二次铜资源利用与铜的湿法冶金
湿法冶金原理的化学方程式
湿法冶金原理的化学方程式
湿法冶金是一种利用化学反应来提取金属的方法，其原理涉及
多种化学方程式。
以提取铜为例，湿法冶金的原理包括浸出、沉淀、萃取和电解等步骤。
首先，浸出阶段涉及到化学方程式，通常是利用硫酸溶液浸出
含铜矿石，其化学反应方程式为：
CuFeS2 + 4H2SO4 + O2 → CuSO4 + FeSO4 + 2H2O + 2SO2。
在这个方程式中，CuFeS2代表含铜的黄铜矿，H2SO4代表硫酸，O2代表氧气，CuSO4代表硫酸铜，FeSO4代表硫酸铁，SO2代表二氧
化硫。
接下来是沉淀阶段，通过加入铁粉或者氢气还原硫酸铜溶液，
使其中的铜离子还原成固体的金属铜，化学反应方程式为：
CuSO4 + Fe → Cu + FeSO4。
然后是萃取阶段，通过有机溶剂来萃取金属离子，例如利用二
甲基苯酚（萘酚）来萃取铜离子，其化学反应方程式为：
2HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + H2O.
最后是电解阶段，将含铜离子的溶液进行电解，将铜离子还原成固体铜，化学反应方程式为：
Cu2+ + 2e→ Cu.
以上是湿法冶金提取铜的基本化学方程式，该原理在提取其他金属时也会有所不同，但都遵循类似的化学反应原理。
铜湿法冶金工艺的应用
铜湿法冶金工艺的应用作者：崔斐来源：《科技创新导报》2017年第29期摘要：随着经济和科技的不断发展，对于金属的冶炼方法也有了日新月异的变化。
不断更新的技术每时每刻都在刷新人们的理念。
由于我国自然资源的先天限制，铜矿资源日渐贫穷，湿法炼铜的技术越来越受到人们的重视。
本文将就目前国内外湿法炼铜的发展现状和相关的应用技术展开讨论，希望能给相关技术研究者相应的技术支持。
关键词：湿法冶金铜有色金属中图分类号：TF803 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（b）-0102-02多年前，由于铜的价值较低，开发者对铜的开发程度不够，一些品质较低的铜未能得到充分的利用。
近些年，由于湿法炼铜的技术和手段不断被人们挖掘和探索，铜也渐渐被人们重视。
随着铜价的一路升高，矿床的开发也因此受到重视，所以有利于开发低品质矿床的湿法冶金工艺也得到了空前的重视和发展。
1 中外冶金技术发展状况及相关原理1.1 国内外铜湿法冶金技术发展状况近年来世界上许许多多公司都在大力投资有关铜冶炼的项目，湿法炼铜的技术在国外也取得了惊人的成绩。
自从20世纪60年代末以来，世界各地已经拥有大大小小近50家浸出-溶剂萃取-电积厂。
利智早在20世纪80年代初采用溶剂萃取-电积工艺生产铜，且生产的量已经达到1.5万t之多，于21世纪初成为世界生产铜最多的国家。
除此之外，赞比亚、秘鲁和澳大利亚等国的湿法冶铜技术也在不断改进，近年来有了飞速发展。
放眼中国，从20世纪60年代铜湿法冶金得到开发以来，中国还在浸出、萃取工艺和萃取剂等方面做出了研究。
80年代以后逐步完善浸出-萃取-电积工艺且得到初步应用。
90年代之后，铜湿法冶金技术不断发展，备受瞩目，随后，铜湿法冶金工艺被列入国家“九五”重点科技攻关计划，更进一步推动湿法冶金技术的发展和进步。
1.2 铜的生产现状及铜湿法冶金原理由于自然条件因素，我国铜矿产资源相对贫瘠，大型矿产少，中小型矿产多；贫矿多，富矿少；复杂金属矿产多，单一矿产少。
湿法冶金的应用领域
湿法冶金在航天领域的应用
航天材料制备
01
湿法冶金技术可用于制备高纯度、高性能的金属材料，如钛合
金、镍基高温合金等，用于制造飞机和火箭部件。
航天器表面处理
02
通过湿法冶金技术对航天器表面进行涂层处理，以提高其耐腐
蚀、抗氧化和热防护性能。
推进剂制备
03
某些湿法冶金过程可副产气体，如氢气，可用于航天器的推进
尾矿回收
湿法冶金也可用于尾矿的回收和再利用，通过酸溶或碱溶的方法从尾矿中提取出有价值的金属元素或非金属元 素，再经过加工得到有价值的资源。
03
化工与材料领域
化工与材料领域
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湿法冶金技术在核能领域的应用主要体现在 核燃料制备和核废料处理方面，如铀、钚的 提取和回收。
可再生能源
湿法冶金技术也可应用于可再生能源领域， 如太阳能电池的制造需要用到硅、银等金属 材料，而这些材料的制备过程涉及到湿法冶 金技术。
湿法冶金在环境领域的应用
废水处理
湿法冶金技术可用于处理工业废 水，通过沉淀、吸附等手段去除 水中的重金属离子和有害物质。
剂。
湿法冶金在其他交叉领域的应用
年产1000吨阴极铜湿法炼铜项目
年产1000吨阴极铜湿法炼铜项目可行性研究报告一、项目性质、可行性研究的背景及依据本项目属利用铜矿开采废弃的低品位氧化矿石和硫化矿选冶废弃低品位矿石及废旧二次废铜资源采用全湿法浸出-萃取-电积工艺获得电积精铜项目。
浸出-萃取-电积工艺处理低品位氧化矿及废旧二次废铜资源新技术，对促进当地循环经济发展有积极的意义。
低品位难选氧化铜矿，采用常规传统选冶工艺开采很不经济，故未能有效利用开发。
废旧二次废铜资源火法冶炼的环境污染问题也未很好解决。
