湿法铜冶炼工艺精选PPT
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湿法铜冶炼工艺精选PPT
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+ 15
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。
（Roasting- Leaching- Electrowinning)。
9.2.1工艺流程：
图 9.1 工艺流程
5
9.2.1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。
2）过程: 萃取 反萃
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)
30
图 9.3 萃取箱
31
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。
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%。
16
阴极：Cu2++2e==Cu
阳极：H2O-2e==1/2O2+2H+
总反应：Cu2++H2O ==Cu+1/2O2+2H+ 15
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。
（Roasting- Leaching- Electrowinning)。
9.2.1工艺流程：
图 9.1 工艺流程
5
9.2.1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。
2）过程: 萃取 反萃
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)
30
图 9.3 萃取箱
31
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。
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%。
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《铜冶金技术讲座》PPT课件
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11
第一节 湿法炼铜的进展
1、近十年来产量变化 2、萃取-电积厂家近三十年来的变化
精选课件ppt
12
1、近十年来产量变化
项目
单位 1993
1995
1997
1999
2001
矿产铜量
万吨 937.4
1027.8
1107.2
1154.7
1194.6
SX-EW 产 万吨 83.8 量
SX-EW 的 %
8.94
比例
111.4
178.5
199
266
10.84
16.12
17.23
22.27
精选课件ppt
13
2、萃取-电积厂家近三十年来的变化
年份
厂 家 数 （ 不 含 5万t/a以上厂家 1 0 万 t/a 以 上 厂 总 产 量 （ 万
中国）
数
家数
吨）
1971 2
0
0
1.5
1981 9
1
0
25
1991 26
• 青铜器时代（Cu-Sn合金） • 硫化矿炼铜 • 湿法炼铜
精选课件ppt
7
青铜器时代（Cu-Sn合金）
1.1炼铜必备的两个条件：高温的获得；（还原性）气氛 的可控性
1.2青铜器的起始年代及发源：两河流域（古巴比伦）
• 在伊朗发现公元前8000~9000年小件自然铜饰物
• 在土耳其发现公元前6000~7000年的含铜炉渣
铜色，继续加热变成黑色（CuO），〉
1000℃赤红
在 含 CO2 的 潮 湿 空 气 中 ， 表 面 生 成 铜 绿 {CuCO3Cu(OH)2}，与盐酸和稀硫酸不反应， 溶于氨水中。
《湿法冶金浸出》PPT课件
18 2018年11月25日星期日
பைடு நூலகம்
（ 6 ）有配合物形成的溶解。用氰化钾或氰 化钠溶液溶解金或银的过程，是这类反应的 常见实例。如金的氰化钠溶解反应：
1 2Au+4NaCN+H2 O+ O2 ® 2NaAu(CN)2 +2NaOH 2
