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电解铜的加工方法
铜的冶炼方法可分为两类:火法冶金和湿法冶金。世界上精铜产量的85%以上是用火法冶金从硫化铜精矿和再生铜中回收的,湿法冶金生产的精铜只占15%左右。
⑴火法冶金
火法炼铜的方法很多,主要有:鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、闪速熔炼、电炉熔炼等。从以上炼铜的工艺流程图看出:硫化铜精矿(含铜量为13%-30%)可以采用几种不同的冶金方法进行熔炼,得到冰铜,再经过转炉吹炼得到含铜大于97.5%的粗铜,因粗铜的质量仍满足不了工业用铜的要求,必须精炼后得到的精铜要求含铜99.95%以上。在硫化铜精矿冶炼的过程中同时还可以回收硫、金、银、锑、铋、镍、硒等有价元素
在中国,从铜精矿中提取金属铜,主要采用火法冶金的方法,比较先进的就是闪速熔炼,其产量占全国产铜量的30%以上。由于能耗低,规模大,能有效控制环境污染等优点。这一冶炼技术正在炼铜工业上得到日益发展。闪速熔炼根据不同炉型的工作原理可分为两种类型:Outokumpu闪速熔炼、InCo闪速熔炼。以下介绍Outokumpu熔炼的工艺流程。
⑵湿法冶金
湿法冶金在许多情况下与火法相配合的。其过程的主要化学反应是在水溶液中进行的。铜(锌)矿物预先通过氧化或硫酸焙烧,转变可溶状态,然后再进行浸出、净化电积、以提取电解铜。通常有RLE法、常压氨浸出法(阿比特法)、高压氨浸出法、细菌浸出法等。从焙烧→浸出→净化→电积,简称RLE法。其生产流程,湿法冶金主要适用从低品位氧化矿、废矿堆及浮选尾矿中提取金属铜。
谁能告诉我电解铜和粗铜的生产工艺?
B.铜的冶炼工艺
铜治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:
(1)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。
(2)后者有局限性,受制于矿石的品位及类型。
(3)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。
精炼铜,电解铜,阴极铜和铜这几个有什么区别
电解铜是将铜电解掉。它是以铜作为阳极,阴极导体不限(以石墨为例),电解质溶液不限(以稀硫酸为例)其阳极反应式:Cu-2e-=Cu2+;
阴极反应式看电解质溶液而定(以稀硫酸为例):2H++2e-=H2;
总反应式(阴极以石墨为例,电解质溶液以稀硫酸为例)Cu+H2SO4=CuSO4+H2
电解精炼铜是用粗铜提取更高纯度的铜。它是以粗铜为阳极,纯铜为阴极,以可溶性铜盐为电解质溶液(这里以硫酸铜为例),因阳极是粗铜,含有Fe、Ni、Zn、Ag等杂质,所以其阳极反应式比较多:Zn-2e-=Zn2+;Ni-3e-=Ni3+;Fe-2e-=Fe2+;Cu-2e-=Cu2+,Ag等比Cu金属性弱的金属就形成阳极泥。
阴极反应式:Cu2++2-=Cu;
总反应式(阳极以Cu发生电解为主)Cu(粗铜)=Cu(纯铜)
1、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。
2、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。
3、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。
4、纯铜可拉成很细的铜丝,制成很薄的铜箔。能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金,形成的合金主要分成三类:黄铜是铜锌合金,青铜是铜锡合金,白铜是铜钴镍合金。
5、阳极铜
目前我国生产再生铜的方法主要有两类:
第一类是将废杂铜直接熔炼成不同牌号的铜合金或精铜,所以又称直接利用法;
第二类是将杂铜先经火法处理铸成阳极铜.然后电解精炼成电解铜并在电解过程中回收其他有价元素。
用第二类方法处理含铜废料时,通常又有 3 种不同的流程,即一段法、二段法和三段法。
l) 一段法 将分类过的黄杂铜或紫杂铜直接加入反射炉精炼成阳极铜的方法。其优点是流程短、设备简单、建厂快、投资少,但该法在处理成分复杂的杂铜时,产出的烟尘成分复杂,难以处理;同时精炼操作的炉时长,劳动强度大,生产效率低,金属回收率也较低。
2)二段法 杂铜先经鼓风炉还原熔炼得到金属铜.然后将金属铜在反射炉内精炼成阳极铜;或杂铜先经转炉吹炼成粗铜.再在反射炉内精炼成阳极铜。由于这两种方法都要经过两道工序,所以称为二段法。鼓风炉熔炼得到的金属铜杂质含量较高,呈黑色,故称为黑铜。
3)三段法 杂铜先经鼓风炉还原熔炼成黑铜,黑铜在转炉内吹炼成次粗铜,次粗铜再在反射炉中精炼成阳极铜。原料要经过 3 道工序处理才能生产出合格的阳极铜,故称三段法。三段法具有原料综合利用好,产出的烟尘成分简单、容易处理、粗铜品位较高、精炼炉操作较容易、设备生产率也较高等优点,但又有过程较复杂、设备多、投资大且燃料消耗多等优点。因此,我国除规膜较大的企业或需处理某些特殊废渣外,一般的废杂铜处理流程多采用二段法和一段法。
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