铜火法冶金原理基础知识全解共66页

铜火法冶金原理基础知识全解

铜火法冶金原理基础知识全解1.铜矿的种类铜矿主要分为硫化铜矿和氧化铜矿两大类。

硫化铜矿包括黄铜矿、黄铜铁矿、黄铁矿等，氧化铜矿包括赤铁矿、绿矾石等。

不同的铜矿含有不同的铜含量和矿石结构，会影响到冶炼的方法和工艺流程的选择。

2.铜的提取方法铜的提取主要有火法冶金和湿法冶金两种方法。

火法冶金是指利用高温将铜矿石还原成金属铜的过程，而湿法冶金是指通过水溶液处理将铜离子沉积成金属铜的过程。

3.铜的火法冶金方法熔炼是将铜矿石与一定数量的焙烧助剂一起加入炉中，在高温下进行还原反应，将矿石中的铜鼓出来。

熔炼过程中，会采用不同的炉型，如隧道炉、转炉等，具体选择根据矿石种类和产量来决定。

焙烧是在熔炼之前将铜矿石进行预处理，使其中的硫化物转化为氧化物，提高熔炼效果。

焙烧会生成二氧化硫气体，需要进行捕集和处理，以减少环境污染。

浸出是将焙烧后的矿石进行浸出，从中提取出铜。

浸出过程可以采用硫酸浸出法或氨浸出法，具体选择取决于矿石和工艺条件。

4.铜的提纯方法通过火法冶炼得到的铜中还存在一些杂质，需要进行进一步的提纯。

铜的提纯主要有电解法和火法法两种。

电解法是将铜放入电解槽中，通过电解的方式将其中的杂质分离出来，得到纯净的铜。

电解法可以用于提纯高纯度铜，但成本较高。

火法法是指将铜通过高温蒸发和凝结的方式进行提纯。

火法法包括铸造法、蒸馏法和氧化冶炼法等。

不同的火法方法可以去除不同的杂质，从而得到高纯度的铜。

5.铜矿资源的循环利用铜矿资源是有限的，为了实现可持续发展，需要进行铜矿资源的循环利用。

目前，已经有一些技术用于回收和利用废铜，如冶金渣的综合利用和废电线的回收等。

总结：铜火法冶金是利用火法冶炼技术从铜矿中提取铜金属的过程。

它包括熔炼、焙烧和浸出三个步骤，以及提纯的方法。

铜矿资源的循环利用也是一个重要的课题。

通过这些基础知识的学习，我们能更好地了解铜火法冶金的原理和应用。

火法炼铜的原理

火法炼铜的原理
火法炼铜是一种常见的冶炼工艺，通过高温加热铜矿石，使其中的铜化合物发
生化学反应，从而得到纯铜。

这种工艺在铜冶炼中具有重要的地位，下面我们来详细了解一下火法炼铜的原理。

首先，火法炼铜的原理基于铜矿石中的铜化合物在高温下的热分解。

铜矿石中
主要含有氧化铜、硫化铜等铜化合物，而这些铜化合物在高温下会发生热分解反应，释放出纯铜。

在炼铜的过程中，首先需要将铜矿石进行破碎和磨矿，使其颗粒度适当，然后进行煅烧，将铜矿石中的硫化铜转化为氧化铜。

其次，煅烧后的铜矿石经过浸出，将氧化铜溶解出来。

浸出是通过化学反应将
固体中的有用成分转化为溶液中的物质，这一步骤是火法炼铜过程中至关重要的一环。

浸出后得到的含铜溶液经过净化和电解，最终得到纯铜。

在火法炼铜的过程中，炉温、煅烧时间、浸出剂的选择等因素都会影响炼铜的
效果。

控制好这些参数，可以提高炼铜的产率和纯度，同时减少对环境的污染。

总的来说，火法炼铜的原理是利用高温使铜矿石中的铜化合物发生热分解反应，从而得到纯铜。

通过一系列的工艺步骤，包括破碎磨矿、煅烧、浸出、净化和电解，最终得到我们所需要的纯铜。

这种工艺在现代工业中仍然具有重要的地位，为我们生活中的铜制品提供了重要的原料。

通过以上对火法炼铜原理的介绍，相信大家对这一工艺有了更深入的了解。

在
实际生产中，我们需要根据具体情况，合理控制工艺参数，以确保炼铜的效果。

同时，我们也要关注环保问题，采取有效的措施减少对环境的影响，实现可持续发展。

希望本文能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。

第二章铜火法精炼的基本原理

第二章铜火法精炼的基本原理第一节铜火法精炼的化学基础粗铜的火法精炼，是在精炼炉中将固体粗铜熔化（或熔体装料），然后向熔体铜中通入空气，使其中对氧亲和力较大的杂质如锌、铁，铅、锡，砷、锑、镍等发生氧化，以氧化物的形态浮于铜液表面形成炉渣，或挥发进入炉气而除去的过程。

