湿法炼铜简介
湿法铜冶炼工艺
Fe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3↓ +3H2SO4
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。
9.2.3电积过程
铜的电积也称不溶阳极电解，以纯铜作阴极，以PbAg（含Ag 1%)）或Pb-Sb合金板作阳极，上述经净化除 铁后的净化液作电解液。电解时，阴极过程与电解精炼 一样，在始极片上析出铜，在阳极的反应则不是金属溶 解，而是水的分解放出氧气。
直线速度
空气的体积速度 风帽口风速 空气过剩系数 产品：烟尘
(米／秒)
(米3／分) (米／秒) (a) (％)
O.23
27.5～28 12 1.2 30
O.42
14.2 22 1.3 30
O.13 -O.22
100～170 ----85
0.15
325 -------
0.4
420～500 ----80
(2) 焙烧过程热力学
主要反应： MeS+3/2O2=MeO+SO2 2SO2+O2 = 2SO3 MeO+SO3=MeSO4 从以上反应可知，MeS焙烧的主要产物是 MeO或MeSO4、SO2和SO3。生成的MeSO4在一 定温度下会进行热分解； 2MeSO4=MeO•MeSO4+SO3
图 9.2 Me-S-O热力学稳定区图
焙砂
烟气中SO2浓度 给料率(干精矿) 炉料含铜 床能率（干料)
(％)
(％) (吨／日) （％） (吨／日)
70
--10～14 19 17.4--18 3.82
70
湿法炼铜简介
反萃
电沉积
开路萃余液 萃余液：Cu0.3g/l， Fe4.0g/l，
H2SO46.0g/l
再生有机相 Cu1.83g/l
废电解液：Cu35g/l， Fe1g/l，H2SO4180g/l
电铜 图1 湿 法 炼 铜 的 原 则 流 程 图
开路废电解液
浸出－溶剂萃取－电积工艺
H+
Raffinate Stripped Organic Spent Electrolyte
萃余液
反萃有机相
废电积液
Cu
Cu
Cu
Cu
Acid 酸
LEACH 铜浸出
EXTRACT 铜萃取
STRIP 铜反萃
EW
Cu2+
Loaded Organic Strong Electrolyte
PLS 料液负载有机相 Nhomakorabea电积富液
1 湿法炼铜简介
1.3 当代湿法炼铜工艺过程概貌
1 湿法炼铜简介
1.4 当代湿法炼铜工艺主要应用领域
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1 湿法炼铜简介
1.3 当代湿法炼铜工艺过程概貌
浸出液：Cu3.0g/l， Fe4.0g/l， H2SO42.0g/l
负载有机相： Cu 4.53g/l
电解液：Cu50g/l， Fe1.0g/l， H2SO4157g/l
硫酸+水
矿石
浸出
萃取
总产量 (万吨)
1971
2
1981
9
1991
26
2001
53
0
0
1.5
1
0
25
5
0
湿法铜冶炼
2 FeSO4+MnO2+2H2SO4=Fe2(SO4)3+MnSO4+2H2O
Fe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3↓ +3H2SO4
3 浸出净化设备
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。
浸出
浸出方式有堆浸、槽浸、地下浸等多种。 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、二者之和不大于2%～3%。矿石含 铜品位从0.1%～0.2%。浸出过程的主要化学反应是：
