自然界发现的含铜矿物有200多种

铜精矿与熔炼渣的鉴别规程
编制说明
一、任务来源
本标准制订任务由国家认证认可监督管理委员会下达，计划编号为2009B079，负责编制单位为厦门出入境检验检疫局。

二、编制情况：
2.1目的和意义
含铜物料主要有铜锍、铜精矿、铜矿石和铜熔炼渣（简称熔炼渣）。

我国为铜资源贫乏国家，鼓励进口铜资源，前三种货物均鼓励进口。

而熔炼渣为火法炼铜过程中产生的以炉料和燃料中各种氧化物互相熔融而成的共熔体，主要的氧化物是SiO2和FeO，其次是CaO、Al2O3和MgO等，因炉渣中往往含有铅、砷等对环境影响较大且不易治理的污染元素，被国家明令禁止进口。

但在国际贸易中，国内外的少量不法商人利用铜精矿（商品HS编码为26030000）和冶炼渣在外观上基本一致的特点，把实际上是冶炼渣的货物申报成铜精矿进口，逃避有关执法部分的监管。

作为口岸的执法部门，检验检疫系统必须有能力对这四中货物进行区分，并规范系统内的执法行为。

但目前上述商品的监管工作中基本上是依靠一线工作人员积累的经验，并无标准可以依据。

本标准可以填补该方面的标准空白，在今后的执法过程中可以有标准依据。

2.2概括
世界上大约80%的铜矿物组成是Cu-Fe-S矿。

Cu-Fe-S矿不易溶于水，所以从这些矿中提取铜通常采用火法冶金方式。

提取步骤如下：①通过气泡浮选法把Cu-Fe-S和Cu-S矿的颗粒富集得到铜精矿；②冶炼铜精矿得到熔融的冰铜；③吹炼熔融的冰铜得到粗铜；④用火法精炼和电炉精炼得到高纯铜。

在②步骤中得到冰铜和熔炼渣；在③步骤中得到粗铜和冶炼渣。

其余20%的铜是通过湿法冶金得到的，一般工艺如下：①用硫酸从碎矿中过滤出含杂铜的水溶液；②把含杂铜的水溶液经过溶解提取高纯铜的电解液；③从纯铜电解液中电镀得到纯的阴极铜。

湿法冶金过程中不产出熔炼渣，因此在本标准及编制说明中不予讨论和阐述。

2.2.1铜矿石
铜在地壳中最普遍的存在形式是以铜或铜铁的硫化矿存在，如黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿；从这些矿物中生产金属铜一般通火法冶金方式。

少量的铜也以氧化矿的形式存在（碳酸盐、氧化物、硅酸盐、硫酸盐）；从这些矿物中生产金属铜通常采用湿法冶金方式。

自然界发现的含铜矿物有200多种，但重要的矿物仅20来种。

除少见的自然铜外，主要有原生硫化铜矿物和次要的次生氧化铜矿物。

铜矿石的工业品位为0.4～0.5%，边界品名为0.2～0.3%。

常见的有工业价值的铜矿物见表1。

2.2.2铜精矿
硫化铜矿经过矿物加工处理后得到铜精矿。

浮选是矿物加工工艺的主要方法，重选、磁选、离析及溶浸等也有应用。

当前，铜选矿厂由破碎、筛分、磨矿、分级、选别和脱水等作业组成，其具体步骤为：
①破碎并把矿石研磨到要求的尺寸，将铜矿颗粒与非铜矿颗粒分离；把矿石中的铜矿物分离得到铜精矿需要把矿石磨得足够小，才能使铜矿颗粒从非铜矿颗粒中筛选出来。

