铜的湿法冶金研究进展

１ 国 内 外研 究 现 状
１ １ 国外 发展现 状 ．
自１６ 年以来 ，世界上 已设计 、建设并运转了约 ５ 家浸出 一溶剂萃取 一电积厂 ，其中美国 ９８ ０ 有 １ 家 ，２０ ６ ００年铜产量达 ５ ．５万 ｔ ５７ ，占其精炼铜产量的 ２ ％ ，最大 的亚利桑那州 Ｍ ｒ ｃ 厂 ， ８ ｏ ｎｉ ｅ 目前年产量 已达到 ２．３万 ｔ ５８ 。智利 １８ ９０年采用溶剂萃取 一电积工艺生产的铜仅有 １５万 ｔ ． ， ２０ ０ ０年已发展成为世界最大铜生产 国，有生产工厂 ２ 家 ，年产铜 １４７ １ ３．３万 ｔ ，占其精铜总量的 ５ ％ 。赞 比亚 、秘鲁 、澳大利亚等的湿法冶铜技术在近几年也得到 了快速发展。现在溶剂萃取 一 ｌ 电积工艺已被业界认为是成熟的、低成本、低风 险的技术 ，采用该工艺生产的铜产量 ２ ０ ００年 已 达 ２ ０万 ｔ 占世 界 铜 产 量 的 ２ ％ 以上 Ｊ ４ ， ０ ，到 ２０ ０３年 湿 法 铜 的产 量 已 占到 世 界 矿 铜 产 量 的
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广东微量元素科学 Ｇ Ａ Ｇ Ｏ Ｇ ＷⅡＵＡ ＧＹＵ Ｎ Ｕ Ｋ Ｘ Ｅ Ｕ ＮＤ Ｎ Ｎ Ａ Ｓ Ｅ Ｕ
第ｌ ８卷第 ７期
文 章 编 号 ：１０ ０６—４ ６ （０ １ ７—０ １ ４ Ｘ ２ １ ）０ ０ ０—０ ５
铜 的湿 法 冶 金 研 究进 展
张 茜 张 彬 代 婕 金 斌
随着科学技术的进步和经济的发展 ，国内外对铜产品的需求越来越大 。随着铜矿石开采品位 逐年下降，难处理矿石逐渐增加以及社会对 ｓ ０ 所造成的环境污染的普遍关注 ，特别是近年来铜 价 的大幅度波动，人们对湿法炼铜给予 了很大的关注。因而经济有效开发这些低品位矿床的湿法 冶 金工 艺也 得 到 了快 速发 展 。
萃取 一电积试 验厂 （ 年产 铜 ５０ｔ。尽管 湿法 冶金 技术 近年来 有 了较大 发展 ，但 与 国外相 比尚有 ０ ）
较大差距 ，主要是在浸出基础理论 和工业化技术方面存在差距 ，而且已建立的工业生产厂规模
小 、产量低 。
２ 原理及 技术
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
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ｌ ・ ０
广东微量元素科学 Ｇ Ａ Ｇ Ｏ Ｇ ＷＥＩＡ ＧⅥＪ Ｎ Ｕ Ｋ Ｘ Ｅ Ｕ Ｎ Ｄ Ｎ ＩＩ Ｎ Ａ Ｓ Ｅ Ｕ
第１ ８卷第 ７期
生产的有德兴铜矿废石（ 平均含铜 ００ ％ ） ．９ 的细菌浸出一 萃取一 电积试验厂（ 年产铜 ２００ｔ，紫金 ０ ） 矿 业 公 司硫 化 铜矿 细菌 浸 出 一萃取 一电积试 验 厂 （ 产铜 １００ｔ ，中条 山铜 矿Hale Waihona Puke Baidu峪矿 就地 酸 浸 一 年 ０ ）
Ｃ ＦＳ ＋２ ｅ（Ｏ ） ｕ ｅ２ Ｆ２ Ｓ ４３ ４ ｕ ｅ２ ２ ｅ（Ｏ ） ＋ １０ Ｃ Ｆ Ｓ ＋ Ｆ ２Ｓ ４３ １ ２ Ｃ Ｓ ４ ＦＳ ４ ２ ｕＯ ＋５ ｅ０ ＋ Ｓ ４ ｕ Ｏ ＋ ６ ｅＯ ＋ ２ ｅ Ｃ Ｓ ４ ＦＳ ４ Ｆ Ｏ
