铜冶炼三种方法
铜冶炼的工艺流程及原理
铜冶炼技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法冶炼为主,其产量约占
世界铜总产量的85%。
1)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.
2)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。
向左转|向右转
电解铝的基本原理和工艺过程:电解铝就是通过电解得到金属铝.现代电解铝工业生产采用
冰晶石-氧化铝熔融电解法。熔融冰晶石是溶剂,氧化铝是溶质,以碳素体作为阳极,铝液作
为阴极,通入强大的直流电后,在950℃~970℃下,在电解槽内进行电化学反应.阳极主要
产物是二氧化碳和一氧化碳气体,其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘,该气体需
经过净化处理后排空.阴极产物是铝液,铝液通过真空抬包从电解槽内抽出,送至铸造车间,
在保温炉内经净化澄清后,浇铸成铝锭或直接加工成线坯、型材等
铜的加工冶炼工艺流程
铜的加工冶炼工艺流程
1.选矿:首先要根据铜矿石的品位和矿石性质进行选矿,筛选出含铜
量较高的矿石。一般来说,铜矿石中的黄铜矿、辉铜矿和黄铁矿是常见的
含铜矿石。选矿的主要目的是提高矿石的品位,减少矿石中的废石和杂质。
2.矿石破碎和磨矿:经过选矿后的矿石需要进行破碎和磨矿,将粗大
的矿石破碎成适合随后处理的颗粒。破碎和磨矿的主要目的是提高矿石的
比表面积,利于后续的浸出过程。
3.浸出:浸出是将铜矿石中的铜溶解出来的过程,常见的浸出方法有
酸浸法和氧化浸法。其中,酸浸法是指用稀硫酸或硫酸溶液将铜矿石中的
铜溶解出来,而氧化浸法是指用氧化剂将铜矿石中的铜氧化为可溶性的铜盐,再将铜盐溶解出来。浸出后得到的溶液中含有铜离子和其他杂质。
4.固液分离:将浸出得到的含有铜离子的溶液和杂质进行固液分离,
一般采用沉淀、过滤或离心等方法将悬浮固体分离出来。分离后得到的固
体称为浸出渣,而溶液称为浸出液。
5.浸出液的净化:浸出液中除了铜离子外,还含有其他有害杂质,需
要进行进一步的净化。净化的方法主要有电解法、溶剂萃取法、水合物法等。其中,电解法主要是通过在电解槽中使用铜电极和对应的电解液,使
铜离子还原成铜金属,从而净化溶液。
6.电解精炼:经过净化的溶液中含有纯度较高的铜离子,需要进行电
解精炼。电解精炼是将含有铜离子的溶液通过电解的方式,使铜离子被还
原成铜金属沉积在阴极上,从而得到纯度较高的铜。
7.火法炼铜:除了电解精炼外,另一种常见的精炼方法是火法炼铜。火法炼铜主要是通过高温加热的方式,将含有铜离子的溶液中的水分和其他挥发性杂质蒸发掉,最终得到纯度较高的铜金属。
铜冶炼的分类与方法
水污染控制
废水处理
对铜冶炼过程中产生的废水进行收集和处理,采用物理、化学和生 物方法去除废水中的有害物质,如重金属离子、有机物等。
循环利用
通过建立循环水系统,实现废水的循环利用,减少新鲜水的使用量 ,降低废水排放量。
生态恢复
对受铜冶炼影响的区域进行生态恢复,如植被恢复、湿地修复等,促 进生态系统的平衡和稳定。
优化工艺流程
通过改进和优化铜冶炼 工艺流程,降低物耗和 生产成本,提高经济效 益。
余热回收利用
将铜冶炼过程中的余热 进行回收利用,减少能 源浪费,提高能源利用 效率。
环保和资源综合利用
环保技术应用
采用环保技术和设备,减少铜冶 炼过程中的污染物排放,降低对 环境的影响。
资源综合利用
通过资源综合利用技术,将铜冶 炼过程中的副产品进行回收利用 ,提高资源利用率。
PART 04
铜冶炼的环境影响与控制
大气污染控制
