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黄铜矿与过氧化氢反应 废铜怎么提炼纯铜

随之兴起的是以闪速熔炼和熔池熔炼为代表的强化冶炼先进技术,将冰铜进一步氧化、造渣脱除冰铜中的铁和硫,将粗铜通过氧化造渣进一步脱除杂质元素。...

黄铜矿与过氧化氢反应,废铜怎么提炼纯铜?

火法炼铜是当今生产铜的主要方法,占铜产量的80%~90%,主要是处理硫化矿。火法炼铜的优点是原料适应性强,能耗低,效率高,金属回收率高。火法炼铜可分两类:一是传统工艺:如鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼。二是现代强化工艺:如闪速炉熔炼、熔池熔炼。

由于20世纪中叶以来全球性的能源和环境问题突出,能源日趋紧张,环境保护法规日益严格,劳动成本逐步上涨,促使铜冶炼技术从20世纪80年代起获得飞速发展,迫使传统的方法不得不被新的强化方法来代替,传统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先进技术,其中最重要的突破是氧气或富氧的广泛应用。经过几十年的努力,闪速熔炼与熔池熔炼已基本取代传统火法冶炼工艺。

1. 火法冶炼工艺流程

火法工艺过程主要包括四个主要步骤:造锍熔炼、铜锍(冰铜)吹炼、粗铜火法精炼和阳极铜电解精炼。

造硫熔炼(铜精矿—冰铜):主要是使用铜精矿造冰铜熔炼,目的是使铜精矿部分铁氧化,造渣除去,产出含铜较高的冰铜。

冰铜吹炼(冰铜—粗铜):将冰铜进一步氧化、造渣脱除冰铜中的铁和硫,生产粗铜。

火法精炼(粗铜—阳极铜):将粗铜通过氧化造渣进一步脱除杂质元素,生产阳极铜。

电解精炼(阳极铜—阴极铜):通过引入直流电,阳极铜溶解,在阴极析出纯铜,杂质进入阳极泥或电解液,从而实现铜和杂质的分离,产出阴

2. 火法冶炼工艺分类

(1)闪速熔炼

闪速熔炼(flash smelting)包括国际镍公司因科(Inco)闪速炉、奥托昆普(Outokumpu)闪速炉和旋涡顶吹熔炼(ConTop)3种。闪速熔炼是充分利用细磨物料巨大的活性表面,强化冶炼反应过程的熔炼方法。将精矿经过深度干燥后,与熔剂经干燥一起用富氧空气喷入反应塔内,精矿粒子在空间悬浮1-3s时间,与高温氧化性气流迅速发生硫化矿物的氧化反应,并放出大量的热,完成熔炼反应即造锍的过程。反应的产物落入闪速炉的沉淀池中进行沉降,使铜锍和渣得到进一步的分离。这种方法主要用于铜、镍等硫化矿的造锍熔炼。

闪速熔炼在20世纪50年代末开始生产,已在四十多家企业推广应用,因为不断改进在节能环保方面有着显著成绩。该工艺技术具有生产能力大、能耗低、污染少等优点,单套系统最大矿铜产能可达40万t/a以上,适用于规模20万t/a以上的工厂。但是要求原料进行深度干燥到含水<0.3%,精矿粒度<1mm,原料中杂质铅加锌不宜高于6%。工艺的缺点是设备复杂、烟尘率较高,渣含铜比较高,需要进行贫化处理。

(2)熔池熔炼

熔池熔炼包括特尼恩特炼铜法、三菱法、奥斯麦特法、瓦纽柯夫炼铜法、艾萨熔炼法、诺兰达法、顶吹旋转转炉法(TBRC)、白银炼铜法、水口山炼铜法和东营底吹富氧熔炼法等。熔池熔炼是在细小的硫化精矿加入熔体的同时,向熔体鼓入空气或工业氧气,在剧烈搅拌的熔池内进行强化熔炼。由于鼓风向溶池中压人了气泡,当气泡通过熔池上升时,造成“熔体柱”运动,这样便给熔体输入了很大的功能。它的炉型有卧、立式、回转式或固定式,鼓风方式有侧吹、顶吹、底吹三种。

熔池熔炼是20世纪70年代开始在工业上应用。由于熔池熔炼过程中的传热与传质效果好,可大大强化冶金过程,达到了提高设备生产率和降低冶炼过程能耗的目的。而且对炉料的要求不高,各种类型的精矿,干的、湿的、大粒的、粉状的都适用,炉子容积小,热损失小,节能环保都比较好,特别是烟尘率明显

二、湿法冶炼(SX-EW法)

湿法冶炼占铜生产量的10%~20%,是用溶剂浸出铜矿石或铜精矿使铜进入溶液,然后从经过净化处理后的含铜溶液中回收铜的方法。主要用于处理低品位铜矿石、氧化铜矿和一些复杂的铜矿石。

湿法炼铜设备更简单,在矿山附近就近生产,生产成本低,不生产硫酸,无SO2污染。但杂质含量较高,且炼铜周期长、效率低、产能规模小;贵金属回收困难,回收率不确定;处理黄铜矿精矿的湿法工艺还没有工业应用,存在技术障碍。

虽然目前湿法炼铜在铜生产中所占比重不大,但从今后资源发展趋势看,随着矿石逐渐贫化,氧化矿、低品位难选矿石和多金属复杂铜矿的利用日益增多,湿法炼铜将成为处理这些原料的有效途径。

黄铜矿焙烧为什么加石英砂?

