有色金属冶炼(铜精炼)

有色金属冶炼之一

《铜精炼》

世界上火法炼铜工艺产出的粗铜，多是通过火法精炼得到阳极铜。再进行电解精炼得到精铜。我国也不例外，粗铜火法精炼多数都采用阳极反射炉．只有贵溪冶、金隆铜业公司、大冶冶炼厂、金川公司冶炼厂家采用回转阴阳炉。其他厂家都用反射炉完成火法精炼。回转炉精炼的主要参数见表一。

表一：回转炉精炼主要参数

回转炉是近代较普遍采用的铜阳极炉，与反射炉相比，具有密封性好、热效率高、操作灵活、环境条件改善、机械化程度高、劳动强度小、劳动生产率较高等优点。炉子寿命可达5一10年，一般仅每年中修一次。

反射炉是传统的火法精炼设备，具有结构简单、操作容易、原燃料适应广、投资较低等优点。回转炉的优点正好是反射炉的缺点。我国几家较大的铜冶炼厂采用反射炉精炼的主要参数见表二。

表二：我国几家较大的铜冶炼厂采用反射炉精炼的主要参数

1999年湿法冶炼的铜产量已占世界铜总产量的22%左右。我国湿法冶炼的铜尚不足我国年产铜总产量的2%。虽然陆续建成了几十

座浸出一萃取一电积铜厂，其生产规模为年产几百吨，大的几千吨，尚无万吨级的生产厂。

(l）硫化铜物料焙烧一浸出，净液一电积工艺。20世纪60年代在广东马坝建成一座规模年产电铜为2O0t的小型湿法炼铜厂，投产后因规模小、成本高而即行关闭。70年代在山东建成了年产电铜1OO0t 的新泰冶炼厂，处理金岭和莱芜的硫化铜精矿。生产至90年代初，因电解液净液复杂，电积电费高，加上铜价下跌，连年亏损而关闭。

80年代兴建的中原黄金冶炼厂，设计处理含Cu2%左右的金精矿250t/d，采用沸腾焙烧、酸浸脱铜、氰化提金工艺。原设计含铜浸出液用铁屑置换得海绵铜，含FeSO4废水需要处理。该厂1994年采用萃取一电积工艺代替铁屑置换，生产规模扩大到处理金精矿340t/d，金精矿含铜达2.7%一2.8%，电积车间规模为年产电铜3000t 。1996年投产，1999年产电铜25O0t。铜是该厂的副产品。

1999年新疆喀拉通克铜镍矿二期工程，在阜康冶炼厂建设了一个铜渣处理车间。加压酸浸高冰镍产出的铜渣，含Cu63.5%、Ni4%、S 23.5%。采用氧化焙烧一硫酸浸出电积得电铜。焙烧烟气经旋风除尘；电除尘后送双转双吸制酸。酸浸渣还原焙烧，酸浸除铁，除铁渣返回喀拉通克鼓风炉处理。浸出液蒸发浓缩后返回镍冶炼系统。设计年处理铜渣7500t，产电铜约4400t/a。1999年12月投产，2000年产电铜2200t。

(2）难选氧化铜矿酸浸一萃取一电积工艺。

我国第一家浸出一萃取一电积铜厂是1983年建成投产的海南石碌铁矿家属工厂。该厂处理含Cu2一2.5%的氧化矿，年产电铜120t，最早使用N51O萃取剂，后改为LIX984。在该厂成功地开发了该工艺中的关键设备一浅池式混合澄沾器。此后这项技术在我国得到广泛推广。据统计，全国已建成投产50多家浸出一卒取一电积处理氧化铜矿的工厂，规模都很小，一般年产铜只有几百吨。其中云南广通选冶／规模最大，目前年产铜达15O0t，采用堆浸两级萃取，一级反萃取工艺，原料为含铜2％左右的氧化铜矿，铜的回收率可达80％。另外云南个旧的马拉格矿，年产电铜1OO0t，采用槽浸一萃取一电积工艺，原矿含Cu l%一2%，有部分结合氧化铜，较难浸出，槽浸渣再行堆浸，铜的总回收率为70%一75%。这些小厂多为个体或乡镇企业，经营灵活，生产都有一定盈利。