残留在铜液中的氧，经还原脱去后，即可浇铸成为电解精炼用的阳极板或火法精炼的精钢锭。

通入铜熔体中的空气，首先与占熔体中绝大多数的铜发生氧化作用，其反应式如下；4Cu +O2 =2Cu2O所生成的氧化亚铜(Cu2O)立即溶解于铜熔体中。

氧化亚铜在铜熔体种的溶解度，随温度的升高而增加，如．温度(℃) 1100 1150 1200溶解度(%) 5 8.3 12,4溶解在铜熔体中的氧化亚铜与铜中呈杂质形态存在的其他金属接触时，出于铜对氧的亲和力比许多金属杂质对氧亲和力小，所以氧化亚铜中的氧，便被这些金属杂质夺去．Cu2O+Me=MeO十2Cu式中Me代表金属杂质．从上式可以看出：当铜熔体中的氧化亚铜浓度愈高时，则与杂质碰撞的机会就愈多，从而使杂质发生氧化而除去的可能件也愈大。

铜精炼作业也就愈完全。

实践证明，为了更迅速彻底地除去铜中杂质，应力求氧化亚铜在铜熔体中的溶解达到饱和程度，并提高炉温。

以增加氧化亚铜在铜熔体中的溶解度。

但铜熔体在高温时饱和氧化亚铜愈多，虽对杂质的除去有利，却在脱氧还原时需要消耗更多的还原剂，延长还原时间，所以对整个作业来说仍然是不利的。

因此，为了避免铜液的过度氧化，要求氧化期铜熔体的温度，以控制在1150~1170℃为宜。

显然，铜熔体表面上的杂质，以及少部分在熔体内的杂质能被炉气或鼓入熔体中的空气泡所直接氧化。

但这种直接的氧化作用，对含量较少的杂质或较难氧化的杂质，毕竟由于反应物质的接触机会少而只有次要的意义。

所以，在粗铜的氧化精炼过程中，杂质的氧化，主要是与溶解在铜中的氧化亚铜的相互反应而实现的，在这种情况下，氧化亚铜起着将空气中的氧输送给杂质的传递作用。

火法炼铜的原理

火法炼铜的原理
火法炼铜是一种传统的冶炼方法，通过高温将含铜矿石中的铜分离出来。

在这
个过程中，矿石经过多次处理，最终得到纯铜。

首先，矿石的选矿是火法炼铜的第一步。

选矿是指将含铜矿石中的杂质和非铜
矿物分离出来，以便后续的炼铜过程。

通常采用的方法有重选、浮选、磁选等，通过这些方法可以将矿石中的杂质去除，得到较为纯净的含铜矿石。

接下来是矿石的破碎和磨矿。

矿石经过选矿之后，需要进行破碎和磨矿的处理，将矿石破碎成适合进一步处理的颗粒度，然后通过磨矿的方式将矿石细化，以便后续的冶炼过程。

然后是矿石的烧结。

烧结是将矿石在高温下进行加热，使其结合成块状，以便
后续的冶炼处理。

通过烧结，可以提高矿石的反应性，减少冶炼过程中的能耗，并且有利于矿石中的有害元素的排除。

接着是矿石的熔炼。

熔炼是将矿石在高温下熔化，使其中的金属成分分离出来。

在熔炼过程中，矿石中的铜成分会被熔化并聚集在熔体中，而其他非铜金属和杂质则会形成渣滓，从而实现铜的分离。

最后是熔炼产物的精炼。

熔炼产物中仍然含有一定的杂质和非铜金属，需要进
行精炼处理，将其中的杂质和非铜金属去除，得到纯铜。

通常采用的方法有火法精炼、电解精炼等，通过这些方法可以将熔炼产物中的杂质和非铜金属去除，得到高纯度的铜。

综上所述，火法炼铜的原理是通过选矿、破碎和磨矿、烧结、熔炼和精炼等步骤，将含铜矿石中的铜分离出来，得到纯铜。

这种冶炼方法在铜冶炼中具有重要的地位，广泛应用于工业生产中。

铜冶金

第一章铜冶金1.1铜冶金的一般知识1、铜的性质①．物理性质：符号Cu,ⅠB元素，原子序数29，原子量子63.57,熔点1083℃，沸点2310℃，密度8.89g/cm3(20℃),铜是一种紫红色、柔软、具有展性的金属，易于锻造和压延，是电和热的良导体，仅次于银居第二位。

