提炼铜矿石是铜材生产的重要步骤,以下是对提炼铜矿石的详细介绍:
热法冶炼(火法冶炼)
原理:通过高温加热将含铜矿物转化为铜精矿,并通过多级冶炼得到精制铜。
适用矿石:高品位的硫化铜矿、氧化铜矿等。
主要步骤:包括烧结、精炼、连铸等。先将含铜的原矿石通过初步选矿得到铜精矿,然后在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉内进行造锍熔炼,产出的熔锍(冰铜)送入转炉吹炼成粗铜,再在反射炉内经过氧化精炼脱杂,或铸成阳极板进行电解,获得品位高达99.9%的电解铜。
优点:流程简短、适应性强、铜的回收率高。
缺点:矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出,不易回收,易造成污染。
电解法
原理:利用电解质溶液将铜离子还原成金属铜。
适用矿石:低品位的含铜矿石,如铜渣等。
优点:成本低、精度高、废水排放少。
浮选法
原理:利用浮力和附着力的差异,将含铜矿物与其他矿物分离。
适用矿石:含铜量较低、复杂矿石的提炼,如铜砂、黄铜矿等。
主要步骤:包括粉碎、浮选、脱泡、浓缩等。铜矿石提炼成铜的主要流程为矿石的破碎筛分、阶段磨矿阶段浮选、浓缩脱水、铜精矿。
其他方法
化学还原法:将含铜氧化物转化为金属铜,适用于一些特殊矿石。
氨浸法:在低温下将含铜矿物溶解,避免了高温炼制的能耗浪费。
提炼铜矿石所需的设备主要包括破碎机、磨矿机、浮选机、电解槽等。其中,破碎机用于将矿石破碎成适当的粒度,磨矿机用于将矿石磨细,使其中的有用矿物单体解离。浮选机则利用浮选原理将含铜矿物与其他矿物分离,得到铜精矿。电解槽则用于将铜精矿中的铜离子还原成金属铜。
磨矿细度:基本上要使有用矿物单体解离,只允许少量矿物与脉石的连生体。粒度上限为0.25mm,下线为0.01mm,小于0.01mm则矿石过粉碎泥化,会使浮选指标恶化。
矿浆浓度:影响浮选指标的主要因素。矿浆浓度稀,回收率低,但精矿质量较高。随着矿浆浓度的增加,回收率增加,达到一定值后,回收率会随矿浆浓度的增加而降低。一般在25-35%较为合适。
矿浆的酸碱度:大多数硫化矿物在碱性或弱碱性矿浆中浮选。一方面对捕收剂黄药较为有效,另一方面较之酸性介质,不会对设备造成腐蚀。各种药剂都存在一个浮与不浮的临界pH,控制临界pH就能控制各种矿物的有效分选。
药剂制度:药剂的种类和数量、加药地点、加药方式对浮选指标有重大影响。
充气和搅拌:目的是造成大量的能携带矿粒的活性气泡。但过分会使气泡兼并或矿泥夹带造成精矿质量下降。
浮选时间:时间过长,回收率增加,但精矿品位下降;时间过短,精矿品位有利但尾矿品位增高。
综上所述,提炼铜矿石是一个复杂而精细的过程,需要选择合适的提炼方法、使用先进的提炼设备,并严格控制提炼过程中的各项参数和条件。