電解銅冶煉方式大致可分火法與濕法兩種,下面就讓我們來了解一下這兩種電解銅冶煉方式。
1.火法冶金是指在高溫下應(yīng)用冶金爐把銅精礦中的大量脈石分離開,脫除各種雜質(zhì)原始,提取純金屬銅的最古老、最常用的方法、火法煉銅通過熔融冶煉和電解精煉生產(chǎn)出陰極銅,也即電解銅,一般適于高品位的硫化銅精礦。目前全世界的火法煉銅工藝都分為兩段,第一段是造锍熔煉,由銅精礦煉成含銅40-75%的銅锍或冰銅。第二段是將銅锍煉成含銅98%以上的粗銅?;鸱掋~所采用的步驟有:熔煉、吹煉、火法精煉和電解精煉。
熔煉:主要是造锍熔煉,目的是將銅精礦或焙燒礦中的部分鐵和其他金屬雜質(zhì)氧化,并于脈石和熔劑等造渣出去,產(chǎn)生含銅較高的冰銅。
吹煉:目的是進(jìn)一步脫除冰銅中的硫、鐵等雜質(zhì),回收精礦中的硫,獲取粗銅。
精煉:分火法精煉和電解精煉,火法精煉是利用某些雜質(zhì)對(duì)氧的親和力大于銅,而其氧化物又不溶于銅液等性質(zhì),通過氧化造渣或揮發(fā)除去,獲得純度較高陽極銅或火精銅。電解精煉可以使用火法冶金煉出來的陽極銅達(dá)到更高的純度。
銅精礦火法冶金的步驟:
銅精礦(含銅13-30%)……冰銅或銅锍(含銅40--70%)……粗銅(含銅≥97%)……陽極銅(含銅≥99%)……電解銅(含銅≥99.95%)
工藝流程:銅精礦……冶煉……冰銅或銅锍……吹煉……粗銅……火法精煉……陽極銅……電解精煉……電解銅(陰極銅)
火法煉銅流程是將含銅百分之幾或千分之幾的原礦石,通過選礦提高到含銅到20-30%作為銅精礦,再進(jìn)行造锍熔煉,產(chǎn)出的熔融銅锍(冰銅)接著吹煉成粗銅,粗銅再經(jīng)過氧化精煉脫雜,鑄成陽極板,陽極板電解精煉,獲得品位高達(dá)99.95%以上的電解銅。在硫化銅精礦冶煉的過程中同時(shí)還可以回收和提取硫、金、銀、銻、鉍、鎳等有價(jià)元素。
火法冶金的中間產(chǎn)物包括冰銅或銅锍粗銅陽極銅,最終產(chǎn)物為電解銅(陰極銅)。
冰銅:主要由硫化銅和硫化鐵互相熔解形成,它的含銅在20-70%之間,含硫在15-25%之間。冰銅較重,沉于下層,從熔煉爐的排銅口流出來,熔煉渣則從上部渣層排渣口排出。冰銅主要為吹煉爐生產(chǎn)粗銅的原來使用,冰銅為各企業(yè)自主內(nèi)定標(biāo)準(zhǔn)。
粗銅:是經(jīng)過吹煉爐吹煉后獲得的含銅約98%左右的銅,其外表粗糙含氣孔,由此得名,又稱"泡銅"(BLISTERCOPPER)。我國粗銅行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YS/T70-93);粗銅按化學(xué)成分分為3個(gè)牌號(hào):CU99.30C,CU99.00C,CU97.50C?;瘜W(xué)成分應(yīng)符合下表的規(guī)定。
品級(jí) | 牌號(hào) | CU不小于 | 雜質(zhì)含量不大于 |
AS | SB | BI | PB |
一號(hào) | CU99.30C | 99.30 | 0.06 | 0.05 | 0.01 | 0.08 |
二號(hào) | CU99.00C | 99.00 | 0.12 | 0.10 | 0.02 | 0.12 |
三號(hào) | CU97.50C | 97.50 | 0.34 | 0.29 | 0.07 | 0.40 |
陽極銅:是粗銅在陽極爐中火法精煉后的產(chǎn)物,鑄成陽極銅板,為各企業(yè)自主內(nèi)定標(biāo)準(zhǔn)。
陰極銅:是陽極銅通過電解精煉獲得的產(chǎn)物。目前執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T467-1997;陰極銅劃分為兩類:標(biāo)準(zhǔn)陰極銅(牌號(hào)CU-CATH-2)和高純陰極銅(牌號(hào)CU-CATH-1)。
GB/T467-1997標(biāo)準(zhǔn)陰極銅(CU-CATH-2)化學(xué)成分%
CU+AG不小于 | 雜質(zhì)含量,不大于 |
AS | SB | BI | FE | PB | SN | NI | ZN | S | P |
99.95 | 0.0015 | 0.0015 | 0.0006 | 0.0025 | 0.002 | 0.001 | 0.002 | 0.002 | 0.0025 | 0.001 |
供方需按批測定標(biāo)準(zhǔn)陰極銅中的銅、砷、銻、鉍含量,并保證其他雜質(zhì)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2、濕法冶金
濕法冶金的主要化學(xué)反應(yīng)是在水溶液中進(jìn)行的,在許多情況下需要與火法冶金相配合來完成,生產(chǎn)出的的精銅成為電積銅。一般銅礦物預(yù)先通過氧化或硫酸化焙燒,轉(zhuǎn)變可熔狀態(tài),然后再進(jìn)行浸出、凈化和電積獲取電解銅。
濕法冶煉的工序可簡單地分為三個(gè)步驟:浸出、萃取、電解
銅礦濕法冶金的一般工藝流程為:
銅礦……焙燒……浸出……凈化除雜……萃取……電積--電積銅(陰極銅)
火法冶煉與濕法冶煉的區(qū)別:
1).濕法冶煉設(shè)備簡單,但雜質(zhì)含量較高。
2).濕法冶煉有局限性,受制于礦石的品位及類型。
3).火法煉銅的成本要比濕法的高
濕法冶煉周期長、效率低、產(chǎn)能規(guī)模小,火法冶煉周期短,效率高,產(chǎn)能規(guī)模大。