目前，国内外对氧化铜矿石和废旧二次废铜资源性质进行了大量的试验研究和生产实践，采用全湿法浸出-萃取-电积工艺处理低品位氧化矿矿石和废旧二次废铜资源的生产新工艺生产合格的阴极铜，具有环境效益好、投资省和生产成本低的最大优越性，能够获得较好的经济效益和环境社会效益。
我国是一个铜紧缺国，每年铜需要量约100万吨以上，缺口部分尚需进口，虽然我国铜总储量不少，但能经济地利用传统选冶工艺处理的铜矿越来越少，过去一直未被开发利用的难选氧化铜矿和低品位铜矿的开发，目前已取得了进展，北京矿冶研究院早在1995年就在多宝山铜矿利用氧化铜矿建立了一座年产200吨电积铜的浸出-萃取-电积试验工厂，该工厂于1995年6月投产，取得了良好的技术经济指标，说明铜矿氧化矿和低品位矿石的浸出-萃取-电积工艺是行之有效的。
近年来我国引进消化了国外氧化铜矿石预处理、薄层浸取及永久不锈钢阴极电积等新工艺新技术，为我国氧化铜矿石资源的有效利用创造了更加有利的技术条件。
二、项目的资源条件本项目建于***地区，该地区和周边铜矿石企业开采的原料有许多为氧化铜矿石，被废弃未能利用，造成资源的大量浪费。
区域附近废旧二次废铜资源市场较发达，废旧二次废铜资源多，按企业年产500吨电积铜计算，主要原料氧化铜矿石和废旧二次废铜资源是绝对可靠的。
三、企业的生产工艺选择传统火法工艺不但投资大、生产成本高污染大，而且不适合处理低品位的氧化矿。
二次铜资源利用与铜的湿法冶金精讲
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1）铜稳定存在的条件，防止铜腐蚀的环境条件，使铜以离子状态进入溶液（浸出）的条件，从溶液中还原铜的条件（电位、pH值）等。 2）CuO与Cu2O稳定存在的条件，从而可确定浸出氧化铜和氧化亚铜的条件。 3）选择氧化剂和还原剂。对于Cu2O的浸出应加一定的氧化剂，以使溶液保持一定的氧化电位。
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湿法炼铜技术在国内外正以前所未有的速度发展，标志着湿法炼铜已具有相当的水平，并具有相当大的生产规模，已成为铜工业中的一种重要的技术倾向，特别是在回收低品位矿石或采铜废石及就地浸出方面将发挥更大的作用。 湿法炼铜工艺主要包括浸出－净化－电积等工序，其中又以萃取电积法为主。13.2 浸出过程的物理化学13.2.1 浸出过程的热力学基础 浸出过程是湿法炼铜的第一步，能否使铜从矿物原料中最多最快地转入溶液，使决定湿法炼铜成败的关键。必需了解和判断矿物中铜及其它组成分与溶剂作用的可能性、有价金属转入溶液的理论限度以及生成物的稳定状态。更重要的是需要给出这些问题的条件，以便通过热力学分析可达到这些目的。在浸出实践中，最重要的热力学指导是优势区图。 1、铜矿物浸溶过程中各体系的优势区图 （1）E-pH图
金属冶炼的湿法冶金技术
废旧金属回收
• 湿法冶金技术在废旧金属回收领域中主要用于从废旧金属中提 取有价值的金属，如铜、镍、钴等。通过使用适当的化学试剂 ，可以将这些金属从废旧金属中溶解出来，再通过置换、吸附 或离子交换等方法，将金属从溶液中分离出来。这种方法能够 有效地回收利用废旧金属，减少资源浪费和环境污染。
盐法
利用盐类溶剂溶解矿石，再通 过分离和提纯得到金属的过程 。
氧化还原法
利用氧化剂或还原剂将矿石中 的金属元素进行氧化或还原， 再通过分离和提纯得到金属的
过程。
02
湿法冶金技术的原理
浸出过程
浸出过程是湿法冶金技术的核心环节，通过化学反应将矿石中的有价金属转化为可 溶性的化合物，使其从固体矿物中溶解出来进入溶液中。
稀有金属提取
• 湿法冶金技术在稀有金属提取领域中主要用于从复杂的矿物 原料或二次资源中提取稀有金属，如锆、铪、铌、钽等。这 些金属在高科技产业、航空航天等领域具有广泛的应用价值 。湿法冶金技术通过使用适当的化学试剂，将稀有金属从原 料中溶解出来，再通过分离和纯化，获得高纯度的稀有金属 产品。这种方法能够满足市场对稀有金属的需求，促进高科 技产业的发展。
01
利用微生物资源，实现金属的生物提取和分离，具有环保、低
能耗等优势。
电化学冶金技术
02
利用电化学原理，实现金属的高效提取和分离，具有工艺简单
、操作方便等优点。
溶剂萃取冶金技术
03
利用有机溶剂萃取金属离子，具有分离效果好、金属回收率高
、操作简便等优点。
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湿法冶金技术的历史与发展
湿法冶金简介
利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加，故又称 为干法冶金。
火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。
①矿石准备。选矿得到的细粒精矿不易直接加入鼓风炉（或炼铁高炉），须先加入冶 金熔剂（能与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物作用的物质），加热至低于 炉料的熔点烧结成块；或添加粘合剂压制成型；或滚成小球再烧结成球团；或加水混 捏；然后装入鼓风炉内冶炼。
都是常用的预备处理方法。