电积时电解液温度为35～45℃，阴极周期可取7天，
Dk为150～180A/m2，所得电铜含铜为99.5～99.95%。
废液及废渣的处理
1、电解废液的处理: 电解废液最好全部返回浸出过程但 这种平衡很难达到，所以出现废液的处理问题。
处理目的：回收其中的有价金属，并回收或中和 硫酸以避免它对环境的危害。
①氧化铁硫杆菌；
②氧化硫杆菌。能在PH=1.5～细菌的直接作用：
氧化铁硫杆菌．为取得维持生命的能源而将 矿石中的低价铁和硫氧化成高价，氧化过程中破 坏了矿石的晶格，使矿石中的硫化物变为硫酸盐 而转入溶液中。
CuFeS2+4O2=CuSO4+FeSO4
(4) 焙烧设备及经济指标
湿法炼铜_精品文档
湿法炼铜湿法炼铜是一种重要的冶金工艺，用于从含铜矿石中提取纯铜。
这种方法以其高效性和环境友好性而受到广泛关注。
湿法炼铜的工艺过程可以分为四个关键阶段：浸出、萃取、电积、电解精炼。
首先是浸出阶段。
在这一阶段，将含铜矿石粉末与稀硫酸溶液反应，使铜溶解在溶液中。
该反应生成了一种被称为浸出液的含有铜离子的溶液。
这一阶段的关键是控制反应条件，例如温度和pH值，以确保高效的铜溶解。
接下来是萃取阶段。
在这一阶段，通过将浸出液与有机溶剂接触，有机溶剂中的铜离子与水溶液中的铜离子进行交换。
这种交换使铜离子从水相转移到有机相中。
正因为如此，这一阶段也被称为“萃取”。
一般来说，多数湿法炼铜方法中采用的有机溶剂是一种含有特定配位物的液体。
该有机溶剂能够与铜离子形成稳定的络合物，从而促进铜离子的转移。
随后是电积阶段。
在这一阶段，有机溶剂中的铜离子被还原成纯铜，并沉积在电解槽的阴极上。
这一阶段的目标是在阴极上形成均匀厚度的铜层，以获得高纯度的铜产品。
在电积过程中，需要精确控制电流和电解槽的条件，以实现高质量的铜沉积。
最后是电解精炼阶段。
在这一阶段，通过将电积得到的铜产品作为阳极，并将其浸入含有铜离子的电解液中，使阳极的铜溶解回溶液中。
这样，不纯度物质和其他杂质将被移动到电解液中并被分离，而高纯度的铜则在阴极上重新沉积。
这种电解过程可多次重复，以进一步提高铜的纯度。
湿法炼铜相对于其他炼铜方法有许多优势。
首先，湿法炼铜过程中不需要高温，相比干法炼铜过程更加节能。
其次，湿法炼铜是一种环保的方法，因为其涉及的溶液和有机溶剂可以通过再循环来减少废物的产生。
此外，湿法炼铜可以用于不同类型的矿石，包括低品位的矿石，这在一些地区具有重要意义。
最后，湿法炼铜还可以提供高品质的铜产品，可以在不同的应用领域广泛使用。
总结而言，湿法炼铜是一种高效、环保的冶金工艺，用于从含铜矿石中提取纯铜。
它包括浸出、萃取、电积和电解精炼四个关键阶段。
相比于其他炼铜方法，湿法炼铜具有许多优势，例如节能、环保和可适应不同的矿石类型。
湿法炼铜
湿法炼铜用溶剂浸出铜矿石或精矿，而后从浸出液中提取铜。
主要过程包括浸出（见浸取）、净化、提取等工序。
目前世界上湿法炼铜的产量约占总产量的12%。
20世纪60年代以来，为了消除SO2污染，对用湿法冶炼硫化铜矿进行了许多研究，但因经济指标尚不如火法，湿法工艺大多停留在试验和小规模生产阶段。
湿法炼铜目前主要用于处理氧化铜矿。
有氧化铜矿直接酸浸和氨浸（或还原焙烧后氨浸）等法；酸浸应用较广，氨浸限于处理含钙镁较高的结合性氧化矿。
处理硫化矿多用硫酸化焙烧-浸出或者直接用氨或氯盐溶液浸出等方法。
①硫酸化焙烧-浸出法是将精矿中的铜转变为可溶性硫酸铜溶出；②氨液浸出法是将铜转变为铜氨络合物溶出，浸出液在高压釜内用氢还原，制成铜粉，或者用溶剂萃取-电积法制取电铜；氯盐浸出法是将铜转变为铜氯络合物进入溶液，然后进行隔膜电解得电铜。
