铜是怎么样冶炼出来的

我叫何丑丑い 2024-11-28 22:50:17

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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99.9％～99.95％）和精铜（含铜99.0％～99.7％）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[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（0.5％～3％）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（8％～35％）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、**2o3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＋2so2↑。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20％～50％之间，含硫率在23％～27％之间），feo跟sio2形成熔渣：feo＋sio2=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（1100～1300℃）。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＋2so2↑，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（sx－ex）。
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20－30％，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**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**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 20210311

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