1、铜的冶炼工艺 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。 A铜矿石的加工 工业上使用的铜有电解铜（含铜 99.999.95）和精铜（含铜 99.099.7）两种。前者用于电器工业上，用于制造特种合金、金属丝及电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。 a.铜矿石的分类及属性： 炼铜的原料是铜矿石。铜矿石可分为三类： （1 ）硫化矿，如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。 （2 ）氧化矿，如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石Cu2(OH)2CO3、蓝铜矿2CuCO3Cu(OH)2、硅孔雀
2、石(CuSiO32H2O)等。 （3 ）自然铜。铜矿石中铜的含量在 1左右（0.53 ）的便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量较高（835）的精矿砂。 b.铜矿石的冶炼过程： 从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。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： 2CuFeS2O2=Cu2S 2FeSSO2。一部分铁的硫化物转变为氧化物：2FeS3O2=2FeO2
3、SO2。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 2050之间，含硫率在 2327之间） ，FeO 跟 SiO2 形成熔渣：FeOSiO2=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（11001300） 。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） 。2Cu2S3O2=2
4、Cu2O2SO2，2Cu2O+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。 B.铜的冶炼工艺 铜冶金技术的发展经历了漫长的过程，但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%，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。 火法冶炼与湿法冶炼（SXEX ） 。 a.火法炼铜: 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
5、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 2030，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，但因矿石中的硫在造锍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。 生产过程大致如图： 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
6、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。 b.湿法炼铜: 一船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。 湿法冶炼过程为： c.火法和湿法两种工艺的特点 比较火法和湿法两种铜的生产
7、工艺，有如下特点： （1 ）后者的冶炼设备更简单，但杂质含量较高，是前者的有益补充。 （2 ）后者有局限性，受制于矿石的品位及类型。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。字体大小：大 | 中 | 小 2007-04-21 10:33 - 阅读：1545 - 评论 ：3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，世界上铜的冶炼方式主要有两种：即火法冶炼与湿法冶炼(SX-EX) 1. 火法: 通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即
8、电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。 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 : 一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。 3. 火法和湿法两种工艺的特点 比较火法和湿法两种铜的生产工艺，有如下特点： (1)后者的冶炼设备更简单，但杂质含量较高，是前者的有益补充。(2) 后者有局限性，受制于
9、矿石的品位及类型。(3) 前者的成本约在 70-80 美分/磅(约合 1540-1760 美元/吨)，后者仅为 30-40 美分/磅(约合 660-880美元/吨 )。可见，湿法冶炼技术具有相当大的优越性，但其适用范围却有局限性，并不是所有铜矿的冶炼都可采用该种工艺。不过通过技术改良，这几年已经有越来越多的国家，包括美国、智利、加拿大、澳大利亚、墨西哥及 秘鲁等，将该工艺应用于更多的铜矿冶炼上。湿法冶炼技术的提高及应用的推广，降低了铜的生产成本，提高了铜矿产能，短期内增加了社会资源供给，造成社会总 供给的相对过剩，对价格有拉动作用。1997 年铜的期价由1996 年的 2600 美元/吨高位跌
