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銅的冶煉工藝有火法冶煉和濕法冶煉兩種工藝?;鸱ㄒ苯鹗巧a銅的主要方法,目前世界上 80% 的銅是用火法冶金生產的。特別是硫化銅礦,基本上全是用火法處理。火法處理硫化銅 礦的主要優(yōu)點是適應性強,冶煉速度快,能充分利用硫化礦中的硫,能耗低,特適于處理硫化銅礦和富氧化礦。 世界上 20% 左右的銅采用濕法冶煉工藝提取。該法是在常溫常壓或高壓下,用溶劑浸出礦。石或焙燒礦中的銅,經過凈液,使銅和雜質分離,而后用萃取-電積法,將溶液中的銅提取出來。對氧化礦和自然銅礦,大多數(shù)工廠用溶劑直接浸出;對硫化礦,一般先經焙燒,而后浸出。
銅治金技術的發(fā)展經歷了漫長的過程,但至今銅的冶煉仍以火法治煉為主,其產量約占世界銅總產量的85%,現(xiàn)代濕法冶煉的技術正在逐步推廣,濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。 火法冶煉與濕法冶煉(sx-ex)。
新式火法煉銅是當今生產銅的主要方法,世界上80%以上的銅是用火法從硫化銅精礦中提取的?;鸱掋~Zui突出的優(yōu)點是適應性強,能耗低,生產效率高。
硫化銅精礦的火法熔煉,一般包括三個過程。第一個過程是將銅礦熔煉成冰銅,每二個過程是將冰銅吹煉成粗銅,Zui后把粗銅精煉成純銅(也是就是電銅)。精煉又分火法精煉和電解精煉。
在密閉鼓風爐、反射爐、電爐或閃速爐進行造锍熔煉,產出的熔锍(冰銅)接著送入轉爐進行吹煉成粗銅,再在另一種反射爐內經過氧化精煉脫雜,或鑄成陽極板進行電解,獲得品位高達99.9%的電解銅。該流程簡短、適應性強,銅的回收率可達95%,但因礦石中的硫在造锍和吹煉兩階段作為二氧化硫廢氣排出,不易回收,易造成污染。近年來出現(xiàn)如白銀法、諾蘭達法等熔池熔煉以及日本的三菱法等、火法冶煉逐漸向連續(xù)化、自動化發(fā)展。
近代煉銅鼓風爐多處理燒結塊,煙氣so2濃度低。50年代改為處理混捏精礦和部分塊料,并采用料封爐頂,提高了煙氣so2濃度,精礦中的硫得到較好的利用。1981年蘇聯(lián)公布了硫化銅礦鼓風爐富氧自熱熔煉的專利,以低品位塊礦或精礦制成的團塊(或粒)為原料,鼓入含氧24~45%的富氧空氣,實現(xiàn)自熱熔煉,產出冰銅;煙氣回收單質硫后,還可制取硫酸。1950年,英國建成鉛、鋅鼓風爐,處理鉛、鋅混合礦,同時獲得金屬鉛和鋅。
在鼓風爐熔煉的溫度下,銅基本上不以金屬形態(tài)揮發(fā)。sno在1533k時的蒸氣壓可達101.3kpa,sno2在1073k時開始少量揮發(fā),但在1673~1773k時不能完全熔化,因此,在還原氣氛下,銅以低價氧化物的形態(tài)存在時,可除去一小部分。
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