2、浸取溶液与残渣分离，同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。 3、净化：在浸出过程中，常常有部分金属或非金属杂质与被提取金属一道进入溶液，从溶液中除去这 些杂质的过程叫做净化。
4、制备金属：用置换、还原、电积等方法从净化液中将金属提取出来的过程。
湿法冶金与火法冶金的异同点
提取冶金简图
湿法冶金
CHAPTER 3
浸出过程
湿法冶金浸出过程
1.浸出物料及浸出剂 2. 浸出方法 3. 浸出种类
第一节 浸出物料及浸出剂
浸出是湿法冶金中最重要的单元过程。浸出的目的是选择适当的溶剂使矿 石、精矿或冶炼中间产品中的有价成分或有害杂质选择性溶解，使其转入溶 液中，达到有价成分与有害杂质或与脉石分离之目的。浸出物料也可能是冶 炼后的残渣、阳极泥、废合金等。
此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。 现在世界上有75％的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。这种方法已大部分代替了过去的火 法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴，锆-铪，钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子 交换等新方法进行分离，取得显著的效果。湿法冶金在锌、铝、铜、铀等工业中占有重要地位，世界上全 部的氧化铝、氧化铀，大部分锌和部分铜都是用湿法生产的。 湿法冶金的优点在于对非常低品位矿石（金、铀）的适用性，对相似金属（铪与锆）难分离情况的适用 性；以及和火法冶金相比，材料的周转比较简单，原料中有价金属综合回收程度高，有利于环境保护，并 且生产过程较易实现连续化和自动化。
湿法冶金的原理与应用
湿法冶金的原理与应用1. 湿法冶金的概述湿法冶金是一种利用溶液中的化学反应来提取或纯化金属的方法。
相比于干法冶金，湿法冶金具有反应速度快、操作灵活、对矿石种类适应性强等优势。
湿法冶金主要应用于金属提取、纯化、合金制备等领域。
2. 湿法冶金的原理湿法冶金的原理是基于溶液中发生的化学反应，通过反应使金属从矿石或合金中分离出来。
湿法冶金常用的化学反应包括溶解、沉淀、电解等。
以下是湿法冶金常用的原理及其应用：2.1 溶解将矿石或合金放入溶剂中，使金属与溶剂发生化学反应，使金属离子在溶液中离解。
常见的溶解反应有氧化、酸性溶解等。
2.1.1 氧化溶解将矿石或合金暴露在氧气中，使金属发生氧化反应生成金属氧化物，进而在酸性环境中溶解生成金属离子。
氧化溶解广泛应用于铜、铅、锌等金属的提取。
2.1.2 酸性溶解在适当的酸性条件下，矿石或合金与酸发生化学反应，生成溶解金属离子。
酸性溶解常用于提取铁、铝等金属。
2.2 沉淀利用反应产生的沉淀将金属从溶液中分离出来，常见的沉淀方法有加热、加碱等。
2.2.1 加热沉淀通过加热溶液中的金属离子，使其与其他物质发生反应，生成不溶于溶液的金属化合物。
这些金属化合物以沉淀的形式从溶液中分离出来。
加热沉淀常用于分离贵金属如金、银等。
2.2.2 加碱沉淀通过加入碱性溶液，使金属离子与碱发生反应生成金属氢氧化物沉淀。
加碱沉淀常用于提取铜、铁等金属。
2.3 电解通过电解过程将金属离子还原成金属，从而从溶液中纯化金属或合金。
电解是一种重要的湿法冶金技术，广泛应用于铜、锌、铝等金属的纯化。
3. 湿法冶金的应用3.1 金属提取湿法冶金是提取金属的重要方法之一。
通过溶解、沉淀、电解等过程，将金属从矿石中分离出来。
湿法冶金常应用于铜、铅、锌、铝等金属的提取过程。
3.2 金属纯化湿法冶金可将金属从合金或杂质中纯化，提高金属的纯度。
通过选择适当的溶液、反应和沉淀条件，使金属与杂质分离，从而得到纯净金属。
铜湿法冶金工艺的应用
铜湿法冶金工艺的应用摘要：近年来湿法冶金炼铜技术有了极大的发展，过去认为湿法炼铜只适用于处理氧化铜矿和低品位铜矿，但随着堆浸技术、生物浸出技术和加压技术的发展和工业化，人们的这种观念正在改变，湿法炼铜已达到大规模生产和高自动化水平，已成为一种成熟的炼铜方法。
本文对铜湿法冶金工艺的应用进行了探讨。
关键词：铜；湿法冶金工艺；应用当前我国的铜湿法冶金技术水平不断提升，和国际铜湿法冶金工艺的差距逐渐缩短。
随着铜生产的环保要求和节能减耗要求的提升，带动着铜湿法冶金技术的发展。
未来，浸出工艺和电积工艺水平将会不断提升，为技术的应用提供保障。
1 铜湿法冶金原理其一，氧化铜的矿石浸出原理。
公共氧化铜矿物主要孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿、天然铜和浸出剂。
在浸出过程中，发生的化学反应是：赤铜矿Cu2O+2H+= Cu2++Cu+H2O；蓝铜矿Cu（OH）2 CuCO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2+3H2O。
其二，硫化铜矿石的浸出原理。
生物氧化浸铜对于硫化铜矿石来说是最受欢迎的技术中的一个，它的发展迅速，发展态势较好。