燃烧过程控制
通过改进燃烧技术,降低燃烧过程中产生的有害气体和颗粒物, 如安装除尘器和脱硫脱硝设备。
烟气净化处理
对铜冶炼过程中产生的烟气进行净化处理,如采用湿法除尘、活性 炭吸附等技术,去除烟气中的有害物质。
能源利用优化
采用清洁能源和高效节能技术,降低能源消耗和污染物排放,如使 用低硫煤、天然气等清洁燃料。
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铜冶炼三种方法
铜冶炼三种方法
This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
目前,中国已引进世界上最先进的炼铜新工艺有:闪速炉熔炼、艾萨熔炼、奥斯麦特熔炼、诺兰达熔炼等。国内自主创新的有白银法熔炼、金川合成炉熔炼、东营方圆的氧气底吹熔炼。后3种都是中国人自己研制的,都具有自主知识产权。这7种也算世界上较先进的炼铜法。通过多年的实践,国外的先进技术尚存不足之处,分述如下:
1、双闪速炉熔炼法:
投资大,专利费昂贵,熔剂和原料先进行磨细再进行深度干燥,需额外消耗能源这不尽合理。熔炉产出的铜硫需要水碎再干燥再细磨,工序繁杂。每道工序均难以保证100%回收率,会产生部分机械损失;热态高温铜锍水碎物理热几乎全部损失,水碎后再干燥,再加上炉内大量水套由冷却水带走热量,热能利用也不尽合理。铜锍水碎需要大量的水冲,增加动力消耗。破碎、干燥要增加人力和动力的消耗。这些都是多年来该工艺没有得到大量推广的重要原因。
2、艾萨法和澳斯麦特法均属于顶吹冶炼系列:
顶吹都要建立高层厂房,噪音大、高氧浓度低烟气量大、顶吹的氧枪12米长,3天至一周要更换一次,不锈钢消耗量大、投资大、操作不方便。都用电炉做贫化炉,渣含铜一般大于%不合国情。
3、三菱法的不足
4个炉子(熔炼炉、贫化电炉、吹炼炉、阳极炉)自流配置,第一道工序的熔炼炉需要配置在较高的楼层位置,建筑成本相对较高,炉渣采用电炉贫化,弃渣含铜量达%~%,远远高于我国多数大型铜矿开采的矿石平均品位,资源没有得到充分的利用。
铜冶炼工艺流程
铜冶炼工艺流程
铜是一种重要的金属材料,广泛应用于建筑、电子、汽车等领域。铜冶炼是将铜矿石中的铜提取出来并精炼成可用的铜金属的过程。铜冶炼工艺流程包括矿石选矿、破碎、磨矿、浮选、冶炼和精
炼等环节。下面将详细介绍铜冶炼的工艺流程。
1. 矿石选矿。
铜矿石是含有铜元素的矿石,常见的有黄铜矿、辉铜矿、硫化
铜矿等。在选矿过程中,首先需要将原始矿石进行破碎、磨矿,以
便提高矿石的表面积,便于后续的浮选。然后通过重选、浮选等物
理方法,将含铜的矿石与其他杂质分离,得到含铜的精矿。
2. 冶炼。
得到的含铜精矿需要进行冶炼,将其中的铜提取出来。冶炼过
程通常分为干法冶炼和湿法冶炼两种方式。干法冶炼是指在高温条
件下,将含铜精矿与石灰石等还原剂一起加热,使铜从矿石中析出。湿法冶炼则是将含铜精矿浸出,通过化学反应将铜从矿石中提取出来。无论是干法冶炼还是湿法冶炼,最终都会得到含有铜的熔体。
3. 精炼。
得到的含铜熔体还需要进行精炼,以提高铜的纯度。常见的精
炼方式包括火法精炼、电解精炼和气体吹炼等。火法精炼是将含铜
熔体加热至一定温度,通过氧化、还原等化学反应,去除其中的杂质。电解精炼是将含铜熔体置于电解槽中,通过电解的方式将铜从
熔体中析出。气体吹炼是利用氧气吹入含铜熔体中,氧化其中的杂质,提高铜的纯度。
4. 铜的成品。
经过精炼后,得到的铜金属可以用于制造各种铜制品,如铜管、铜板、铜线等。铜制品广泛应用于建筑、电子、通讯等领域。
以上就是铜冶炼的工艺流程,通过矿石选矿、冶炼和精炼等环节,将铜从矿石中提取出来并精炼成可用的铜金属。铜冶炼工艺流
中国古代铜冶炼技术
中国古代铜冶炼技术