氧化铜矿酸浸法流程氧化铜矿一般不易用选矿法富集，多用稀硫酸溶液直接浸出，所得溶液含铜一般为1～5g/L，可用硫化沉淀、中和水解、铁屑置换以及溶剂萃取-电积等方法提取铜。
近年来，萃取-电积法发展较快。
其主要过程包括：①用对铜有选择性的肟类螯合萃取剂（LiX－64 N，N－510，N－530等）的煤油溶液萃取铜，铜进入有机相而与铁、锌等杂质分离。
②用浓度较高的H2SO4溶液反萃铜，得到含铜约50g/L的溶液。
反萃后的有机溶剂，经洗涤后，返回萃取过程使用。
③电积硫酸铜溶液得电铜，电解后液返回用作反萃剂。
生产流程见图。
硫化铜精矿焙烧浸出法硫化铜精矿经硫酸化焙烧后浸出，得到的含铜浸出液，经电积得电铜。
此法适于处理含有钴、镍、锌等金属的硫化铜精矿，但铜的回收率低，回收贵金属较困难，电能消耗大，电解后液的过剩酸量须中和处理，所以一般不采用。
从贫矿石和废矿中提取铜铜矿开采后坑内的残留矿、露天矿剥离的废矿石和铜矿表层的氧化矿，含铜一般较低，多采用堆浸、就地浸出和池浸等方法，浸出其中氧化形态的铜，而所含硫化铜则利用细菌的氧化作用，使之溶解。
湿法炼铜原理
湿法炼铜原理
湿法炼铜是一种利用硫化铜矿进行铜的提取的方法，其原理是通过将硫化铜矿
浸出成铜硫酸盐溶液，再通过电解或还原的方式得到纯铜。
湿法炼铜主要包括浸出、净化、电解或还原等步骤。
首先，硫化铜矿经过破碎和浸出，得到含铜的硫酸盐溶液。
在这一过程中，硫
化铜矿与硫酸和氧气反应生成铜离子和硫酸根离子，形成含铜的硫酸盐溶液。
然后，通过加入还原剂或者电解的方式，将铜离子还原成纯铜或者沉淀出铜粉。
最后，通过过滤、干燥等步骤，得到纯铜。
湿法炼铜的原理主要是利用硫化铜矿中的铜化合物，通过化学反应或电化学反
应得到纯铜。
这种方法相对于其他炼铜方法来说，成本较低，操作简单，且适用于低品位的硫化铜矿。
但是，湿法炼铜也存在一些问题，比如废水处理、废气处理等环保问题，需要引起重视。
总的来说，湿法炼铜是一种重要的铜冶炼方法，其原理简单易懂，操作方便，
对于提取低品位的硫化铜矿具有一定的优势。
然而，在实际应用中，也需要考虑其环保和能源消耗等问题，以便更好地实现可持续发展。
铜的湿法冶金
图 11.1 工艺流程
14
2、硫化铜精矿的焙烧
(1) 焙烧的目的 焙烧是首道工序，使炉料进行硫酸化焙烧，
其目的是使绝大部分的铜变为可溶于稀硫酸的 CuSO4和CuO•CuSO4，而铁全部变为不溶的氧化 物(Fe2O3)，产出的SO2供制酸。
15
(2) 焙烧过程热力学
主要反应： MeS + 3/2O2= MeO+SO2 2SO2 + O2 = 2SO3 MeO + SO3= MeSO4
2
2、湿法炼铜的优点
火法处理硫化铜矿虽具有生产率高，能耗低，电铜 质量好，有利于金、银回收等优点，但目前已面临 两个难题：一是资源问题；二是大气污染问题。
1）资源问题：硫化铜矿作为目前火法炼铜的主 要原料，开采品位越来越低，因此，低品位硫化矿、 复合矿、氧化矿和尾矿将成为今后炼铜的主要资源。 这类贫矿，火法是无法直接处理的。
5
搅拌浸出 搅拌浸出是在装有搅
拌装置的浸出槽中进行， 用较浓的硫酸溶液（含 H2SO4 50 ~ 100g/L）浸出 细粒（-75μm占90%以上） 氧化矿或硫化矿的焙砂， 一般含铜品位较高。
搅拌浸出具有比槽浸 速度快、浸率高等优点， 但设备运转能耗高。
6
堆浸
堆浸常用于低铜表外矿、铜矿废石的浸出。
9
就地浸出 就地浸出又称为地下浸出，可用于处理残留
矿石或未开采的氧化铜矿和贫铜矿。 加压浸出
对于在常压和普通温度下难于有效浸出的矿 物常采用加压浸出的方式。加压浸出即在密闭的 加压釜中，在高于大气压的压力下对矿进行浸出。
10
加压浸出的优点： 1）可以在较高温度下进行浸出； 2）在高温高压下，使一些在普通温度下不
