硫化铜矿湿法冶金概况
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
硫化铜矿湿法冶金技术与进展
［ 键 词 ］ 硫 化铜矿； 关 湿法冶金 ； 综述
目前 ， 法炼 铜仍 然 占主 导地位 ， 界上 火 世
约 ７ ～８ 的铜 是 通 过传 统 的 “ 炼一 吹 ５ Ｏ 熔 炼 一精 炼一 电解 ” 艺 生 产 的 。但 随 着 环 境 工
的单 质硫 ， 出 液 经萃 取 电积 生 产 高 质 量 的 浸
工
程
设
计
与
研
究
总第 ｌ ２ ２ 期
Ｄ ｎ ｔｃ ｙ ａｅ 法是 由加 拿 大 舍 利 特公 司开发
氯化 物 体 系 湿 法 冶 金 的 研 究 有 了长 足 的 发
展， 氯化 物溶 液 浸 取 黄铜 矿不 会 出现 硫 酸 盐 溶液 的那 种钝 化现 象 ， 即使 在硫 的熔 点之下 ，
１ １ 全压 氧化 浸 出 ．
浸 出 。矿 石 中 的硫大 部分 以元 素硫 进入 浸 出 渣 ， 和贵金 属 也 人 渣 。元 素硫 必 须 在 贵 金 铁
属之 前从 浸 出渣 中除去 。Ｃ Ｓ Ｅ Ｌ最 初采 用 热 滤法 脱硫 ， 来 主 张 应 用 全 氯 乙烯 溶硫 。浸 后
已达 到 ３ 左 右 。特 别 是 “ 出一 萃 取一 电 Ｏ 浸
积” 工艺 的成 功 应 用 给 铜 的 湿法 冶金 带 来 了
炼 产 生二 氧化硫 对 大气 的污染 问题 。
１２ 中温 中压 氧化 浸 出 ．
革命 性 的变 化 ， 许 多原 来 困扰 硫 化 铜 矿 采 使
用 湿法 冶金技 术 的难题 得 到解决 或 缓解 。
阴极铜 ， 渣 中的贵 金属 用 氰化法 回收 ， 获 残 可 得 很 高的铜 和 贵金属 回收率 。全 压氧 化法 是 美 国费尔普 斯 道奇 （ ｈ ｌｓＤ ｄ ｅ 公 司在亚 Ｐ ｅｐ ｏ ｇ ） 利 桑那 州 巴 格 达 （ ａ ｄ ｄ 铜 矿 开 发 成 功 并 Ｂ ｇ ａ） 用 于 生产 实践 的新 方法 。该公 司已在 巴格达
铜矿湿法厂工艺简介
浸
出
萃余液返回 Cu0.4g/l Fe5~6g/l H2SO49.0g/l 再生有机相 Cu2.5g/l
开路萃余液 Cu0.08g/l
萃
取
反 萃 电积前液 Cu 45~50g/l Fe ≤4g/l H2SO4160~180g/l
硫酸 电积后液 Cu ≥35g/l Fe 2~3g/l H2SO4 160~180g/l
电 沉 积
电 铜
开路废电积液
4
堆浸车间简介
•
•
堆浸车间共有筑堆、接拆管道、喷淋、溶液调度四道工序。
喷淋工段：堆场粒度≤70mm，堆场高度8-10m，浸出液自流至富液池和贫液 池，富液抽到萃取工段，贫液重新返回堆场。
含铜矿石成分： • 蓝辉铜矿、黄铜矿、铜蓝、硫砷铜矿及少量辉铜矿、斑铜矿等。
工业类型： • 属含硫砷铜矿的单一硫化铜矿石，易于湿法选冶加工。
铜矿生物湿法提铜技术属清洁型工艺，具有投资省、成本低、流程短、易操 作、反应温和、对环境友好、能耗低，能获得高纯金属铜，可适应成分更贫、 更难提取的非传统矿产资源开发利用等特点
铜湿法厂共有四个生产车间：堆浸车间、选冶车间、环保车间和机电车间
3
微生物湿法炼铜工艺流程
微生物+酸性溶液 矿 石
浸出液 Cu 1.8~2g/l Fe 5~6g/l H2SO4 8.0g/l 负载有机相 Cu5.53g/l
铜矿生物浸出菌种： • • 氧化亚铁硫杆菌 氧化硫硫杆菌
5
堆浸系统建设
堆浸防渗措施简介
7杆菌或铁硫杆菌 FeS2 + 7O2 + 2H2O ==== 2FeSO4 + 2H2SO4