此外，硫化镍的氨溶浸也是一个重要实例， 其反应为：
1 Ni3S2 +10NH 4 OH+(NH4 )2SO4 +4 O2 ® 3Ni(NH3 )4 SO4 +11H2 O 2
湿法冶金--浸出
1 2018年11月25日星期日
第一节 概述
什么是湿法冶金？
利用某种溶剂，借助化学反应（包括氧化、 还原、中和、水解及络合等反应），对原 料中的金属进行提取和分离的冶金过程。
湿法冶金的应用
湿法冶金作为一项独立的技术是在第二次 世界大战时期迅速发展起来的，在金、银、 铜、镍、钴、锌、铀、钨、钼和稀有金属 的提取以及氧化铝的生产都要用到湿法冶 金。
2 2018年11月25日星期日
1. 关于浸出的知识
浸出的实质；
浸出剂的选择；
浸出过程的分类 浸出反应的分类
3 2018年11月25日星期日
1.1 浸出的实质
浸出的实质在于利用适当的溶剂使矿石、精 矿和半产品中的一种或几种有价成分优先溶出， 使之与脉石分离。
4 2018年11月25日星期日
NiS(s)+CuSO4(l) CuS(s)+NiSO4(l)反应。
白钨矿用苏打溶液进行的加压浸出，也是属于 这种类型，其反应如下：
CaWO4(g)+Na2CO3(l) CaCO3(s)+Na2WO4(l)
பைடு நூலகம்
（ 6 ）有配合物形成的溶解。用氰化钾或氰 化钠溶液溶解金或银的过程，是这类反应的 常见实例。如金的氰化钠溶解反应：
1 2Au+4NaCN+H2 O+ O2 ® 2NaAu(CN)2 +2NaOH 2
此外，硫化镍的氨溶浸也是一个重要实例， 其反应为：
1 Ni3S2 +10NH 4 OH+(NH4 )2SO4 +4 O2 ® 3Ni(NH3 )4 SO4 +11H2 O 2
湿法冶金--浸出
1 2018年11月25日星期日
第一节 概述
什么是湿法冶金？
利用某种溶剂，借助化学反应（包括氧化、 还原、中和、水解及络合等反应），对原 料中的金属进行提取和分离的冶金过程。
湿法冶金的应用
湿法冶金作为一项独立的技术是在第二次 世界大战时期迅速发展起来的，在金、银、 铜、镍、钴、锌、铀、钨、钼和稀有金属 的提取以及氧化铝的生产都要用到湿法冶 金。
2 2018年11月25日星期日
1. 关于浸出的知识
浸出的实质；
浸出剂的选择；
浸出过程的分类 浸出反应的分类
3 2018年11月25日星期日
1.1 浸出的实质
浸出的实质在于利用适当的溶剂使矿石、精 矿和半产品中的一种或几种有价成分优先溶出， 使之与脉石分离。
4 2018年11月25日星期日
NiS(s)+CuSO4(l) CuS(s)+NiSO4(l)反应。
白钨矿用苏打溶液进行的加压浸出，也是属于 这种类型，其反应如下：
CaWO4(g)+Na2CO3(l) CaCO3(s)+Na2WO4(l)
铜冶炼工艺介绍全解ppt课件【完整版】
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湿法炼铜课件
02
01
03
铜是一种紫红色金属，具有良好的导电性和延展性。
铜在常温下不易氧化，但在高温或潮湿环境中易与氧 气、硫、氮等气体反应。 铜与多种金属元素可形成合金，如青铜、黄铜等。
铜的氧化还原反应
铜在溶液中可发生氧化还原反 应，如铜与硝酸银反应生成硝 酸铜和银。
在氧化还原反应中，铜的化合 价可升高或降低，取决于反应 条件和配位体。
湿法炼铜的历史与发展
湿法炼铜的历史可以追溯到古代中国，当时人们已 经知道用铁和硫酸铜溶液反应来制取铜。
随着科技的发展，现代湿法炼铜技术已经广泛应用 ，成为全球铜提炼的主要方式。
近年来，随着环保要求的提高和资源的日益枯竭， 湿法炼铜技术也在不断改进和优化。
湿法炼铜的工艺流程
01 矿石破碎与磨细 将铜矿石破碎并磨细成粉状，以便更好地与浸出剂接 触。
，保持空气流通。
03
废弃物处理
湿法炼铜过程中产生的废弃物应按照国家有关规定进行妥善处理，避免
对环境和人类健康造成危害。同时，应积极探索废弃物的资源化利用途
径，实现可持续发展。
05
湿法炼铜的经济效益与社会效益
经济效益的分析
降低生产成本
湿法炼铜工艺通过优化流程和减 少能耗，有效降低了铜的生产成
本，提高了企业的经济效益。
