铜矿生产工艺汇总

第一章铜业发展历程

1.1铜及铜精矿简介

铜精矿是低品位的含铜原矿石经过选矿工艺处理达到一定质量指标的精矿, 可直接供冶炼厂炼铜。

第二章铜矿石

2.1铜矿石分类

铜矿石种

类

主要成分图片产地

自然铜自

然

铜

Cu

（Fe、Ag、

Au、）

世界：美国密执安州的苏必利尔湖南岸（1857年这

里发现重达420吨的自然铜块）、俄罗斯的图林斯克

和意大利的蒙特卡蒂尼等地。

中国：湖北、云南、甘肃、长江中下游等地铜矿床

氧化带中。

硫化矿黄

铜

矿

CuFeS2

(Ag、Au、Tl、

Se、Te)

中国：长江中下游地区、川滇地区、山西南部中条

山地区、甘肃的河西走廊以及西藏高原等。其中以

江西德兴、西藏玉龙等铜矿最著名。

世界：西班牙的里奥廷托，美国亚利桑那州的克拉

马祖、犹他州的宾厄姆、蒙大那州的比尤特，墨西

哥的卡纳内阿，智利的丘基卡马塔等。

斑

铜

矿

Cu5FeS4

（Pt 、Pd）

中国：云南东川等铜矿床。

世界：美国蒙大那州的比尤特，墨西哥卡纳内阿和

智利丘基卡马塔等。

提出在铜精矿中分别测定辉铜矿、斑铜矿、砷黝铜矿和黄铜矿的方法：称取三份试样，用含4%硫脲的0.15%硫酸浸取辉铜矿，用含15%硫脲的2N 盐酸浸取辉铜矿和斑铜矿。

第三章 铜矿的选矿、冶炼及成本 3.1铜矿的选矿工艺

铜矿的选矿工艺主要是破碎--球磨--分级--浮选--精选等,对含镍钴钼金等稀贵多金属矿,可将粗选铜精矿再分别浮选镍精矿、钴精矿、钼精矿、金精矿。 3.2浸染状铜矿石的浮选

一般采用比较简单的流程，经一段磨矿，细度-200网目约占50%~70%，1

次粗选，2~3次精选，1~2次扫选。如铜矿物浸染粒度比较细，可考虑采用阶段

辉铜矿

Cu 2S

中国：云南东川铜矿

世界：美国布里斯托、康涅狄格州、比尤特、蒙大拿、亚利桑那州、宾厄姆峡谷、犹他州、鸭城、田纳西州、英国康瓦耳、纳米比亚楚梅布、意大利托斯卡纳和西班牙的力拓矿区、美国的内华达州的Ely 矿区、Arizone 州的Morenci 、Miami 和Clifton 矿区以及蒙大拿州的比尤特矿区等地。

氧

化

矿

蓝铜矿

Cu 3(OH)2（CO3)2

中国：广东阳春、湖北大冶和赣西北。

世界：赞比亚、澳大利亚、纳米比亚、俄罗斯、扎伊尔、美国等地区。

赤铜矿

Cu 2O

世界：法国、智利、玻利维亚、南澳大利亚、美国等地有世界主要矿区。

中国：云南东川铜矿和江西、甘肃等地铜矿区。

孔雀石

Cu 2(OH)2CO 3

世界：赞比亚、澳大利亚、纳米比亚、俄罗斯、扎伊尔、美国等地区。

中国：广东阳春、湖北大冶和赣西北

磨选流程。处理斑铜矿的选矿厂，大多采用粗精矿再磨—精选的阶段磨选流程，其实质是混合—优先浮选流程。先经一段粗磨、粗选、扫选，再将粗精矿再磨再精选得到高品位铜精矿和硫精矿。粗磨细度-200网目约占45%~50%，再磨细度-200网目约占90%~95%。

致密铜矿石由于黄铜矿和黄铁矿致密共生，黄铁矿往往被次生铜矿物活化，黄铁矿含量较高，难于抑制，分选困难。分选过程中要求同时得到铜精矿和硫精矿。通常选铜后的尾矿就是硫精矿。如果矿石中脉石含量超过20%~25%，为得到硫精矿还需再次分选。处理致密铜矿石，常采用两段磨矿或阶段磨矿，磨矿细度要求较细。药剂用量也较大，黄药用量100g/（t原矿）以上，石灰8~10kg（t 原矿）以上。

3.3铜矿石的冶炼过程（以黄铜矿为例）

首先把精矿砂、熔剂（石灰石、砂等）和燃料（焦炭、木炭或无烟煤）混合，投入“密闭”鼓风炉中，在1000℃左右进行熔炼。于是矿石中一部分硫成为SO2（用于制硫酸），大部分的砷、锑等杂质成为AS2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去：2CuFeS2＋O2=Cu2S＋2FeS＋SO2↑。一部分铁的硫化物转变为氧化物：2FeS＋3O2=2FeO＋2SO2↑。Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰铜”（主要由Cu2S和FeS互相溶解形成的，它的含铜率在20％～50％之间，含硫率在23％～27％之间），FeO跟SiO2形成熔渣：FeO＋SiO2=FeSiO3。熔渣浮在熔融冰铜的上面，容易分离，借以除去一部分杂质。

然后把冰铜移入转炉中，加入熔剂（石英砂）后鼓入空气进行吹炼（1100～1300℃）。由于铁比铜对氧有较大的亲和力，而铜比铁对硫有较大的亲和力，因此冰铜中的FeS先转变为FeO，跟熔剂结合成渣，而后Cu2S才转变为Cu2O，Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜（含铜量约为98.5％）。2Cu2S＋3O2=2Cu2O＋2SO2↑，2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑，

再把粗铜移入反射炉，加入熔剂（石英砂），通入空气，使粗铜中的杂质氧化，跟熔剂形成炉渣而除去。在杂质除到一定程度后，再喷入重油，由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。得到的精铜约含铜99.7％。

3.4铜矿的冶炼工艺

从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成才能成为精铜及铜制品，目前，世界上铜的冶炼工艺主要有两种：即火法冶炼与湿法冶炼（SX－EX）

1．火法冶炼选矿方法：

至今铜的冶炼仍以火法治炼为主，其产量约占世界铜总产量的85%。

通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。

火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20－30％，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9％的电解铜。该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95％，但因矿石中的硫再造硫和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。

除了铜精矿之外废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50％左右)一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜:品位在90％以上；黄杂铜（电线）:含铜物料（旧马达、电路板）；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。

2．湿法冶炼选矿方法:

现代湿法冶炼的技术正在逐步推广，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

一般适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

湿法冶炼选矿工艺原理为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，不一定用铁，金属活动性比铜强就行。也不一定用硫酸铜，可溶性的铜盐就可以。湿法炼铜就是电解饱和硫酸铜溶液。在电解池中，用铁作阳极，用铜作阴极，饱和硫酸铜溶液作电解液。通电以后阳极上的铁由于失电子形成亚铁离子，铜离子在阴极上得电子而变