•
氧化亚铁杆菌或铁硫杆菌 Fe2(SO4)3 + Cu2S + 2O2 ===== 2FeSO4 + CuSO4
湿法冶金简介
二、矿物浸出特性和浸出剂的选择
1、矿物浸出特性 1）酸性浸出的矿物特性 ◆大部分金属的氧化物和含氧酸盐都能溶于酸中; ◆大部分金属硫化物都不易与酸作用，只有少数硫化物
（如FeS、NiS、CoS、MnS等），但是在有氧化剂存在 时，几乎所有硫化物在酸中都不稳定。 ◆脉石矿物中，碳酸盐、钙镁氧化物等在低酸和室温下 都容易与酸反应，游离态的二氧化硅则在酸中不溶解， 铁、铝氧化物在酸中也较稳定，但水和黏土和其它酸溶 性硅酸盐则能部分溶于酸，溶解度随酸度和温度提高而 增大。
仰韶文化彩陶 公元前5000年至前3000年
铜器时代 公元前4000年至公元初年
湿法冶金
CHAPTER 2
冶金分类
电冶金
电冶金是利用电能提取金属的方法。根据利用电能效应的不同，电冶金又分为电热冶金和电化冶金。 1、电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法。 在电热冶金的过程中，按其物理化学变化的实质来说，与火法冶金过程差别不大，两者的主要区别只是冶炼 时热能来源不同。 2、电化冶金（电解和电积）是利用电化学反应，使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。前者称为溶液 电解，如锕的电解精炼和锌的电积，可列入湿法冶金一类；后者称为熔盐电解，不仅利用电能的化学效应， 而且也利用电能转变为热能，借以加热金属盐类使之成为熔体，故也可列入火法冶金一类。从矿石或精矿中 提取金属的生产工艺流程，常常是既有火法过程，又有湿法过程，即使是以火法为主的工艺流程，比如，硫 化锅精矿的火法冶炼，最后还须要有湿法的电解精炼过程；而在湿法炼锌中，硫化锌精矿还需要用高温氧化 焙烧对原料进行炼前处理。
3）单质金属矿物的浸出特性
自然金属以及在冶金过程中产生的金属，如阳极泥副产品或还原 氧化矿得到的铜、镍等金属单质。它们的浸出特点是必须氧化成一 定价态后才能溶于水溶液中。（见表5-2）
湿法炼铜技术
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。
氯化物体系中铜的湿法冶金及萃取
氯化物体系中铜的湿法冶金及萃取1、氯化物体系中硫化铜矿的浸取氯化物体系中浸取铜矿石多采用FeCl3为氧化剂，有时也用Cu Cl2。
黄铜矿是最常见的铜矿物，性质十分稳定，它的浸取反应可如下表示：Cu FeS2+（4-x）FeCl3 = xCu Cl+（1-x）Cu Cl2+（5-x）FeCl3+2S 反应取决于FeCl3的用量，式中的x在0到1之间。
FeCl3 浸取液含Fe 50~200 g/L，浸取反应在80℃以上即可进行，但最好在95~106℃之间，浸取时间需8~12h。
其他硫化铜矿比黄铜矿易于浸出，而黄铁矿基本不被氧化。
最终浸出液可达含铜80 g/L.生成的FeCl2 需经氧化返回作为浸取剂。
氧化可在电解槽的阳极室中籍阳极氧化来完成。
根据这个原理，有的氯化浸取可在一个电解槽中进行，阳极室用于浸取而阴极室用于电解铜，这称之为电氯化方法。
FeCl2 的氧化也可用空气在塔式反应器中进行。
浸取液中的硫可以用有机溶剂提取，也可以用硫化铵与硫反应生成多硫化铵使其溶解在水溶液中，与渣分离后，再加热使之分解析出元素硫。
2、中性含氧萃取剂萃取铜在浓的氯化物-盐酸溶液中长链醇对铜离子有一定的萃取能力，如异戊醇在O/A=1/1，从Ca Cl2 500g/L，HCl 90g/L及Cu5.5g/L的溶液中萃取铜，铜的分配比可达到0.48。
