铜产品的介绍及工业电解铜冶炼工 艺流程
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目录
一、铜的简介 二、工业电解铜冶炼方法 三、湿法炼铜原理及流程 四、火法炼铜原理及流程 五、电解铜原理 六、新疆五鑫铜业电解铜冶炼流程
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阴极： Cu2+ + 2e- == Cu
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电解铜原理 Exceltek Electronics (HK) Ltd Confidential
铜的电解提纯
• 将粗铜（含铜99％）预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄 片作阴极，以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为 电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu)向阴极移动， 到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜（亦称电解铜）。 粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子 （Zn和Fe）。由于这些离子与铜离子相比不易析出，所以 电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析 出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。
铜的物理性质
• 金属铜（CU),熔点1083摄氏度,纯铜呈玫瑰色或淡红色, 表面有氧化铜膜后,外观呈紫铜色.
• 热导率和电导率仅次于银. • 化学稳定性强,耐腐蚀. • 铜的用途
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铜主要性能应用比例
性能
导电性
耐腐性 结构强度 装饰性
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谢谢！
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CuSO4 + Fe == Cu + FeSO4
置换反应
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湿法炼铜生产过程
• 一是浸铜，就是把铁放在胆矾（CuSO4·5H2O）溶液 （俗称胆水）中，使胆矾中的铜离子被金属置换成单 质铜沉积下来。
• 二是收集，即将置换出的铜粉收集起来，再加以熔炼 、铸造。
新疆五鑫铜业电解铜冶炼流程
富氧顶吹熔冶炼——转炉吹炼——回转式阳极炉精炼——常 规大极板电解精炼的冶炼系统。
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新疆五鑫铜业产能介绍
• 高纯阴极铜规划产能20万吨/年，达标产能10万吨/年 。 每天达标产能为274吨。 副产品硫酸56万吨/年、电金3.6吨/年、电银61.8吨/年
应用比例
64%
23%
12%
1%
黄铜:铜锌合金，机器零件，仪表。 青铜:铜锡合金等(除了锌镍外，加入其他元素的合金均称青铜) 白铜:铜钴镍合金,精密仪器制造
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铜矿资源的国家分布 Exceltek Electronics (HK) Ltd Confidential
我国铜矿资源分布
国内铜矿资源储量并不丰富，基础储量3000万吨 左右，主要分布在江西、西藏和云南三省的储量最 多，占全国铜矿储量的50%左右，此外，铜储量较 多的还有甘肃、安徽、内蒙古、山西、湖北、黑龙 江等6省区，这6省区的储量合计占全国铜矿储量的 32.3%。以上9省区的储量合计占全国铜矿总储量 的80%。
• 第二阶段，冶炼温度1200℃～1280℃将白冰铜按以下反 应吹炼成粗铜： 2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2 Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2
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火法炼铜流程图
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反射炉熔炼法
适于处理浮选的粉状精矿,反射炉为长方形，用优质耐火 材料砌筑。燃烧器设在炉头部，烟气从炉尾排出，炉料由 炉顶或侧墙上部加入，冰铜从侧墙底部的冰铜口放出，炉 渣从侧墙或端墙下的放渣口排出。采用氧气喷撒装置将精 矿喷入炉内，加强密封，以提高SO2浓度。中国白银公司 第一冶炼厂。
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电解铜原理
总反应方程式： 2CuSO4 + 2H2O = 2Cu+ 2H2SO4 + O2↑
阳极： 2H2O - 4e- == O2(气体) + 4H+
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闪速熔炼法
• 是将硫化铜精矿和熔剂的混合料干燥至含水0.3%以下 ，与热风混合，喷入炉内迅速氧化和熔化，生成冰铜 和炉渣。其优点是熔炼强度高，可较充分地利用硫化 物氧化反应热。降低熔炼过程的能耗。烟气中SO2浓度 可超过8%。闪速熔炼可在较大范围内调节冰铜品位， 一般控制在50%左右，这样对下一步吹炼有利。但炉 渣含铜较高。
鼓风炉熔炼法
• 即将硫化铜精矿混捏成膏状，再配以部分块料、熔剂 、焦炭等分批从炉顶中心加料口加入炉内，形成料封 ，减少漏气，提高SO2浓度。混捏料在炉内经热烟气干 燥、焙烧形成烧结料柱，块状物料也呈柱状环绕在烧 结料柱的周围，以保持透气性，使熔炼作业正常进行 。中国沈阳冶炼厂、富春江冶炼厂等采用此法。
冰铜：xCu2S·yFeS
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火法炼铜原理
• 吹炼第一阶段，将FeS氧化成FeO，造渣除去，得到白冰 铜（Cu2S）。冶炼温度1150℃～1250℃。主要反应是 ： 2FeS+3O2→2FeO+2SO2 2FeO+SiO2→2FeO·SiO2
工业电解铜冶炼
• 铜的冶炼方法可分为两类：火法冶金和湿法冶金。世界上 精铜产量的85%以上是用火法冶金从硫化铜精矿和再生铜 中回收的，湿法冶金生产的精铜只占15%左右。
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工业电解铜冶炼
• 火法炼铜：包括焙烧、熔炼、吹炼、精炼等工序，以 硫 化铜精矿为 主要原料，最后冶炼出含量达99.99%高纯铜 。
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电解铜成本
• 网上电价：0.35元/度 自备电厂：0.2-0.25元/度 电解铜耗电量：1050度/吨
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电解铜 Exceltek Electronics (HK) Ltd Confidential
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电炉熔炼法
• 炼铜采用电阻电弧炉即矿热电炉，对物料的适应性非 常广泛，一般多用于电价低廉的地区和处理含难熔脉 石较多的精矿。电炉熔炼的烟气量较少，若控制适当 ，烟气中SO2浓度可达5%左右，有利于硫的回收。
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铜矿石价格
• 铜矿石 5% 1200 元/吨 10% 2600元/吨 15% 4200元/吨
铜冶炼平均加工成本： 2500元/吨
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硫化铜矿石 Exceltek Electro• 湿法炼铜：湿法炼铜用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的 硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，这种方 法叫湿法炼铜。其原理就是用置换反应制取金属。
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湿法炼铜原理
• 化学方程式
CuO + H2SO4 == CuSO4 + H2O 复分解反应
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湿法炼铜流程图 Exceltek Electronics (HK) Ltd Confidential
火法炼铜主要步骤
• 焙烧：分别脱除精矿中部分或全部的硫，同时除去部 分砷、锑等易挥发的杂质。
• 熔炼：其目的是使铜精矿或焙烧矿中的部分铁氧化， 并与脉石、熔剂等造渣除去，产出含铜较高的冰铜。