现代铜湿法冶金工业概貌
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立志当早,存高远
现代铜湿法冶金工业概貌
显然,要由湿法工艺从低品位矿直接生产高质量的铜就需要将浸取液中的铜与铁分离,而且要富集到可以进行电积的浓度,即要浓缩10 倍左右。
萃取
和离子交换虽然都可以满足这些要求,不过生产成本高。
直到美国通用选矿化学公司(General Mill Co.)发明了一种从浸取液中萃取铜,不需要用碱中和的萃取剂情况才发生了变化。
1968 年美国亚利桑那州然伽施(Ranches)开发和发展公司进行了工业试验,考察新萃取剂用于从堆浸液中回收铜技术的可行性和经济指标,试验结果表明,技术完全可行,而生产的电解铜成本只有当时市场价格的一半左右。
在过去的30 多年中,浸取、萃取、
电积的技术不断发展、提高,使湿法工艺成为铜工业中最有活力,发展最快的部分。
现代铜湿法工业包括浸取-萃取反萃-电积三部分,构成三个循环,如下图所示。
萃取是承上启下的关键部分,如上所述,正是由于萃取技术的发展,才开创了现代铜湿法冶金的新局面。
浸取时,酸与铜矿石反应使铜溶解进入溶液,萃取过程中铜离子和萃取剂的质子交换,进入有机相,质子进入水溶液,萃余液酸度重新提高。
萃余液返回浸取。
有机相中负荷的铜用电积残液反萃,得到富电解液,电解液的酸度下降,而使萃取剂恢复酸的形态,返回萃取。
电积过程中,铜在阴极析出,阳极析出氧气并产生等摩尔的硫酸。
所以,从化学反应上看,整个过程贯穿着铜离子和质子的交换和取代,两者逆向运动。
电积时产生的质子消耗于矿石,矿石中浸出的铜为最终产品。
现代铜湿法冶金流程示意图
(其中浓度单位除标明外,均为g/L)。