醚、酯的萃取能力则更弱。
TBP的萃取能力则强得多。
在1mol/LCl- 及（2~5）×10-3mol/L的酸性溶液中同时通过含二氧化硫0.9% ~ 1.2%（V/V）的燃烧气TBP负荷铜可达40~60g/L。
并建议用氢气直接加压还原得铜粉。
3、胺及季铵盐类萃取铜叔胺在酸性溶液中加合氢离子形成阳离子，可以和铜的阴配离子相结合而萃取，这种机理称为离子对萃取。
由于盐酸也能被萃取而与铜阴配离子发生竞争，因此在盐酸溶液中铜的萃取出现一最高值，而在盐中不存在这一最高值。
季铵盐如氯化季铵R4NCl系由R4N+及Cl-两部分组成，因此与叔胺相似，也可以进行阴离子交换生成离子对。
第8章 硫化铜矿的细菌浸出
1992～ 1997 1993至今 1993至今 1994至今 1994至今 1994一 1995一
澳大利亚 辉铜矿，含Cu 2.5％(堆浸) 澳大利亚 辉铜矿，含Cu 2.5％(堆浸) 智 利 智 利 秘 鲁 辉铜矿，含Cu l.3％(堆浸) 原生硫化铜矿，含Cu 0.35％ 次生与原生，含Cu 0.17％
此外，矿石中碱性脉石 (CaC03，MgC03) 含 量不宜高。这些碱性脉石在浸 出时要消耗硫酸，增加作业成 本，而且使浸矿液中CaS04达 到饱和，在矿块表面沉积析出， 从而妨碍浸矿的进一步进行。
8．4．2 矿块的粒度 从动力学的角度，矿块愈小浸 出效果愈好。试验表明，在氧化亚 铁硫杆菌参与下浸出黄铜矿、闪锌 矿与黄铁矿时，矿块直径在50mm以 上，铜锌浸出极少。50mm时，铜的 每周浸出率仅为0.015％，只有块矿 直径到19mm以下时，浸出率才显著 上升。
8．2．2 黄铜矿的浸出 8．2．2．1 黄铜矿的晶体结构 黄铜矿属N型半导体，电阻率为10－ 3Ω·m，禁带为0 。黄铜矿的价电子带由金
属原子轨道与硫原子轨道共同给出。
8．2．2．2 黄铜矿溶解机理 黄铜矿的阳极溶解靠的是价带的空穴与导 带电子的转移，溶解的开始阶段是空穴的 填充。与金属依靠自由电子导电不同，半 导体中可以区分出两类载流子(电子和空穴) 导电机理，如图所示。由于半导体禁带较 窄，不要太多的能量就能使至少有少数具 有足够热能的电子从满带(又称为价带)激 发到空带(又称为导带)，而在价带中留下 空穴。因为价带中的电子原来已满，是定 域的，不能在晶体中自由运动，所以不起 导电作用，而导带中的电子几乎可以自由 地在晶体中运动而传导电流。
硫化铜精矿湿法冶金工艺研究及混合精矿金铜回收试验
硫化铜精矿湿法冶金工艺研究及混合精矿金铜回收试验湿法炼铜由于具有生产率高、能耗低等优点成为处理硫化铜矿的一种重要方法。
本试验针对吉林省某高硫铜矿，结合企业需要提出并确定了硫酸化焙烧-酸浸工艺提取该硫化铜精矿中的铜；比较了富氧气氛与空气气氛条件下硫酸化焙烧动力学过程，计算了反应表观活化能；并对该硫化铜精矿与高碳金精矿混合矿采用硫酸化焙烧-硫酸浸出-氯化浸金工艺同时提取金和铜做了初步试验。
本文主要研究了焙烧和浸出工艺参数对硫化铜精矿中铜浸出率的影响。
关键研究参数有：焙烧温度、焙烧时间、钠盐添加量及种类；浸出剂酸度、浸出温度、浸出时间、搅拌速率和液固比。
实验结果表明：焙烧温度和焙烧时间是影响硫化铜精矿硫酸化焙烧效果的重要因素，在500℃焙烧2h条件下，铜的浸出率达到95.28%。
焙烧温度在550℃以上时，焙烧前添加亚硫酸钠能有效提高铜的浸出率；而降低焙烧温度到550℃以下亚硫酸钠的添加对铜的浸出效果没有明显改善作用。
焙烧前加入硫酸钠，能将铜浸出率提高至99%左右。
