铜的生产方法概括起来有火法和湿法两大类。火法炼铜是当今生产铜的主要方法,世界上80%左右的铜是用火法炼铜方法生产的。下面将通过火法炼铜的工艺流程和分类来详细介绍火法炼铜的相关内容。
一、火法炼铜的工艺流程
1. 火法冶炼工艺流程
火法工艺过程主要包括四个主要步骤:造锍熔炼、铜锍(冰铜)吹炼、粗铜火法精炼和阳极铜电解精炼。造硫熔炼(铜精矿—冰铜)是先通过铜精矿提取出含有高浓度的铜的冰铜。然后将冰铜进行吹炼工艺,去除杂质使得铜的纯度升高。接下来是粗铜火法精炼,通过高温的火法将冰铜中的杂质进一步去除。最后是阳极铜电解精炼,使用电解技术将粗铜进一步纯化得到阴极铜。
2. 闪速熔炼工艺流程
熔池熔炼是火法炼铜的一种常见工艺,包括特尼恩特炼铜法、三菱法、奥斯麦特法、瓦纽柯夫炼铜法、艾萨熔炼法、诺兰达法、顶吹旋转转炉法(TBRC)、白银炼铜法等多种方法。这些方法在熔炼过程中通过不同的机械设备和炉子将铜矿石或者铜精矿进行熔炼,去除杂质,得到纯净的铜。
二、火法冶炼工艺分类
1. 闪速熔炼
闪速熔炼包括国际镍公司因科(闪速炉)、奥托昆普(闪速炉)和旋涡顶吹熔炼等三种方法。闪速熔炼的特点是熔炼速度快,产量大,能耗低,适用于大规模的铜冶炼。
2. 其他火法炼铜工艺
除了闪速熔炼外,还有一些其他的火法炼铜工艺被广泛应用。例如,罗马数字工艺、竖窑炉产品、进口共进炉痨子等。
三、湿法冶炼(SX-EW法)
湿法冶炼占铜生产量的10%~20%,是用溶剂浸出铜矿石或铜精矿使铜进入溶液,然后从经过净化处理后的含铜溶液中回收铜的方法。
四、国内外铜冶金的发展现状
目前国内外的铜冶炼技术的发展主要还是以火法冶炼为主,湿法为辅。铜的火法生产量占总产量的80%左右。目前,全世界约有110座大型火法炼铜厂。
五、古代的火法炼铜
我国古代劳动人民很早就掌握了“火法炼铜”的方法,炼铜原料为孔雀石和木炭。古代的火法炼铜方法经过长期的实践,形成了一套完整的炼铜流程。
六、火法炼铜的化学反应
以辉铜矿为例,通过火法炼铜可以提取铜,其反应过程可以表示为Cu2S + O2 -> 2Cu + SO2。这种化学反应使得铜从矿石中得以提取出来,为后续的炼铜过程提供原料。
火法炼铜是当今生产铜的主要方法,通过不同的工艺流程和分类,可以高效地提取出纯净的铜。火法炼铜技术的发展,为铜的生产和应用提供了坚实的基础。