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黄铜矿电解铜得到铜的纯度(黄铜矿制取铜)

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本文目录:

炼铜:用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜,对吗为什么

黄铜矿的主要成份是铜的化合物,而精练铜是黄铜矿经过炲练后的粗铜进行电解

由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)可以冶炼得到粗铜,再经过电解精炼得到纯铜.(1)黄铜矿冶炼得到粗铜的一

(1)黄铜矿冶炼得到粗铜的一步反应为:8CuFeS2+21O2

 高温 

.

 

8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2若CuFeS2中的Fe的化合价为+2价,铜的化合价为+2价,硫的化合价为-1价,氧气中氧元素的化合价为0价,产物中铜的化合价为0价,氧化亚铁中铁的化合价为+2价,氧元素为-2价,三氧化二铁中铁的元素化合价为+3价,氧元素为-2价,二氧化硫中硫元素的化合价为+4价,氧元素为-2价,根据氧化还原规律,化合价降低的发生还原反应,所以反应中被还原的元素是Cu、O;根据原电池原理,稀硫酸做电解质溶液,使用惰性电极,一极通入SO2,另一极通入O2,治理SO2污染,负极反应是化合价升高的反应,所以负极离子反应是SO2-2e-+2H2O=SO42++4H+,

故答案为:Cu、O;SO2-2e-+2H2O=SO42++4H+;

(2)该装置中a为原电池的正极,b为原电池的负极,所以c为电解池的阳极,d为电解池的阴极,电解时,以硫酸铜-硫酸溶液为电解液,溶液中的Cu2+得到电子沉积在阴极上,发生还原反应,即Cu2++2e-=Cu,作阳极的粗铜中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液,如Fe以Fe2+的形式进入溶液中;比铜不活泼的金属Au、Ag不会失去电子,以单质的形成沉入电解槽形成“阳极泥”,

故答案为:d;Cu2++2e-=Cu;Au、Ag以单质的形成沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入溶液中;

(3)生物炼铜技术是一种利用微生物开矿的湿式制铜技术,生物炼铜的成本远远低于其他冶炼法,具有污染小、反应条件简单、即使含量(品味)很低的矿石也可以被利用等优点;硫酸铜可以配制波尔多液,杀灭果树上的某些细菌,其杀菌原理是铜离子与蛋白质作用使蛋白质变性而丧失其生理功能杀菌,

故答案为:污染小、能量消耗少、反应条件简单等;Cu2+可以使蛋白质变性.

上海金属网上的“铜”是指什么形态的铜?

铜是一种化学元素,它的化学符号是Cu(拉丁语:Cuprum),它的原子序数是29,是一种过渡金属。铜呈紫红色光泽的金属,密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2℃,沸点2567℃。常见化合价+1和+2。电离能7.726电子伏特。铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一,稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力,在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3,这叫铜绿。可溶于硝酸和热浓硫酸,略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。

自然界中存在形态分类

自然铜------铜含量在99%以上,但储量极少。

氧化铜矿-----为数也不多 

硫化铜矿-----含铜量极低,一般在2--3%左右,世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的。

生产过程分类

铜精矿----冶炼之前选出的含铜量较高的矿石。

粗铜------铜精矿冶炼后的产品,含铜量在95-98%。 

纯铜------火炼或电解之后含量达99%以上的铜。火炼可得99-99.9%的纯铜,电解可以使铜的纯度达到99.95-99.99%。

主要合金成份分类

黄铜-----铜锌合金

青铜-----铜锡合金等(除了锌镍外,加入其他元素的合金均称青铜)。

白铜-----铜钴镍合金

产品形态分类

铜管、铜棒、铜线、铜板、铜带、铜条、铜箔等。

2.铜的冶炼

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。

A.铜矿石的加工

工业上使用的铜有电解铜(含铜99.9%~99.95%)和精铜(含铜99.0%~99.7%)两种。前者用于电器工业上,用于制造特种合金、金属丝及电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。

a.铜矿石的分类及属性:

炼铜的原料是铜矿石。铜矿石可分为三类:

⑴硫化矿,如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。

⑵氧化矿,如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]、蓝铜矿[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO3·2H2O)等。

⑶自然铜。铜矿石中铜的含量在1%左右(0.5%~3%)的便有开采价值,因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去,而得到含铜量较高(8%~35%)的精矿砂。

b.铜矿石的冶炼过程:

从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。以黄铜矿为例,首先把精矿砂、熔剂(石灰石、砂等)和燃料(焦炭、木炭或无烟煤)混合,投入“密闭”鼓风炉中,在1000℃左右进行熔炼。于是矿石中一部分硫成为SO2(用于制硫酸),大部分的砷、锑等杂质成为AS2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去:2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2↑。一部分铁的硫化物转变为氧化物:2FeS+3O2=2FeO+2SO2↑。Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰铜”(主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的,它的含铜率在20%~50%之间,含硫率在23%~27%之间),FeO跟SiO2形成熔渣:FeO+SiO2=FeSiO3。熔渣浮在熔融冰铜的上面,容易分离,借以除去一部分杂质。然后把冰铜移入转炉中,加入熔剂(石英砂)后鼓入空气进行吹炼(1100~1300℃)。由于铁比铜对氧有较大的亲和力,而铜比铁对硫有较大的亲和力,因此冰铜中的FeS先转变为FeO,跟熔剂结合成渣,而后Cu2S才转变为Cu2O,Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜(含铜量约为98.5%)。2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑,2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑,再把粗铜移入反射炉,加入熔剂(石英砂),通入空气,使粗铜中的杂质氧化,跟熔剂形成炉渣而除去。在杂质除到一定程度后,再喷入重油,由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。得到的精铜约含铜99.7%。

B.铜的冶炼工艺

铜冶金技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主,其产量约占世界铜总产量的85%,现代湿法冶炼的技术正在逐步推广,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。火法冶炼与湿法冶炼(SX-EX)。

a.火法炼铜:

通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜,也即电解铜,一般适于高品位的硫化铜矿。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石,通过选矿提高到20-30%,作为铜精矿,在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼,产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜,再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂,或铸成阳极板进行电解,获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强,铜的回收率可达95%,但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出,不易回收,易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。

生产过程大致如图:

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。

b.湿法炼铜:

一船适于低品位的氧化铜,生产出的精铜称为电积铜。现代湿法冶炼有硫酸化焙烧-浸出-电积,浸出-萃取-电积,细菌浸出等法,适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广,预计本世纪末可达总产量的20%,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

湿法冶炼过程为:

c.火法和湿法两种工艺的特点 比较火法和湿法两种铜的生产工艺,有如下特点:

⑴后者的冶炼设备更简单,但杂质含量较高,是前者的有益补充。

⑵后者有局限性,受制于矿石的品位及类型。

⑶前者的成本要比后者高。

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。

用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜,对吗为什么

不对 黄铜矿的主要成份是铜的化合物,而精练铜是黄铜矿(CuFeS2)经过冶炼后得到铜的单质,粗铜,粗铜才是电解精炼的原材料,对粗铜进行电解精炼才行

扩展资料:

黄铜矿物理性质

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。

黄铜矿成因及产状

黄铜矿分布较广,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。黄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。

黄铜矿产地分布

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。

参考资料来源:

百度百科-黄铜矿

百度百科-电解精炼

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