颗粒尺寸太大，易引起铜矿物的相互结合或隐藏于非铜矿物中，阻碍浮选进行，颗粒尺寸太小，易引
起黏结结构，阻碍铜矿物浮选继续进行。

通常在-100μm至+10μm。

②采用气泡浮选法将铜矿物与非铜矿物分离，得到富铜精矿和贫铜尾矿。

最常用的捕获剂为戊烷基黄酸盐。

捕获剂也使用其他的含硫化合物，尤其是二硫代磷酸盐和硫羰氨基甲酸盐。

商业用的捕获剂通常是一些混合试剂，然而黄原酸盐，如戊基黄原酸钾，乙烷基黄原酸钠和异丙基黄原酸钠，是最常见的铜矿物捕获剂。

用熟石灰（CaO）控制pH值和支链乙醇气泡剂——天然（如松节油）或合成物质。

③经过处理的铜精矿一般含水8%左右，这个含水量是在运输精矿期间粉尘损失和运输这8%水分的费用相抵的平衡点。

简单说来就是：从铁矿（黄铁矿、磁黄铁矿）中对Cu的硫化矿（黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿）进行选择性浮选，通常需要黄原酸盐、二硫代硫酸盐或硫羰氨基甲酸盐这样的捕获剂，用熟石灰（CaO）控制pH值（OH-）和支链乙醇起泡剂。

铜精矿由于矿石产地、矿石种类和选矿技术条件的不同，其化学成分和矿物组成是十分复杂的，但是一般铜含量均在13%以上，粒度为-100μm以下。

此外因经过浮选工艺，铜精矿一般都含少量支链乙醇起泡剂，具有特殊气味。

2.2.3熔炼渣
熔炼渣是炉料和燃料中各种氧化物互相熔融而成的共熔体，主要的氧化物是SiO2和FeO，其次是CaO、Al2O3和MgO等。

表2列出了各种造锍熔炼工艺所产生炉渣的化学成分。

范围从小于1%到高达7%。

2.2.4铜锍
铜锍是以FeS-Cu2S为主，并溶有Au、Ag等贵金属及少量其他金属硫化物的共熔体。

现代造锍是在1150～1250℃的高温下，使硫化铜精矿和熔剂在熔炼炉内进行熔炼。

炉料中的铜、硫与未氧化的铁形成铜锍。

部分熔炼方法的铜锍平均化学组成见表3
表3部分熔炼方法的铜锍平均化学组成
氧操作的工厂越来越多，所产的铜锍品位也逐渐升高，一般达50%～70%，甚至达75%。

铜锍中的S含量一般低于理论量，并且在较小的范围内（21%～26%）变动。

从表3可以得到铜锍的基本特征是高铜、高铁、高硫，经过熔炼后铜锍还经常呈现为细砂至砾状，且常有明铜和烧结气孔存在。

2.3 主要内容
2.3.1取样方法的选择
因为GB/T 14263《散装浮选铜精矿取样、制样方法》已经非常成熟，因此本标准在精密度、份样数、份样量、取样工具、大样副样的确定、系统取样法和分层取样法方面完全参照GB/T 14263。

2.3.2制样方法的选择
GB/T 14263《散装浮选铜精矿取样、制样方法》完全适用于铜精矿和熔炼渣的制样。

当样品出现明铜时，需拣出并称重，折算后计入样品中铜含量。

2.3.3铜检测方法的选择
GB/T 3884《铜精矿化学分析法》完全适用于铜精矿或熔炼渣中铜的测定要求，因此铜检测按照该标准执行。

2.3.4鉴别方法
通过2.2的考察，可以认为：
①铜锍和铜精矿的主要区别为，铜锍经过高温熔炼，物理外观上呈现为细砂至砾状，常有烧结气孔和明铜，铜精矿为粉末状；从化学成分上分析，两者有交集，不易区别。

②铜锍与熔炼渣可以作为区别的重要特征为含铜量，铜锍铜含量高于25%，而熔炼渣的铜含量未超过7%。

③铜锍与铜矿石也可用含铜量来区别。

④铜精矿与熔炼渣可以作为区别的重要特征为含铜量，铜锍铜含量高于13%，而熔炼渣的铜含量未超过7%，且物理外观差别较大，铜精矿为粉末状，熔炼渣经过熔炼工艺，粒度不均匀，且有烧结气孔。

⑤铜精矿与铜矿石也可用含铜量来区别。

⑥铜矿石与熔炼渣区别，如果样品为块状时，则铜矿石多无烧结气孔，熔炼渣一般有烧结气孔；当样品为粉末状时需增加物相分析，铜矿石常伴有可以鉴别的生矿，熔炼渣主要成分为铁橄榄石或呈现无定形态，在鉴别时需慎重。

综上所述，铜精矿、铜锍与熔炼渣之间区别明显，铜精矿、铜锍与铜矿石之间区别明显，
均容易区分，铜矿石与熔炼渣通过适当的方法也可鉴别。