中国古代铜冶炼技术可以追溯到公元前5000年左右的新石器时代晚期。在中国古代,铜是一种非常重要的金属,被广泛用于制造武器、器具、艺术品和货币等方面。
中国古代铜冶炼技术的主要特点是采用火法冶炼。火法冶炼是指利用高温将矿石还原成金属,然后通过冷却和凝固将金属收集起来。中国古代铜冶炼技术主要包括以下步骤:
1. 选矿:将矿石中的铜矿物选出来,去除杂质。
2. 粉碎:将选出的铜矿物粉碎成细粉末。
3. 焙烧:将铜矿物粉末放入窑中进行高温焙烧,将其还原成氧化铜。
4. 浸出:将焙烧后的氧化铜放入溶液中浸泡,以溶解其中的杂质。
5. 过滤:将溶液中的杂质和氧化铜分离,收集纯净的铜。
6. 精炼:将收集到的铜进行加热、冷却和纯化,以去除其中的杂质和其他金属。
在中国古代,铜冶炼技术不断发展和完善,出现了多种不同的技术和方法。例如,商代时期出现了铜冶炼的初步规模化生产,春秋战国时期出现了炼铜炉,唐代时期出现了鼓风炉等高效冶炼设备。
总的来说,中国古代铜冶炼技术在世界范围内处于领先地位,对世界铜冶炼技术的发展产生了深远的影响。
铜的冶炼方法及工艺流程
铜的冶炼方法及工艺流程
一、铜的冶炼简介
铜是一种常见的金属,广泛应用于电子、建筑、交通等领域。其冶炼方法主要有火法和湿法两种,其中火法又分为直接冶炼和间接冶炼。
二、直接火法冶炼
1. 矿石选取
直接火法冶炼需要选取含铜量较高的铜矿,如黄铜矿、黄铁矿等。
2. 破碎和粉碎
选好的铜矿需要经过粗碎、细碎等工序进行粉碎,以便后续处理。
3. 烘干
粉碎后的铜矿需要进行烘干处理,以去除水分。
4. 熔化
将经过处理的铜矿放入高温下进行加热,使其融化。在此过程中,会产生大量的气体和灰渣,需要及时清理。
5. 分离
在铜矿融化后,通过不同密度的分离方法将含有铜的物质与其他杂质
分离开来。
6. 冷却和固化
将分离出来的含有铜物质倒入模具中进行冷却和固化,形成铜块。
三、间接火法冶炼
1. 矿石选取
间接火法冶炼需要选取含铜量较低的铜矿,如赤铁矿、锌精矿等。
2. 破碎和粉碎
与直接火法冶炼相同,需要对选好的铜矿进行粉碎处理。
3. 烘干
同样需要进行烘干处理,以去除水分。
4. 浸出
将经过处理的铜矿放入浸出槽中进行浸出,使其溶解。在此过程中,需要加入一定量的氧化剂和酸性物质。
5. 沉淀
将溶解后的含有铜物质通过沉淀方法与其他杂质分离开来。
6. 电积
将分离出来的含有铜物质倒入电积槽中进行电积,使其逐渐沉积成为
纯净的铜块。
四、湿法冶炼
1. 矿石选取
湿法冶炼需要选取含有较高金属硫化物的原料,如黄铁矿、黄铜矿等。
2. 破碎和粉碎
同样需要对选好的铜矿进行粉碎处理。
3. 浸出
将经过处理的铜矿放入浸出槽中进行浸出,使其溶解。在此过程中,
需要加入一定量的氧化剂和酸性物质。
铜的冶炼
1、炼铜的原料是铜矿石。铜矿石可分为三类:
(1)硫化矿,如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。
(2)氧化矿,如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[CuCO3Cu(OH)2]、蓝铜矿[2CuCO3Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO32H2O)等。(3)自然铜。铜矿石中铜的含量在1%左右(%~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。
2、铜冶炼的过程及方法
(1)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%)。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%。