目前，用于生物浸出的微生物主要是氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌。
它们可与35 度以下的高酸水平和高浓度的重金属环境生存。
有细菌浸出和浸出的两个主要机制：细菌吸附到矿物质以溶解矿物，从而在直接交互的表面形成直接作用的机制；Fe2+ 由矿物溶解释放，并由细菌氧化成Fe3 + 的溶液中，Fe3+ 被用作氧化剂，进而形成氧化硫化物矿石，使之发生间接作用或作用机理。
其三，细菌浸出的铜矿。
黄铜矿可以被氧化成硫酸亚铁和Cu2S + 2Fe2SO43=2CuSO4 + 4 的FeSO4 + S 在酸和Fe 的存在+ 所生成的 FeSO4 和 S 再由细菌氧化成Fe2（SO）4 和 H2SO4 按照这个反应循环展开。
在细菌作用下，铜矿也可经过氧化作用而进行溶解。
通常意义上，辉铜矿的浸出通常被看做是用Fe3+ 间接氧化作用为主，细菌是浸出反应的间接氧化剂。
铜的湿法冶金
铜的湿法冶金南昌有色冶金设计研究院王玮摘要详细介绍了铜的湿法冶金工艺,在国内外的应用情况及研究成果,总结出铜的湿法冶金工艺的发展趋势。
关键词铜湿法冶金浸出萃取电积随着铜矿资源的日渐贫化,湿法炼铜技术越来越受到人们的重视。
自60年代以来,浸出-萃取-电积工艺以其工艺过程简单、投资少、能耗、材料消耗低、污染轻、生产成本低等优点,已成为湿法炼铜的主要工艺。
目前全世界用SX-E W流程的铜占全球矿产铜量的20%左右。
以智利为最大的湿法炼铜生产国,年产量达1,116,000t,其次美国为530, 640t112。
1湿法冶金工艺1.1浸出湿法炼铜主要适用于铜的氧化矿,具有较高的回收效果,由于生物技术的引入,目前已逐步向低品位硫化铜矿方面发展。
以美国和智利为例,每年以生物氧化技术生产的铜约有100万t122。
在铜矿床的氧化矿中,常见的氧化铜矿物,有孔雀石[CuCO3# Cu(OH)2]、硅孔雀石类矿物(mCuO#nSiO2#P H2O)、赤铜矿(Cu2O)、土状黑铜矿(CuO)、铜的矾类矿物、兰铜矿[2CuCO3#C u(OH)2]、自然铜等。
铜矿床的硫化矿石中,常见的有辉铜矿(Cu2S)、铜兰(C uS)、斑铜矿(C u5FeS4)、黄铜矿(CuFeS2)、硫砷铜矿(Cu5AsS4)等。
在以上的铜矿物中,氧化铜矿是易于用稀硫酸处理的,而占铜储量多数的硫化矿物性质比较稳定,浸出动力速度较慢,通常要借助细菌的作用才能达到满意的浸出效果。
1.1.1槽浸。
在浸出槽中以50g/L~100g/l H2SO4浸出品位1%~2%的氧化矿(-1cm粒度)。
是早期应用较多的一种方式,目前已很少采用。
1.1.2搅拌浸出。
在装有搅拌浸出装置的浸出槽中用50g/l~100g/l的硫酸浸出细粒(-75L m左右)氧化矿或硫化矿焙砂。
有空气搅拌和机械搅拌两种方式。
由于给料粒度小,搅拌充分,搅拌浸出速度快,浸出率高。
赞比亚钦戈拉厂用大型巴秋克槽处理尾矿。
湿法冶金的概念
湿法冶金的概念湿法冶金是一种通过在液相介质中处理金属矿石来提取金属的冶金方法。
与干法冶金相比，湿法冶金更加灵活，适用于处理各种矿石类型，并且能够根据需要调整处理参数以提高金属的回收率。
湿法冶金包括液相浸出、溶解、分离和纯化等过程，而这些过程通常是在溶剂中进行的。
下面将详细介绍湿法冶金的概念及其应用。
首先，湿法冶金的核心概念是将金属矿石浸入溶剂中，通过化学反应或物理分离等方式将金属从矿石中提取出来。
在湿法冶金中，溶剂的选择至关重要，它需要具有高效溶解金属的能力，并且对其他矿石组分具有较小的溶解能力。
一般来说，酸性、碱性或者浸出剂等都可以作为溶剂来使用。
而且，湿法冶金通常需要依赖化学反应来促进金属的溶解和分离。
湿法冶金的应用非常广泛，从初级金属提取到高级金属精炼都可以使用湿法冶金方法。
其中，浸出和溶解是湿法冶金中最常见的过程，其目的是将金属从矿石中析出。
浸出通常涉及使用酸性或碱性溶液，将金属从矿石中溶解出来。
而溶解则是使用特定的化学溶剂来将金属溶解出来。
浸出和溶解过程通常与其他物理或化学处理过程相结合，如固液分离、浸出剂的再生和废液处理等。
湿法冶金广泛应用于黄金、银、铜、铁、钴、镍、锌等金属的提取。
例如，黄金提取通常使用氰化物溶剂，将黄金从矿石中溶解出来，然后通过电解或吸附等方式将金属还原成金属状态。
铜的提取通常使用硫酸或氯化物作为溶剂，将铜从矿石中溶解出来，然后通过铁粉还原得到金属铜。
而锌的提取则常常使用硫酸或氯化物作为溶剂，在高温条件下将锌从矿石中溶解出来，并通过电解等方式纯化得到金属锌。
湿法冶金的优点之一是能够处理一些难处理的矿石，如含砷、含铜、含锌和难溶于酸碱的矿石。
此外，湿法冶金对矿石的物理性质要求相对较低，处理过程中的温度、浓度和压力等参数可以根据需要来调整。
此外，湿法冶金还具有较低的操作成本和较高的金属回收率。
然而，湿法冶金也存在一些局限性，如溶剂选择的限制、处理废水和废液的环境污染等问题。
铜的湿法冶金
机相，水相即为萃余液返回用于浸出矿石。
12
2）反萃 以适量的废电解液与负载有机相进行搅拌
混合，负载有机相中的铜离子转入硫酸（废电
解）溶液中，即成为富铜电解液，反萃后的卸 载有机相（再生有机相）返回用于萃取。富铜 液送往电解车间沉积铜。
13