(3）含氧化铜的选锡尾矿氨浸厂。云南锡业公司第二冶炼厂，以个旧湖堆存的选锡含铜尾矿为原料．采用还原焙烧、常压氨浸、蒸氨工艺生产氧化铜，浸出渣重磁选综合回收锡、铁精矿。设计规模为门处理含铜选锡尾矿5O0t，年产含金属铜量2014t的氧化铜、锡精矿含锡133t、锡中矿含锡230t、铁精矿55000t，于1971年建成投产。设计原料含铜1.41%、锡0.36%、铁39%。生产实际使用的原料含铜仅0.84%，锡0.409%、铁24.13%、投产后铜总回收率仅60%一70%煤单耗达500kg/t矿、氨单耗13一15kg/t矿，折算成每吨金属铜需要消耗煤8一10t，氨2一3t。加上浓密机常跑浑，蒸氨塔常堵塞，每1一2天需清理一次，生产正常连续运转困难，连年出现亏损，生产几年

后即关闭。

(4）湿法炼铜试验研究进展：

l）采用氨浸一萃取技术处理高碱性脉石难选氧化铜矿试验厂：云南汤丹铜矿，铜金属储量116万t，是一个含碱性脉石CaO+MgO之和大于40％的特殊的氧化铜矿，采用硫酸浸出显然不经济。北京矿冶研究总院和东川矿务局合作于1997年建成了一座年产500t铜金属量的氨浸一萃取一电积工艺试验厂，用以处理该地区的两种原料：一种是浮选低硫精矿，Cu l4%一16%,S3%一4%,CaO+MgO20%；另一种为品位较高氧化铜矿，含铜3%一5%。

处理低硫浮选精矿，先用回转窑在500一600℃将其进行半氧化焙烧，使不易浸出的硫化铜转变为氧化铜或硫酸铜。焙烧矿在管式釜中用氨溶液浸出。处理氧化铜矿，不需焙烧，在常温常压下进行氨浸。

浸出后的矿浆在浓密机中进行液、固分离，上清液用萃取剂萃取，萃取液用硫酸反萃取电积可得高纯电铜，反萃液浓缩蒸发可得到硫酸铜。铜氨溶液在130一140℃、O.3MPa压力下直接蒸发氨可以得到氧化铜粉。每吨电铜生产成本1999年为12000元。

2）难选低品位铜矿地下溶浸试验：中条山有色金属公司铜矿峪铜矿自然崩落法的高度在810m标高，81Om以上还有4800万t低品位矿石，这部分矿石的平均品位为0.59%，铜金属量28.32万t，矿石氧化率50%以上，还含有约20%的次生硫化铜矿，采矿成本高，难于选矿富集。该公司与研究单位合作对这部分矿石进行了就地浸出试验研究，建成了一个年产5OOt铜的萃取电积厂，电铜品位达到99.999%

以上。

中条山有色金属公司在5O0t/a试验厂的基础上，计划到2003年扩大至ZOO0t/a,“十五”末期达到5O00t/a电积铜的生产能力。

3）高海拔地区高品位氧化铜矿浸出：西藏玉龙铜矿地处海拔4500一5O00m的高海拔地区，是一个大型铜矿，铜金属储量650万t，上部氧化矿储量274万t。氧化矿品位高，平均含Cu5%，泥化严重。矿石中Fe、Si、Al含量高，Fe和Al易于被硫酸浸出，部分Si以硅胶进入浸出液。该地区雨量丰富，矿石含水分高。

国内一些研究单位就开发该矿进行了多方案比较和堆浸、制粒堆浸、强化搅拌浸出等大量试验研究下作强化搅拌浸出对原料含水高、含泥高可以适应。矿石磨细至1mm左右，能有效浸出其中部分硫化铜和结合状态的铜，铜浸出率达94%以上。

4）低品位硫化铜矿细菌浸出堆浸试验：德兴铜矿是我国目前最大的铜矿山，每年有2500万t低品位表外矿送废石堆场。现已堆存几十亿吨废石，其中铜金属含量达200万t以上。德兴铜矿与北京有色冶金设计研究总院合作，采用细菌浸出技术，建成了年产2O00t阴极铜的堆浸萃取一电积试验工厂。1997年5月开始喷淋，同年10月产出达到A级标准的电铜。该厂电解液净化采用了解阴极离子膜渗析除铁技术，除铁率达95%以上，同时可回收电解液中的硫酸。该试验厂具有一定代表性，反映我国堆浸一萃取－电积技术的一般水准。吨铜综合电耗5000一6000KW•h/t。

总结：