铜湿法冶金现状及发展趋势.pdf

第 3 7卷 ， 第 2期 2 0 1 1 年 4月 安 徽 化 工 ANHUI CHEMI CAL I NDUS TRY Vo 1 ． 3 7． No ． 2 一 Ap r ． 2 01 1 13 铜湿法冶金现 状及发展趋 势 黄 旺银 ， 苏庆平 成都理工大学材料与化学化工学院 ， 四川 成都6 1 0 0 5 9 摘要 随着铜矿石开采品位逐年下降 ， 难处理矿石逐渐增加 以及二 氧化硫造 成的环境污染越来越严重 ， 近年来人们对湿法炼铜 “ 浸 出一 萃取一电积” 技术 给予 了很 大的关 注。就 目前数种湿法冶金方法进行评述对 比， 并 对其 发展前景进行 了展望 。 关键词 湿法冶金 ； 现状 ； 展望 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 8 - 5 5 3 X． 2 0 1 1 ． 0 2 ． 0 0 4 中图分类号 T F 1 1 1 ． 3 文献标识码 A 文章编 号 1 0 0 8 5 5 3 X 2 0 1 1 0 2 0 0 1 3 0 3 随着科技 的进步和经济的发展 ， 国内外对铜产 品的 需求量越来越大。随着铜矿石开采品位逐年下降 ， 难处 理矿石逐渐增加 以及二 氧化硫对环境造成 的污染越来 越严重 ， 国家每年都需要从 国外进 口大量的铜原料和铜 制品， 铜的供需矛盾十分突出。而湿法炼铜技术 目前达 到了相当的生产规模和很高的机械化 、自动化水平 ， 已 经成为一种主要的炼铜方法 ， 故对湿法炼铜方法进行总 结对我国铜 业的可持续发展具有重要意义。 1我 国铜 资源及 生产 简况 我 国铜矿产资源相对缺乏【 l I ， 且 品位低 ， 质量差 ； 大 型矿少 ， 中小型矿多 ； 贫矿多 ， 富矿少 ； 复杂金属矿多 ， 单 一 矿少 ； 地下矿多 ， 露天矿少 ， 采选难度较大。由于原矿 品位低 ， 矿物组成复杂， 因而选矿成本高。 精矿品位普遍 偏低 ， 给后续冶炼造成一定难度 。我 国铜资源并不丰富 12 1 ，铜贮量虽然有 6 0 0 0多万 吨， 但贫矿多 ， 富矿少 ， 而且 矿石 品位偏低 。 在云南 、 四川 、 贵州、 江西 、 西藏等省还有 许多难选铜矿和含砷铜矿 ，铜贮量在几百万吨以上 ， 这 些难选矿和低品位铜资源采用常规 的采 、 选 、 冶方法均 不能进行有效回收， 因此湿法炼铜技术在我 国有广 阔的 市场前景， 可以成为各铜矿 山新的经济增长点。 2 铜湿法 冶金工艺流 程 湿法冶金 的主要技术是“ 浸 出一萃取一 电积 ” ， 其工 艺流程如 图 1 所示 。 3 铜 的湿法 冶金技术现状 3 ． 1 堆 浸技 术 堆 浸 是 国 内外 化学 选矿 最 为 成熟 、 应 用 范 围最 广 的 浸出工艺 ， 目前世界上采用湿法回收的铜金属绝大多数 来 自难采 、 难选 的低 品位矿石的堆浸 。 由于常规堆浸酸 囡 匦 图 1铜湿法冶金工艺简易流 程 耗高 ， 浸 出率相对较低 ， 因而提高铜的浸出率 ， 缩短浸出 周期 ， 降低酸耗 ， 才能提高浸 出的经济效益。1 9 8 0年在 I o A g u i r r e 矿建成世界上第一个采用薄层技术浸 出回收 1 ． 7万吨阴极铜金属 的铜水冶厂，其浸 出矿石为氧化铜 和辉铜矿的混合物 ， 平均品位为 1 ． 9 ％。 而水冶厂将方法 改进后 ， 每公斤铜 的酸耗 由 6～7 k g降至 4 ． 3 k g ， 浸 出时 间 由 1 2～l 4天缩短 至 7～8天 ，同时年 生产能 力 由 1 ． 2～1 _ 3 万吨提高到 2 ． 2 万 吨。 此外 ， 薄层浸出法克服了 浓酸熟化浸 出法 中矿石 干法磨细的粉尘 问题和搅拌操 作可能产生有害气体逸出的问题。 我国用此法 回收铜的应用相对较少 。目前全国铜矿 采出的表外矿和废石 中 含铜低 于 0 ． 3 ％ 含铜 6 0 0万吨 以上 。可浸出利用的尾矿中含铜 2 0 0万 吨以上 ， 此外还 有许多难选的氧化铜矿和含砷铜矿等。可见 ， 我 国低品 位铜矿和难选难炼的铜矿储量较大。但截至 目前为止 ， 采用 瀑法 回收 的铜 金 属产 量仅 占年 总产 量 的 2 ％，与近 年来全世界投产的许多矿山相 比差距较大。 