就业机会创造
推动技术创新
湿法炼铜技术的不断研发和应用，推 动了相关领域的技术创新和产业升级 。
湿法炼铜产业的发展为当地创造了就 业机会，缓解了就业压力，促进了社 会稳定。
湿法炼铜的未来发展前景
技术进步
随着科技的不断进步，湿法炼铜 技术将不断优化和完善，提高生
产效率和产品质量。
环保要求提升
随着全球环保意识的提高，湿法 炼铜产业将面临更严格的环保法 规和标准，推动产业绿色发展。
电解冶炼湿法流程课件
正常镍电解生产中创造条件控制氢的析出，而在造液过
程中则恰恰相反，是创造条件使氢优先在阴极上析出， 镍在阳极上正常溶解，结果使镍的阴极电流效率远远低 于阳极电流效率，从而使电解液中的镍离子得以富集。 造液过程是在不带隔膜的电解槽中进行的，常用铜
3、阴极过程：
主反应： Ni2+＋2e＝Ni 2H++2e＝H2 另外：Cu2＋、Pb2+等电位比Ni2+正，在阴极上有可能析出， 所以要控制其浓度。 在实际生产过程中，仍有微量的杂质元素与镍共同析出： Fe2+＋2e＝Fe Cu2+＋2e＝Cu Co2+＋2e＝Co Zn2+＋2e＝Zn Pb2+＋＝Pb
镍的电解精炼
有色金属的电化学冶金工艺可分为可溶阳极电解与不 溶阳极电解： 可溶阳极电解：阳极是可溶的（粗镍或合金阳极），简
称电解精炼。
不可溶阳极电解：阳极是不可溶的（从纯镍盐水溶液中 提取镍）
一、镍精炼的发展：
1、粗镍阳极： 20世纪初，粗镍阳极电解精炼就在工业上应用，该工
艺具有阳极杂质含量低（杂质约为6-8%，含硫约2%，主
海绵钯、金锭、铑粉、饿粉、钌粉和铱粉等 三、工艺流程
高冰镍 磨浮 镍精矿 镍熔铸 高锍阳极板 二次合金 铜精矿 铜熔炼 铜阳极板 铜电解 一次合金 硫化
贵金属
镍电解
电镍 钴渣 钴系统
阴极铜
草酸钴
电积钴
Hale Waihona Puke 四、冶金名词：湿法冶金：在低温下（一般低于100℃），用适当
的溶剂来处理矿石、精矿或半成品，使其中要提取的金属
95%上升到99.5%，电解精炼生产能力处于同类工艺的先进
水平。
镍系统有三大工序：净化、电解和造液。
铜矿湿法厂工艺简介PPT课件
安全培训与演练
03
定期对员工进行安全培训和演练，提高员工的安全意识和应对Biblioteka 突发事件的能力。THANKS
感谢观看
铜矿湿法厂工艺简介ppt 课件
• 铜矿湿法厂工艺概述 • 铜矿湿法厂原料处理 • 铜矿湿法厂浸出工艺 • 铜矿湿法厂萃取工艺 • 铜矿湿法厂电解工艺 • 铜矿湿法厂环保与安全
01
铜矿湿法厂工艺概述
铜矿湿法厂的定义与特点
定义
铜矿湿法厂是一种采用湿法冶金 工艺处理铜矿石的工厂，通过化 学反应将铜从矿石中提取出来。
磨碎
将破碎后的矿石通过球磨机、棒磨机等磨碎成细粉，以便进 行后续的浸出、萃取等工艺。
原料的化学性质与处理方法
酸性物质
铜矿石中含有硫化物、氧化物等酸性物质，需加入碱性物质进行中和，防止对 设备造成腐蚀。
有价金属
铜矿石中常伴生有铁、锌、钴等有价金属，可采用浮选、重选等方法进行分离。
原料的物理性质与处理方法
混合是将浸出液与有机溶剂混合，使铜离子进入有机 相；萃取是将铜离子从水相转移到有机相；洗涤是为 了去除杂质离子；反萃取是将铜离子从有机相转回水 相；再生是为了循环使用萃取剂。
萃取工艺流程包括混合、萃取、洗涤、反萃取、再生 等步骤。
常用的设备有混合澄清槽、萃取塔、洗涤塔、反萃取 塔等。
萃取液的成分与性质
排放标准
根据国家相关法律法规和标准， 铜矿湿法厂的废水排放应达到国 家或地方规定的排放标准，确保
水质达标。
有害气体处理与排放
有害气体来源
铜矿湿法厂在生产过程中会产生多种有害气体，如硫化氢、二氧 化硫、氮氧化物等。
处理方法
有害气体的处理方法包括吸收、吸附、催化燃烧、生物处理等。根 据不同气体的性质和处理要求，选择合适的处理工艺。
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。
铜冶炼专题教育课件
铜冶 金
Copper metallurgy
目录
1
铜及其基本用途
2
炼铜原料概述
3
铜冶炼措施
4
铜冶炼发展趋势及新技术
1、铜及其基本用途
➢ 铜原子序数是29，是一种过渡金属。铜 呈紫红色，常见旳化合价+1和+2.