浸出过程中浸出剂酸度、浸出温度和浸出时间是影响铜浸出率的三个重要因素，改变搅拌速率和液固比则对铜浸出率影响不大。
试验最佳浸出工艺参数确定为：浸出剂中硫酸浓度5%；液固比4:1；搅拌速率400r/min；浸出时间2h；浸出温度室温(25℃)。
通过空气气氛和富氧气氛焙烧时二氧化硫的逸出率计算硫的氧化率，以此为依据做表观动力学研究。
在空气气氛焙烧时，求得反应表观活化能为43.14kJ/mol，过程受界面化学反应控制；当通入50%氧气时，二氧化硫逸出最大值所需时间大大缩短，且求得表观活化能比空气气氛时降低，反应动力学过程转为混合反应控制，说明富氧焙烧能改善焙烧效果，减少反应时间。
在理论上证明了对该硫化铜精矿进行富氧焙烧可以提高焙烧效率。
本论文在以上实验的基础上，对硫化铜精矿与高碳金精矿的混合精矿进行了硫酸化焙烧-酸浸-氯化浸金试验来综合回收元素金和铜，试验对比了焙烧前添加亚硫酸钠与不添加时焙烧的效果，结果表明，添加1%亚硫酸钠后进行焙烧能够将金的浸出率提高4.87%，铜的浸出率提高5.14%。
生物湿法冶金的研究
生物湿法冶金的研究2 •定义生物湿法冶金（也称硫化矿生物冶金），是一门硫化矿生物提取冶金的工业应用，主要用于处理传统技术难处理的低品位复杂矿、废弃矿石、尾矿等。
2.浸出基本原理硫化矿的生物浸出是水溶液中多相体系的一个复杂过程，包含化学氧化、生物氧化和电化学氧化反应。
一般认为,在生物浸出过程中，微生物的作用表现在三方而。
2.1直接作用直接作用是指细菌与硫化矿物直接接触氧化，加速固体矿物被氧化成可溶性盐的反应过程，如许多金属硫化矿物在浸矿微生物的直接氧化作用下会发生浸出反应。
直接作用发生第一步：细菌吸附。
在K.A.Natara janetai的研究中显示，细菌吸附量的增加可以促进铁的溶解。
M.I.Sampson等人用氧化亚铁硫杆菌、中等嗜高温菌一嗜高温氧化硫化物硫杆研究了不同培养条件下对不同矿物的吸附作用，结果表明，中等嗜高温菌种有更大的吸附程度，这一结果与矿物被细菌浸出的结果一致。
KAThirde等人的研究表明黄铜矿浸出率强烈依赖于溶液中的氧化还原电位（En）, 这种参数比细菌数量或活性更有影响，当分别加入亚铁或高铁时，前者浸出速度快 2.7倍，而后者却抑制了细菌浸出，因此细菌促进电化学氧化作用，仅当电化学条件有利时才发生。
2.2间接作用间接作用是指利用硫化矿物中释放出来的亚铁和硫元素间接浸出硫矿化物。
桩木圭子等人用氧化亚铁硫杆菌浸出黄铁矿，分析了浸出溶液和黄铁矿表面，并通过测定溶液中氧化还原电位（En）的变化—作为细菌氧化活性的一种度量，认为黄铁矿的细菌浸出主要按照间接机理。
利用氧化亚铁微螺菌研究它对黄铁矿的氧化浸出动力学，表明它是通过间接作用氧化黄铁矿。
同时发现氧化亚铁硫杆菌优先利用高铁氧化硫化锌产生的是元素硫，而不是亚铁，高铁的再生被抑制，因此确定了硫化锌的细菌氧化机理是间接作用。
2.3复合作用研究认为，黄铁矿细菌氧化同时有直接作用和间接作用，而黄铜矿是以直接作用进行的，黄铁矿的存在对黄铜矿的氧化有抑制作用，用此解释两种矿石的浸出差异。
硫化铜精矿