3 - 2 细菌浸出技术 收稿 日期 2 O l O 一 1 2 - 0 8 作者 简介 黄旺银 1 9 8 3 一 ， 男 ， 在读 研究 生 ， 研究方 向 岩矿分析和矿产资源的综合利用 ， 1 3 8 8 2 2 6 8 1 4 0 ， y y h x h w y 1 6 3 ． c o l n 。 一 1 4 总第 1 7 0 期 2 0 1 1 年第 2期 第 3 7卷 安 徽化 工 1 9 4 7年首次报道细菌与矿山酸性排水 的关系l 5 j。工 业规模应用铜生物浸出是在肯尼科特铜公司进行的。 在 过去的十年 中， 铜的生物浸出已得到广泛应用。次生铜 矿物生物浸 出和堆浸处理边际品位含铜原矿均有工业 生产的记载。 与硫化铜矿浸出及其他硫化矿处理有关的 主要细菌包括如下几种类型 1 在低温 2 0～ 4 0 c c 下操作 的有 氧化铁硫 杆 菌、 氧化硫杆菌 、 氧化铁细螺菌 。 2 在 中温 4 0～ 5 5 C 下操作 的有 喜 中温型细 菌 。 3 在较高温度 5 5～8 5 ℃ 下操作的有 喜高温型 细菌。 广泛应用于生物浸 出或生物氧化 的细菌是氧化铁 硫杆菌。随着技术的进一步发展 ， 喜中温型细菌和喜高 温型细菌都将应用在堆浸和就地浸出的提铜工艺中。 目前堆浸和生物堆浸技术在我国已经实现了工业化 ， 只 是生产规模还 比较小 。 3 ． 3地下溶浸技术 中条山有色金属公 司成功开发 了地下溶浸新工艺 用以处理低品位矿和地下开采过程的残 留矿 ， 现在 已经 扩大到 1 5 0 0 t ／ a阴极铜的能力 ，生产成本不 到 1万元 ／ 吨 ， 填补了我国铜矿地下浸 出的技术空 白。 地下浸出技术对品位低 、 埋藏深 、 不易开采或工程 地质条件复杂 、 用常规技术开采不经济的矿体具有重要 意义 [6 1 。如美 国亚利桑那 州 的圣 一曼 纽儿铜矿 S a n Ma n u e 1 是～个大型的斑岩铜矿 ， 从上世纪 5 0年代即开 始大规模 的采矿 ， 目前还有几亿吨矿石 ， 上部氧化矿品 位 0 ． 3 6 ％～ 0 ． 4 ％采用堆浸 ， 下部采空区则进行地下溶浸 ， 将含硫酸的萃余液通过注液井注入地下 ， 利用地下旧的 运输巷道将溶液收集在集液池中， 然后泵送到地面与堆 浸液合并后送到萃取液电积厂 ，湿法铜 的生产能力为 7 - 3万 t ／ a 。如果被浸出的矿石 中含有硫化铜 ， 为了提高 铜的浸出率 ， 需要与生物浸出技术结合起来。 3 ． 4 氨浸技术 云南东川汤丹铜矿与北京矿冶研究总院合作 ， 针对 高碱性脉石氧化铜矿开发了氨浸一萃取一 电积工艺 ， 这 也是世界上唯一采用氨浸技术直接处理铜矿的工艺。 上 世纪 9 0年代初澳大利亚 B H P公 司开发 了一项采用氨 浸一萃取一 电积工艺从主要成份为辉铜矿的铜精矿 中 回收铜 的新工艺 ， 称为埃斯康的达 E s c o n d i d a 法 ， 该工 艺的技术关键点有 I 辉铜矿 C u 2 S 中以一价铜存在 的铜在氨性溶 液中很容易被氧化而进入溶液 中， 其反应速度 比全部铜 溶解的速度高出一个数量级 。 2 在高浓度的氨性溶液中， 可以采用汉高公司生 产的萃取剂 L I X 5 4 -- 1 O 0 。这种萃取剂对铜有很高 的容 量 ，未 经稀 释 的 L I X 5 4 --1 0 0对 铜 的容 量 可 以达 到 l O O g ／ L ， 而且负载有机物中的铜很容易被硫酸反萃取。 3 由于采用氨性溶液浸出 ， 许多杂质都不会进入 浸出液 中， 再加上溶剂萃取 的选择性 ， 因而可以得到质 量很好 的反萃液 ， 生产的阴极铜纯度可达到 9 9 ． 9 9 9 ％。 氨浸适于处理碱性脉石高的铜矿。 我国针对云南汤 丹铜矿作了大量研究工作 。 处理低铜低硫精矿时首先在 回转窑中于 5 0 0～6 0 0 ℃下焙烧 ，使精矿中的硫化铜转 变为氧化铜或硫酸铜 ， 然后在管式釜中于 8 01 0 0 ℃下 氨浸 ， 浸出后的矿浆在浓密机中进行液固分离 ， 浸出液 进入萃取系统 ， 萃取剂为 L I X 5 4 --1 0 0 ， 铜反萃液生产阴 极铜。该工艺还可以处理当地高品位 、 高碱性脉石的氧 化矿 ， 不需要经过焙烧 ， 氨浸可以在常温常压下进行。 