铜湿法冶金现状及发展趋势

第37卷，第2期 2011年4月 安徽化工 7 一 011 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610059) 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 03969j00801 102004 中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1008553X(2011)02001303 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【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 121，铜贮量虽然有6000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 31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。1980年在 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19。而水冶厂将方法 改进后，每公斤铜的酸耗由67出时 间由12天，同时年生产能力由 121_3万吨提高到22万吨。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03)含铜600万吨 以上。可浸出利用的尾矿中含铜200万吨以上，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稿日期：2者简介：黄旺银(1983一)，男，在读研究生，研究方向：岩矿分析和矿产资源的综合利用63一 14 总第170期2011年第2期(第37卷) 安徽化工 1947年首次报道细菌与矿山酸性排水的关系l 5j。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(2040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(4055C)下操作的有：喜中温型细 菌。 (3)在较高温度(5585)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。 33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1500t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61。如美国亚利桑那州的圣一曼纽儿铜矿(个大型的斑岩铜矿，从上世纪50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03604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 7a。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。 34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90年代初澳大利亚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(，该工 艺的技术关键点有： (I)辉铜矿(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 产的萃取剂种萃取剂对铜有很高的容 量，未经稀释的，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99999。 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500600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80100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n、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，2007，26 (1)：1316 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，2000，29(4)：15 3李继壁我国铜湿法冶金工艺的应用【J资源再生，2007(9)： 724】姜永智，廖雪珍，郭亮明，等铜湿法冶金技术的研究与应用评 述肃有色金属，2002，27(1)：1622 5】郭亚惠铜湿法冶金现状及未来发展方向【国有色冶金， 2006，35(4)：16，13 【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，2000(10)：3538 7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，2007(5)：6164口 (下转第24页) 24 总第170期2011年第2期(第37卷) 安徽化工 安龙机械法制纤维素纤维缓冲包装材料的影响因 素研究007，28(9)：9597 71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，2008，29(10)：6870 81 JWLFof 2004，19：4l 48 【9】YZHe，et of 2009，69：12121217口 A G 30009，by a he 00 to of