铜的生产方法1.火法炼铜火法炼铜是当今生产铜的主要方法，世界上80%以上的铜是用火法从硫化铜精矿中提炼出来的.火法炼铜最突出的优点适应性强,耗能低,生产效率高.硫化铜精矿的火法熔炼,一般包括三个过程.第一个过程是将铜矿熔炼成冰铜,第二个过程是将冰铜吹炼成粗铜，最后把粗铜精炼成纯铜，精炼有分火法精炼和电解精炼.铜精矿熔炼成冰铜的过程,根据所有炉子不同，可分为鼓风炉熔炼,反射炉熔炼,电炉熔炼,闪速熔炼以及其他熔炼等.由于熔炼方法和设备的不同,铜精矿熔炼前必须通过魂捏,干燥,制粒焙烤或烤结,也可以直接熔炼.尽管对精矿处理不同,但熔炼后所得产品都是冰铜.吹炼一般都是在转炉中进行.吹炼的原来是冰铜,产品是粗铜.吹炼产出的粗铜,先经火法精炼,然后电解精炼产出纯铜,并回收金,银等有价金属.2. 湿法炼铜湿法炼铜是在溶液中进行的以中提炼方法.无论贫矿或富矿,氧化矿或硫化矿,都可以用湿法炼铜的方法将同提取出来.湿法炼铜用适当的溶剂浸出铜矿.使铜以例子状态进入溶液，脉石及其他杂质不溶解.浸出后经承情的过滤,得到含铜浸出液和有脉石祖上的不溶残渣既是浸出渣.浸出过程中由于一些金属盒非金属杂质与铜一起进入溶液,浸出液必须净化.净化后的浸出液置换，还原，电积等方法将同提取出来.湿法炼铜的工艺流程如下.铜矿石或铜精矿溶剂浸出渣适当处理废液粗铜精炼1. 粗铜火法精炼粗铜的火法精炼,是在精炼炉正将固体粗铜融化或直接装入粗铜熔体,然后在向其中的鼓入空气,是熔体中的氧亲和力较大的杂质如锌,铁,铅,锡,锑等发生氧化,以氧化钨的形态浮于铜熔体表面形成炉渣,或挥发进入炉气而除去,残留在同熔体中的氧经还原脱去后,铜即可浇铸成电解精炼用的阳极板的过程。
火法精炼的工艺流程.矿粗铜,紫杂铜,残极铜重油(607-810kPa)鼓风炉炉气废阳极板,垃圾铜排气阳极板铜电解精炼痛的电解精炼师以火法精炼铜为阳极,纯铜片为阴极,硫酸和硫酸铜的水溶液为电解液,在直流点的作用下，阳极上的铜和比铜更负电性的金属电化溶液,以离子状态进入电解液; 比铜更正电性的金属和某些难以融化的合物不溶于电解也而已阳极泥形态沉淀；电解也中的铜离子在阴极上电话分析,成为阴极铜,从而实现铜与杂质的分离；电解液中的比铜更负电性的离子积聚在电解也中,在净液时除去;阳极你进一步处理,回收其中的有价金属;残极送火法精炼重熔.铜电解精炼工艺流程。
6——铜的湿法冶金
• 4.1 堆浸(heap leaching)
低品位氧化铜矿最重要的浸取方法，通常是指用专门开采 的矿石筑堆进行浸取的作业，堆浸有一套严格的作业程序。 对矿石铜氧化率要求高，孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿石等。 脉石成分以石英为主，SiO2含量>80%，CaO和MgO之和 <2~3%，铜品位0.1~0.2%。 有的学者把含黄铜矿，浸取周期很长的矿石堆浸，也叫
• 5.2.1 高温氧化酸浸
在200~230°C，压力在4~6MPa条件下进行浸取。发生反应 2CuFeS2+H2SO4+8.5O2 → 2CuSO4+Fe2(SO4)3+H2O Fe2(SO4)3+3H2O → Fe2O3(稳定性好，渣安全排放)+3H2SO4 3Fe2(SO4)3+14H2O → 2(H3O) Fe3(SO4)2(OH) 6 (酸型黄铁矾) +5H2SO4 不同温度、pH，还可生成针铁矿FeOOH 、碱式硫酸铁Fe(OH) SO4 黄铜矿和混合矿酸浸\高杂质含量铜精矿
火法熔炼—电解生产
萃取—电积法生产
20世纪80年代以后，世界上铜产量的增加大都来自湿法 炼铜的发展。 世界各地区湿法炼铜发展不平衡，发源地美国世界领先， 智利后来居上，产量赶超北美。
• 我国起步不晚，发展较慢，第一家1983年投产。 • 紫金铜矿大型湿法炼铜厂投产标志着我国湿法 炼铜技术和规模已基本达到国际同类技术水平。
铜离子在氨溶液中形成稳定的 配合物，Cu(NH3)n2+。 1915年，氨浸法提铜的专利， 20年代工业应用。 东川汤丹氧化铜矿
分析铜湿法冶金现状及未来发展方向_1