铜②．化学性质：具有两个价电子，可形成一价和二价铜的化合物，在干燥空气中不起变化，在潮湿的CO2空气中，表面氧化成一薄层碱式碳酸铜（铜绿），铜绿有毒，不宜做餐具，它可保护铜不再被腐蚀。

铜在空气中加热，可与氧作用，依次生成Cu2O和CuO,颜色也逐渐从紫红色变成黄铜色，最后变为黑色。

铜不能溶于盐酸和没有溶解氧的硫酸中，能溶于硝酸和有氧化剂存在的硫酸及氨水中，铜也能与氧、硫、卤素等元素直接化合。

2、铜的主要化合物的性质①氧化铜（CuO）：黑色无光泽，呈黑铜矿的矿物形态存在，不稳定加热时易分解为Cu2O，易被H2、C、CO、CxHy、硫化物及较负电性的金属如Zn、Fe、Ni等还原。

氧化铜不溶于水，但溶于FeCl2、FeCl3、Fe2(SO4)3、NH4OH及（NH4）2CO3中，且易与各种稀酸起作用。

②氧化亚铜（Cu2O）：紫红色，呈赤铜矿的矿物形态存在，Cu2O只在1060℃时才稳定存在，低于这个温度会氧化成CuO。

Cu2O易被H2、C、CO、CxHy及较负电性的金属如Zn、Fe或对氧亲和力强的元素等还原成金属。

Cu2O不溶于水，能溶于HCl、H2SO4、FeCl2、FeCl3、Fe2(SO4)3、NH4OH等溶剂之中。

③铜的铁酸盐：即铁酸铜（CuO²Fe2O3）和铁酸亚铜（Cu2O²Fe2O3），铜的铁酸盐不易溶解于水、氨水及一般溶剂，但易被强碱性氧化物如FeO、CaO等及硫化物所分解，也易于被SO2还原，属于易还原的化合物。

④铜的碳酸盐：呈孔雀石CuCO3²Cu(OH)2和蓝铜矿2CuCO3²Cu(OH)2的矿物形态存在，两种化合物在高温下不稳定，分解为CuO、CO2和H2O，与各类熔剂发生类似于铜的氧化物与各种熔剂所发生的反应。

铜火法冶炼学习材料

当石英不足时：3FeO+1/2O2＝Fe3O4
处理方法

a)控制精矿含水量 b)实时监控、精细操作 c)及时疏通
铜硫品位高低的影响
品位过高： a）吹炼炉温度不好调节 b）吹炼炉不易造渣 c）铜锍难以破碎 d）溜槽清理困难 f）吹炼粗铜容易过吹品位过低： a）吹炼温度过高 b）吹炼时间过长 c）增加劳动强度
火法精炼基本原理
火法精炼原理：粗铜中多数杂质对O的亲和力大于Cu对O的亲和力，而且杂质氧化物在Cu中的溶解度非常小，因此杂质以氧化物炉渣的形式出去。同时氧化过程的进行使铜中产生过量的氧化亚铜，而精炼最终需要还原氧化亚铜得到阳极铜。即粗铜的火法精炼主要分为氧化过程和还原过程。（全过程：加料、氧化造渣、还原、浇铸）
二价铜盐是最常见的铜化合物，常呈蓝色或绿色，是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源，历史上曾广泛用作颜料。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿（碱式碳酸铜——Cu₂(OH)₂CO₃）。装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料。
铜是人类最早使用的金属之一。早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为0.01%，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3%～5%。自然界中的铜，多数以化合物即存在。
Copper
铜火法冶炼
学习内容 01 铜的简介 02
熔炼部分
03 吹炼部分
04 精炼部分
铜的简介：铜——Cu，英文copper，原子序数29, 原子量63.546 ,铜是淡红色金属，质地
坚韧、有延展性；热导率和电导率都很高；熔点1083.4°C，沸点2567°C，密度8.92 克/厘米³。纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽，单质呈紫红色。延展性好，和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，可以组成众多种合金。铜合金机械性能优异，很低，其中最重要的数青铜（铜锡合金）和黄铜（铜锌合金）。此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。

