重金属冶金铜冶炼分析

表1－3 硫化精矿和几种燃料的发热值
硫 化 精 矿 、燃 料
发热值/(106J)/kg
1、烟煤
27.9
2、重油
43.0
3、高炉煤气
2.67
4、铜精矿(29.5%Cu,26.0%Fe,31.0%S) 冶炼产生：① 51%Cu的铜锍、炉渣、SO2 ② 80%Cu的白铜锍、炉渣、SO2 ③ 粗铜、炉渣、SO2
CuFeS2、辉铜矿(Chalcocite):Cu2S、 斑铜矿 (Bornite):Cu5FeS4、铜蓝(Covelline):CuS等。
主要氧化铜矿物有：孔雀石: CuCO3.Cu(OH)2、 蓝铜矿: 2CuCO3.Cu(OH)2、硅孔雀石 CuSiO3.2H2O 、块铜矿:Cu3SO4(OH)4、赤铜 矿:Cu2O、黑铜矿:CuO。
1.1.3铜精矿（浮选硫化铜精矿）
表1-2 硫化铜精矿典型成分
45 40 35 30 25 20 15 10
5 0
铜精矿1 铜精矿2 铜精矿3 铜精矿4
Cu Fe S Zn pb As Sb Bi Ag MgO Al2O3 SiO2 CaO
1)Cu, Fe, S为其主要成分，Fe + S往往大于Cu；
1.1.2 铜的矿石
多为多金属共生硫化矿床。目前，最低开采品位为 0.4～0.5%(按此品位，生产1吨铜，处理矿石量达200～ 300吨)。不宜直接用于提取铜，需经选矿处理得到含铜较 高的铜精矿，浮选富集后得铜精矿(典型成分见表1-2）， 铜精矿含铜15～30%，送冶炼厂冶炼。
铜的氧化矿为次生矿，选矿富集困难。品位高的可火 法处理，大多数硫酸浸出法处理。铜品位很低的硫化铜矿 可用细菌浸出或实行堆浸法处理等。
锍为中间产物的一类冶炼方法；还原熔炼： MS—MO—M；湿法冶金：MS（MO）—金属 盐水溶液—M。
1.3 重金属冶金发展方向
1)强化过程（通过设备、工艺条件的改变和反应 器优化设计，提高过程速率） 因此，在掌握热 力学方法的基础上，要注重与速率过程相关的有 关理论学习，如反应动力学（微观、宏观），传 递过程原理、反应工程学等。 2)节能 充分利用炉料中硫化物的化学反应热 3)低污染或无污染 4)向产品多样化、精细化方向发展，注重深加 工、高附加值产品的开发生产。（短流程、计划 转市场、有色金属应用广泛，效益中心）
3)矿石中有贵金属、稀散金属伴生。综合回收价 值大。
4)要十分重视硫的回收。既是硫的资源，又是环 保的要求。(SO2对大气污染，酸雨）
1.2.2 冶炼方法特点
1)工艺繁多。火法、湿法、电冶金等方法在重金属 提取冶金中均有应用。同一种金属有多种不同的 冶炼方法。
2)总体而言，火法为主、湿法为次。 3)重金属冶炼方法大致可分为三类：造锍熔炼：以
1.1.4 再生铜原料
1）再生原料来源 a)报废的含铜料：电线电缆、废电子器件、废设备部件、
废军用品等； b)铜及铜合金、铜材加工中产生的弃渣、垃圾、浮渣、铜
屑，在铜件铸造中产生的浇口、浮渣等，在电线电缆生 产中产生的线头、乱线团等。
2）再生铜原料的预处理 a)废体的解体、分类、切割、打包、破碎等； b)废屑的筛选、干燥、破碎、磁选、压块； c)含易爆物废件的火检验和无害处理等。
有色金属又分重金属、轻金属、贵金属、稀有金属。
表1－1 元素周期表
1.2 重金属冶金的特点
1.2.1 原料特点
1)提取重金属的矿物原料，主要为硫化矿。例： Cu:CuFeS2, Zn: ZnS, Pb: PbS等。 Sn例外，Sn 主要为SnO2(锡石)。
2)一般为多金属共生矿。例: Cu-Pb-Zn, Pb-Zn, Ni-Co-Cu等。原矿品位低，一般不能直接冶炼， 要经选矿富集。硫化矿选矿广泛采用浮选法。
2)脉石矿物主要含SiO2, CaO, MgO, Al2O3, 熔炼时，要 注意渣型的选择；浸出时，要注意浸出剂的选择。
3)经破碎磨细浮选得到的硫化铜精矿，粒度细（80%小 于74微米）、活性大、热值高（表1-3），有利于自 热强化熔炼；
4)含Au, Ag, Pt族（Ru（钌）, Rh（铑）, Pd（钯）, Os （锇）, Ir（铱）, Pt（铂))金属及Se（硒）, Te（碲） 等稀散金属，可在冶炼中回收。
重金属冶金学II
1 前言
从2006年起，我国年十种常用有色金属产品产量已连 续五年位居世界第一。其中原铝（电解铝）、铅、锌、锡、 锑、镁、稀土、矿山钨（金属量）雄居世界第一，铜产量 则从2004 年起即超过美国跃居世界第一位。 1.1 重金属（密度都在6.0 g/cm3以上）
Cu, Pb, Zn, Ni, Co, Cd, Hg, Sn, Sb, Bi共十种。自然 界已发现109种元素，金属元素共93种，按其性质、产 状、产量及用途等差别可分为： 黑色金属（铁金属包 括Fe、 Cr、 Mn）, 有色金属（非铁金属，除Fe、 Cr、 Mn 以外的金属）。
5、镍精矿(7.5%Ni,41.0%Fe,27.8%S) 冶炼产出：34%Ni的镍锍，炉渣，SO2
1.67 2.79 3.29
3.03
来自百度文库
可以看出，铜精矿或镍精矿进行氧化熔炼，得到适当产品 时，放出的热量比高炉煤气的热值还高。充分利用精矿本身的 这种热量，对降低冶炼过程的燃料消耗具有重大意义。同时也 是保护环境和改善劳动条件所必须注意的。
铜精矿MgO等高碱性脉石成分含量高，产出的炉渣则 熔点高，常用电炉处理。
高砷铜精矿，适于强化冶炼新工艺（如浸没顶吹熔炼 等）处理，产高砷细尘开路单独脱砷处理，或制酸时经洗 涤使砷进入酸泥而脱除。
复杂铜矿含Pb、Zn高，原则通过选矿分离；如不理 想，应使矿中的铅锌或造渣或挥发。含锌高的硫化铜矿不 宜加入密闭鼓风炉处理，不然会使渣的流动性变坏，且产 生横隔膜。
第一篇 重金属造锍熔炼
1.1 原料
第1章 原料及冶炼方法
1.1.1铜的矿物 已发现250多种，有工业开采价值的仅10余种，分为
3大类。 自然铜矿：铜以金属铜形态存在，极少见。 氧化铜矿：难选，主要以湿法冶金方法处理，部
分高品位的可火法处理。 硫化铜矿：炼铜的主要原料，目前约90%铜由其
生产。
主要硫化铜矿物有：黄铜矿(Chalcopyrite):