二、焙烧-浸出-电积法
（Roasting- Leaching- Electrowinning)。
11.5-22
10 17～19 4
10～12
180～270 20 15- 25
15
220 20～25 5
9
825 --53
20
3、焙烧矿的浸出与净化
（1）浸出过程
焙砂中Cu主要以CuSO4 、CuO•CuSO4 、Cu2O、 CuO存在，而Fe以Fe2O3 存在。当用稀硫酸作溶剂 时 ， 除 CuO•Fe2O3 不 溶 外 ， 其 余 都 溶 于 硫 酸 生 成 CuSO4。Fe2O3不溶于硫酸，但少量的FeSO4 也溶于 其中。 影响浸出反应速度的因素是温度，溶剂浓度和 焙砂粒度，通常温度在80～90℃，H2SO4>15g/L， 焙砂粒度小于0.074mm，采取搅拌浸出。
若浸出的对象是贫矿、废矿，所得浸出液含
铜很低，难以直接提取铜，必须经过富集，萃取技
术能有效地解决从贫铜液中富集铜的问题。
29
2、浸出
（1）氧化铜矿堆浸
适用于硫酸溶液堆浸的铜矿石铜氧化率要求
较高，铜主要应以孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿石等
形态存在。脉石成分应以石英为主，一般SiO2 含量 均大于80%，而碱性脉石CaO、MgO含量低、二者
22
（3）浸出净化设备
浸出和净化都可在带机械搅拌的耐酸槽内进 行，浸出时可加絮凝剂加速沉淀，在Fe(OH)3 成胶 状沉淀时，可吸附溶液中的As、Sb、Bi等杂质一同 除去。
湿法铜工艺培训
一、 铜湿法冶金工艺
1.3..选矿车-磨矿工序 将经过颚式破碎机破碎成小于150mm的矿石在加水后磨成小于0.5mm的矿浆。
图1-2-1磨矿工序工艺流程图
一、 铜湿法冶金工艺
1.4..选矿车间-磨矿工序 图1-2-1磨设备
图1-2-2湿式半自磨机
图1-2-3高频振动筛
一、 铜湿法冶金工艺
1.4..选矿车间-磨矿工序
的设计生产能力是4万吨电积铜/年，矿石的铜品位平均为4.716%Cu，要 求处理矿石量为90万吨/年,即3000吨/天，故设计了两台规模一样的半自磨机， 相应的中间矿堆场有两个，中板给料机有四台，运输皮带也是两条。
一、 铜湿法冶金工艺
1.5.选矿车间-浸前脱水工序
将磨矿系统送来的矿浆进行脱水。脱了水的矿浆送往浆化浸出工序，清水 则返回水循环系统。
图1-4-1浆化浸出工序工艺流程图
一、 铜湿法冶金工艺
1.6.选矿车间-浆化浸出工序
艺流程说明
浸出过程是通过一定的物理、化学方法将矿石中需要回收的元素溶解到 溶液中，是湿法冶金中的一个关键工序，选择适当的物理和一定的条件下使物料中的一种或多 种有价成分溶出，而与其中的其它物质分离；或是有选择性的使物料中的某 些成分溶解，从而达到分离某些杂质的目的。例如：在一定的条件下，用一 定浓度的稀硫酸浸出铜阳极泥，使阳极泥中的铜、硒、镍、砷、锑等都溶解 在硫酸里，生成硫酸盐溶液，而黄金、白银等貴重金属则因不溶于硫酸而成 为固态。用压滤机去掉杂质溶液，留下的就是固态的黄金、白银等貴重金属。 铜的浸出则相反，用一定浓度的稀硫酸浸出被研磨得很细的含铜泥浆，使含 铜泥浆中的铜生成硫酸铜溶液，而其它各种杂质则因不溶于稀硫酸而成为固 态，用浓密机将固态渣和含铜溶液进行分离，去掉无用的固态渣，留下的就 是含铜的溶液。和阳极泥的浸出相反，需要的是滤液，而滤饼则是无用的废 弃物。
铜湿法冶炼工艺原理及主要应用
铜湿法冶炼工艺原理及主要应用万 磊（中国有色矿业集团有限公司，北京 100029）摘 要：文章分析了铜湿法冶炼工艺的原理及其应用。
首先阐述铜资源及其在我国的生产现状，然后分析铜湿法冶炼的工艺原理，最后简述该冶炼工艺在我国几个典型铜矿生产中的应用。
通过本次的介绍，可以让更多从业者了解到铜湿法冶金工艺在我国当今的冶金工业中的应用效果，以此拓展低品位铜矿山的处理思路，促进我国冶金工业的发展。
关键词：氧化铜矿；浸出；湿法冶炼；低成本中图分类号：TF111.4 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）06-0079-2 收稿日期：2020-03作者简介：万磊，男，生于1988年，汉族，山东济南人，硕士，工程师，研究方向：矿产资源开发。
在过去，由于铜金属价格较低，铜的开发技术也并不十分完善，所以很多低品位的铜矿没有被充分利用。
随着湿法冶金技术在近年来的不断发展，低品位铜矿床的开采也越来越受到当今社会的重视。
铜湿法冶金工艺在低品位铜矿的开采之中可以发挥出关键性的作用与优势，该技术在其中的应用也越来越广泛。
1 铜资源及其在我国的生产现状简述就铜矿而言，我国对外依存度较高，且我国铜的资源禀赋较差，大多数的铜矿都属于中小型铜矿，大型铜矿十分稀少，且大多是贫矿。
我国的大多数铜矿中，都含有大量的复杂伴生金属[1]。
且大多数的铜矿是地下开采，露天铜矿较少。
在铜矿的选矿过程中，因为原矿品位低，矿物组成复杂，所以就在很大程度上增加了选矿成本。
加之精矿的品位大多比较低，不仅使后期的冶炼工作增大了难度，也影响了铜的销售价格。
将铜湿法冶金应用到冶金工艺中，其最大的优点就是降低成本。
根据调查研究显示，在当今的铜矿冶炼中，火法生产每生产一吨铜需要投入的资金大约是6.5万元，而铜湿法工艺，则每生产一吨铜需要的投资仅仅为1.5万元[2]。