➢ 铜是人类发觉最早旳金属之一，也是最 佳旳纯金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨 损。还有很好旳延展性。导热和导电性 能很好。铜和它旳某些合金有很好旳耐 腐蚀性能，在干燥旳空气里很稳定。但 在潮湿旳空气里在其表面能够生成一层 绿色旳碱式碳酸铜，这叫铜绿。可溶于 硝酸和热浓硫酸，略溶于盐酸。轻易被 碱腐蚀。
➢ SO42-和H2O电极电位比铜正得多，在阳极上不可能进行 反应。所以，阳极旳主要反应是Cu溶解形成Cu2+。
➢ 阴极反应
阴极上可能进行旳反应为：
Cu2+ + 2e → Cu 2H+ + 2e → H2 E0 (H2/H+) = 0 V Me2+ + 2e → Me
在这些反应中，只有电极电位比铜改正旳金属离子能够优先还原。所以，阴极 旳主要反应是铜离子旳还原。
3、铜冶炼措施
铜是人类最早发觉和使用旳金属之一. 公元前5023年中东遗址中有铜打制成旳最早旳铜器。 公元前4023年铜旳铸造技术已普及。 公元前3023年传到印度，后来传到中国。 公元前3023年，在塞浦路斯（地中海地域）人们已经开始用熔炼措施炼铜。与此同步我国劳感人民 用孔雀石与点燃旳木炭接触而被分解为氧化铜，继而被还原为金属铜。所以，世界冶金史公认，湿法 炼铜旳工艺始于中国。
需要注意：Ni3S2 → NiO, CoS → CoO, PbS → PbO，进入渣中，待进 一步提取。
Copper metallurgy
目录
1
铜及其基本用途
2
炼铜原料概述
3
铜冶炼措施
4
铜冶炼发展趋势及新技术
1、铜及其基本用途
➢ 铜原子序数是29，是一种过渡金属。铜 呈紫红色，常见旳化合价+1和+2.
➢ 铜是人类发觉最早旳金属之一，也是最 佳旳纯金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨 损。还有很好旳延展性。导热和导电性 能很好。铜和它旳某些合金有很好旳耐 腐蚀性能，在干燥旳空气里很稳定。但 在潮湿旳空气里在其表面能够生成一层 绿色旳碱式碳酸铜，这叫铜绿。可溶于 硝酸和热浓硫酸，略溶于盐酸。轻易被 碱腐蚀。
➢ SO42-和H2O电极电位比铜正得多，在阳极上不可能进行 反应。所以，阳极旳主要反应是Cu溶解形成Cu2+。
➢ 阴极反应
阴极上可能进行旳反应为：
Cu2+ + 2e → Cu 2H+ + 2e → H2 E0 (H2/H+) = 0 V Me2+ + 2e → Me
在这些反应中，只有电极电位比铜改正旳金属离子能够优先还原。所以，阴极 旳主要反应是铜离子旳还原。
3、铜冶炼措施
铜是人类最早发觉和使用旳金属之一. 公元前5023年中东遗址中有铜打制成旳最早旳铜器。 公元前4023年铜旳铸造技术已普及。 公元前3023年传到印度，后来传到中国。 公元前3023年，在塞浦路斯（地中海地域）人们已经开始用熔炼措施炼铜。与此同步我国劳感人民 用孔雀石与点燃旳木炭接触而被分解为氧化铜，继而被还原为金属铜。所以，世界冶金史公认，湿法 炼铜旳工艺始于中国。
需要注意：Ni3S2 → NiO, CoS → CoO, PbS → PbO，进入渣中，待进 一步提取。
冶金方法湿法PPT学习教案
国内系统研究适于1959年。1972年开始有微生物湿法冶金技术 应用于工业化生产（细菌浸出铜铀半生矿）。1977年完成高硫锰 矿和锡矿的微生物浸出半工业化生产。1994年在陕西进行吨位黄 铁矿类型贫瘠矿的细菌堆浸实验，金回收率提高58％（原矿含金 量只有0.54g/吨）；1995年以后有更多的开发应用。