铜的冶炼工艺流程
铜的冶炼工艺流程
铜是一种常见的金属,具有良好的导电性和导热性,被广泛应用于电子、建筑、汽车和化工等行业。铜的冶炼工艺流程通常包括选矿、烧结、反浸出、精炼和铸造等步骤。下面将详细介绍这些工艺流程。
第一步是选矿。铜矿石一般包含着众多的杂质,通过选矿可以将其与铜矿分离。常用的选矿方法有重选、浮选和磁选等。重选是利用矿石中铜矿和杂质的密度差异,在重力作用下进行分离。浮选则是利用矿石中铜矿和杂质的物理、化学性质的差异,通过气泡在液固界面上的附着选择性分离。磁选则是利用铜矿和杂质的磁性差异进行分离。选矿后得到的铜矿粉末称为矿石浓缩,含有较高的铜含量,是后续冶炼的原料。
第二步是烧结。矿石浓缩经过烘干后,被送入烧结炉中进行烧结。烧结是将矿石浓缩中的颗粒相互结合形成团块的过程。这样有利于后续的冶炼和处理。烧结时,会加入燃料和熔剂,燃料提供热量,熔剂有助于矿石内颗粒的结合。烧结的产物称为烧结块。
第三步是反浸出。烧结块通常含有铜的氧化物和硫化物,需要通过反浸出过程来还原铜。反浸出是指将铜氧化物加热,使其与含有还原剂的浸出液发生反应,从而转化为可溶性的铜化合物。常用的还原剂有二氧化硫和硫化氢等。通过反浸出可以将铜从烧结块中溶解出来。
第四步是精炼。反浸出得到的浸出液不纯,还需通过精炼过程来提高铜的纯度。精炼一般采用电解法,将浸出液作为阳极,铜板作为阴极,通过电流的作用将铜离子聚集在阴极上,从而得到纯铜。同时,通过控制电流密度和电解液的成分,可使其他杂质在阳极上析出。
最后一步是铸造。精炼得到的纯铜通常以液态形式进行铸造,得到不同形状的铜产品。铸造可以使用传统的砂型铸造法,也可以使用连铸法、压铸法和注射成型法等。连铸法是指将熔融的铜注入连续流动的铸造模具中,形成长条状的铜坯。压铸法则是将熔融的铜注入铸模中,进行冷却和凝固,得到具有特定形状的铜制品。注射成型法是将液态铜注入预先制造好的模具中,通过压力和热量使其冷却和溶胀,得到成型的铜制品。
铜的加工冶炼工艺流程
铜的加工冶炼工艺流程
火法炼铜是当今生产铜的主要方法,占铜产量的80%左右,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,产出阴极铜。
火法炼铜一般流程图
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。
古代炼铜的方法
古代炼铜的方法
古代人们在没有现代化设备的情况下,依靠简单的工具和技术,就能够进行炼铜的工艺。古代炼铜的方法主要包括选矿、冶炼和精炼三个步骤,下面我们来详细了解一下这些方法。
首先是选矿。古代人们通常会选择含铜矿石进行炼铜,这些矿石大多呈现为蓝色或绿色,如蓝铜矿和孔雀石等。在选矿的过程中,他们会使用简单的工具,比如木制的凿子和铁制的镐头,将矿石从矿脉中开采出来。然后再通过简单的筛分和洗涤,将矿石中的杂质去除,得到较为纯净的含铜矿石。
接下来是冶炼。在古代,人们通常会选择石炭或木炭作为燃料,将含铜矿石和燃料放入炼铜炉中进行加热。在高温下,矿石中的铜矿物会被熔化,与燃料中的碳发生化学反应,从而将铜分离出来。这个过程需要耗费较长的时间,并且需要不断地加入新的矿石和燃料,以保持炉内的高温。
最后是精炼。在冶炼之后,得到的铜并不是十分纯净,还会含有一定的杂质,因此需要进行精炼处理。古代人们通常会将冶炼得到的铜再次加热,使其熔化,然后利用密度差异将杂质从铜水中分离出来。在这个过程中,他们还会不断地搅拌铜水,以确保杂质能够充分沉淀和分离。经过多次的精炼处理,最终得到较为纯净的铜。
古代炼铜的方法虽然简单,但却需要耗费大量的人力和时间。古代人们在没有现代化设备的情况下,能够利用简单的工具和技术,完成炼铜的工艺,实属不易。这些古代炼铜的方法,也为后世的冶炼技术提供了宝贵的经验和借鉴。
