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火法和湿法炼铜工艺及两者的局限性

编辑:DH    发布时间:2015/12/29 16:58:24

炼铜有两种方法:湿法炼铜和火法炼铜。

从铜矿中开采出来的铜矿石,经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂,铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品目前,世界上铜的冶炼方式主要有两种:即火法冶炼与湿法冶炼。

1.火法炼铜是当今生产铜的主要方法,世界上80%以上的铜是用火法从硫化铜精矿中提取的。火法炼铜最突出的优点是适应性强,能耗低,生产效率高。

硫化铜精矿的火法熔炼,一般包括三个过程。第一个过程是将铜矿熔炼成冰铜,每二个过程是将冰铜吹炼成粗铜,最后把粗铜精炼成纯铜(也是就是电铜)。精炼又分火法精炼和电解精炼。

铜精矿熔炼成冰铜的过程,根据所用炉子不同,可分为鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼、闪速熔炼以及其他熔炼等。由于熔炼方法和设备的不同,铜精矿熔炼前须经过混捏、干燥、制粒、熔烧或烧结等,也可直接熔炼。尽管对精矿的预处理不同,但熔炼后所得产品都是冰铜。

吹炼一般在转炉中进行。吹炼的原料是冰铜,产物是粗铜。

吹炼产出的粗铜,先经火法精炼,然后电解精炼产出纯铜,并回收金、银等有价金属。

在熔炼和吹炼过程中产出的炉气,含有SO2(二氧化硫),可用来制造硫酸。

通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜,也叫电解铜,一般适于高品位的硫化铜矿。

除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一,包括旧废铜和新废铜,旧废铜来自旧设备和旧机器,废弃的楼房和地下管道;新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50%左右),一般废铜供应较稳定,废铜可以分为:裸杂铜:品位在90%以上;黄杂铜(电线):含铜物料(旧马达、电路板);由废铜和其他类似材料生产出的铜,也称为再生铜。

2.湿法炼铜是在溶液中进行的一种提铜方法。无论贫矿或富矿、氧化矿或硫化矿,都可用湿法炼铜的方法将铜提取出来。一船适于低品位的氧化铜,生产出的精铜称为电积铜。

湿法炼铜用适当的溶剂浸出铜矿石,使铜以离子状态进入溶液,脉石及其他杂质不溶解。浸出后经澄清和过滤,得到含铜浸出液和由脉石组成的不溶残渣即浸出渣。浸出过程中,由于一些金属和非金属杂质与铜一起进入溶液,浸出液须净化。净化后的浸出液用置换、还原、电积等方法将铜提取出来。

3.火法和湿法两种工艺的特点:

  (1)湿法冶炼设备更简单,但杂质含量较高,是前者的有益补充。

  (2)湿法冶金有局限性,受制于矿石的品位及类型。

  (3)火法冶金的成本约在7080美分/磅(约合15401760美金/吨),湿法冶金仅为3040美分/磅(约合660880美金/吨)。

  可见,湿法冶炼技术具有相当大的优越性,但其适用范围却有局限性,并不是所有铜矿的冶炼都可采用该种工艺。不过通过技术改良,这几年已经有越来越多的国家,包括美国、智利、加拿大、澳大利亚、墨西哥及秘鲁等,将该工艺应用于更多的铜矿冶炼上。湿法冶炼技术的提高及应用的推广,降低了铜的生产成本,提高了铜矿产能,短期内增加了社会资源供给,造成社会总供给的相对过剩,对价格有拉动作用。1997年铜的期价由1996年的2600美金/吨高位跌至目前199811月的1600美金/吨左右,与湿法冶炼工艺比重的大大提高导致大量低成本铜上市有着直接的关系。

中国自70年代开始研究从低品位铜矿中提取铜技术,1983年建立了第一座湿法冶炼铜的工厂,年产120吨,近来由于引进了国外优良的铜莘取剂,加上地方铜工业的发展,现在已建成了几十座小型的湿法冶炼厂,规模从几百到2000吨不等,但年产铜仅1.5万吨,这与我国年产精炼铜100万吨的规模相比远远不够。目前我国铜的生产成本大约在18500元左右,远远高于世界平均水平1477美金(67美分)。"95"期间国家计委和中国有色金属工业总企业把湿法冶炼项目列为重点攻关项目,在德兴铜矿、玉龙铜矿、大冶铜录山铜矿等地建几个示范工厂,经过几年努力,估计至本世纪末我国的湿法技术会有较大发展,届时年产能估计可达5万吨以上。

国内产出92-98%的粗铜2万多吨。适用于硫化铜精矿、氧化铜精矿或高铜低硫铜块矿等原料,主要采用进口铜原料组织生产,粗铜产品50%以加工复出口方式处理,50%在国内销售。

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