有色冶金金铜课品.ppt

第一篇重金属冶金 第2章铜冶金 2.1绪论 2.2造锍(冰铜)熔炼的基本原理 2.3冰铜熔炼的方法 2.4冰铜吹炼 2.5粗铜火法精炼 2.6铜的电解精炼 2.7铜的湿法冶金 2.1绪论 2.1.1发展简史 ●铜是人类最早发现和使用的金属之一(石器时代之后便是 青铜器时代); ●中国是世界上最早使用铜器的国家之一(铜钱、铜鼎); ●17世纪发明现代炼铜法后,铜产量才明显增加; ●目前的产铜大国:美国、智利、日本、中国。 2.1.2铜的性质 ■物理性质 ◇玫瑰红色,柔软,具有展性,易于锻造和压延。 ◇导电性和导热性仅次于银,如果把银的电导率和热导率看作 100%,则铜的电导率和热导率分别为93%和73.2%。由于热导 率高,铜不易局部加热至高温,因此较难焊接。 铜的主要物理性质见下表 铜的主要物理性质 密度溶点沸点 电阻率 热导率 名称 熔化热汽化热质量热容 /(n·m) (wcm-1K-1)/(J·g-1)/(J·g-)/(Jg1.K-) 8.96(20℃)1083.42567 17.241 204.748000.3843(20℃) ◇铜原子的电子层结构如下表 铜原子电子层结构 主层 K 亚层 电子数 26 2610 问题:铜有几种价态?为什么? 3d与4s能级相近,铜不仅能失去4s上的电子,也可能失去3d上 的一个电子,因此其形成化合物时有+1和+2两种价态。 ■化学性质 ◇铜在干燥的空气中常温时稳定,加热生成黑色Cu0; 令在含CO2的潮湿空气中,其表面生成铜绿[Cu(OH2CO3; 令铜绿有毒,因此纯铜不要用作食具,用之前必须镀锡 ◆铜属正电性金属,电位序中位于氢之后,不能从酸中置换氢 ◆铜及其化合物与各种溶剂的作用情况见下表: 铜及其主要化合物与各种溶剂的作用情况 锅及其化合物 HNO3 FeCes +(△) Cu?O- FeO3 (※) +(※) CuRes Cus FeS4 注:“+一溶解;“-”一不溶解;“+-”一部分不溶解;△—O2存在时;※一一加热时。 2.1.3铜的用途 铜在各部门应用中所占的百分比 部门 1970 1980 电气工业 48.0 49.3 48.2 建筑工业 16.2 运输交通 通用工具 18.6 19.3 家用及其他 7.4 7.8 合计 100 2.1.4铜的冶金原料 ◆铜在地壳中的含量很低(约为0.01%),个别矿床中可达3%一5% ◆自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿,其中硫化铜矿占80% 以上(一般含铜2%-3%)。 ◇自然界中铜矿物有240种,其中有工业开采价值的铜矿仅有10余种(见 下页) 世界铜资源主要分布在北美、拉丁美洲和中非,世界已探明储量约35 亿万吨,其中美洲占60% 我国铜生产主要集中于华东地区,其中安徽和江西两省约占30%; ◇我国可供开采的铜矿很少,有江西德兴铜矿、西藏裕龙铜矿、玉龙铜矿 、新疆阿舍勒铜矿。 铜的主要矿物 矿物类别 矿物名称 化学分子式m(C)/%密度/(k 自然矿物 自然 10089红色 辉铜矿 79 5.5~58 灰黑色 铜蓝 66.7 红蓝色 黄铜 ccc 34.6 4.1-4.3 黄色 化矿 斑铜矿 63.5 红蓝色 硫砷铜矿 4.45 灰黑色 黝铜矿 (Cu, Fe)n2Sb4S13 25/45.7 4.6~5.1 灰黑色 赤铜矿 88 黑铜矿 79 孔雀石 895 5.8-~6.1 灰黑色 亮绿色 氧化矿物 蓝铜矿 2CuCO3 Cu(OH)2 68.2 3.77 亮蓝色 硅孔雀石 绿蓝色 CuSO4·5H2O 口目前工业开采的铜矿石一般含铜0.4%-0.5%,火法冶金时,必须进行 选矿以提高铜矿的品位; 口湿法冶金时,不进行选矿,而是直接浸出提取铜。 原矿石 对精矿(约30%Cu) (0.5%Cu) 进行脱水和干燥 转破碎机 圆柱形二 次净化室 约20cm H20+CaO 半自动研磨机浮选试 净化器 净化器/选池 振动筛 浮选试剂 尺寸大于cm 粒尺寸又锥式破碎述试剂 合适的 进场并进行 水回收(0.05%Cu 水力旋流器 屯棒磨机F尺寸大于150m 铜精矿生产的工艺流程图