由此可见，将铜湿法应用到冶金工艺之中，将会让铜的生产成本显著降低。
基于这一情况，对国内几个典型铜矿铜湿法冶金工艺成本进行了总结，其结果如下。
金属冶炼中的二次资源利用
加强国际合作和交流，引进国外 先进技术和经验，推动二次资源
利用产业的国际化发展。
04
05
CHAPTER
二次资源利用的未来发展与 趋势
技术创新与突破
高效分离与提取技术
研发更高效、环保的金属分离与提取技术，提高二次资源利用率 。
智能化控制技术
利用物联网、大数据和人工智能等技术，实现金属冶炼过程的智能 化控制和优化。
生物法
利用微生物的代谢作用，降解废水中的有机物和有毒 物质。
废气治理与回收技术
废气除尘
01
通过除尘器等设备，去除废气中的粉尘和颗粒物。
废气脱硫脱硝
02
采用适当的脱硫脱硝技术，去除废气中的硫化物和氮氧化物。
废气回收利用
03
对于某些特定气体，如二氧化碳、一氧化碳等，可进行回收利
用或进行提纯处理。
含金属固废的回收与处理技术
02
CHAPTER
二次
在炼铁过程中产生的渣铁是一种常见 的废渣类二次资源，含有大量的铁和 其他有价元素，可用于回收再利用。
铁合金渣是铁合金生产过程中产生的 废渣，含有多种金属元素，经过处理 后可提取其中的有价元素。
钢渣
钢渣是炼钢过程中产生的废渣，含有 大量的铁、锰、磷等有价元素，经过 适当处理后可实现资源化利用。
目前，二次资源利用技术已经取得了一定的进展，部分二次资源已经被回收利用， 但整体利用率仍然较低。
二次资源利用的企业数量和规模不断扩大，但多数企业处于小规模、分散经营的状 态，缺乏集约化、规模化的经营模式。
二次资源利用面临的挑战
01
二次资源成分复杂，回收利用难度大，需要较高的技术和设备 投入。
02
二次资源市场价格波动较大，企业投资回报不稳定，影响了投
湿法冶金的应用领域
土壤修复
对于受到重金属污染的土壤，湿 法冶金技术可用于提取和去除土 壤中的有害物质，实现土壤修复 。
湿法冶金在能源与环境领域的未来发展
高效利用资源
随着资源日益紧缺，湿法冶金技术将朝着高效利用资源的方向发 展，提高金属的提取率和回收率。
环保与可持续发展
未来湿法冶金将更加注重环保和可持续发展，减少对环境的负面影 响，同时推动清洁能源和环保产业的发展。
湿法冶金在医学领域的未来发展
01
02
03
新药研发
随着新药研发的不断推进 ，湿法冶金技术有望在新 型药物发现和开发中发挥 更大的作用。
个性化医疗
随着个性化医疗的发展， 湿法冶金技术有望为个体 化治疗提供更加精准的药 物和医疗器械。
生物医学工程
湿法冶金技术有望在生物 医学工程领域发挥重要作 用，如人工关节、血管等 医疗器械的制造。
溶剂萃取
湿法冶金中的溶剂萃取技术可用于从溶液中分离和纯化金 属，通过使用特定的有机溶剂对金属进行萃取和反萃取， 实现金属的分离和纯化。
湿法冶金在采矿与矿物加工领域的未来发展
环保要求
随着环保要求的提高，湿法冶金技术在采矿与矿物加工领域的应用将更加注重环保和资源 利用效率，发展绿色、低碳的工艺技术将成为未来的重要方向。
分，实现废水资源化利用。
湿法冶金在农业领域的未来发展
技术创新与升级
随着科技的不断进步，湿法冶金技术在农业领域的应用将不断拓展和创新，提高资源利 用效率和环保性能。
智能化与自动化
未来湿法冶金技术将更加智能化和自动化，提高生产效率和产品质量，降低能耗和资源 消耗。
可持续发展与绿色环保
湿法冶金技术在农业领域的应用将更加注重可持续发展和绿色环保，减少对环境的负面 影响，促进生态平衡和农业可持续发展。
我国铜湿法冶金技术的进展
随着铜 矿石 开采 品位 逐 年下 降 ， 处 理矿 石 的 难 增 加 及对 ｓ ２ ｏ 所造 成 的环境 污染 的普遍 关 注 ， 别 特 是近 年来铜 价 的大幅渡 动使人 们对 湿法炼铜 越 来越
重视 ， 尤其是浸出 一 萃取 一电积技术在 国外已经达
到 了很 大 的生产规 模和很 高 的机械 化 、 自动化 水平 。 国外 的评论认 为 ， 湿法 炼 铜 已经 进 人 了铜 冶 炼 方 法 的主 流。２０ Ｏ０年 全 世界 采 用这 项技 术 生 产 的铜 已 达 到 ２０万 ｔ已 占西 方世 界 矿 铜产 量 的 ２ ％以 上 ， ４ ， ２ 预计 在 新 的世 纪其产 量还将 进一 步 扩大 。
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第 ３期
刘大星 ： 国铜湿法冶金技术的进展 我
７
２ １ 氧 化铜 矿 的处理 技 术 （ 浸 和搅 拌 浸 出 ） 得 ． 堆 已
到普遍 的应 用
以上 ， 同时有效 地抑 制 了浸 出液 中硅 的含量 ， 有利 于 其后 的液 ／ 固分 离 和溶剂 萃取作 业
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第５卷 第３ ４ 期
有 色 金 属（ 矿山部分）
２２ 月 ０ 年５ ０
我 国 铜 湿 法 冶 金 技 术 的 进 展
湿法冶金发展的方向和方法
湿法冶金发展的方向和方法湿法冶金是一种利用液相介质进行金属提取和精炼的技术。