4 结束语 湿法炼铜技术经过数十年的研究与开发 已达到相 当大的工业生产规模和很高的技术水平 ， 正以前所未有 的速度发展成为铜工业生产 的主要技术走 向， 同时也可 以用于 A u 、 S n 、 B i 等金属矿物的提取 ，具有极高的工业 应用价值和发展前景。 我国的湿法炼铜技术正处在发展 阶段 ， 与西方国家相 比还有较大差距 ， 生产规模较小 ， 生 产水平落后 ， 还需要多学科 的科技工作者联合攻关。 参 考 文 献 [ 1 】李继璧． 国内铜湿法冶金工艺应用现状【 J 】 _ 湿法冶金， 2 0 0 7 ， 2 6 1 1 3 1 6 ． f 2 】刘 大星 ， 蒋开喜． 铜湿法冶金技术的现状及 发展趋势【 J ] ．有 色冶 炼 ， 2 0 0 0 ， 2 9 4 1 5 ． [ 3 ]李继壁．我国铜湿法冶金工艺 的应用 【 J ] ．资源再生 ， 2 0 0 7 9 72 -7 5． 『 4 】姜永智， 廖雪珍， 郭亮明， 等． 铜湿法冶金技术的研究与应用评 述I J l1． 甘肃有色金属 ， 2 0 0 2 ， 2 7 1 1 6 2 2 ． [ 5 】郭亚惠． 铜湿法冶金现状及未来发展方 向 【 J 1 ． 中国有色冶金 ， 2 0 0 6， 3 5 4 1 6， 1 3 ． 【 6 】刘大星． 铜湿 法冶金技术进展及 对铜工业 的影响【 J 】 ． 有色金属 工业 ， 2 0 0 0 1 0 3 5 3 8 ． [ 7 I蒋学先 ， 贾喜君 ， 何贵香． 铜的湿法冶金现状及展望 金属材 料与冶金工程 ， 2 0 0 7 5 6 1 6 4 ． 口 下转 第 2 4页 2 4 总第 1 7 0期 2 0 1 1 年第 2 期 第 3 7 卷 安 徽化工 f 6 1李洪来 ， 张安 龙． 机械法制 纤维素纤维缓冲包 装材料的影响因 素研究I J l _包装工程 ， 2 0 0 7 ， 2 8 9 9 5 9 7 ． 『 7 1赵红 ， 麒麟 ， 李 洪来． 不 同填 充物对机械法制纤 维素缓 冲包 装 材料性能的影 响[ J 】 _包装工程 ， 2 0 0 8 ， 2 9 1 0 6 8 7 0 ． 『 8 1 J ． W． L a wt o n， R． L ． S h o g r e n ， K． F ． T i e f e n b a c h e r ． As p e n fi b e r a d d i t i o n i mp r o v e s t h e me c h a n i c al p r o p e r t i e s o f b a k e d c o r n s t a r c h f o a m s [ J ] ． I n d ． C r o p ．P r o d ． ， 2 0 0 4 ， 1 9 4 l 4 8 ． 【 9 】Y． Z ． Wa n， Ho n g l i n L u o ， F ． He ， e t a1． Me c h ani c a l ， mo i s t u r e a b s o r pt i o n， a n d b i o de g r a da t i o n be h a v i o u r s o f b a c t e r i alc e l l ul o s e fi b r e r e i n f o r c e d s t arc h b i o c o mp o s i t e s [ J ] ． C o mp o s ． S c i ． T e c h n o 1 ． ， 2 0 0 9 ， 6 9 1 2 1 2 1 2 1 7 ． 口 S y nt h e s i s a n d Cha r a c t e r i z a t i o n o f Fo a me d Co r n S t r a w ／ St a r c h M at e r i a l HUA G j u n， A G Hu a -l i n S c h o o l o f C h e mi c a l T e c h n o l o g y ， He f e i U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， He f e i 2 3 0 0 0 9 ， C h i n a Abs t r a c t S t a r c h ／ Co r n s t r a w f o a m c o mp o s i t e s we r e f a b ric a t e d b y b a k i n g me t h o d f r o m a mi x t u r e o f C O 1 T I s t r a w a n d s t a r c h， a bu n d a n t a n d n a t u r a l r e ne wa b l e ma t e r i a l s ．