因为工业炼铜中作为添加剂、熔剂加入石英沙可保证冶炼过程二氧化硫反应生成亚硫酸钠生产更稳定,更容易分离硅酸盐。

黄铜矿和稀硫酸氧气反应方程式?

Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂

黄铜是Zn和Cu的合金,铜不与稀硫酸反应,而锌可以。

当含锌量小于

35%

时,锌能溶于铜内形成单相

a

,称单相黄铜

,塑性好,适于冷热加压加工。

当含锌量为36%~46%时,有

a

单相还有以铜锌为基的β固溶体,称双相黄铜,

β相使黄铜塑性减小而抗拉强度上升,只适于热压力加工。

铁黄铜中,铁以富铁相的微粒析出,作为晶核而细化晶粒,并能阻止再结晶晶粒长大,从而提高合金的机械性能和工艺性能。铁黄铜中的铁含量通常在1.5%以下,其组织为(α+β),具有高的强度和韧性,高温下塑性很好,冷态下也可变形。常用的牌号为Hfe59-1-1。

铁矿和铜矿有什么区别?

1、物理性质不同

铜矿为黄铜黄色,表面常有蓝、紫褐色的斑状锖色。绿黑色条痕。金属光泽,不透明、具导电性,硬度3~4,性脆。相对密度4.1~4.3。

铁矿为浅黄铜黄色 ,表面常具黄褐色锖色。条痕绿黑或褐黑。强金属光泽。不透明。解理、极不完全。硬度6~6.5。相对密度4.9~5.2。可具检波性。黄铁矿是半导体矿物,具导电性。在热的作用下,所捕获的电子易于流动,并有方向性,形成电子流,产生热电动势而具热电性。

2、成因不同

铜矿

分布较广,可在各种条件下形成。主要通过岩浆作用、接触交代作用、成矿热液作用而结晶形成。共生矿物有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、斑铜矿、辉钼矿、磁黄铁矿、毒砂、辉钴矿、辉铜矿、铜蓝、硫砷铜矿等。非金属矿物有方解石、石英、长石。

不同的成矿作用产生不同的黄铜矿矿物组合。铜矿是难于细菌氧化的矿物。在铜硫化物中黄铜矿属于比较惰性。细菌氧化黄铜矿时,铜离子进入溶液。由于铜是一些酶的组成成分,因此微量铜元素对细菌生长是有利的。但是当进入溶液铜离子量大时,会造成毒害。

铁矿

是地壳中分布最广的硫化物。在岩浆岩中,铁矿呈细小浸染状,为岩浆期后热液作用的产物。接触交代矿床中,铁矿常与其它硫化物共生,形成于热液作用后期阶段。

在热液矿床中,黄铁矿与其它硫化物、氧化物、石英等共生;有时形成黄铁矿的巨大堆积。在沉积岩、煤系及沉积矿床中,黄铁矿呈团块、结核或透镜体产出。在变质岩中,黄铁矿往往是变质作用的新生产物。

3、特征不同

黄铜矿

可以从它的颜色和条痕当中鉴别出来;它和黄铁矿相像,但是硬度不如黄铁矿,黄铁矿的硬度是6-6.5;它和金类似,但是硬度比金高,也比金脆,金的硬度是2.5-3;它和黄铁矿一样,在野外很容易被误会为黄金,因此被称为愚人金(Fool's Gold);

黄铁矿

晶形完好,晶面有条纹,致密块状者与黄铜矿相似。但据其浅黄铜黄色,硬度大,及其具有导电性可与黄铜矿进行区别。性脆,受敲打时很容易破碎,破碎面是参差不齐的。

4、产地不同

黄铜矿

是分布最广的铜矿物,中国的主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部中条山地区、甘肃的河西走廊以及西藏高原等。其中以江西德兴、西藏玉龙等铜矿最著名。

世界其他主要产地有西班牙的里奥廷托,美国亚利桑那州的克拉马祖、犹他州的宾厄姆、蒙大那州的比尤特,墨西哥的卡纳内阿,智利的丘基卡马塔等。

黄铁矿

世界著名产地有西班牙、捷克、斯洛伐克、美国和中国。我国黄铁矿的探明资源储量居世界前列,著名产地有广东英德和云浮、安徽马鞍山、甘肃白银厂等。

铜矿会氧化吗?

硫砷铜矿是铜与砷的硫化物,属硫盐矿物,是重要的铜矿石,同时也是制取砷的原料。硫砷铜矿的化学性质稳定,在自然条件下的氧化速率比砷黝铜矿、黄铜矿等难氧化的硫化矿还要慢,因此,Watling把硫砷铜矿和黄铜矿一起归为最难处理的硫化矿物。

硫砷铜矿在不添加氧化剂的空气中几乎不能氧化,因为静置在空气中的硫砷铜矿表面会形成一层含氧化合物和多硫化合物的钝化膜,进而影响其进一步的氧化分解

铜矿石怎么提炼?

火法炼铜包括焙烧、熔炼、吹炼、精炼等工序,以黄铜矿精矿为 主要原料。焙烧分半氧化焙烧和全氧化焙烧(“死焙烧”),脱除精矿中部分或全部的硫,同时除去部分砷、锑等易挥发的杂质。

熔炼主要是造锍熔炼,目的是使铜精矿或焙烧矿中的部分铁氧化,并与脉石、熔剂等造渣除去,产出含铜较高的冰铜。

吹炼能够 消除烟害,回收精矿中的硫。

精炼分火法精炼和电解精炼。

粗铜精炼 分火法精炼和电解精炼。

火法精炼是利用某些杂质对氧的亲和力大于铜,而其氧化物又不溶于铜液等性质,通过氧化造渣或挥发除去。

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