钩端螺菌属
所有的钩端螺菌属菌都是严格好氧微生物，专一性地通过氧 化溶液中的Fe3＋或矿物质中的Fe2＋来获取能量。
硫化杆菌属
能量来源是Fe2＋、硫磺和其它矿物。该属菌严格好氧且极度嗜 酸。
第4页/共17页
2.微生物冶金的原理
细菌直接作用浸矿
细菌对矿石存在着直接氧化的能力，细菌与矿石之间通过 物理化学接触把金属溶解。从而使金属从矿石中提取出来。
→ 如基因组则提取及纯化基因组染色体 → 将纯化后的基 因片段克隆到大肠杆菌的质粒上 → 检出被转化的大肠杆菌 → 从转化菌中提取质粒，切割质粒上相关的酶基因片段 → 检测所获酶基因片段及由该基因表达的酶的氨基酸顺序 → 构建穿梭质粒，将酶基因导入目的硫杆菌内 → 表达。
第11页/共17页
6.细菌浸出扩大试验（工业级）
但跟国外比还有很大差距，如对浸矿微生物菌种没有监控，对 菌种生理状态等也缺乏全面认识，不能很好指导浸矿。我国还 没有真正建立起一家细菌浸矿工厂。
第3页/共17页
1.与微生物冶金有关的菌类
硫杆菌属
包括至少14种，最重要的是氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆 菌。硫杆菌属无机化能营养型，细胞为革兰氏阴性，棒状。直 径0.3 ~0.8 μm ,长0.9~2.0 μm 。菌体通过单极生鞭毛进行运动， 许多菌体表面还有粘液层。
由于冶金菌多为自养型细菌，培养基中一般加入硫酸胺或硝 酸钾、磷酸钾、硫酸镁、硫酸铁、硫等作为N及矿物质来源。
钩端螺菌属
所有的钩端螺菌属菌都是严格好氧微生物，专一性地通过氧 化溶液中的Fe3＋或矿物质中的Fe2＋来获取能量。
硫化杆菌属
能量来源是Fe2＋、硫磺和其它矿物。该属菌严格好氧且极度嗜 酸。
第4页/共17页
2.微生物冶金的原理
细菌直接作用浸矿
细菌对矿石存在着直接氧化的能力，细菌与矿石之间通过 物理化学接触把金属溶解。从而使金属从矿石中提取出来。
→ 如基因组则提取及纯化基因组染色体 → 将纯化后的基 因片段克隆到大肠杆菌的质粒上 → 检出被转化的大肠杆菌 → 从转化菌中提取质粒，切割质粒上相关的酶基因片段 → 检测所获酶基因片段及由该基因表达的酶的氨基酸顺序 → 构建穿梭质粒，将酶基因导入目的硫杆菌内 → 表达。
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6.细菌浸出扩大试验（工业级）
但跟国外比还有很大差距，如对浸矿微生物菌种没有监控，对 菌种生理状态等也缺乏全面认识，不能很好指导浸矿。我国还 没有真正建立起一家细菌浸矿工厂。
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1.与微生物冶金有关的菌类
硫杆菌属
包括至少14种，最重要的是氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆 菌。硫杆菌属无机化能营养型，细胞为革兰氏阴性，棒状。直 径0.3 ~0.8 μm ,长0.9~2.0 μm 。菌体通过单极生鞭毛进行运动， 许多菌体表面还有粘液层。
由于冶金菌多为自养型细菌，培养基中一般加入硫酸胺或硝 酸钾、磷酸钾、硫酸镁、硫酸铁、硫等作为N及矿物质来源。
铜冶炼技术及设备PPT.
