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  • 铜精矿

    铜是人类最早发现和使用的金属之一,紫红色,比重8.89,熔点1083.4℃。铜及其合金由于导电率和热导率好,抗腐蚀能力强,易加工,抗拉强度和疲劳强度好而被广泛应用,在金属材料消费中仅次于钢铁和铝,成为国计民生和国防工程乃至高新技术领域中不可缺少的基础材料和战略物资。在电气工业、机械工业、化学工业、国防工业等部门具有广泛的用途。铜精矿是低品位的含铜原矿石经过选矿工艺处理达到一定质量指标的精矿, 可直接供冶炼厂炼铜。

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    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 铜精矿 拼音: tongjingkuang

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    主要矿物/铜精矿 编辑

    铜是一种典型的亲硫元素,在自然界中主要形成硫化物,只有在强氧化条件下形成氧化物,在还原条件下可形成自然铜。目前,在地壳上已发现铜矿物和含铜矿物约计250多种,主要是硫化物及其类似的化合物和铜的氧化物、自然铜以及铜的硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐类等矿物。其中,能够适合目前选冶条件可作为工业矿物原料的有16种。即自然元素:自然铜(含铜近100%);铜的硫化物:黄铜矿(含铜34.6%,括号指铜含量,下同)、斑铜矿(63.3%)、辉铜矿(79.9%)、铜蓝(66.5%)、方黄铜矿(23.4%)、黝铜矿(46.7%)、砷黝铜矿(52.7%)、硫砷铜矿(48.4%);铜的氧化物:赤铜矿(88.8%)、黑铜矿(79.9%);铜的硫酸盐、碳酸盐和硅酸盐矿物:孔雀石(57.5%)、蓝铜矿(55.3%)、硅孔雀石(36.2%)、水胆矾(56.2%)、氯铜矿(59.5%)[1]

    铜精矿 铜精矿

    目前,我国选冶铜矿物原料主要是黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、孔雀石等。按选冶技术条件,将铜矿石以氧化铜和硫化铜的比例划出三个自然类型。即硫化矿石,含氧化铜小于10%;氧化矿石,含氧化铜大于30%;混合矿石,含氧化铜10%~30%。

    我国铜矿物原料具有以下特点:

    1)适合选冶生产的铜矿物原料,赋存于多种矿床类型。其中,具有重要开采价值的矿床类型:岩浆型铜镍硫化物矿床、斑岩型铜矿床、夕卡岩型铜和多金属矿床、热液脉型铜矿床、火山-沉积块状硫化物型铜矿床、沉积型层状矿床等等。

    2)矿石结构构造复杂,嵌布粒度不均,多为不均匀浸染粒度矿石,甚至有不少矿物组合、组构嵌布细微,成分复杂,难选矿石较多。

    3)矿石化学成分多样,伴生、共生多种有益有害组分,选冶工艺条件复杂。目前,开发的矿区多数是综合性的铜矿床,共伴生多种有益有害元素。通过综合开采,综合利用,可变害为益,变废为宝。

    冶炼方法/铜精矿 编辑

    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。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吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出,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[2]

    现代湿法冶炼

    有硫酸化焙烧-浸出-电积,浸出-萃取-电积,细菌浸出等法,适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广,预计本世纪末可达总产量的20%,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。

    各国开采状况/铜精矿 编辑

    铜矿的选矿工艺主要是破碎--球磨--分级--浮选--精选等,对含镍钴钼金等稀贵多金属矿,可将粗选铜精矿再分别浮选镍精矿、钴精矿、钼精矿、金精矿。

    国际主要铜矿山企业包括智利的Codelco、澳大利亚的BHP BILLITON、美国的Freeport MacMoRan、英国的AngloAmeirican以及瑞士的Xstrata。主要冶炼厂包括Codelco、Freeport、Xstrata以及国内的江铜、铜陵和金川集团。

    据英国商品研究所统计,2012年世界铜矿产量1296.6万吨(含铜量),同比增长3.6%。其中智利产量依然独占鳌头,达351.1万吨(含铜量),占全球27.1%。中国排名第二,产量为160万吨。第三名是秘鲁,114.8万吨。

    铜精矿的供应压力主要来自供应发展缓慢——2012年铜精矿供应压力主要来自于矿石品位的下降。

    最近二十年间,智利铜矿矿石品位由1.61%下降到0.87%,同期全球范围内铜矿品位由1.45%下降到1.12%。智利大型矿业企业预计,到2020年智利铜矿平均品位可能为0.67%。

    目前智利正在开采的大型铜矿中,El Tesoro平均品位为1.57%,Los Bronces为1.40%,Escondida为1.20%,Collahuasi为0.80%,Codelco为0.78%,Los Pelambre为0.71%,Esperanza为0.66%[3]

    质量指标/铜精矿 编辑

    环境保护/铜精矿 编辑

    铜精矿中的有害元素主要为以下几种:

    各有害元素在铜精矿中的存在形式和化学性质:

    铅:在铜精矿中主要以硫酸盐及氧化物硫化物的形式存在,其中硫酸盐熔点(℃):1000℃;分解 ,1170℃。氧化物沸点:1535℃;熔点888℃。硫化物熔点 1114℃。

    砷:在铜精矿中一般分为两个类型,在硫砷铜矿所选出的铜精矿中主要以Cu3AsS4化合物状态存在。在砷黝铜矿所选出的铜精矿中主要以Cu12As4S13化合物状态存在。。

    氟:在铜精矿中含量极少,主要以CuF2等金属氟化物形态存在。CuF2熔点:950℃,分解温度: 950℃,沸点: 950℃。性质非常稳定,常温下不挥发。

    汞:主要在以砷黝铜矿及黑黝铜矿所选出的铜精矿中以Hg12As4S13 、Hg12Sb4S13化合物状态存在。属等轴晶系的硫盐矿物。单晶体常呈四面体(tetrahedron),英文名即由此而来。黝铜矿与砷黝铜矿Cu12As4S13 成类质同象系列。摩斯硬度3~4,比重4.6(砷黝铜矿)至5.0(黝铜矿)。通常呈致密块状或粒状。

    镉:常与锌共生于闪锌矿中,在铜精矿中含量几乎可以忽略不计,自然界中的形态为硫化镉CdS,微毒,无放射性,微溶于水和乙醇,溶于酸,极易溶于氨,熔点: >999℃。常温常压下,CdS不挥发。

    相关文献

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    参考资料
    [1]^引用日期:2014-02-26
    [2]^引用日期:2014-02-26
    [3]^引用日期:2013-08-02
    扩展阅读
    1《中国大百科全书》

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