电解铜生产工艺

电解铜原理
总反应方程式： 2CuSO4 + 2H2O = 2Cu+ 2H2SO4 + O2↑ 阳极： 2H2O - 4e- == O2(气体) + 4H+ 阴极： Cu2+ + 2e- ==ห้องสมุดไป่ตู้Cu
电解铜原理
铜的电解提纯
• 将粗铜（含铜99％）预先制成厚板作为阳极，纯铜制 成薄片作阴极，以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混 和液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu) 向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜 （亦称电解铜）。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等 会随铜一起溶解为离子（Zn和Fe）。由于这些离子与 铜离子相比不易析出，所以电解时只要适当调节电位 差即可避免这些离子在阳极上析出。比铜不活泼的杂 质如金和银等沉积在电解槽的底部。
反射炉熔炼法
适于处理浮选的粉状精矿,反射炉为长 方形，用优质耐火材料砌筑。燃烧器设 在炉头部，烟气从炉尾排出，炉料由炉 顶或侧墙上部加入，冰铜从侧墙底部的 冰铜口放出，炉渣从侧墙或端墙下的放 渣口排出。采用氧气喷撒装置将精矿喷 入炉内，加强密封，以提高SO2浓度。中 国白银公司第一冶炼厂。
电炉熔炼法
工业电解铜冶炼
• 火法炼铜：包括焙烧、熔炼、吹炼、精 炼等工序，以 硫化铜精矿为 主要原料， 最后冶炼出含量达99.99%高纯铜。 • 湿法炼铜：湿法炼铜用硫酸将铜矿中的 铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入 硫酸铜溶液中把铜置换出来，这种方法 叫湿法炼铜。其原理就是用置换反应制 取金属。
湿法炼铜原理
火法炼铜流程图
鼓风炉熔炼法
• 即将硫化铜精矿混捏成膏状，再配以部 分块料、熔剂、焦炭等分批从炉顶中心 加料口加入炉内，形成料封，减少漏气 ，提高SO2浓度。混捏料在炉内经热烟气 干燥、焙烧形成烧结料柱，块状物料也 呈柱状环绕在烧结料柱的周围，以保持 透气性，使熔炼作业正常进行。中国沈 阳冶炼厂、富春江冶炼厂等采用此法。
• 化学方程式 CuO + H2SO4 == CuSO4 + H2O 复分解反应 CuSO4 + Fe == Cu + FeSO4 置换反应
湿法炼铜生产过程
• 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。
湿法炼铜流程图
火法炼铜主要步骤
• 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 。 • 熔炼：其目的是使铜精矿或焙烧矿中的 部分铁氧化，并与脉石、熔剂等造渣除 去，产出含铜较高的冰铜。
冰铜：xCu2S·yFeS
火法炼铜原理
• 吹炼第一阶段，将FeS氧化成FeO，造渣除去，得到白 冰铜（Cu2S）。冶炼温度1150℃～1250℃。主要反 应是： 2FeS+3O2→2FeO+2SO2 2FeO+SiO2→2FeO·SiO2 • 第二阶段，冶炼温度1200℃～1280℃将白冰铜按以下 反应吹炼成粗铜： 2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2 Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2
• 炼铜采用电阻电弧炉即矿热电炉，对物 料的适应性非常广泛，一般多用于电价 低廉的地区和处理含难熔脉石较多的精 矿。电炉熔炼的烟气量较少，若控制适 当，烟气中SO2浓度可达5%左右，有利 于硫的回收。
闪速熔炼法
• 是将硫化铜精矿和熔剂的混合料干燥至 含水0.3%以下，与热风混合，喷入炉内 迅速氧化和熔化，生成冰铜和炉渣。其 优点是熔炼强度高，可较充分地利用硫 化物氧化反应热。降低熔炼过程的能耗 。烟气中SO2浓度可超过8%。闪速熔炼 可在较大范围内调节冰铜品位，一般控 制在50%左右，这样对下一步吹炼有利 。但炉渣含铜较高。
电解铜成本
• 网上电价：0.35元/度 自备电厂：0.2-0.25元/度
电解铜耗电量：1050度/吨
电解铜
新疆五鑫铜业电解铜冶炼流程
富氧顶吹熔冶炼——转炉吹炼——回转 式阳极炉精炼——常规大极板电解精炼 的冶炼系统。
新疆五鑫铜业产能介绍
• 高纯阴极铜规划产能20万吨/年，达标产 能10万吨/年。 每天达标产能为274吨。 副产品硫酸56万吨/年、电金3.6吨/年、电 银61.8吨/年
铜矿石价格
• 铜矿石
5% 1200 元/吨 10% 2600元/吨 15% 4200元/吨 铜冶炼平均加工成本： 2500元/吨
硫化铜矿石
工业电解铜冶炼
• 铜的冶炼方法可分为两类：火法冶金和 湿法冶金。世界上精铜产量的85%以上 是用火法冶金从硫化铜精矿和再生铜中 回收的，湿法冶金生产的精铜只占15% 左右。
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铜产品的介绍及工业电解铜冶炼工 艺流程
目
录
一、铜的简介
二、工业电解铜冶炼方法 三、湿法炼铜原理及流程 四、火法炼铜原理及流程 五、电解铜原理 六、新疆五鑫铜业电解铜冶炼流程
铜的物理性质
• 金属铜（CU),熔点1083摄氏度,纯铜呈玫 瑰色或淡红色,表面有氧化铜膜后,外观呈 紫铜色. • 热导率和电导率仅次于银. • 化学稳定性强,耐腐蚀. • 铜的用途
铜主要性能应用比例
性能 导电性 耐腐性 结构强度 装饰性
应用比例
64%
23%
12%
1%
黄铜:铜锌合金，机器零件，仪表。 青铜:铜锡合金等(除了锌镍外，加入其他元素的合金均称青铜) 白铜:铜钴镍合金,精密仪器制造
铜矿资源的国家分布
我国铜矿资源分布
国内铜矿资源储量并不丰富，基础储量3000万吨 左右，主要分布在江西、西藏和云南三省的储量最 多，占全国铜矿储量的50%左右，此外，铜储量 较多的还有甘肃、安徽、内蒙古、山西、湖北、黑 龙江等6省区，这6省区的储量合计占全国铜矿储 量的32.3%。以上9省区的储量合计占全国铜矿总 储量的80%。