工业冶炼铜方法

工业冶炼铜方法一、火法炼铜。

1.1 原理与基本过程。

咱先来说说这火法炼铜啊。

火法炼铜呢，就是利用高温把铜矿石里的铜给提炼出来。

一般来说啊，最常见的铜矿石是黄铜矿，这里面铜、铁、硫元素都有。

这火法炼铜的过程啊，就像是一场烈火中的“大改造”。

首先把矿石进行熔炼，这就好比是把一群小伙伴（各种元素）从矿石这个“大家庭”里给拆分出来。

在高温下，矿石里的硫化铜被氧化，变成氧化铜和二氧化硫。

这二氧化硫啊，可不能小瞧它，它是个有味道的家伙，还会对环境有点小影响呢。

不过咱现在有各种办法来处理它，不让它到处捣乱。

然后啊，氧化铜再被还原剂还原，这还原剂就像是个“小助手”，把铜从氧化铜里给拽出来，最后得到粗铜。

1.2 传统的熔炉。

传统的火法炼铜用到的熔炉啊，那也是有讲究的。

像鼓风炉就是一种比较老派的熔炉。

它就像一个大火炉，呼呼地往里面吹风，让炉子里的燃料充分燃烧，产生高温。

这就像是给矿石开一场超级热的“派对”，让矿石在里面尽情地“变化”。

不过鼓风炉也有它的缺点，它的效率不是特别高，而且对环境的影响相对来说大一点。

现在啊，又有了闪速炉这种比较先进的熔炉。

闪速炉就像是一个高科技的“大厨房”，能够快速地把矿石处理好，效率高得很，而且对环境也相对友好一些。

二、湿法炼铜。

2.1 原理及特点。

接着咱聊聊湿法炼铜。

湿法炼铜啊，和火法炼铜可不一样，它走的是“温柔路线”。

它的原理呢，就是用溶剂把铜从矿石里浸出来。

这就好比是用一种特殊的“魔法药水”，把铜给溶解出来。

这种方法比较适合处理低品位的铜矿石。

为啥呢？因为低品位的矿石要是用火法炼铜啊，成本太高，不划算。

而湿法炼铜就像是一个“节俭的小能手”，能把那些别人看不上的低品位矿石里的铜给提取出来。

而且啊，湿法炼铜对环境的友好程度比火法炼铜要好一些，不会产生那么多的废气。

2.2 浸出过程。

湿法炼铜的浸出过程可有趣了。

一般会用到硫酸溶液作为浸出剂。

把铜矿石放到硫酸溶液里，就像把糖放到水里一样，铜就慢慢地溶解到溶液里了。

铜火法精炼

铜火法精炼在熔融高温条件下，除去矿产粗铜和再生铜中的硫、铁、铅、锌、镍、砷、锑、锡、秘和氧等杂质，产出火法精铜的火法炼铜过程。

部分再生铜、少数不含或含贵金属很少的粗铜，经过火法精炼，即可供机械制造等部门直接使用。

绝大部分粗铜在火法精炼后铸成阳极板，经电解精炼，生产纯度更高、用途更广的电解铜。

基本原理火法精炼的主要目的是要除去粗铜中的硫等杂质，利用杂质对氧的亲和势大于铜对氧的亲和势和杂质氧化物在铜中溶解度低的特性，向熔铜中鼓入空气，即可使杂质生成气体和造渣除去，而金、银等贵金属富集于铜液中。

鼓入空气中的氧首先与铜反应生成Cu20，Cu2o同分散于铜液中的杂质接触，生成杂质氧化物除去。

然后再用含碳氢化合物的还原剂除掉溶于铜中的氧，产出化学成分和物理性能符合要求的精炼铜。

基本过程铜火法精炼包括氧化脱硫等杂质和还原脱氧两个基本过程。

氧化过程又称氧化精炼期，主要是脱除粗铜中的硫、铁、铅、锌、镍、砷、锑、锡和秘等杂质。

熔池中待精炼熔体质量的98%以上是铜，所以氧化过程一开始，首先是铜被鼓入熔池的空气中的氧所氧化: 4Cu+O2→2Cu2O生成的Cu2O溶解于铜液中，在操作温度1373K一 1523K条件下，Cu2O在铜中溶解度为6%一13%。