湿法铜冶炼工艺
整理版ppt
6
(2) 焙烧过程热力学
主要反应：
MeS+3/2O2=MeO+SO2 2SO2+O2 = 2SO3
MeO+SO3=MeSO4
从以上反应可知，MeS焙烧的主要产物是
MeO或MeSO4、SO2和SO3。生成的MeSO4在一 定温度下会进行热分解；
2MeSO4=MeO•M整理e版SpptO4+SO3
3）原理: Cu2+水相+2R-H有机相=R2-Cu有机相+2H+水相
4）设备: 萃取箱(图9.3)
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30
图 9.3 萃取箱
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9.4氨浸—萃取—电积法
9.4.1高压氨浸法:
在高温、高氧压和高氨压下浸出硫化精矿，铜、 镍、钴等有价金属形成配合物进入溶液，铁形成氢氧 化物进入残渣 ,由于浸出过程所需压力较高以及酸溶 液对设备的腐蚀较大，目前主要用于处理Cu-Ni-Co 复合矿。
3
氧气充足;
4 避光，溶液不要暴露在日光下。
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26
浸出过程：
因细菌浸出主要是处理低品位难选复合矿或 废矿，故用就地浸出或堆浸，堆量可达几万吨到 几亿吨，浸出周期为数日至数年。浸出液含铜1～ 7g/l。
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9.3.2浸出液的处理
1、置换沉淀铜
特点:
溶液含铜仅1～7克／升，用铁屑置换法简单、 有效、可靠，投资少，缺点是消耗大量废铁，成 本高，产品铜不纯必须送到火法精炼厂熔化和精 炼。
(米) (米) (米) (℃) (％)
(米／秒)
国内一厂
2.52 7.59 1.3 660
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。
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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
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（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。
湿法炼铜的原理方程式
湿法炼铜的原理方程式1. 湿法炼铜简介湿法炼铜是一种以含铜原料为主要原料，使用盐酸（HCl）或硫酸（H2SO4）等化学剂做为溶剂，通过溶解、沉淀、分离、纯化等过程进行的一种化学冶金炼制方法。
湿法炼铜广泛用于炼制高纯度的电子级铜、黄铜、铜合金等材料。
2. 湿法炼铜的原理湿法炼铜的原理可以概括为以下几个步骤：（1）将含铜原料加入含有足够浓度的盐酸或硫酸的反应釜内，经过加热和搅拌等过程，使其中的铜溶解在酸液中。
（2）将铜溶液通过过滤或离心等方式分离出其中的固体杂质，如硫、砷、铁等。
（3）将分离后的铜溶液通过还原、沉淀、转化等方式将其中的杂质继续去除，使溶液中的铜成纯的、稳定的离子状态。
（4）将纯铜离子沉积于电极上，经过电解等过程，得到高纯度的电子级铜或传统工业纯铜。
3. 湿法炼铜的化学反应式湿法炼铜的化学反应式可以表示为以下方程式：Cu + 2 HCl → CuCl2 + H2↑Cu + H2SO4 → CuSO4 + H2↑所以，当铜与盐酸或硫酸反应时，会生成对应的铜盐和氢气。
4. 湿法炼铜的应用范围湿法炼铜广泛应用于以下范围：（1）电子工业：用于制造半导体材料、集成电路、高纯度电极等。