与传统的干法冶炼相比，湿法冶金具有操作灵活、环境友好、原料利用率高等优势。
本文将探讨湿法冶金的发展方向和方法，以及相关的技术和应用。
湿法冶金的发展方向可以从以下几个方面来考虑：1.环境友好：目前，全球环境问题日益严重，各国纷纷加强环境保护。
湿法冶金具有较低的排放和能源消耗，将成为未来冶金工艺的发展趋势。
未来的湿法冶金应当注重减少废气、废水和固体废弃物的排放，提高资源利用率。
2.自动化和智能化：随着科学技术的不断进步，自动化和智能化已经成为各个行业的发展方向。
湿法冶金也需要加强在设备、控制系统和管理方面的自动化和智能化，提高生产效率和产品质量。
3.资源的综合利用：湿法冶金可以高效地提取和精炼金属，但同时也伴随着一定的能源消耗和废物排放。
未来湿法冶金应该注重资源的综合利用，通过回收和再生利用废弃物，减少对原料的依赖，实现循环经济和可持续发展。
湿法冶金的方法主要包括以下几种：1.化学浸出法：化学浸出法是湿法冶金的基础方法之一，通过溶剂将目标金属从矿石或废物中浸出。
常见的化学浸出法包括酸浸法、氧化浸出法和氰化浸出法等。
化学浸出法具有操作简单、适用范围广的优点，广泛应用于金、铜、锌等金属的提取和精炼。
2.溶剂萃取法：溶剂萃取法是一种通过有机溶剂在两相系统中提取和分离金属的方法。
通过选择合适的有机溶剂，可以实现对不同金属的选择性提取。
溶剂萃取法广泛用于稀有金属的提取和分离，如钕、镨、钴等。
3.电解法：电解法是一种利用电解过程进行金属的提取和精炼的方法。
通过将金属离子在电解液中还原到阴极上，实现金属的分离和纯化。
电解法广泛应用于铜、锌、铝等金属的冶炼。
4.沉淀法：沉淀法是一种利用沉淀反应进行金属的提取和分离的方法。
通过选择适当的沉淀剂和调节反应条件，可以使目标金属以沉淀物的形式从溶液中沉淀出来。
沉淀法常用于金、银等贵金属的提取和分离。
湿法冶金炼铜实验报告
一、实验目的1. 了解湿法冶金炼铜的基本原理和工艺流程。
2. 掌握湿法冶金炼铜实验的操作步骤。
3. 观察并分析实验现象，了解实验过程中可能出现的误差。
二、实验原理湿法冶金炼铜是一种利用金属置换反应从溶液中提取金属的方法。
在湿法冶金炼铜实验中，铁与硫酸铜溶液发生置换反应，生成单质铜和硫酸亚铁。
实验原理如下：反应方程式：Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4三、实验材料1. 实验仪器：烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、铁片、硫酸铜溶液、蒸馏水、电子天平、温度计等。
2. 实验试剂：硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液、铁片、稀硫酸、氢氧化钠溶液等。
四、实验步骤1. 准备实验材料，检查仪器是否完好。
2. 在烧杯中加入适量的硫酸铜溶液，并加入少量蒸馏水，搅拌均匀。
3. 将铁片放入烧杯中，观察铁片表面变化。
4. 观察溶液颜色变化，记录实验现象。
5. 待铁片表面形成一层红色铜粉后，用玻璃棒轻轻搅拌，使溶液中的铜离子与铁片充分接触。
6. 用漏斗和滤纸将铁片和铜粉分离，收集铜粉。
7. 称量铜粉的质量，计算铜的产率。
8. 将铜粉放入烧杯中，加入适量稀硫酸，观察溶液颜色变化。
9. 用氢氧化钠溶液调节溶液pH值，观察沉淀现象。
五、实验结果与分析1. 实验现象：（1）铁片表面逐渐由银白色变为红色，说明铁与硫酸铜溶液发生置换反应，生成单质铜。
（2）溶液颜色由蓝色变为浅绿色，说明铜离子被铁置换成单质铜，溶液中铜离子浓度降低。
（3）过滤后，滤纸上附着红色铜粉，滤液呈浅绿色。
（4）向铜粉中加入稀硫酸，溶液颜色由浅绿色变为蓝色，说明铜粉与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液。
（5）向溶液中加入氢氧化钠溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中存在铜离子。
2. 实验结果：（1）铜粉产率：根据实验数据计算，铜粉产率为80%。
（2）溶液中铜离子浓度：根据实验数据计算，溶液中铜离子浓度为0.1mol/L。
3. 实验误差分析：（1）实验过程中，由于溶液温度、搅拌速度等因素的影响，可能导致实验结果出现误差。
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萃取电积技术在我国也有较大的发展。目前全国约有200个工 厂采用萃取电积工艺处理矿铜或铜精矿生产电铜，生产能力已达2 万吨/年左右。
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第13章 湿法炼铜
13.1 概述
湿法炼铜是利用溶剂将铜矿、精矿或焙砂中的铜溶解出来，再 进一步分离、富集提取的方法。
浸出－电积法，由于电解液杂质含量高生产不出高质量的阴极 铜，没有得到大的发展。
铜精矿沸腾焙烧－浸出－电积，此法回收率低，经济效益不 好，只有为数不多的几个厂在生产。
12.3 从杂铜生产合金和铜线锭
杂铜最合理的利用是将其直接冶炼成铜合金，原料中所有的有 价成分都回收到成品中。
1、再生铜合金的精炼
