湿法铜冶炼工艺电子版本.ppt

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1、湿法铜冶炼工艺9.1.2湿法炼铜的优点火法处理硫化铜矿虽具有生产率高，能耗低，电铜质量好，有利于金、银回收等优点，但目前已面临两个难题：一是资源问题；二是大气污染问题。1）资源问题：硫化铜矿作为目前火法炼铜的主要原料，开采品位越来越低，因此，低品位硫化矿、复合矿、氧化矿和尾矿将成为今后炼铜的主要资源。这类贫矿，火法是无法直接处理的。2）大气污染问题：只要以硫化矿为原料火法处理，都不同程度地存在着二氧化硫对大气的污染。基于上述两个原因，湿法炼铜近年来有了较大发展。9.1.3湿法炼铜的方法和工艺根据含铜物料的矿物形态、铜品位、脉石成分的不同，主要分以下三种：用于处理硫化铜精矿。用于处理

2、氧化矿、尾矿、含铜废石、复合矿石。用于处理高钙、镁氧化铜矿或硫化矿的氧化砂。硫酸浸出—萃取—电积法2焙烧—浸出净化—电积法1氨浸—萃取—电积法39.2焙烧-浸出-电积法（Roasting-Leaching-Electrowinning)。9.2.1工艺流程：图9.1工艺流程9.2.1硫化铜精矿的焙烧(1)焙烧的目的焙烧是首道工序，使炉料进行硫酸化焙烧，其目的是使绝大部分的铜变为可溶于稀硫酸的CuSO4和CuO•CuSO4，而铁全部变为不溶的氧化物(Fe2O3)，产出的SO2供制酸。(2)焙烧过程热力学主要反应：MeS+3/2O2=MeO+SO22SO2+O2=2SO3MeO+SO3

3、=MeSO4从以上反应可知，MeS焙烧的主要产物是MeO或MeSO4、SO2和SO3。生成的MeSO4在一定温度下会进行热分解；2MeSO4=MeO•MeSO4+SO3图9.2Me-S-O热力学稳定区图(3)焙烧过程动力学焙烧是固—气间的多相反应。反应速度取决于矿粒表面上的化学反应速度和气相中氧分子扩散到矿粒表面的速度。当温度较低时，化学反应速度小于气体的扩散速度，过程总速度取决于表面反应的条件并服从阿累尼乌斯指数定律。当温度较高时，化学反应速度迅速增大并超过气体扩散速度，过程总速度取决于气体的扩散速度。(4)焙烧设备及经济指标沸腾炉：一般为圆形(个别厂用长方形)。炉壳用钢板焊成，

4、内衬耐火砖。技术条件及经济指标列于下表9-1：表9-1沸腾焙烧炉的技术条件及指标指标国内一厂国内二厂田纳西铜公司①(美)恰姆比西铜厂(赞)加斯柏铜厂②(加)直径(内径)(米)2.521.6l4754.9高度(米)7.595.265129.4沸腾层高度(米)1.31.3----1.31.1床层温度(℃)660640～680500680525-560炉料水分(％)10.120～223010直线速度(米／秒)O.23O.42O.13-O.220.150.4空气的体积速度(米3／分)27.5～2814.2100～170325420～500风帽口风速(米／秒)1222---------空气过

5、剩系数(a)1.21.3---------产品：烟尘(％)303085---80焙砂(％)707015---20烟气中SO2浓度(％)---6.715.3---15.0炉料与焙砂中含硫量之差(％)10～1411.5-2210～12159给料率(干精矿)(吨／日)1910180～270220825炉料含铜（％）17.4--1817～192020～25---床能率（干料)(吨／日)3.82415-255539.2.2焙烧矿的浸出与净化焙砂中Cu主要以CuSO4、CuO•CuSO4、Cu2O、CuO存在，而Fe以Fe2O3存在。当用稀硫酸作溶剂时，除CuO•Fe2O3不溶外，其余都溶于硫

6、酸生成CuSO4。Fe2O3不溶于硫酸，但少量的FeSO4也溶于其中。影响浸出反应速度的因素是温度，溶剂浓度和焙砂粒度，通常温度在80～90℃，H2SO4>15g/L，焙砂粒度小于0.074mm，采取搅拌浸出。浸出过程1净化过程2浸出液的组成(g/L)：50～110Cu、2～18H2SO4、2～4Fe2+、1～4Fe3+，铁在电积时将反复氧化还原而消耗电能，故必须净化除去。常用的除铁法为氧化水解法，即在PH=1～1.5，T=60℃时，用MnO2将Fe2+氧化成Fe3+，然后使Fe3+水解成Fe(OH)3沉淀除去。即2FeSO4+MnO2+2H2SO4=Fe2(SO4)3+MnSO4

7、+2H2OFe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3↓+3H2SO4浸出净化设备3浸出和净化都可在带机械搅拌的耐酸槽内进行，浸出时可加絮凝剂加速沉淀，在Fe(OH)3成胶状沉淀时，可吸附溶液中的As、Sb、Bi等杂质一同除去。9.2.3电积过程铜的电积也称不溶阳极电解，以纯铜作阴极，以Pb-Ag（含Ag1%)）或Pb-Sb合金板作阳极，上述经净化除铁后的净化液作电解液。电解时，阴极过程与电解精炼一样，在始极片上析出铜，在阳极的反应则不是金属溶解，而是水的分解放出氧