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铜冶炼流程及设备

铜冶炼概述

铜矿的采选与原料准备

铜冶炼的火法工艺流程

铜冶炼的湿法工艺流程

铜冶炼的主要设备

铜冶炼的环境影响与可持续发展

contents

目

录

01

铜冶炼概述

铜冶炼的定义

铜冶炼是从铜矿石中提取纯铜的过程，通过一系列的化学反应和物理操作，将铜元素从矿石中分离出来。

铜冶炼的重要性

铜是一种重要的工业原料，广泛应用于电气、建筑、制造、交通运输等领域。铜冶炼是获取铜的关键环节，对于满足社会经济发展需求和保障国家资源安全具有重要意义。

古代铜冶炼

古代铜冶炼始于公元前6000年左右，人们开始使用天然铜制作工具和武器。随着技术的发展，人们逐渐掌握了炼铜的方法，并开始使用鼓风炉进行铜的冶炼。

现代铜冶炼

现代铜冶炼技术的发展始于19世纪，随着采矿和冶金技术的进步，人们开始使用大规模的采矿和冶炼设备，提高了铜的产量和质量。同时，环保要求的提高也推动了铜冶炼技术的改进和升级。

电解精炼

将粗铜进行电解精炼，通过电解过程去除杂质，得到纯度较高的电解铜。

吹炼

将铜锍在转炉中进行还原反应，得到粗铜。

熔炼

将铜精矿与燃料和熔剂一起加入鼓风炉中，在高温下进行氧化反应，生成铜锍和炉渣。

采矿

铜矿石通常来自矿山，通过采矿作业将矿石采集出来。

选矿

将采出的矿石进行破碎、磨细和分选，得到品位较高的铜精矿。

02

铜矿的采选与原料准备

通过剥离表土层和岩石，将矿石运至破碎机进行破碎。

露天开采

地下开采

采矿方法选择

通过凿岩、爆破、装车、运输等工序将矿石运至地表，再进行破碎。

根据矿体赋存条件、矿石性质等因素选择合适的采矿方法。

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将矿石破碎至一定粒度，以便进行选矿。

破碎与磨碎

根据矿石性质选择合适的选矿方法，如重选、浮选、磁选等。

选矿方法

通过多段选矿流程，将有用成分富集到某一产品中，提高铜品位。

精选与富集

将采矿和选矿得到的矿石进行破碎、筛分、混合等处理，以便送入熔炼炉。

原料准备

采用公路、铁路或水路等方式将原料运至冶炼厂。

运输方式

确保运输过程中不发生事故，保证原料的完整性和安全性。

运输安全

03

铜冶炼的火法工艺流程

根据铜精矿的成分，加入适量的熔剂和还原剂，以调整原料的化学组成，满足冶炼工艺要求。

将配料完成的铜精矿和其他原料混合均匀，以便于后续的冶炼操作。

混合

配料

将混合均匀的铜精矿和熔剂加入熔炉中，在高温下熔化为铜锍和炉渣。

熔化

在熔炼过程中，部分铁和硫被氧化成氧化铁和二氧化硫，同时释放出大量热量。

氧化

通过加入脱氧剂，使铜锍中的氧含量降低，提高铜的纯度。

脱氧

在火法精炼过程中，通过加入适当的添加剂，使铜中的杂质与铜分离，进一步提高铜的纯度。

除杂

04

铜冶炼的湿法工艺流程

浸出原理

利用铜矿石中的铜成分与硫酸反应，生成可溶性的硫酸铜，反应方程式为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O。

浸出设备

包括破碎机、磨矿机、浸出槽和循环泵等。

浸出目的

将铜矿石破碎后与稀硫酸反应，使铜以硫酸铜的形式溶解于溶液中，以便后续提取。

将浸出液中的铜离子与铁、铝等杂质分离，提高铜的纯度。

萃取目的

利用有机萃取剂对铜离子的选择性吸附，将铜离子从浸出液中分离出来。

萃取原理

包括萃取塔、萃取剂再生塔和混合器等。

萃取设备

03

电积设备

包括电积槽、阴极板和阳极板等。

01

电积目的

将经过萃取后的铜离子还原成金属铜，并沉积在电极板上，得到阴极铜。

02

电积原理

利用电解的原理，在阴极上铜离子得到电子被还原成金属铜，同时阳极上溶解的氧离子得到电子被还原成氢气。

05

铜冶炼的主要设备

熔炼炉是铜冶炼流程中的重要设备之一，用于将铜矿石、燃料和熔剂等原料熔化成铜液。

熔炼炉通常为长方体或圆形，采用耐火材料制成，以承受高温和化学腐蚀。

熔炼炉通常采用电热或燃气热方式，炉内温度可达到1200℃以上。

熔炼过程中，铜液通过炉底流入铜水包中，以便进一步处理。

吹炼炉通常为长方体或圆形，炉内温度可达到1300℃以上。

吹炼后的铜液经过冷却和澄清，得到高纯度的铜。

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精炼炉是铜冶炼流程中的重要设备之一，用于进一步处理吹炼后的铜液。

02

精炼炉通常为长方体或圆形，炉内温度可达到1200℃以上。

03

精炼过程中，加入的添加剂与铜液反应，去除其中的杂质和气体，提高铜的纯度。

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精炼后的铜液经过冷却和浇铸，得到高纯度的铜锭。

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电积设备是铜冶炼流程中的重要设备之一，用于将含铜离子的溶液电化学还原成金属铜。

在电积过程中，通电后阳极上的铜离子在电极上还原成金属铜，阴极上析出氢气。

电积设备通常为电积槽，采用导电材料制成。

电积后的铜经过冷却和剪切，得到高纯度的铜片或铜粉。

06

铜冶炼的环境影响与可持续发展

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铜冶炼过程中会产