其 中，Ｆ Ｓ ＦＯ在酸与细菌作用下又转化为 Ｆ ｓ 并继续反应 。 ｅＯ 与 ｅ ｅ（Ｏ ） （ ）硫砷铜矿的细菌浸出 ：在 Ｈ ０ ２ 、０ 存在条件下 ，在氧化亚铁硫杆菌 、氧化硫硫杆菌 及 复合 细 菌作用 下 ，硫砷 铜矿 发生 直接 浸 出反应 ：
１ ４； ／
。
１ ２ 国 内发 展现 状 ．
我国铜矿产资源相对缺乏 ，且品位低 ，质量差 ；大型矿少 ，中小型矿多 ；贫矿多 ，富矿少 ； 复 杂金 属矿 多 ，单 一 矿 少 ；地 下 矿 多 ，露 天 矿 少 。采 选 难 度 较 大 ，特 别 是 选 矿 ，由 于原 矿 品位 低 ，矿物组成复杂 ，因而选矿成本高 ，精矿品位普遍偏低 ，给后续 的冶炼造成～定难度 。 目 ，我国一些研究单位分别开展了浸出（ 前 酸浸、氨浸 、细菌浸出即生物冶金） 、萃取工艺 、 萃取剂等方面的研究。上世纪 ８ ０年代以后 ，形成了比较完整的浸出 一萃取 一电积工艺并且在生
（ 成都 地质 矿产 研 究所 ，四川 成都
摘
６ ０８ ） １０ １
要 ：简单 介绍了国内外铜的湿法冶金研究现状 ，并对铜 的湿法冶金 原理和技术 进行 了详 细 阐
述 ，最后对铜 的湿 法冶金作 了展望。
关键 词 ：铜 ；湿法冶金 ；堆 浸 ；萃取 ；电积
中图分类号 ：Ｔ １． Ｆ １１ ３ 文献标识 码 ：Ａ
阴极 铜
２ １１ 硫 化铜 矿石 的浸 出原 理 ．．
对 于硫 化 铜 矿 石 ，生 物 氧 化浸 铜 是 目前研 究 最 多 、发 展 最 快 、
前景最好的技术之一。 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 可在 ３ 以下的高酸及重金属浓度较高的极端环境中生存 。细菌氧化浸 出的机理一般认为有两 ５ｃ Ｃ 种 ：细菌吸附到矿物表面直接 与矿物发生作用使矿物溶解 的直接作用机理 ；矿物溶解释放 出的 Ｆ 在溶 液 中被细 菌 氧化成 Ｆ ¨ ，Ｆ¨作 为氧化 剂 氧化硫 化 矿 的间接作 用或 化学 作用 机理 。 ｅ ｅ ｅ （ ）黄铜矿、斑铜矿 的细菌浸出反应 ：在细菌存在条件下直接与 Ｆ： ｓ 发生如下反 １ ｅ（０ ） 应：
产中得到初步应用。从上世纪 ９ ０年代起 ，随着 国际铜湿法冶金技术的快速发展 ，加上 国内铜生
产和市场受到国外越来越严重 的冲击 ，铜湿法冶金新工艺研究被列入国家 “ 九五” 重点科技攻 关计划 ，有力地推动和加速了我国铜湿法冶金技术的研究和推广 。 目 前正进行较大规模开发性
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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。 ２ １ 铜 的湿 法冶 金原 理 ．
铜 的湿法 冶金 工艺 的基 本过 程 如下 图所示 ｕ 。 Ｊ
含 铜 矿 石
萃 余 液
浸 出 液
贫有 机相
饱 和有 机 相
废 电解 液
浓 电解 液