50%
~99.9%
~62%
68%
~75%
~75%
~62%
20%～27% 20%~30% 15%~25% 12%~25% 11%～15%
炼铜原料
• 硫化矿：铜或铜铁硫化物，由原生硫化矿如黄
铜矿（CuFeS2)、斑铜矿（Cu5FeS4)等和次生硫 化矿如辉铜矿（Cu2S）、铜蓝等
• 氧化矿：碳酸盐、氧化物、硅酸盐、硫酸盐
• 废铜、铜合金、含铜废料等二次物料
炼铜工艺技术
• 火法工艺（选矿-熔炼-精炼工艺）：传统炼铜工
艺，适合处理硫化矿，占矿铜产量的75%~80%
• 工艺控制自动化程度高：闪速炉实现了计算机在 线控制。
主要强化熔炼工艺的应用情况
工艺
因科闪速熔炼 奥托昆普闪速熔炼
氧气喷洒熔炼 Contop熔炼 诺兰达连续熔炼 三菱连续熔炼 沃克拉连续熔炼
QS工艺 艾萨/奥斯麦特熔炼
特尼恩特炉 瓦钮可夫炉
白银炉 氧气底吹
工业生产时间
1952 1949 1979 1980 1973 1970 1968 1972 1992
1977 1977 1981 1992
发明国
加拿大 芬兰 美国 EU 加拿大 日本 澳大利亚 美国 澳大利亚
智利 俄罗斯 中国 中国
现状
2家应用 37台，矿铜产量的一半
停产 停产 2家应用 5家应用 停产 用于炼铅 应用在迅速增长 在智利、墨西哥、赞比 亚等应用 在俄罗斯应用 在中国应用 在中国、印度应用
• 自热或半自热熔炼：有效利用硫化矿物燃烧 所产生的热量；
• 冰铜品位高：均超过60%，可以高达75%
现代强化熔炼工艺的特点
• 高熔炼强度：闪速熔炼单炉铜精矿处理量首先突 破100万吨/年以上；Isa炉单炉铜精矿处理量达到 130万吨/年；三菱炉精矿处理量将超过100万吨/ 年（温山）。
~99.9%
~62%
68%
~75%
~75%
~62%
20%～27% 20%~30% 15%~25% 12%~25% 11%～15%
炼铜原料
• 硫化矿：铜或铜铁硫化物，由原生硫化矿如黄
铜矿（CuFeS2)、斑铜矿（Cu5FeS4)等和次生硫 化矿如辉铜矿（Cu2S）、铜蓝等
• 氧化矿：碳酸盐、氧化物、硅酸盐、硫酸盐
• 废铜、铜合金、含铜废料等二次物料
炼铜工艺技术
• 火法工艺（选矿-熔炼-精炼工艺）：传统炼铜工
艺，适合处理硫化矿，占矿铜产量的75%~80%
• 工艺控制自动化程度高：闪速炉实现了计算机在 线控制。
主要强化熔炼工艺的应用情况
工艺
因科闪速熔炼 奥托昆普闪速熔炼
氧气喷洒熔炼 Contop熔炼 诺兰达连续熔炼 三菱连续熔炼 沃克拉连续熔炼
QS工艺 艾萨/奥斯麦特熔炼
特尼恩特炉 瓦钮可夫炉
白银炉 氧气底吹
工业生产时间
1952 1949 1979 1980 1973 1970 1968 1972 1992
1977 1977 1981 1992
发明国
加拿大 芬兰 美国 EU 加拿大 日本 澳大利亚 美国 澳大利亚
智利 俄罗斯 中国 中国
现状
2家应用 37台，矿铜产量的一半
停产 停产 2家应用 5家应用 停产 用于炼铅 应用在迅速增长 在智利、墨西哥、赞比 亚等应用 在俄罗斯应用 在中国应用 在中国、印度应用
• 自热或半自热熔炼：有效利用硫化矿物燃烧 所产生的热量；
• 冰铜品位高：均超过60%，可以高达75%
现代强化熔炼工艺的特点
• 高熔炼强度：闪速熔炼单炉铜精矿处理量首先突 破100万吨/年以上；Isa炉单炉铜精矿处理量达到 130万吨/年；三菱炉精矿处理量将超过100万吨/ 年（温山）。
湿法冶炼工艺流程课件讲座
括火法和湿法两部分，金川利用火法冶炼技术 处理铜、镍精矿，生产出铜、镍阳极板。利用 湿法工艺将铜阳极板和镍高锍阳极板电解生产
电解铜和电解镍。
冶炼系统简介
◆ 公司镍生产流程的演变：
1963～1965年、镍精矿--鼓风炉--转炉--高冰镍--出售。 1966年、镍精矿--矿热电炉--转炉--高冰镍--电解--电镍。 1993年、镍精矿—闪速炉-转炉-高冰镍-电解-电镍。 2008年、镍精矿—富氧顶吹炉-转炉-高冰镍-电解-电镍。
一、矿热电炉系统
镍矿热电炉生产系统主体工艺流 程为：镍铜硫化精矿精矿 回转 窑焙烧 矿热电炉熔炼 转炉吹炼 高镍锍
2000年根据生产格局的调整，公司将电炉系 统转产改为炼铜，在该系统新建两台110t阳极精 炼炉和一台圆盘浇铸机，生产能力达到9万吨铜 阳极板。 镍矿热电炉生产系统主体工艺流程为：标准铜精 矿配料→回转窑焙烧 →矿热电炉熔炼 转炉吹 炼→阳极炉精炼 →圆盘浇铸→阳极板 2004年公司在该系统进行了扩建，使其生产 能力达到25万吨铜阳极板的生产规模。
内
容
精炼厂概况
镍电解精炼 铜电解精炼
※
金川集团有限公司简介
◆金川集团公司是集采选冶配套的大型有色
冶金和化工联合企业，是中国最大的镍钴铂
族金属生产企业，被誉为中国的“镍都”。
目前，金川的镍金属储量在世界排第三位，
生产金属镍量在世界排在第四位，铜产量位
于国内第三位。
※ 工艺流程简介
选矿
矿石
浓缩
过滤 磨矿 铜镍
富氧顶吹镍熔炼工程主要处理公司自产 的高镁镍精矿和一部分外购的镍原料，该系 统由富氧顶吹熔炼系统、制酸系统、制氧系 统组成。富氧顶吹镍熔炼工程于2008年建成 投产。
铜冶金技术讲座PPT课件
Cu2S=Cu1.96S＋0.04Cu2++0.08e E=0.456+0.0295lg[Cu2+]
(5-2)
Cu1.96S =Cu1.75S＋0.21Cu2++0.42e
E=0.487+0.0295lg[Cu2+]
(5-3)