分析铜湿法冶金现状及未来发展方向发布时间：2021-10-27T16:43:02.010Z 来源：《基层建设》2021年第20期作者：梁绍锋[导读] 摘要：随着科技的进步和经济的发展，国内外对铜产品的需求量越来越大。
刚果（金）拉米卡有限责任公司摘要：随着科技的进步和经济的发展，国内外对铜产品的需求量越来越大。
随着铜矿石开采品位逐年下降，难处理矿石逐渐增加以及二氧化硫对环境造成的污染越来越严重，国家每年都需要从国外进口大量的铜原料和铜制品，铜的供需矛盾十分突出。
而湿法炼铜技术目前达到了相当的生产规模和很高的机械化、自动化水平，已经成为一种主要的炼铜方法，故对湿法炼铜方法进行总结对我国铜工业的可持续发展具有重要意义。
关键词：铜湿法冶金；现状；未来发展自从湿法冶金技术研发以来，被广泛应用，在矿产资源的保护性开发以及利用等方面，起到了重要的作用。
随着冶金行业的发展，节能减排以及环境保护的要求不断提高，对冶金技术的应用环保性和经济性等，有了更高的要求。
这需要不断提升湿法冶金的环保水平，推动冶金行业持续发展。
一、铜湿法冶金的原理铜的湿法冶金工艺的低投资费和低生产成本及相对简单的操作，而且可以在矿山附近直接生产阴极铜，使得该工艺有较大的经济吸引力。
这促使其以取代传统的浮选后熔炼和电解精练的工艺。
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。
硫化铜矿湿法冶炼工艺通过鉴定
硫化铜矿湿法冶炼工艺通过鉴定
佚名
【期刊名称】《有色冶金节能》
【年(卷),期】1996(000)001
【摘要】重庆钢铁研究所综合利用研究室发挥自身优势,研究开发出国家急需的硫化铜矿湿法冶炼工艺,并通过重庆市科委组织的技术鉴定,确认其技术经济指标均达到国内外先进水平。
硫化铜矿是铜矿石中储量最大且较难处理的一种矿石。
在我国西南地区,大型铜矿比较少,小型及“鸡窝”型铜矿比较多,而这些铜矿中,硫化铜矿又占相当大的比重,由于受传统炼铜技术的束缚,硫化铜矿的开
【总页数】1页(P38-38)
【正文语种】中文
【中图分类】TF111.3
【相关文献】
1.低品位硫化铜矿的湿法浸出工艺研究 [J], 钟辉
2.硫化铜矿湿法冶炼工艺探讨 [J], 郑若锋
3.硫化铜矿湿法冶金工艺综述 [J], 张忠平
4.国内外硫化铜矿湿法冶金发展现状 [J], 王海北;蒋开喜;邱定蕃;卢惠民
5.硫化铜矿湿法冶炼工艺探讨 [J], 郑若锋
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铜的湿法冶金
机相，水相即为萃余液返回用于浸出矿石。
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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
（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
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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。
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。
铜镍混合金属矿冶金过程简介
指可以利用的含铜的自然矿物集合体的总称，铜矿石一般是铜的硫 化物或氧化物与其他矿物组成的集合体，与硫酸反应生成蓝绿色的硫 酸铜。 中国开采的铜矿主要是黄铜矿CuFeS2（铜与硫、铁的化合物）， 其次是辉铜矿Cu2S和斑铜矿Cu5FeS4。
