标:电积铜纯度99.5%-99.95%;电流消耗3000-3500kwh/t;铜回收率为94%-96%;浸出渣含铜0.7%-1.2%;电流效率为77%-92%。硫化铜精矿—焙烧—浸出—电积工艺中,各工艺单元操作简单、成熟,易于投产。然而,废酸的处理和炉渣中有价金属的回收成为两大难点。中和法简单,处理废酸容易,但酸没有利用,碱耗高。没有可行的方法来回收浸提残渣中约1%的铜和贵金属。正是这些难题,让这一蓬勃发展了数年的湿法工艺逐渐隐没在炼铜领域。(2)浸出-萃取-电积法:用酸性或碱性浸出剂从含铜物料中浸出铜,然后萃取得到含铜富液,最后电解沉积生产金属铜。这项技术自20世纪60年代在美国投入工业生产以来,在世界范围内得到了广泛应用,生产能力得到了迅速提高。到1999年,这种技术生产的铜已占世界铜总产量的21%。中国有数百家铜冶炼厂采用该技术,但生产规模较小。该技术发展迅速的主要原因:一是建厂投资和生产成本低,生产成本低于火法,具有较强的市场竞争力;二是以难选难处理的低品位含铜物料为原料,具有独特的技术优势;三是无废气、废水、废渣污染,符合清洁生产要求;四是特效萃取剂有可靠的市场供应。这个过程如图2所示。[下一个]

浸出方法包括堆浸、槽浸、地下浸出等。浸出剂还包括酸性硫酸溶液和碱性氨水溶液,应用最广泛的是硫酸溶液堆浸。细菌浸出是从硫化铜矿中提取铜的有效方法。1.氧化铜矿堆浸适用于用硫酸溶液堆浸铜矿。铜的氧化率高,铜主要存在于孔雀石、硅孔雀石和黄铜矿中。脉石主要由应时组成,SiO2含量一般高于80%,而碱性脉石中CaO和MgO含量较低,两者之和不到2%-3%。含铜矿石的品位在0.1%-0.2%之间。浸出过程中的主要化学反应为cu2co 3(OH)2+2h2so 4 = = = 2 cuso 4+CO2+3 H2 cusio 3·2h2o+h2so 4 = = = cuso 4+SiO 2+3 H2 2cu 2 o+4h2so 4 = = = 4 cuso 4+4h2o矿石应在破碎后堆浸前进行浸出,粒度控制不大于20mm,矿石堆放在底部无渗漏并有一定自然坡度的堆矿上,每层堆放至预定高度层(1-3m),并喷雾系统设备包括输液泵、PVC管道、喷嘴等。浸出液在渗滤过程中自上而下从矿石中浸出铜,萃余液作为浸出液返回正常生产。经过长时间的浸出(几个月),得到含铜量为1-4g/L、pH为1.5-2.5的浸出溶液,收集在集液罐中,然后泵入萃取工序进行处理。氧化铜矿的堆浸率约为85%。

关键词TAG: 有色金属 
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