Cu1.75S=CuS＋0.75Cu2++1.5e E=0.541+0.0295lg[Cu2+]
2.3 16世纪，造硫熔炼（部分焙烧后熔炼成冰铜） 开始—然后焙烧产出白冰铜—接下来继续焙 烧产出粗铜.
2.4 12世纪，插木还原法炼出火法精炼铜（氧化 除硫、铁-还原脱氧）Cu99%。
2.5 1869年，电解精炼法出现，可产出含
Cu99.99%的电解铜。
9
湿法炼铜
3.1湿法炼铜的起源：中国，西汉有记载， 胆铜法，公元1107~1110年，年产约500 吨。
15
堆浸-萃取-电积工艺结构及其配置
16
第三节 湿法炼铜厂概貌
17
第三节 湿法炼铜厂概貌
18
第三节 湿法炼铜厂概貌
19
第三节 湿法炼铜厂掠影
20
第三节 湿法炼铜厂掠影
21
第三节 湿法炼铜厂掠影
22
第三节 湿法炼铜厂掠影
23
第三节 湿法炼铜厂掠影
24
第三节 湿法炼铜厂掠影
25
第三节 湿法炼铜厂掠影
（通用矿业，2-羟基-5-12烷基-二苯甲酮肟，
βCu/Fe>100），要求：pH1.5~2.0，速度慢，需配入
LIX® 63使用；1969年推出LIX® 64N（羟基二苯酮 肟），βCu/Fe和萃取速度均优于LIX® 64。 1.3、中期苯乙酮肟类萃取剂：SME529(2-羟基-5-壬基苯乙酮肟，即LIX® 84)。
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国内外应用：国内：海南（83年）、云南、中条山、西藏尼木、新 疆伽师、嫩江、江西 合计：2万吨。 国外：美国（Lakeshore 、Bluebird ）、智利合计200万吨 以上（98年） 占20%。
2
9.1.2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。
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
13
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。
14
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。
（Roasting- Leaching- Electrowinning)。
9.2.1工艺流程：
图 9.1 工艺流程
5
9.2.1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。
14.2
100～170
325 420～500
风帽口风速
(米／秒)
12
22
---
---
---
空气过剩系数
(a)
1.2
1.3
---
---
---
产品：烟尘
(％)
30
30
85
---
80
焙砂
(％)
70
70
15
---
20
烟气中SO2浓度
(％)
---
6.7
15.3
---15.0炉料与焙砂含硫量之差 (％) 10～14
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。
12
2
净化过程
浸出液的组成(g/L)：50～110Cu、2～18H2SO4、 2～4Fe2+、1～4Fe3+，铁在电积时将反复氧化还原而 消耗电能，故必须净化除去。
1 O.23
国内二厂
田纳西铜 公司①(美)
恰姆比西 加斯柏 铜厂(赞) 铜厂②(加)
1.6l 5.26 1.3 640～680 0.1
4 5 ---500 20～22
75
4.9
12
9.4
1.3
1.1
680
525-560
30
10
O.42 O.13 -O.22 0.15
0.4
空气的体积速度 (米3／分) 27.5～28
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+ 15
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。
9.1.3 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 用于处理氧化矿、尾矿、含铜废石、复合矿石。
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
9.2焙烧-浸出-电积法
11.5-22
10～12
15
9
给料率(干精矿) (吨／日)
19
10
180～270
220
825
炉料含铜
（％）
17.4--18 17～19
20
20～25
---
11
床能率（干料) (吨／日)
3.82
4
15- 25
5
53
9.2.2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。
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•MeSO4+SO3
7
图 9.2 Me-S-O热力学稳定区图
8
(3) 焙烧过程动力学
焙烧是固—气间的多相反应。反应速度取决 于矿粒表面上的化学反应速度和气相中氧分子扩 散到矿粒表面的速度。
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。
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。
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