（2）化工工业：用于制造农药、染料、颜料等。
（3）建筑工业：用于制造建筑材料、家具、装饰物品等。
（4）金属工业：用于制造黄铜、铜合金等。
（5）纺织工业：用于制造印染助剂、纤维增韧助剂等。
5. 湿法炼铜的优缺点（1）优点：湿法炼铜的原料资源丰富，能够处理多种含铜原料，炼铜质量高、稳定性好。
同时，湿法炼铜过程中的污染和危险性比较小，适用于批量化生产。
（2）缺点：湿法炼铜的工艺复杂，加工过程中需要较多化学剂。
同时，湿法炼铜的耗能比较高，需要大量热能支持。
总之，湿法炼铜是一种重要的化学冶金技术，具有广泛的应用前景和发展潜力。
未来，随着科技的不断进步和原料资源的逐渐枯竭，湿法炼铜技术必将得到进一步完善和优化。
铜的湿法冶金
1）建厂投资和生产费用低，生产成本低于火 法，具有很强的市场竞争力；
2）以难选矿难处理的低品位含铜物料为原料， 独具技术优越性；
3）无废气、废水和废渣污染，符合清洁生产 要求；
4）拥有可靠的特效萃取剂市场供应。
28
硫化矿用稀酸浸出的速度较慢，但有细菌存 在时可显著加速浸出反应。
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。
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搅拌浸出 搅拌浸出是在装有搅
拌装置的浸出槽中进行， 用较浓的硫酸溶液（含 H2SO4 50 ~ 100g/L）浸出 细粒（-75μm占90%以上） 氧化矿或硫化矿的焙砂， 一般含铜品位较高。
搅拌浸出具有比槽浸 速度快、浸率高等优点， 但设备运转能耗高。
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堆浸
堆浸常用于低铜表外矿、铜矿废石的浸出。
用于处理氧化矿、尾矿、含铜废石、复合矿。 3）氨浸—萃取—电积法
用于处理高钙、镁氧化铜矿或硫化矿的氧化砂。
4
（1）浸出方式 浸出方式有多种：包括槽浸、搅拌浸出、堆浸、
就地浸出、加压浸出等。 槽浸
槽浸方式是早期湿法炼铜中普遍采用的一种浸 出方式，它一般是在浸出槽中用较浓的硫酸（含 H2SO4 50 ~ 100g/L）浸出含铜量1%以上的氧化矿 （粒度-1cm）。浸出液铜浓度较高，可直接用来电 积铜。然而由于其溶液中杂质较高，所产铜达不到 1#铜标准。
浸出场地多选在不透水的山坡处，将开采出的废
矿石破碎到一定粒度筑堆；在矿堆表面喷洒浸出
剂，浸出剂渗过矿堆时铜被浸出，浸出液返流到
集液池以回收。
堆浸的特点是浸出设备投资少，运行费用低。
氧化矿的堆浸已进行了多年，技术有较大的改进。
铜的湿法冶金
1）建厂投资和生产费用低，生产成本低于火 法，具有很强的市场竞争力；
2）以难选矿难处理的低品位含铜物料为原料， 独具技术优越性；
3）无废气、废水和废渣污染，符合清洁生产 要求；
4）拥有可靠的特效萃取剂市场供应。
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硫化矿用稀酸浸出的速度较慢，但有细菌存 在时可显著加速浸出反应。
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。
2）大气污染问题：只要以硫化矿为原料火法处 理，都不同程度地存在着二氧化硫对大气的污染。
基于上述两个原因，湿法炼铜近年来有了较大 发展。
3
3、湿法炼铜的方法和工艺
根据含铜物料的矿物形态、铜品位、脉石成 分的不同，主要分以下三种： 1）焙烧—浸出净化—电积法
用于处理硫化铜精矿。 2）硫酸浸出—萃取—电积法