T he f o a m c o mp o s i t e s we r e c h a r a c t e r i z e d a n d a n a l y z e d wi t h i mpa c t t e s t e r ，a n d s e n s o r y e v a l u a t i o n ．A c e nt r a l c o mp o s i t e d e s i g n wa s c o n s t r uc t e d us i n g t he s o f t wa r e De s i g n Ex p e r t Ve r s i o n 7 ． 0 ． 0 t o e v a l u a t e t h e e f f e c t s a n d i n t e r a c t i o n s o f f o u r f a c t o r s，i ． e ．Na OH c o n t e nt ，s t a r c h c o n t e n t ，a d he s i v e a n d c r o s s l i nk a g e n t c o n t e n t o n t h e t r e a t me n t e f fic i e n c y ． Th e o pt i mu m c o nd i t i o n s a r e r e a c t i o n t e mp e r a t u r e 6 5 ～6 7 o C．r e a c t i o n t i me 1 0 N 1 4h h o u r ． Ke y wo r ds c o r n s t r a w； r e s p o n s e s u r f a c e me t h o d o l o g y； f o a mi ng 上接 第 1 4页 S i t ua t i o n a nd De v e l o pi ng Tr e n d o f Co pp e r Hy dr o me t a l ur g y HU AN G Wa n g - y i n ， S U Q i n g - p i n g D e p ． o f Ma t e r i a l s a n d C h e mi s t ry a n d C h e m i c a l E n g i n e e ri n g ， C h e n g d u U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o gy， C h e n g d u 6 1 0 0 5 9 ， C h i n a Abs t r a c t W i t h t h e e x p l o i t a t i o n o f c o p p e r o r e g r a de d e c r e a s e d y e a r b y y e a r ， g r a d u a l l y i nc r e a s e t h e r e f r a c t o r y o r e a n d s o c i e t y’ S e n v i r o n me n t a l p o l l u t i o n c a u s e d b y S O2 a t t e n t i o n ．