9
(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 9-1：
10
表9-1沸腾焙烧炉的技术条件及指标
指标
直径(内径) 高度
沸腾层高度 床层温度 炉料水分 直线速度
(米) (米) (米) (℃) (％)
(米／秒)
国内一厂
2.52 7.59 1.3 660
第九章
湿法炼铜
1
9.1 概 述
9.1.1湿法炼铜的概念、发展历史及应用 概念：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。 历史：我国是世界上最早采用湿法冶金提取铜的国家。《山海经》
《神农本草》有记载北宋 (1086～1100年) 张潜 《浸铜要略》 国外则是到十六世纪才采用湿法冶金技术获得海绵铜。
2
9.1.2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。
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
13
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。
14
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。
（Roasting- Leaching- Electrowinning)。
9.2.1工艺流程：
图 9.1 工艺流程
5
9.2.1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。
14.2
100～170
325 420～500
风帽口风速
(米／秒)
12
22
---
---
---
空气过剩系数
(a)
1.2
1.3
---
---
---
产品：烟尘
(％)
30
30
85
---
80
焙砂
(％)
70
70
15
---
20
烟气中SO2浓度
(％)
---
6.7
15.3
---15.0炉料与焙砂含硫量之差 (％) 10～14
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。
12
2
净化过程
浸出液的组成(g/L)：50～110Cu、2～18H2SO4、 2～4Fe2+、1～4Fe3+，铁在电积时将反复氧化还原而 消耗电能，故必须净化除去。
1 O.23
国内二厂
田纳西铜 公司①(美)
恰姆比西 加斯柏 铜厂(赞) 铜厂②(加)
1.6l 5.26 1.3 640～680 0.1
4 5 ---500 20～22
75
4.9
12
9.4
1.3
1.1
680
525-560
30
10
O.42 O.13 -O.22 0.15
0.4
空气的体积速度 (米3／分) 27.5～28
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+ 15
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。
9.1.3 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 用于处理氧化矿、尾矿、含铜废石、复合矿石。
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
9.2焙烧-浸出-电积法
11.5-22
10～12
15
9
给料率(干精矿) (吨／日)
19
10
180～270
220
825
炉料含铜
（％）
17.4--18 17～19
20
20～25
---
11
床能率（干料) (吨／日)
3.82
4
15- 25
5
53
9.2.2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。
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•MeSO4+SO3
7
图 9.2 Me-S-O热力学稳定区图
8
(3) 焙烧过程动力学
焙烧是固—气间的多相反应。反应速度取决 于矿粒表面上的化学反应速度和气相中氧分子扩 散到矿粒表面的速度。
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。
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。
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
9
(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 9-1：
10
表9-1沸腾焙烧炉的技术条件及指标
指标
直径(内径) 高度
沸腾层高度 床层温度 炉料水分 直线速度
(米) (米) (米) (℃) (％)
(米／秒)
国内一厂
2.52 7.59 1.3 660
第九章
湿法炼铜
1
9.1 概 述
9.1.1湿法炼铜的概念、发展历史及应用 概念：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。 历史：我国是世界上最早采用湿法冶金提取铜的国家。《山海经》
《神农本草》有记载北宋 (1086～1100年) 张潜 《浸铜要略》 国外则是到十六世纪才采用湿法冶金技术获得海绵铜。