79M etallurgical smelting冶金冶炼铜湿法冶炼工艺原理及主要使用在万 磊（中国有色矿业集团有限公司，北京 100029）摘  要 ：文章分析了铜湿法冶炼工艺的原理及其应用。首先阐述铜资源及其在我国的生产现状，然后分析铜湿法冶炼的工艺原理，最后简述该冶炼工艺在我国几个典型铜矿生产中的应用。通过本次的介绍，可以让更多从业者了解到铜湿法冶金工艺在我国当今的冶金工业中的应用效果，以此拓展低品位铜矿山的处理思路，促进我国冶金工业的发展。关键词 ：氧化铜矿 ；浸出 ；湿法冶炼 ；低成本中图分类号 ：TF111.4 文献标识码 ：A 文章编号 ：11-5004（2020）06-0079-2 收稿日期 ：2020...

  79M etallurgical smelting冶金冶炼铜湿法冶炼工艺原理及主要应用万 磊（中国有色矿业集团有限公司，北京 100029）摘要 ：文章分析了铜湿法冶炼工艺的原理及其应用。首先阐述铜资源及其在我国的生产现状，然后分析铜湿法冶炼的工艺原理，最后简述该冶炼工艺在我国几个典型铜矿生产中的应用。通过本次的介绍，可以让更多从业者了解到铜湿法冶金工艺在我国当今的冶金工业中的应用效果，以此拓展低品位铜矿山的处理思路，促进我国冶金工业的发展。关键词 ：氧化铜矿 ；浸出 ；湿法冶炼 ；低成本中图分类号 ：TF111.4 文献标识码 ：A 文章编号 ：11-5004（2020）06-0079-2 收稿日期 ：2020-03作者简介：万磊，男，生于1988年，汉族，山东济南人，硕士，工程师，研究方向：矿产资源开发。在过去，由于铜金属价格较低，铜的开发技术也并不十分完善，所以很多低品位的铜矿没有被充分的利用。随着湿法冶金技术在近年来的持续不断的发展，低品位铜矿床的开采也慢慢变得受到当今社会的重视。铜湿法冶金工艺在低品位铜矿的开采之中能发挥出关键性的作用与优势，该技术在其中的应用也慢慢变得广泛。1 铜资源及其在我国的生产现状简述就铜矿而言，我国对外依存度较高，且我国铜的资源禀赋较差，大多数的铜矿都属于中小型铜矿，大型铜矿十分稀少，且大多是贫矿。我国的大多数铜矿中，都含有大量的复杂伴生金属[1] 。且大多数的铜矿是地下开采，露天铜矿较少。在铜矿的选矿过程中，因为原矿品位低，矿物组成复杂，所以就在很大程度上增加了选矿成本。加之精矿的品位大多比较低，不仅使后期的冶炼工作增大了难度，也影响了铜的销售价格。将铜湿法冶金应用到冶金工艺中，其最大的优点就是减少相关成本。根据调查研究显示，在当今的铜矿冶炼中，火法生产每生产一吨铜需要投入的资金大约是6.5万元，而铜湿法工艺，则每生产一吨铜需要的投资仅仅为1.5万元[2] 。由此可见，将铜湿法应用到冶金工艺之中，将会让铜的生产所带来的成本明显降低。基于这一情况，对国内几个典型铜矿铜湿法冶金工艺成本进行了总结，其结果如下。表1几个典型铜矿铜湿法冶金工艺成本铜矿规模（t/年）数量（t） 成本（元）浸出率（%）浸出段回收率（%）德兴试验厂 2000 1 10450 71.3 82.4紫金铜矿 2320 1 10000 72.6 85.1中条山铜矿 2500 1 8000 71.9 81.8就生产规模而言，最大的是中条山铜矿，最小的是德兴试验厂。由此我们大家可以看出，如果进一步增加生产规模，铜湿法冶金工艺的成本优势也会越来越明显。2 铜湿法冶金工艺的原理分析（1）氧化铜矿石浸出。在氧化铜矿石之中，最常见的有硅孔雀石、自然铜、孔雀石和赤铜矿，在具体的铜湿法工艺应用过程中，将Fe 2 SO 4 以及H 2 SO 4 作为浸出剂。以下是其浸出的化学反应 ：①硅孔雀石 ： 。②自然铜 ： 。③孔雀石 ： 。④赤铜矿 ：在硫化铜矿之中，矿石的主要浸出原理是通过生物氧化的方式来浸出，该技术在目前的发展速度比较快，工业应用前景比较光明。在当今，生物浸出工艺之中的主要微生物包括氧化硫硫杆菌和氧化亚铁杆菌等，在35℃以下的条件，这些物质可以生存在有着较高重金属浓度以及酸性的条件之中。在具体的细菌氧化过程中，其主要的机理可根据两种来进行划分，其一，矿物质将细菌吸附到其表面，然后直接和细菌发生作用，进而将矿物溶解 ；其二，矿物在溶解过程中会释放出二价铁离子，而溶液中的细菌会将其氧化成三价铁离子，三价铁离子在氧化硫化铜之中可当作氧化剂，进而发生直接化学作用或者是间接化学作用。（2）辉铜矿细菌浸出。在有三价铁离子的酸性条件之下，辉铜矿受到氧化之后可转化为S单质和FeSO 4 ，其化学反应为 ： 在反应之后，生成的S单质和FeSO4将会再一次受到细菌的氧化，进而形成H2SO4和Fe2SO4，且这样的反映可以一直循环下去。因为受到细菌的作用，所以辉铜矿也可以在氧气中发生氧化反应，其氧化反应为 ： 在辉铜矿的浸出工艺之中，主要的浸出原理是借助于三价铁离子进行间接氧化，在该反应之中，主要的间接氧化剂是细菌。（3）铜蓝细菌浸出。因为铜蓝的浸出环境之中不含有三价铁离子，也不含有其他的氧化剂，所以铜蓝的浸出仅仅可以依靠细菌，且铜蓝浸出过程中不会消耗酸。其具体的化学反应是 ： 在该反应进行的过程中，矿物质表面会直接浸出细菌，在细菌浸出之后，矿物的表面不可能会出现化学组成变化，这就说明该反应所浸出的物质并没有转化为硫化物的这个中间过程，也并没有S单质产生。（4）硫砷铜矿细菌浸出。在有氧气和水存在的环境下，由于氧化硫硫杆菌、复合细菌以及氧化亚铁硫杆菌所产生的作用，使得硫砷铜矿可以直接发生浸出反应，其浸出反应为 ： （5）斑铜矿和黄铜矿细菌浸出。在存在细菌的环境下，细菌能和Fe 2 (SO) 3 直接发生反应，其反应如下 ：在该反应中，FeSO 4 和FeO可以在细菌和酸的作用之下转化成Fe 2 (SO 4 ) 3 ，然后继续发生化学反应。3 铜湿法冶金工艺在我国铜矿之中的具体应用（1）在德兴铜矿的应用。在具体的应用过程中，将露天开采的矿剥离废石作为原料，其中的铜品位在0.1% ～ 0.25%之间，在此按照0.25%这一临界品位进行计算。（下转81页）