总结一下,古代炼铜的方法主要包括选矿、冶炼和精炼三个步骤。通过选矿,将含铜矿石从矿脉中开采出来,并去除杂质;通过冶炼,利用燃料将含铜矿石中的铜分离出来;通过精炼,将冶炼得到的铜进一步提纯。古代人们在进行炼铜的过程
铜冶炼的工艺流程
铜冶炼的工艺流程
《铜冶炼的工艺流程》
铜是一种非常重要的金属材料,广泛用于电气、建筑、机械和化工等领域。铜冶炼是将铜矿石中的铜提取出来的过程,其工艺流程通常包括矿石破碎、矿石浸出、浸出液处理、裂解、熔炼和精炼等步骤。
首先,矿石破碎是铜冶炼的第一步。矿石经过破碎、粉碎和选矿等过程,将其分离成较小的颗粒,以方便后续的处理。
接下来是矿石浸出。将小颗粒的矿石与含有化学溶剂的浸出液进行接触,溶剂会与金属元素反应,使铜等有用金属溶解到浸出液中。
然后是浸出液处理。通过化学反应或萃取等方法,将浸出液中的杂质和有价金属进行分离。
裂解是铜冶炼中一个重要的环节。将浸出液中的有用金属分离出来,通常需要用到高温高压的冶炼设备。在这一步骤中,将有用金属从浸出液中分离出来。
接下来是熔炼。将裂解得到的金属物质进行冶炼加工,使金属与杂质分离,并得到所需的金属。
最后是精炼。通过一系列的物理和化学方法,进一步提纯金属,减少杂质含量,得到高纯度的铜金属。
以上就是铜冶炼的工艺流程。通过这些步骤,原始矿石中的铜可以被有效地提取出来,并得到高纯度的铜金属,以满足不同领域的应用需求。
cu的冶炼方法
cu的冶炼方法
铜(Cu)是一种常见的金属元素,具有良好的导电性和导热性,因此在工业和生活中广泛应用。那么,如何将铜从其矿石中提取出来呢?这就需要通过冶炼方法来实现。
冶炼铜的方法有很多种,其中最常用的是火法冶炼和电解法冶炼。
火法冶炼是一种传统的冶炼方法,主要用于低纯度的铜矿石。这种方法的基本步骤是先将铜矿石破碎成合适的颗粒大小,然后经过浮选和磁选等物理方法将铜矿石中的杂质分离出来。接下来,将分离后的铜矿石与石灰石、煤等配料一起放入冶炼炉中,加热至高温,使铜矿石中的铜矿物还原成氧化铜(Cu2O),再经过反应生成纯铜。最后,通过冷却、凝固和分离等步骤,得到纯铜。
电解法冶炼是一种现代化的冶炼方法,主要用于高纯度的铜矿石。这种方法的基本原理是利用电解的原理,将铜矿石中的铜离子通过电流的作用还原成纯铜。具体操作时,首先将铜矿石破碎成合适的颗粒大小,然后与硫酸等配料一起放入电解槽中。接下来,通过向电解槽中通入电流,使铜离子在阴极上还原成纯铜,同时在阳极上生成氧气。最后,将电解槽中的铜板取出,经过清洗和加工等步骤,得到纯铜。
除了火法冶炼和电解法冶炼,还有其他一些冶炼方法,如溶剂萃取
法、熔融盐电解法等。这些方法在特定的情况下具有一定的优势和应用价值。
需要注意的是,在进行铜的冶炼过程中,还需要考虑到环境保护和资源利用的问题。冶炼过程中会产生大量的废气、废水和固体废弃物,其中含有有害物质和有用物质。因此,在冶炼过程中需要采取相应的环保措施,减少对环境的污染,并尽可能地回收和利用有用物质。
总的来说,冶炼铜的方法有很多种,每种方法都有其适用的场合和特点。火法冶炼和电解法冶炼是最常用的方法,它们在工业生产中得到广泛应用。随着科技的不断发展,冶炼技术也在不断创新和改进,以提高冶炼效率和资源利用率。希望通过不断的研究和发展,能够找到更加高效、环保和经济的铜冶炼方法,为社会的可持续发展做出贡献。
铜冶炼的工艺流程
铜冶炼的工艺流程
铜是一种重要的金属材料,广泛应用于建筑、电子、通信和化工等领域。铜冶炼是将铜矿石中的铜提取出来并精炼成为可用的铜金属的过程。铜冶炼的工艺流程包括矿石选矿、破碎、浮选、冶炼和精炼等环节。下面将详细介绍铜冶炼的工艺流程。
1. 矿石选矿。