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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 之和不大于2%～3%。矿石含铜品位从0.1%～0.2%。 浸出过程的主要化学反应是：
海绵铜。
1
国内外应用： 国外：美国亚利桑那州乌矿建成了世界上第一个
工业规模的浸出—萃取—电积（简称L—SX—EW） 工厂。1997年智利建成世界上最大的L—SX—EW法 炼铜工厂，其生产能力为22.5万吨/年，产品达到伦 敦金属交易所A级铜标准。合计：200万吨，占20%。
国内：海南（83年）建成了我国第一个L—SX— EW工厂。以后陆续在云南、中条山、西藏尼木、新 疆伽师、嫩江、江西等地建有一批湿法炼铜厂。目 前湿法炼铜厂的生产能力达20万吨/年。
铜的湿法冶金
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 之和不大于2%～3%。矿石含铜品位从0.1%～0.2%。 浸出过程的主要化学反应是：
2）大气污染问题：只要以硫化矿为原料火法处 理，都不同程度地存在着二氧化硫对大气的污染。
基于上述两个原因，湿法炼铜近年来有了较大 发展。
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3、湿法炼铜的方法和工艺
根据含铜物料的矿物形态、铜品位、脉石成 分的不同，主要分以下三种： 1）焙烧—浸出净化—电积法
用于处理硫化铜精矿。 2）硫酸浸出—萃取—电积法
常用的除铁法为氧化水解法，即在PH=1～1.5， T=60℃时，用MnO2将Fe2+氧化成Fe3+，然后使Fe3+ 水解成Fe(OH)3沉淀除去。即 2 FeSO4+MnO2+2H2SO4=Fe2(SO4)3+MnSO4+2H2O
Fe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3 ↓ +3H2SO4
22
细菌后堆浸。
一般铜含量为0.04% ~ 0.15%。
7
铜矿石堆浸的方式多样： 1）筑堆浸出
主要用于浸出较高品位的氧化矿。筑堆堆浸 示意图。
8
2）废石堆浸 废石堆浸一般是从含铜0.04% ~ 0.2%的废石
堆中回收铜。 3）尾矿堆浸
利用原来的尾矿进行堆浸。 4）矿石堆浸
随着浸出—萃取—电积技术的发展，堆浸技 术已从过去的废石堆浸向铜矿原矿堆浸发展。
75
4.9
12
9.4
1.3
湿法铜冶炼工艺
9.4.2常压氨浸法 (阿比特法) :
由于既能直接处理硫化矿，对设备及材料的要 求也不高，因而成为最先实现工业化的方法之一。 此法的特点是采用氨浸 - 萃取 - 电积 - 浮选联合流程， 硫化铜精矿的浸出是在接近常压和 65 ～ 80℃的条件 下，在机械搅拌的密闭设备中用氧、氨和硫酸铵进 行的，浸出时间为 3 ～ 6h ，精矿中的 80 ～ 86 ％ Cu 以 Cu(NH3)4SO4 形式进入溶液，浸出液含铜 40 ～ 50 克 ／升。铜回收率达96 ～ 97％ 。
Dk 为 150 ～ 180A/m2 ，所得电铜含铜为 99.5 ～ 99.95% 。
9.2.4废液及废渣的处理
1、电解废液的处理: 电解废液最好全部返回浸出过程但 这种平衡很难达到，所以出现废液的处理问题。 处理目的：回收其中的有价金属，并回收或中和 硫酸以避免它对环境的危害。 2 、废渣的处理 : 贵金属含量低的浸出渣可用作炼铅熔 剂，其中的有色金属和贵金属在冶炼时进入粗铅 中．贵金属含量高时．则用选矿一湿法冶金联合流程 处理以提取贵金属．
1、电积反应
阴极：Cu2++2e==Cu 阳极：H2O-2e==1/2O2+2H+ 总反应：Cu2++H2O ==Cu+1/2O2+2H+