铜中杂质金属(Me)遇溶解在铜液中的Cu2O时便发生反应: Cu2O+Me→MeO十2Cu 由于MeO在铜中溶解度很小，而铜的浓度在杂质氧化时几乎不发生变化，可视为常数，上式的反应平衡常数为: K‘=〔Cu2O〕〔Me〕K‘ 或〔Me‘〕〔Cu2O〕式中表明，Cu2O的浓度越高，杂质金属的浓度就越小，被除去的杂质就越多。

从节约嫉料和不延长下一步还原过程所需时间等综合因素出发，氧化过程温度控制在1373~1423K时，eu2o的饱和浓度约为6%~s%。

氧化精炼期通常还要加入石英砂、石灰和苏打等熔剂，以使铁、铅、砷、锑等杂质氧化后造渣除去。

除硫是在氧化过程的后期完成。

因为在有对氧的亲和势较大的金属杂质存在时，铜的硫化物不易氧化，而一旦金属杂质氧化结束，铜中硫的氧化反应会剧烈进行: 〔S〕e。

火法炼铜的原理

火法炼铜的原理火法炼铜是一种古老而又经典的冶炼技术，它利用高温将含铜矿石中的铜分离出来，是铜的生产过程中非常重要的一环。

在火法炼铜的过程中，主要包括矿石的破碎、烧结、还原和精炼等步骤。

下面我们将详细介绍火法炼铜的原理及其各个步骤。

首先，矿石的破碎是火法炼铜的第一步。

矿石经过采集后，需要经过粉碎机的破碎，将矿石破碎成适当的颗粒大小，以便后续的烧结处理。

破碎后的矿石颗粒将被送入烧结炉中进行烧结处理。

烧结是将矿石颗粒在高温条件下进行加热，使其结合成固体块状的过程，这有利于后续的还原处理。

接下来是烧结后的还原过程。

还原是将矿石中的氧化铜还原成金属铜的过程。

在烧结后，将矿石块放入还原炉中，通过高温和还原剂的作用，使氧化铜还原成金属铜，而其他杂质则被氧化剂氧化或挥发出去。

这一步骤是火法炼铜中最关键的一步，直接影响到铜的产率和纯度。

最后是精炼过程。

精炼是将还原后的金属铜进行精炼和提纯的过程。

通过电解、火法或其他方法，去除金属铜中的杂质，提高铜的纯度。

精炼后的铜可以直接用于制造各种铜制品，如电线、管材等。

总的来说，火法炼铜的原理是通过破碎、烧结、还原和精炼等步骤，将含铜矿石中的铜分离出来，并最终得到纯度较高的金属铜。

这种冶炼技术虽然历史悠久，但在现代工业中仍然占据着重要的地位。

随着科技的进步，火法炼铜的工艺也在不断改进和完善，使得铜的生产更加高效、环保和节能。

在实际生产中，火法炼铜的原理需要结合具体的矿石特点和工艺条件进行调整和优化，以提高铜的产率和降低能耗。

同时，还需要加强对废气、废水等环境污染的治理，实现绿色、可持续发展。

希望通过对火法炼铜原理的深入了解，能够更好地应用于实际生产中，推动铜工业的发展和进步。

铜冶炼基础知识

铜冶炼基础知识冶金概论讲义1 冶金基本知识1.1 冶金的概念及冶金方法分类冶金就是从矿石或二次金属资源中提取金属或金属化合物，用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。

冶金的技术主要包括火法冶金、湿法冶金以及电冶金，根据冶炼金属的不同，冶金工业又了可以分黑色冶金工业和有色冶金工业，黑色冶金主要指包括生铁、钢和铁合金（如铬铁、锰铁等）的生产，有色冶金指后者包括其余所有各种金属的生产。

1.2 火法冶金火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。

矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要捉取的金属与脉石及其它杂质分离的目的。

实现火法冶金过程所需热能，通常是依靠燃料燃烧来供给，也有依靠过程中的化学反应来供给的，比如，硫化矿的氧化焙烧和熔炼就无需由燃料供热；金属热还原过程也是自热进行的。