铜矿石是含有铜元素的矿石,主要有硫化铜矿、氧化铜矿和硫酸盐铜矿等。在铜冶炼的工艺流程中,首先需要对原始的铜矿石进行选矿处理,将其中的杂质和非铜矿物去除,以提高铜的品位。选矿过程通常包括破碎、磨矿、浮选等步骤,通过物理和化学方法将含铜矿石中的铜分离出来。
2. 破碎。
经过选矿处理后的铜矿石需要进行破碎,将其破碎成适合冶炼的颗粒度。破碎通常采用颚式破碎机、圆锥破碎机或冲击破碎机等设备进行。
3. 浮选。
浮选是将破碎后的铜矿石中的铜矿物通过浮选剂和气泡的作用浮到浮泡上,从而分离出来的过程。浮选过程中,首先将矿石破碎并磨细,然后加入浮选剂和气泡,使铜矿物与其他杂质矿物分离。浮选后的浮泡含有铜矿物,称为浮选精矿。
4. 冶炼。
浮选精矿经过浮选后,需要进行冶炼处理,将其中的铜矿物转化为铜金属。冶炼过程通常包括熔炼和炼铜两个阶段。首先将浮选精矿进行熔炼,将其中的铜矿物熔化成为铜水,然后通过炼铜过程将铜水精炼成为纯净的铜金属。
5. 精炼。
炼铜是将冶炼得到的含铜物质经过精炼设备处理,去除杂质,得到纯净的铜金属的过程。精炼通常包括火法精炼和电解精炼两种方法。火法精炼是将含铜物质经过火炼、转炉、电解等工艺处理,去除硫、铁、砷、锑等杂质,得到高纯度的铜。电解精炼是将含铜物质作为阳极,在电解槽中通过电解的方式将铜离子还原成为纯铜金属。
铜冶炼三种方法
铜冶炼三种方法标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
目前,中国已引进世界上最先进的炼铜新工艺有:闪速炉熔炼、艾萨熔炼、奥斯麦特熔炼、诺兰达熔炼等。国内自主创新的有白银法熔炼、金川合成炉熔炼、东营方圆的氧气底吹熔炼。后3种都是中国人自己研制的,都具有自主知识产权。这7种也算世界上较先进
的炼铜法。通过多年的实践,国外的先进技术尚存不足之处,分述如下:
1、双闪速炉熔炼法:
投资大,专利费昂贵,熔剂和原料先进行磨细再进行深度干燥,需额外消耗能源这不尽合理。熔炉产出的铜硫需要水碎再干燥再细磨,工序繁杂。每道工序均难以保证100%回收率,会产生部分机械损失;热态高温铜锍水碎物理热几乎全部损失,水碎后再干燥,再加上炉内
大量水套由冷却水带走热量,热能利用也不尽合理。铜锍水碎需要大量的水冲,增加动力消耗。破碎、干燥要增加人力和动力的消耗。这些都是多年来该工艺没有得到大量推广的重要原因。
2、艾萨法和澳斯麦特法均属于顶吹冶炼系列:
顶吹都要建立高层厂房,噪音大、高氧浓度低烟气量大、顶吹的氧枪12米长,3天至一
周要更换一次,不锈钢消耗量大、投资大、操作不方便。都用电炉做贫化炉,渣含铜一般大于%不合国情。
3、三菱法的不足
4个炉子(熔炼炉、贫化电炉、吹炼炉、阳极炉)自流配置,第一道工序的熔炼炉需要配
置在较高的楼层位置,建筑成本相对较高,炉渣采用电炉贫化,弃渣含铜量达%~%,远远高于
我国多数大型铜矿开采的矿石平均品位,资源没有得到充分的利用。
4、诺兰达和特尼恩特连续吹炼法,尚在工业试验阶段。
铜的冶炼方法及工艺流程
铜的冶炼方法及工艺流程
引言
铜是一种重要的金属材料,具有良好的导电性和导热性,广泛应用于电子、电气、机械制造等行业。为了获得高纯度的铜材料,需要通过冶炼方法和工艺流程进行提炼和精炼。本文将深入探讨铜的冶炼方法及工艺流程。
一、火法冶炼
火法冶炼是最早使用的铜冶炼方法之一,常用的火法冶炼方法有闪速冶炼法、焙烧、熔融还原等。
1. 闪速冶炼法
闪速冶炼法是一种将铜矿石进行快速加热,使其迅速分解并释放出铜金属的方法。其具体工艺流程如下: - 原料准备:将铜矿石破碎并磨细,以提高反应速率。 - 加热处理:将破碎后的矿石置于高温雾化炉中,通过喷射燃烧器对矿石进行高温加热。 - 分解反应:矿石中的硫化铜经过高温加热后发生分解反应,释放出金属铜