2、电积实践及技经指标
电 积 时 的 实 际 槽 电 压 为 1.8 ～ 2.5V ， 电 效 仅 为 77～92%，电解液中Cu2+浓度越低，铁含量越高，温 度越高和阴极周期越长，促使化学溶解增高，电效也 就越低。槽电压和电效低的结果，使电耗为铜电解精 炼的十倍。 电积时电解液温度为35～45℃，阴极周期可取7天，
铜的湿法冶金
（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。
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4、电积过程
铜的电积也称不溶阳极电解，以纯铜作阴 极，以Pb-Ag（含Ag 1%)）或Pb-Sb合金板作阳 极，上述经净化除铁后的净化液作电解液。电解 时，阴极过程与电解精炼一样，在始极片上析出 铜，在阳极的反应则不是金属溶解，而是水的分 解放出氧气。 （1）电积反应
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表11-1沸腾焙烧炉的技术条件及指标
指标
直径(内径)
(米)
高度
(米)
沸腾层高度
(米)
床层温度
(℃)
炉料水分
(％0
1
国内二厂
1.6l 5.26 1.3 640～
680 0.1
田纳西铜 公司①(美)
4 5 ----
500
20～22
恰姆比西 加斯柏 铜厂(赞) 铜厂②(加)
当温度较低时，化学反应速度小于气体的扩 散速度，过程总速度取决于表面反应的条件并服 从阿累尼乌斯指数定律。
当温度较高时，化学反应速度迅速增大并超过 气体扩散速度，过程总速度取决于气体的扩散速 度。
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(4) 焙烧设备及经济指标
沸腾炉:一般为圆形(个别厂用长方形)。炉壳 用钢板焊成，内衬耐火砖。技术条件及经济指标列 于下表 11-1 。
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。
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二、焙烧-浸出-电积法
铜的湿法冶金
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 之和不大于2%～3%。矿石含铜品位从0.1%～0.2%。 浸出过程的主要化学反应是：
阴极：Cu2+ + 2e = Cu 阳极：H2O - 2e = 1/2O2 + 2H+ 总反应：Cu2+ + H2O = Cu + 1/2O2 + 2H+
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（2）电积实践及技经指标
电积时的 实 际槽 电 压为 1.8 ～2.5V， 电效 仅为 77～92%，电解液中Cu2+浓度越低，铁含量越高， 温度越高和阴极周期越长，促使化学溶解增高，电 效也就越低。槽电压和电效低的结果，使电耗为铜 电解精炼的十倍。
焙砂
(％)
烟气中SO2浓度
(％)
炉料与焙砂中含硫量之差 (％)
给料率(干精矿) (吨／日)
炉料含铜
（％）床能率（干料) (源自／日)1.2 30 70 --10～14 19 17.4--18 3.82
1.3 30 70 6.7 11.5-22 10 17～19 4
--85 15 15.3 10～12 180～270 20 15- 25
1、工艺流程：
图 11.1 工艺流程
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2、硫化铜精矿的焙烧