火法治金过程没有水溶液参加，所以又称为干法冶金。

火法冶金是提取金属的主要方法之一，其生产成本一般低于湿法治金。

火法冶金包括：干燥、焙解、焙烧、熔炼，精炼，蒸馏等过程。

1.3 湿法冶金湿法冶金是在溶液中进行的冶金过程。

湿法冶金温度不高，一般低于100℃，现代湿法冶金中的高温高压过程，温度也不过473K左右，极个别情况温度可达573K。

湿法冶金包括：浸出、净化、制备金属等过程。

（1）浸出用适当的溶剂处理矿石或精矿，使要提取的金属成某种离子（阳离子或络阴离子）形态进入溶液，而脉石及其它杂质则不溶解，这样的过程叫浸出。

浸出后经沉清和过滤，得到含金属（离子）的浸出液和由脉石矿物绢成的不溶残渣（浸出渣）。

对某些难浸出的矿石或精矿，在浸出前常常需要进行预备处理，使被提取的金属转变为易于浸出的某种化合物或盐类。

例如，转变为可溶性的硫酸盐而进行的硫酸化焙烧等，都是常用的预备处理方法。

（2）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。

火法炼铜的反应原理

火法炼铜的反应原理
火法炼铜是一种将含铜的矿石转化为高纯度铜的冶金方法。

其基本原理是通过高温燃烧和氧化来将铜矿中的铜转化为氧化铜，然后再通过还原反应将氧化铜还原为金属铜。

火法炼铜的主要步骤如下：
1. 矿石破碎和磨细：将含铜矿石经过破碎、磨细等处理，使其颗粒度更细，提高反应效率。

2. 矿石预处理：矿石中通常还含有一些杂质、硫化物等，需要进行预处理，如浮选、热分解等，以减少对后续反应的影响。

3. 矿石氧化：将处理好的铜矿加热至较高温度，使铜矿中的铜与氧气发生氧化反应，生成氧化铜（CuO）。

反应方程式为：2Cu + O2 → 2CuO。

4. 氧化铜和矿石还原：将氧化铜与原矿混合，在高温条件下进行还原反应。

还原剂可以是碳（如煤、焦炭）或氢气。

还原反应方程式为：CuO + C → Cu + CO 或CuO + H2 → Cu + H2O。

5. 火法炼铜产物处理：通过冷却、分离等步骤，得到高纯度的铜。

火法炼铜通过氧化和还原两个阶段的反应，将含铜矿石中的铜转化为金属铜，从而实现提取炼制目的。

铜的火法冶炼

火法炼铜1.概述铜位于元素周期表第四周期IB 族，是人类最早使用的金属。

铜具有优异的性能，易于加工和广泛的用途，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。

在地壳中铜含量约0.01%，自然界中的铜多以化合物存在，铜冶金中所用的是两种不同类型的矿石一一氧化矿和硫化矿。

硫化矿物：黄铜矿( CuFeSO、斑铜矿(Cu3Fe®)、辉铜矿(CU2S、、铜蓝(CuS、等；氧化矿物有：孔雀石(CuCO3 • Cu(OH)2)、硅孔雀石(CuSiO3 • 2出0)、赤铜矿(CtO)、胆矶(CuSO4 • 5H2O)等。

2.火法炼铜的工艺流程火法炼铜是当今生产铜的主要方法，主要原料是硫化铜精矿，铜矿石(C D(Cu)=0.5%-2%)经过采矿、选矿得到含铜品位较高的铜精矿(D (Cu)=20%-30%), 然后送冶炼厂炼铜。

火法炼铜工艺流程一般有①焙烧；②造锍熔炼得到冰铜(D (Cu)=30%-50%);③转炉吹炼得到粗铜(D (Cu)=98.5%-99.5%);④火法精炼得到阳极铜 ( D (Cu)=99%-99.8% )；⑤ 电解精炼得到阴极铜 ( D (Cu)=99.95%-99.997%)。

2.1 焙烧焙烧分半氧化焙烧和全氧化焙烧(死焙烧)，分别脱除精矿中部分或全部的硫，同时除去部分砷、锑等易挥发的杂质。

此过程为放热反应，通常不需另加燃料。

造锍熔炼一般采用半氧化焙烧，以保持形成冰铜时所需硫量；还原熔炼采用全氧化焙烧；此外，硫化铜精矿湿法冶金中的焙烧，是把铜转化为可溶性硫酸盐，称硫酸化焙烧。

2.2 造锍熔炼造锍熔炼是在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生成MeS 共熔体的方法，即将精矿中的铜富集于冰铜中，而大部分铁的氧化物与加入的溶剂造渣，也称冰铜熔炼。