和二氧化硫等气体。 - 分离提取:将产生的气体经过冷却和洗涤处理后,收集其
中的二氧化硫气体,并进行进一步处理。通过凝固和过滤等工艺,从气体中提取出金属铜。
2. 焙烧法
焙烧法是指将含铜矿石进行氧化反应,使其中的铜矿物转化为氧化铜,从而便于进一步提取和冶炼。其工艺流程如下: - 粉碎矿石:将含铜矿石破碎成适当的颗粒
大小。 - 煅烧矿石:将矿石放入焙烧炉中进行加热,使其发生氧化反应。 - 氧化反应:矿石中的硫化铜等化合物经过高温氧化后,转化为氧化铜和二氧化硫等气体。- 冷却处理:将产生的气体进行冷却和洗涤处理,以收集其中的二氧化硫气体。 - 提取冶炼:经过进一步处理,从气体中提取出氧化铜,可进行铜的进一步提纯和冶炼。
二、湿法冶炼
湿法冶炼是通过溶剂提取、浸出、电解等方式进行铜的提纯和冶炼的方法,常用的湿法冶炼方法有浸出法、溶剂萃取法和电解法。
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目前,中国已引进世界上最先进的炼铜新工艺有:闪速炉熔炼、艾萨熔炼、奥斯麦特熔炼、诺兰达熔炼等。国内自主创新的有白银法熔炼、金川合成炉熔炼、东营方圆的氧气底吹熔炼。后3种都是中国人自己研制的,都具有自主知识产权。这7种也算世界上较先进的炼铜法。通过多年的实践,国外的先进技术尚存不足之处,分述如下:
1、双闪速炉熔炼法:
投资大,专利费昂贵,熔剂和原料先进行磨细再进行深度干燥,需额外消耗能源这不尽合理。熔炉产出的铜硫需要水碎再干燥再细磨,工序繁杂。每道工序均难以保证100%回收率,会产生部分机械损失;热态高温铜锍水碎物理热几乎全部损失,水碎后再干燥,再加上炉内大量水套由冷却水带走热量,热能利用也不尽合理。铜锍水碎需要大量的水冲,增加动力消耗。破碎、干燥要增加人力和动力的消耗。这些都是多年来该工艺没有得到大量推广的重要原因。
2、艾萨法和澳斯麦特法均属于顶吹冶炼系列:
顶吹都要建立高层厂房,噪音大、高氧浓度低烟气量大、顶吹的氧枪12米长,3天至一周要更换一次,不锈钢消耗量大、投资大、操作不方便。都用电炉做贫化炉,渣含铜一般大于%不合国情。
3、三菱法的不足
4个炉子(熔炼炉、贫化电炉、吹炼炉、阳极炉)自流配置,第一道工序的熔炼炉需要配置在较高的楼层位置,建筑成本相对较高,炉渣采用电炉贫化,弃渣含铜量达%~%,远远高于我国多数大型铜矿开采的矿石平均品位,资源没有得到充分的利用。
4、诺兰达和特尼恩特连续吹炼法,尚在工业试验阶段。
诺兰达是侧吹、要人工打风眼、劳动强度很大、风眼漏风率达10%~15%。有很大噪音、操作条件不好、冶炼环境不理想。如果掌握不好容易引起泡沫渣喷炉事故。
综上所述,让我们来寻求新的冶炼工艺,在不断的探索中发现新途径。
氧气底吹炉炼铅、炼铜最早是湖南水口山和中国有色工程设计研究总院共同研发在水口山进行过半工业试验。首先用于炼铅,产业化取得成功,继这之后,中国有色工程设计研究总院原副院长、总工程师、全国设计大师蒋继穆,用在炼铜上,曾找过多家合作,可是谁都不想吃第一只螃蟹。时隔多年,在中国和国际铜市场最好的时候,山东东营方圆铜业集团董事长崔志祥找到蒋继穆,提出要搞20万吨铜、金冶炼,分两期实施。经过多方研讨和论证,崔志祥和蒋大师达成协议,共同开发“氧气底吹造锍捕金”熔池熔炼新工艺,产业化示范工程。
蒋大师从这项工程设计开始到投产,曾多次到现场进行细致的调研,落实科学发展观,对设计中的每一个参数和设备运行数据都一一推敲,对“氧气底吹这项新技术”,他呕心历血,夜以继日地工作,在严细上下功夫,不说大话,不说虚话,尊重事实。从点火烤炉,到投料试车,真是令人捏把汗。氧气底吹炉投料试车一次成功,说明了从设计、施工到投产、所有工程技术人员和工厂员工尊重科学,尊重实践,是百战百胜的基础,是发展的源动力。