精炼二次铜合金的目的在于降低熔解的气体（氢、氧）、除去 夹带的非金属夹杂物和杂质（铁、硫、铝、硅、锰等）。精炼过程 及其原理与矿铜的火法精炼相同。
氧化精炼在1100～1160℃，固态氧化剂的消耗占熔体量的0.5% ～1.0%。为加速精炼过程，将空气和水蒸汽鼓入液态合金，以造成 锌的强烈氧化和挥发，对锡的影响不大。此法适用于含锌不超过3 ％的青铜。
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12.5 再生铜Biblioteka 湿法冶炼12.5.1 再生铜湿法冶炼前的物料准备
与火法比：主要金属和伴生金属的回收率更高，能耗较小，较 易解决环保问题，过程容易实现自动化。
在常温下水溶液对废铜料进行处理。备料工序还包括为分离非 金属夹杂物而进行的分选，为增大溶解面积而进行的废料磨碎，以 及除去铁夹杂物的磁选等。
1、铜矿物浸溶过程中各体系的优势区图 （1）E-pH图
Cu-H2O系
图13.1 Cu－H2O系在25℃、100℃、150℃下的E-pH图
1）铜稳定存在的条件，防止铜腐蚀的环境条件，使铜以离子状态进入溶液 （浸出）的条件，从溶液中还原铜的条件（电位、pH值）等。
2）CuO与Cu2O稳定存在的条件，从而可确定浸出氧化铜和氧化亚铜的条件。 3）选择氧化剂和还原剂。对于Cu2O的浸出应加一定的氧化剂，以使溶液保 持一定的氧化电位。
湿法炼铜技术在国内外正以前所未有的速度发展，标志着湿法 炼铜已具有相当的水平，并具有相当大的生产规模，已成为铜工业 中的一种重要的技术倾向，特别是在回收低品位矿石或采铜废石及 就地浸出方面将发挥更大的作用。
湿法炼铜工艺主要包括浸出－净化－电积等工序，其中又以萃 取电积法为主。
13.2 浸出过程的物理化学
13.2.1 浸出过程的热力学基础 浸出过程是湿法炼铜的第一步，能否使铜从矿物原料中最多最
快地转入溶液，使决定湿法炼铜成败的关键。必需了解和判断矿物 中铜及其它组成分与溶剂作用的可能性、有价金属转入溶液的理论 限度以及生成物的稳定状态。更重要的是需要给出这些问题的条 件，以便通过热力学分析可达到这些目的。在浸出实践中，最重要 的热力学指导是优势区图。
12.2 二次铜资源再生利用前的预处理
废有色金属的预处理是将有色金属废件和废料的形态进行改 变。包括：
a)废体的解体、分类、切割、打包、破碎等； b)废屑的筛选、干燥、破碎、磁选、压块； c)含易爆物废件的烟火检验和无害处理等； d)使各种废件和废料达到规定的外形尺寸和重量标准； e)去除非金属夹杂物、水分、油质等。 目的： 使之适应于冶金工序，将金属损失减少到最低程度，降低燃 料、电力和熔剂的单位消耗，最有效地利用冶金设备和运输工具， 提高劳动生产率，保证金属和合金产品的高质量。
含铜废料的构成如图12-1所示。 二次铜资源大多是多金属的，对其处理应要求最完全地综合回 收其中的全部有价值组分。目前回收来的含铜废料的40％用于生产 铸造合金，20％生产变形合金，3％制取化合物，34％加工成粗 铜，质量太低而不能利用的小于3％。 由于再生粗铜要进行火法和电解精炼，故含贵金属的低质废料 也能处理。
为还原溶解于铜合金中Cu2O，利用磷、锂、硼、钙等作脱氧 剂。 5Cu2O＋2P＝P2O5＋10Cu 生成P2O5的在359℃下挥发。
铜合金熔体的脱气主要是脱氢（占总量的95％～98％）。往熔 体中鼓入惰性气体（氮、氩）。脱气设备由液态金属罐、真空室和 供氮或氩的系统组成。在浇灌底部装有多孔套管，通过这些套管鼓 入压力为200～300kPa的惰性气体。套管由多孔耐火材料制成。
在铜合金熔炼过程中，各种元素的烧损率是不同的，在配料时 要给以特别注意。有些元素如磷、铍，必须做成中间合金后才能加 入。
熔炼设备有反射炉、感应电炉和坩锅炉。
3、用纯净的紫铜生产线锭铜
用于生产线锭铜的紫杂铜，其化学成分应符合GB466-64二号铜 标准，熔炼设备反射炉、感应电炉和坩锅炉。
12.4 火法熔炼生产再生铜
2、用纯净杂铜生产铜合金
由能够区分出牌号和纯净的杂铜生产铜合金时，是将杂铜再配 入适当的纯金属或中间合金，直接熔炼制得所需牌号的铜合金。
用紫杂铜生产铜合金时，实际上是把紫杂铜当作矿铜用，其中 化学成分符合二号铜标准的可产出高级铜合金；化学成分符合三号 或四号铜标准的，可产普通铜合金。
用二次铜料生产铜合金的整个工艺过程包括配料、熔化、脱 气、脱氧、调整成分、精炼、浇铸等工序。
除去有机物杂质的方法是在700～900℃的氧化气氛中焙烧。 准备过程较复杂，能耗较大，加工费用较高，但可在下步湿法 冶金过程中得到相当大的补偿。
12.5.2 再生铜湿法冶炼工艺
具有工艺流程短、设备简单、投资少、见效快、有价金属综合 回收好等特点，但有一定的局限性，处理量小，只能处理一些单一 的碎铜废料，适宜于一般小型工厂进行小批量的屑状废铜料的处 理。
二次铜资源利用与铜的湿法冶金
1、含铜废料来源
含铜废料包括了含铜的废料和废铜。 a)报废的含铜料：电线电缆、废电子器件、废设备部件、废军 用品等；b)铜及铜合金、铜材加工中产生的弃渣、垃圾、浮渣、铜 屑，在铜件铸造中产生的浇口、浮渣等，在电线电缆生产中产生的 线头、乱线团等。
2、二次铜资源的种类与特点