造锍熔炼的目的是：(1)使炉料中的铜尽可能进入冰铜(Cu2S+FeS熔体，也称锍)，部分铁以FeS形式也进入冰铜；(2)使大部分铁氧化成FeO与脉石矿物造渣( SiO2,FeO,CaO,MgO, Al2O3)； (3)使冰铜与炉渣分离。

铜火法精炼

铜火法精炼在熔融高温条件下，除去矿产粗铜和再生铜中的硫、铁、铅、锌、镍、砷、锑、锡、秘和氧等杂质，产出火法精铜的火法炼铜过程。

部分再生铜、少数不含或含贵金属很少的粗铜，经过火法精炼，即可供机械制造等部门直接使用。

绝大部分粗铜在火法精炼后铸成阳极板，经电解精炼，生产纯度更高、用途更广的电解铜。

基本原理火法精炼的主要目的是要除去粗铜中的硫等杂质，利用杂质对氧的亲和势大于铜对氧的亲和势和杂质氧化物在铜中溶解度低的特性，向熔铜中鼓入空气，即可使杂质生成气体和造渣除去，而金、银等贵金属富集于铜液中。

鼓入空气中的氧首先与铜反应生成Cu20，Cu2o同分散于铜液中的杂质接触，生成杂质氧化物除去。

然后再用含碳氢化合物的还原剂除掉溶于铜中的氧，产出化学成分和物理性能符合要求的精炼铜。

基本过程铜火法精炼包括氧化脱硫等杂质和还原脱氧两个基本过程。

氧化过程又称氧化精炼期，主要是脱除粗铜中的硫、铁、铅、锌、镍、砷、锑、锡和秘等杂质。

熔池中待精炼熔体质量的98%以上是铜，所以氧化过程一开始，首先是铜被鼓入熔池的空气中的氧所氧化: 4Cu+O2→2Cu2O生成的Cu2O溶解于铜液中，在操作温度1373K一 1523K条件下，Cu2O在铜中溶解度为6%一13%。

铜中杂质金属(Me)遇溶解在铜液中的Cu2O时便发生反应: Cu2O+Me→MeO十2Cu 由于MeO在铜中溶解度很小，而铜的浓度在杂质氧化时几乎不发生变化，可视为常数，上式的反应平衡常数为: K‘=〔Cu2O〕〔Me〕K‘ 或〔Me‘〕〔Cu2O〕式中表明，Cu2O的浓度越高，杂质金属的浓度就越小，被除去的杂质就越多。