硫化矿
在硫化矿中的氧化带可以开采到少量孔雀石，俗称碱式碳酸铜也叫 铜绿。
氧化矿
氧化/硫化 氧化 硫化 铜金属矿
2.铜冶炼导引
۞铜是一种最重要的有色金属，其消耗量和生产量仅次于铝，高于其 他有色金属。 ۞铜冶炼产品主要为精炼铜，即电解铜（阴极铜）和电积铜。 ۞铜的冶炼方法有火法冶炼和湿法冶炼两种方法。 ۞火法冶金是生产铜的主要方法，目前世界上 80% 的铜是用火法冶 金生产的。特别是硫化铜矿，基本上全是用火法处理。
氧化/硫化 氧化 硫化 铜金属矿
3.铜冶炼现状
۞在世界铜冶炼企业中，火法冶炼仍然是重要的炼铜工艺，但近年来， 低能耗、低污染的湿法冶炼工艺技术不断发展，已有较大生产规模的湿 法铜冶炼厂投入生产。 ۞火法炼铜主要包括造锍熔炼和铜锍吹炼两个过程，目前世界铜冶炼厂 使用的主要熔炼工艺为先进的闪速熔炼和熔池熔炼工艺，除我国外，基 本淘汰鼓风炉熔炼工艺。
金川镍、铜冶炼工艺（铜）
金川镍、铜冶炼工艺（铜）
分为三个系统： 一、选矿精矿－－焙烧－－焙砂－－电炉熔炼－－冰铜－－转炉吹炼－－粗铜－ －阳极炉－－铜阳极板 二、选矿精矿－－物料制备－－铜合成炉－－冰铜－－转炉吹炼－－粗铜－－阳 极炉－－铜阳极板 三、二次铜精矿－－铜自热炉－－冰铜－－卡尔多转炉吹炼－－粗铜－－阳极炉 －－铜阳极板 铜精矿中含镍低（低于 ），镍精矿中含铜低（低于3%） ），镍精矿中含铜低 铜精矿中含镍低（低于3%），镍精矿中含铜低（低于 ）
铜湿法冶金技术的现状及发展趋势
表 2 智利 SX-EW 铜在矿产铜中所占的比例 万t
年份
1995 年 1996 年 1997 年 1998 年 1999 年¹ 2000 年¹ 2001 年¹
总量
248. 9 311. 6 335. 8 369. 2 429. 8 483. 8 496. 3
精矿 含铜量 211. 6 248. 7 247. 1 252. 3 291. 5 333. 1 345. 4
美国和智利用 SX-EW 法生产的铜中约有 50% 以上是采用生物堆浸技术。如位于智利北部的奎布 瑞达布兰卡( Quebrada Blanca ) 处于海拔 4 400 m , 是世界上海拔最高的湿法炼铜厂。这个厂处理的铜 矿石含 Cu1. 3% , 主要铜矿物为辉铜矿和蓝铜矿, 采 用薄 层细菌堆 浸技术 ( T hin L ayer Bact erial Heap L eaching ) , 铜的浸出率可以达到 82% 。该厂 1994 年 9 月投产, 生产能力为年产 7. 5 万 t 阴极铜。为了保 证细菌的生存条件, 从矿堆的底部通入空气。由于细 菌氧化过程为放热反应, 因此尽管工厂位于高海拔, 寒冷期很长, 但冬季堆浸仍可进行。这个厂的工业化 为开发高海拔地区的铜矿资源提供了宝贵的经验。
本文所说的湿法炼铜技术主要指浸出-萃取-电 积技术, 这项技术的发展趋势可以归纳为以下几个 方面。 2. 1 堆场大型化并可重复使用
堆浸是使用最普遍的一种直接浸出方式。由于 这种方法操作简单, 投资省而得到广泛的应用, 并已 发展到很大的规模和很高的机械化程度。如美国塞 浦路斯-阿玛克斯公司( Cyprus Am ax ) 与智利国营 铜 公司( Codelco Chije) 合资在智利北部建设的 EI Abra 工程投资 10 亿 美元, 采用堆浸-萃取-电积工 艺处理氧化铜矿, 矿石平均品位 0. 54% , 年生产规 模为 22. 5 万 t 铜, 1996 年 8 月投产。这项工程机械 化程度很高, 用可移动的大型皮带运输机筑堆, 筑堆 的速度达到 8 600 t / h。所使用的堆浸方式不是过去 传统的“永久堆场”, 而是称为“On-Of f P ads”, 即“可 以重复使用的底垫”。采用这种堆浸方式浸出周期大