(1) 焙烧的目的 焙烧是首道工序，使炉料进行硫酸化焙烧，
其目的是使绝大部分的铜变为可溶于稀硫酸的 CuSO4和CuO•CuSO4，而铁全部变为不溶的氧化 物(Fe2O3)，产出的SO2供制酸。
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湿法炼铜
一、历史简介
我国劳动人民很早就认识了铜盐溶液里的铜能被铁置换，从而发明了水法炼铜。
它成为湿法冶金术的先驱，在世界化学史上占有光辉的一页。
在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜”，晋葛洪《抱朴子内篇·黄白》中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载。
南北朝时更进一步认识到不仅硫酸铜，其他可溶性铜盐也能与铁发生置换反应。
南北朝的陶弘景说：“鸡屎矾投苦洒（醋）中涂铁，皆作铜色”，即不纯的碱式硫酸铜或碱式碳酸铜不溶于水，但可溶于醋，用醋溶解后也可与铁起置换反应。
显然认识的范围扩大了。
到唐末五代间，水法炼铜的原理应用到生产中去，至宋代更有发展，成为大量生产铜的重要方法之一。
葛洪是我国晋代著名的炼丹家。
一次，葛洪之妻鲍菇在葛山用铁勺盛满曾青（硫酸铜溶液），几天后，葛洪拿那个铁勺使用，奇妙的现象出现了：铁勺变成“铜勺”，红光闪闪，葛洪的徒弟高兴得跳了起来：“点铁成金啦！”葛洪把“铜勺”放在火上烤，“铜勺”逐渐变黑。
这些，葛洪在《黄白篇》（《抱朴子内篇·黄白》）一书中均做了记载。
在欧洲，湿法炼铜出现比较晚。
15世纪50年代，人们把铁片浸入硫酸铜溶液，偶尔看出铜出现在铁表面，还感到十分惊讶，更谈不上应用这个原理来炼铜了。
二、具体操作
湿法炼铜也称胆铜法，其生产过程主要包括两个方面。
一是浸铜，就是把铁放在胆矾（CuSO4·5H2O）溶液（俗称胆水）中，使胆矾中的铜离子被金属置换成单质铜沉积下来；二是收集，即将置换出的铜粉收集起来，再加以熔炼、铸造。
地所用的方法虽有不同，但总结起来主要有三种方法：第一种方法是在胆水产地就近随地形高低挖掘沟槽，用茅席铺底，把生铁击碎，排放在沟槽里，将胆水引入沟槽浸泡，利用铜盐溶液和铁盐溶液颜色差异，浸泡至颜色改变后，再把浸泡过的水放去，茅席取出，沉积在茅席上的铜就可以收集起来，再引入新的胆水。
只要铁未被反应完，可周而复始地进行生产。
第二种方法是在胆水产地设胆
水槽，把铁锻打成薄片排置槽中，用胆水浸没铁片，至铁片表面有一层红色铜粉覆盖，把铁片取出，刮取铁片上的铜粉。
第二种方法比第一种方法麻烦是将铁片锻打成薄片。
但铁锻打成薄片，同样质量的铁表面积增大，增加铁和胆水的接触机会，能缩短置换时间，提高铜的产率。
第三种方法是煎熬法，把胆水引入用铁所做的容器里煎熬。
这里盛胆水的工具既是容器又是反应物之一。
煎熬一定时间，能在铁容器中得到铜。
此法长处在于加热和煎熬过程中，胆水由稀变浓，可加速铁和铜离子的置换反应，但需要燃料和专人操作，工多而利少。
所以宋代胆铜生产多采用前两种方法。
宋代对胆铜法中浸铜时间的控制，也有比较明确的了解，知道胆水越浓，浸铜时间可越短；胆水稀，浸铜的时间要长一些。
可以说在宋代已经发展从浸铜方式、取铜方法、到浸铜时间的控制等一套比较完善的工艺。
水法炼铜的优点是设备简单、操作容易，不必使用鼓风、熔炼设备，在常温下就可提取铜，节省燃料，只要有胆水的地方，都可应用这种方法生产铜。
而现在采用的湿法炼铜的流程与古代已有很大的不同，主要流程为酸浸-萃取-电积。
氧化铜加酸进行搅拌并进行化学反应产生硫酸铜及硫酸铁溶液，再通过萃取和反萃取，去除铁元素，最后通过电积生产处99.9%以上的阴极铜。
湿法炼铜这些年发展比较快，已经可以占到炼铜总量的20%以下。