10、至目前 1998 年 11 月的 1600 美元/吨左右，与湿法冶炼 工艺比重的大大提高导致大量低成本铜上市有着直接的关系。 目前由于铜的平均生产成本在 1400-1600 美元/吨(64-73 美分/磅)，期价下跌是价格向价值的合理回归，随着冶炼工艺中其比重的不断 增加，铜的价格走向将会受到越来越深远的影响。据报道，目前湿法炼铜最低成本只有 20 美分/磅(合 450 美元/吨)，最高 77 美分/ 磅(合 1697.5 美 元/ 吨)，平均约低于 50 美分/磅( 合 1100美元/吨 )。需要指出的是，在 1995 年湿法炼铜的平均生产成本还只有 39 美分/ 磅，近来湿法炼铜平均生产
11、成本有所上升，主要是由于湿法炼铜工艺推广到了处理铜的硫化矿物的缘故。湿法炼铜工艺较适合处理铜的氧化矿物和贫矿，而处理硫化矿物及较富矿石时，或当矿 山地处寒冷地区，采用湿法炼铜工艺，其生产成本亦较高，多在50 美分 /磅以上。 中国自 70 年代开始研究从低品位铜矿中提取铜技术，1983 年建立了第一座湿法冶炼铜的工厂，年产 120吨，近来由于引进了国外优良的铜莘取 剂，加上地方铜工业的发展，现在已建成了几十座小型的湿法冶炼厂，规模从几百到 2000 吨不等，但年产铜仅 1.5 万吨，这与我国年产精炼铜 100 万吨的规 模相比远远不够。目前我国铜的生产成本大约在 18500 元左右，远远高于世
12、界平均水平 1477 美元(67 美分) 。“95“期间国家计委和中国有色金属工业 总公司把湿法冶炼项目列为重点攻关项目，在德兴铜矿、玉龙铜矿、大冶铜录山铜矿等地建几个示范工厂，经过几年努力，估计至本世纪末我国的湿法技术会有较大 发展，届时年产能估计可达 5 万吨以上。据统计，1980 年湿法炼铜的精铜产量占世界精铜产量的 2.5%，1994 年该比重提高到 10%，1997 估计提高到 18%预计最终湿法产铜的比例将提高到 25-35%之间。单位：万吨 1980 1994 1997 1998 湿法产铜比重 2 5% 10% 18% 20-25% 湿法产铜量 24 108 1723 225 1
13、.铜的冶炼工业上使用的铜有电解铜(含铜 99.999.95)和精铜(含铜 99.099.7)两种.前者用于电器工业上，用于制造特种合金、金属丝及电线.后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等.炼铜的原料是铜矿石.铜矿石可分为三类：(1)硫化矿，如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等.(2)氧化矿，如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石CuCO3 Cu(OH)2、蓝铜矿2CuCO3 Cu(OH)2、硅孔雀石(CuSiO3 2H2O)等.(3)自然铜.铜矿石中铜的含量在 1左右(0.53)的便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量较高(835
14、)的精矿砂.从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂.以黄铜为例，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+2SO2Cu2S 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 2050之间，含硫率在 2327之间)，FeO 跟 SiO2 形成熔渣：FeO+S
15、iO2=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(11001300).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+2SO22Cu2O+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
16、气体使氧化亚铜在高温下还原为铜.得到的精铜约含铜 99.7.2.废金属的利用废金属弃置不用，不仅是资源的极大浪费，而且占用土地，污染环境.目前，世界各国都十分重视废金属的回收再用.回收的废旧钢铁主要用于炼钢，利用某些边角余料可以生产某些设备、仪器的零件等.据计算，利用 1t 废钢炼钢，可节约矿石 2t、焦炭 1t、石灰石 0.5t.回收 1t 铬不锈钢，可节约铬 0.13t.回收 1t 镍铬钢，可节约铬 0.18t、镍 0.09t.同时，利用回收金属进行冶炼，还可以节约大量能源.3.我国的矿产资源矿产资源是自然资源的一部分，是大自然赋予人类的宝贵财富，是我国社会主义现代化建设的重要物质基础，我
17、国生产所需的 80左右的原材料来自矿产资源.我国幅员辽阔，是世界上矿产资源比较丰富、矿产品种比较齐全的国家.我国矿产资源总值居世界第三位，但人均拥有量约为世界人均水平的 1/3，居世界第 80 位.我国已发现的矿产有 168 种，其中已探明储量的有 152 种，已开发利用的有 132 种，已发现的矿床、矿化点有二十多万处.在金属矿产资源上，钨、锑、钛、稀土、菱镁矿居世界第一位，钒居第二位，锌、钼居世界第三位.金属矿产储量相对不足的有银、铁、铅、铜、金、镍等，储量相对短缺的有钾、铂、铬等. 参考答案：一种智能节能器本智能节能器是我公司自行研制开发的专利产品，适合于道路照明用的高压钠灯和金属卤化灯。主要功能是可以根据用户的要求来变换和限制灯的电流大小达到控制灯功率的作用。其设计原理是依据法拉第电磁感应定律 V=-N（d /dt）=-NBA ， 使交变电路中磁力线随着时间变化，可以改变电压的高低和电流的大小。本产品遵循这一定律，使节能器在智能控制模块的作用下，起到调整和控制电抗器件的阻抗，限制电流，减少输入功率，达到节能目的。本智能节能器具有体积小、自身功耗低、温升低、可靠性好、寿命长的优点，节能效果在 % 左右。