Es p e c i a l l y i n r e c e n t y e a r s p e o p l e w e t c o p p e r “ l e a c h i n g e x t r a c t i o n o f a n e l e c t r i c a l p r o d u c t ”t e c h n o l o g yt o g i v e a g r e a t d e a l o f a t t e n t i o n ． T h i s a rti c l e i s n o w r e v i e w s e v e r a l k i n d s o f c o mme n t s o f h y d r o me t a l l u r g i c a l me t h o d s i n c o n t r a s t a n d ma k e p r o s p e c t s ． Ke y wo r d sh y d r o me t a l l u r g y； s t a t us ； p r o s p e c t ． ． 夺 ． 牵 牛 牵 孛 幸 幸 牵 寺 夺 夺 争 夺 夺 牛 夺 牛 夺 牵 争 夺 孛 夺 夺 幸 孛 牵 夺 夺 夺 寺 夺 夺 夺 ‘ 夺 ‘夺 ‘ 幸 ‘ 争 ‘ 夺 。 争 ‘ 寺 ‘ 孛 ‘ 寺 ‘ 上接第 l 7页 Pr e l i mi na r y Di s c u s s i o n o n t h e M e t h o d o f I nc r e a s i n g t h e Co a t i n g Ad he s i o n o f Au t o mo b i l e Pl a s t i c Co mpo ne nt s Z HA0 Da n H e f e i C h a n g h e A u t o m o b i l e C o ． ， L t d ， H e f e i 2 3 0 0 2 2 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e c o a t i n g a d h e s i o n o f p l a s t i c c o mp o n e n t s i s p r o n e t o b e p o o r b e c a u s e o f t h e i r s ma l l p o l a ri t y ，b i g c r y s t a l s i z e，l o w s u r f a c e t e n s i o n，p o o r we t t i n g a nd s mo o t h s u rfa c e ．T hu s i mp r o v i n g t h e c o a t i n g a d h e s i o n o f p l a s t i c c o mp o n e n t s i s o n e o f k e y pr o b l e ms t o be s o l v e d ．I n t h i s pa pe r ，t h e a u t h o r e l a b o r a t e d s o me r e l e v a nt t h e o rie s i n c l u d i n g t h e s o l u b i l i t y p a r a me t e r t h e o r y ，p h y s i c a l a d s o r p t i o n t h e o ry ，w e t t i n g a n d a n c h o r i n g r o l e ，a n d s e v e r a l me t h o d s w e r e i n t r o d u c e d t o i mp r o v e t h e c o a t i n g a d h e s i o n o f p l a s t i c c o mp o n e n t s t h r o u g h p r e t r e a t me n t be f o r e p a i n t i n g ． Ke y wo r d s a u t o mo bi l e p l a s t i c s； p r e t r e a t me n t ； p l a s t i c c o a t i n g s ； c o a t i ng； a d h e s i 0 n