在氧气底吹炉开车时,全流程畅通,蒋大师高兴地说:“这是创新第一步,还有很多问题需要逐步去解决,任重而道远。”
目前采用的较为先进的熔炼工艺是可行的,没有烟气外逸。就铜的转炉吹炼而言,当今世界上90%以上都是采用PS转炉,间断作业,熔炼产出的铜锍需用铜锍包在车间内进行倒运,造成二氧化硫烟气低空逸散,加上转炉加料及吹炼过程,烟气难以完全密封,存在不同程度的逸散现象,使PS转炉吹炼作业的操作环境很差。这是当今铜冶炼面临的一道世界性难题,各国都在力图解决这一大问题。我们要想法从源头上来解决,从取消转炉上下功夫,需在
吹炼炉上做文章。
目前国外有两种用于工业生产的连续吹炼工艺,解决了铜铳在车间内倒运等问题。硫的捕集率大于%,较好地解决了铜锍吹炼的低空污染。
其中,日本研发的三菱法,采用顶吹炉熔炼,电炉沉降铜锍并对渣进行贫化,再用顶吹炉连续将铜锍吹炼至粗铜。3个炉子用两个溜槽连接,实现了连续炼铜。世界上已有5家这样的工厂在进行生产,是一种投资较少、成本较低的连续炼铜工艺。
另一种是美国犹他Kennecott冶炼厂的炼铜工艺,采用闪速炉熔炼、炉渣选矿、铜锍水碎、干燥、磨矿再用闪速炉吹炼成粗铜。
上述两种连续炼铜工艺,虽然解决了吹炼作业的环保问题,但还都有不足之外,需要进一步改进提高。
三菱法由4个炉子(熔炼炉、贫化电炉、吹炼炉、阳极炉)自流配置,第一道工序的熔炼炉需要配置在较高的楼层位置,建筑成本相对较高,另外三菱法的炉渣采用电炉贫化,弃渣含铜量达%~%,远高于我国多数大型铜矿开采矿石的平均品位,资源没有获得充分利用。
闪速连续吹炼,其缺点是铜锍需要先水碎,再干燥、磨细后,才能进行吹炼作业,工序繁杂,且每道工序均难以保证100%的回收率,都有少量的机械损失。再者液态高温铜锍水碎,其物理热几乎全部损失,水碎固态铜锍的干燥和吹炼过程需要外供热源,热能利用不尽合理。铜锍水碎需用大量水冲,加上干燥、破碎,额外增加了人工及动力消耗,致使吹炼成本增加,这也许是多年来该工艺没有得到大量推广的重要原因。
另外还有诺兰达和特尼恩特连续吹炼法,尚处于工业试验阶段。
通过搞氧气底吹炉的试验,找到一种有效方法,解决目前铜冶炼PS转炉吹炼的低空
二氧化硫污染问题,同时提供比世界上现有的三菱法、闪速吹炼法等连续炼铜工艺更先进、流程更短、投资更省、成本更低、回收率更高、综合利用更好的新的炼铜工艺,是我们面临的重任。
蒋继穆发明的“氧气底吹连续炼铜”法的精髓在于借鉴三菱法的自流配置,利用氧气底吹的冶炼机理与优越性,将熔炼、吹炼、火法精炼三过程,用3个不同的底吹炉连成一体,克服了转炉吹炼的缺点。这样就可彻底解决世界上目前仍有90%采用转炉吹炼铜锍需在车间吊运的问题。在车间内有效根冶了二氧化硫的逸散,和操作中的污染,车间内的低空烟害得以消除。这不仅节省为转炉生产用的吊车,也取消了多台转炉占用的大面积厂房,建设投资,同等条件下省去1/3费用。
其特征在于,利用氧气底吹炉熔炼高品位铜锍,高品位铜锍再用底吹炉或我国开发的连续吹炼炉吹成粗铜。熔炼过程造高铁渣,炉渣经选矿选出铜精矿返回熔炼,选出铁精矿出售,渣尾矿出售。吹炼过程造钙渣,返回熔炼,烟气经净化后送去生产硫酸。
这种粗铜冶炼方法,包括以下步骤:
1、将硫化铜精矿、其他含铜物料和熔剂配料制粒后,加入氧气底吹熔炼炉中进行熔炼,产出高品位铜锍和熔炼渣,烟气经余热锅炉冷却回收余热后送至电除尘器净化除尘,然后送制酸车间生产硫酸。
其特点在于:
(1)调节氧料比,生产高品位铜锍。铜锍品位控制在68%~70%,以减少后续铜锍吹炼作业的负荷量,同时产出小于70%的铜锍,熔炼渣含铜处于较低水准,可获得较高的熔炼直收率。
2)熔炼采用高铁渣型。通过熔剂配入量,熔炼渣的氧化铁/二氧化硅(以重量计)控制