从节约嫉料和不延长下一步还原过程所需时间等综合因素出发，氧化过程温度控制在1373~1423K时，eu2o的饱和浓度约为6%~s%。

氧化精炼期通常还要加入石英砂、石灰和苏打等熔剂，以使铁、铅、砷、锑等杂质氧化后造渣除去。

除硫是在氧化过程的后期完成。

因为在有对氧的亲和势较大的金属杂质存在时，铜的硫化物不易氧化，而一旦金属杂质氧化结束，铜中硫的氧化反应会剧烈进行: 〔S〕e。

火法炼铜的原理

火法炼铜的原理
火法炼铜是一种将铜矿石转化为纯铜的冶炼方法。

它基于物质的热分解性质和化学反应的原理。

首先，铜矿石经过选矿处理，将其中的杂质和非铜矿物去除，得到纯度较高的铜矿石。

然后，将铜矿石研磨成细粉，增加它的表面积，以便更好地与空气中的氧气发生反应。

在火法炼铜的过程中，需要通过高温加热铜矿石，使其发生热分解。

在高温下，铜矿石中的硫化铜会分解成氧化铜和二氧化硫。

这个反应是一个热力学上的放热反应，需要提供足够的热量来维持反应的进行。

反应过程中产生的二氧化硫气体会被引导到含碱液体中，形成硫酸。

这是一种酸碱反应，铜矿石中的硫在这个过程中被转化成了溶于水中的硫酸。

与此同时，铜矿石中的氧化铜与氧气反应生成四氧化三铜，也就是常见的黑铜矿。

这是一个氧化反应，需要氧气作为氧化剂来供应氧原子。

最后，通过冷却和固化的过程，黑铜矿会逐渐升温并熔化，形成液态的铜。

这是因为黑铜矿在高温下具有较高的熔点，能够在适当的温度下熔化。

火法炼铜的原理基于铜矿石中的硫化铜分解和氧化铜的氧化反应，通过控制适当的温度、热量和供氧条件，将铜矿石中的铜转化为液态的纯铜，最终得到炼铜产品。

铜的火法冶炼工艺原理

粗铜的火法精炼工艺原理火法精炼原理：粗铜中多数杂质对O的亲和力大于Cu对O的亲和力，而且杂质氧化物在Cu中的溶解度非常小，因此杂质以氧化物炉渣的形式出去。

同时氧化过程的进行使铜中产生过量的氧化铜，最终需要还原得到粗铜。

即粗铜的火法精炼分为氧化过程和还原过程。

1.氧化过程（氧化除渣阶段）空气进入铜熔体，首先与铜反应生成Cu2O，再与其它金属杂质作用使杂质氧化，化学反应如下：4Cu+O2→2Cu2OCu2O+Me→MeO+Cu反应式中的Me代表金属杂质。

2.还原过程（还原得到阳极铜）氧化除渣后铜液中的Cu2O，用还原剂进行还原：Cu2O+H2→2Cu+H2OCu2O+CO→2Cu+CO2Cu2O+C→2Cu+CO还原剂有：重油、天然气、液化石油气、木炭等。

得到的阳极铜送电解车间进行电解精炼。

铜的电解精炼铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，用纯铜薄片作为阳极片，相间地装入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜和电位较负的金属溶解进入溶液，而贵金属和某些金属（硒、碲）不溶，成为阳极泥沉淀于电解槽底，溶液中的铜在阳极上优先析出，而其他电位较负的金属不能在阳极上析出。

这样，阳极上析出的金属铜纯度很高，成为阴极铜或电解铜。

电解精炼过程阳极火法精炼铜阴极电解铜阴极铜。

电解精炼过程阳极：火法精炼铜；阴极:电解铜(阴极铜)电解液:硫酸铜和硫酸的水溶液。

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。

1.阳极反应电解液中含有H+、Cu2+、SO42-和水分子,当通入直流电时,在阳极上可能的氧化反应为:Cu-2e→Cu2+Me-2e→Me2+SO42--2e→SO3+1/2O2H2O-2e→2H++1/2O2Me指Fe、Pb、Ni、As、Sb等,电极电位比铜负,与铜一起溶解进入电解液:SO42-和H2O电极电位比铜正得多,在阳极上不可能进行，反应。

11粗铜的火法精炼[66页]

• 铅可以氧化成PbO与炉底或吹入的SiO2造渣。 • 硫在粗铜中主要以Cu2S形式存在，它在精炼初期
氧化得较缓慢，但在氧化期将结束时，便开始按 [Cu2S]+2[Cu2O]=6[Cu]+ SO2反应剧烈地放出 SO2，使铜水沸腾，有小铜液滴喷溅射出，形成所谓“铜雨”。
• 为了加速反应，实践中常将氧的浓度提到0.9～ 1.0%，保持熔体中Cu2O为饱和状态。炉气中 SO2浓度应低于0.1%，温度为1200℃，并使炉内为中性或微氧化性气氛。
• 燃烧室是回转炉的辅助设备，它利用稀释风继续燃烧回转式精炼炉出来的烟气，烟气温度虽在 1200℃ ，但不起冲刷作用。它选用的耐火材料是粘土砖、高铝砖、不定形耐火捣打料。
2、回转式精炼炉的主要附属设备
（1）燃烧炉
每台回转炉附设一台燃烧炉。烟气中未燃烧尽物质继续燃烧，并在燃烧室内通入冷空气，以降低烟气温度。钢壳内衬耐火砖。和炉体相连处有一个桃形烟气接口，还有一个排出口，及二个控制清理口。
• 实践认为，阳极含Ni＜0.6%时，不会影响电解精炼的进行。为此采用了保镍的措施。在工厂实践中，将含镍不同的铜料进行搭配，使铜料含镍在 0.5%左右，并在还原期将脱氧限度由一般的 0.1%降至0.05%左右。这样绝大部分镍便会以金属状态留在阳极铜中。
• 砷和锑与铜能形成一系列化合物和镍云母溶入铜中，这便是砷锑难除的主要原因。可用反复氧化还原的方法除去砷锑，即将砷锑氧化为As2O3.和 Sb2O3挥发。但此时有一部分砷锑会形成As2O5、 Sb2O5以及砷酸盐和锑酸盐，所以需进行还原，使砷锑由高价还原为低阶氧化物再挥发除去。也可用苏打或石灰等碱性熔剂使砷锑形成不溶于铜中的砷酸盐和锑酸盐造渣除去。还可用石灰和萤石混合熔剂使砷锑造渣。