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铜湿法冶金理论与实践(湿法炼铜的原料)

铜湿法冶金理论与实践(湿法炼铜的原料) 现代湿法炼铜工业概述

显然,要想用湿法直接从低品位矿石中生产出高质量的铜,就必须将浸出液中的铜和铁分离出来,富集到可以电积的浓度,即浓缩10倍左右。虽然萃取和离子交换能满足这些要求,但生产成本高。

直到美国通用磨坊公司发明了从浸出液中提取铜的萃取剂,不需要用碱中和。1968年,美国亚利桑那州Ranches Development & Development公司进行了一次工业试验,考察了从堆浸液中回收铜的新型萃取剂的可行性和经济指标。试验结果表明,该技术完全可行,生产的电解铜成本仅为当时市场价的一半左右。在过去的30年中,浸出、萃取和电积技术不断发展和完善,使湿法成为铜工业中最具活力和发展最快的部分。

现代湿法炼铜工业包括浸出、萃取、反萃、电积三个部分,构成三个循环,如下图所示。提取是承上启下的关键环节。如上所述,正是由于萃取技术的发展,开创了现代湿法炼铜的新局面。在浸出过程中,酸与铜矿石反应,将铜溶解到溶液中。萃取时,铜离子和萃取剂的质子交换,进入有机相,质子进入水溶液,萃余液的酸度再次增加。萃余液返回用于浸提。负载在有机相中的铜被电积萃余液反萃取,得到富电解液,电解液酸度降低,萃取剂恢复酸形态,返回萃取。在电沉积过程中,铜在阴极析出,氧在阳极析出,生成等摩尔的硫酸。所以从化学反应的角度来看,整个过程贯穿着铜离子和质子的交换和取代,两者反向运动。电解提取过程中产生的质子在矿石中被消耗掉,从矿石中浸出的铜就是最终产品。

现代铜湿法冶金流程示意图

(除非另有说明,浓度单位为克/升)

现代湿法提铜主要是从低品位矿石中回收铜,如氧化矿、剥离的表外矿、浮选尾矿、难选硫化矿甚至废弃矿山,而这些物料恰恰是火法冶金难以利用的原料。因此,湿法和火法成为铜工业发展的两种互补技术,充分利用了矿产资源。

早期浸出-萃取-电积法的产品质量存在夹带有机物、铅含量高等问题。因此,它被认为不适合用作电气材料。经过20多年的改进,产品质量现已可与火法媲美。部分湿法厂产品纯度高达99.999%,高于火法产品质量。湿品一般不含砷、锑、铋。由于阳极材料的改进,阴极铜的铅含量已明显降低。目前,湿法炼铜厂的产品完全可以满足制造电工材料的要求。

关键词TAG: 有色金属 
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