现代铜湿法冶金工业概貌
立志当早，存高远
现代铜湿法冶金工业概貌
显然，要由湿法工艺从低品位矿直接生产高质量的铜就需要将浸取液中的铜与铁分离，而且要富集到可以进行电积的浓度，即要浓缩10 倍左右。
萃取
和离子交换虽然都可以满足这些要求，不过生产成本高。
直到美国通用选矿化学公司（General Mill Co.）发明了一种从浸取液中萃取铜，不需要用碱中和的萃取剂情况才发生了变化。
1968 年美国亚利桑那州然伽施（Ranches）开发和发展公司进行了工业试验，考察新萃取剂用于从堆浸液中回收铜技术的可行性和经济指标，试验结果表明，技术完全可行，而生产的电解铜成本只有当时市场价格的一半左右。
在过去的30 多年中，浸取、萃取、
电积的技术不断发展、提高，使湿法工艺成为铜工业中最有活力，发展最快的部分。
现代铜湿法工业包括浸取-萃取反萃-电积三部分，构成三个循环，如下图所示。
萃取是承上启下的关键部分，如上所述，正是由于萃取技术的发展，才开创了现代铜湿法冶金的新局面。
浸取时，酸与铜矿石反应使铜溶解进入溶液，萃取过程中铜离子和萃取剂的质子交换，进入有机相，质子进入水溶液，萃余液酸度重新提高。
萃余液返回浸取。
有机相中负荷的铜用电积残液反萃，得到富电解液，电解液的酸度下降，而使萃取剂恢复酸的形态，返回萃取。
电积过程中，铜在阴极析出，阳极析出氧气并产生等摩尔的硫酸。
所以，从化学反应上看，整个过程贯穿着铜离子和质子的交换和取代，两者逆向运动。
电积时产生的质子消耗于矿石，矿石中浸出的铜为最终产品。
现代铜湿法冶金流程示意图
（其中浓度单位除标明外，均为g/L）。
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
硫化铜矿湿法冶金概况
1998 年7 月，第一家用加压酸浸处理硫化铜矿的澳大利亚高尔峒山（Mt. Gordon）厂投产，打破了硫化铜矿湿法冶金的沉寂。
由于处理的是比较容易浸取的辉铜矿，这个流程的浸取条件比较温和，两年生产实践证明投资和生产成本均低于熔炼流程。
处理辉铜矿的另一个例子是智利依斯康迪达（Escondida）矿，他们采用氨浸流程，在空气氧化，40℃的浸取条件下，辉铜矿的一部分铜很易浸出，余下的为铜蓝。
浸取渣经浮选后得到的精矿含铜41.3%是良好的铜精矿，适合火法冶炼。
这本是一个发挥湿法和火法各自优势的好途径，但是该厂由于严重的技术和经济问题已经停产。
硫化铜矿以黄铜矿最为重要，黄铜矿的浸取是硫化铜矿湿法冶金的核心，三十多年来，做了大量的研究、开发工作，取得很大的进展，工艺、技术、设备设计均已臻成熟，但是至今尚未工业化有可能加压氧化的湿法技术将首先应用于共生元素多、成分复杂但是含银少、品位低的黄铜矿类矿石。
20 世纪60 年代兴起的铜精矿硫酸化焙烧-浸取-电积流程曾风行一时。
精矿浸取液含铜a 以满足电积的要求，但每升多含有几克铁，电积电流效率一般在87%以下。
而且，由于未经除杂，铜产品质量不高。
不过，最大的问题还是焙烧时生成了硫酸铜，焙砂浸取耗酸很少，而电积时总是产生与铜等当量的酸，电积贫液返回浸取酸用不完，整个流程总是“酸过剩”。
因而，不得不将电积贫液脱铜后中和，产生大量含铜石膏，既增加生产成本，还造成污染。
加之，焙烧和火法一样产生二氧化硫，难以彻底避免大气污染。
国内外的这类厂最迟到80 年代多已纷纷关闭。