铜的冶炼及分类-金属百科

铜的冶炼及分类

铜的冶炼

从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。
A．电解铜与精铜
工业上使用的铜有电解铜(含铜99.9%～99.95%)和精铜(含铜99.0%～99.7%)两种。前者用于电器工业上，用于制造特种合金、金属丝及电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。
B．铜的冶炼工艺
铜冶金技术的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主，其产量约占世界铜产量的85%，现代湿法冶炼的技术正在逐步推广，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。
下面我们具体了解一下火法冶炼与湿法冶炼(SX－EX)两种炼铜方式。
a.火法炼铜:
通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。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和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、诺兰达法等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。
除了铜精矿之外，废铜也是精炼铜的主要原料，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑（铜材的产出比约为50%），一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜（品位在90%以上）；黄杂铜(电线)；含铜物料(旧马达、电路板)；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。
b.湿法炼铜:
一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜为电积铜。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。
其工艺流程图如下：其中铜的萃取（铜从水层进人有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进人水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。
火法和湿法两种工艺有如下特点：
(1)后者的冶炼设备更简单，但杂质含量较高，是前者的有益补充。
(2)后者有局限性，受制于矿石的品位及类型。
(3)前者的成本要比后者高。
可见，湿法冶炼技术具有相当大的优越性，但其适用范围却有局限性，并不是所有铜矿的冶炼都可采用该种工艺。不过通过技术改良，这几年已经有越来越多的国家，包括美国、智利、加拿大、澳大利亚、墨西哥及秘鲁等，将该工艺应用于更多的铜矿冶炼上。湿法冶炼技术的提高及应用的推广，降低了铜的生产成本，提高了铜矿产能，短期内增加了社会资源供给，造成社会总供给的相对过剩，对价格有拉动作用。

铜的分类

1、按自然界中存在形态分类
自然铜----铜元素在自然界天然生成的各种片状、板状、块状集合体，完好晶体少见。铜含量在99%以上，价值远比通过冶炼后提取的铜高，但储量极少。
氧化铜矿----为数不多。
硫化铜矿----含铜量极低，一般在2-3%左右，世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的。
2、按生产过程分类
铜精矿----冶炼之前选出的含铜量较高的矿石。
粗铜------铜精矿冶炼后的产品，含铜量在95－98%。
纯铜------火炼或电解之后含量达99%以上的铜。常被称作紫铜，具有良好的导电性、导热性和耐蚀性。纯铜用字母+T(铜)表示，如Tl,T2,T3等。氧的含量极低，不大于0. 01%的纯铜称为无氧铜，用TU(铜无)表示，如TU1、TU2等。
3、按主要合金成份分类
黄铜-----铜与锌的合金，以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜用+H;(黄)表示如H80、H70、H68等。
青铜-----除了铜与锌镍以外的合金，主要有锡青铜、铝青铜和特殊青铜等。青铜用"Q"(青)表示。
白铜-----铜钴镍合金。
紫铜-----纯净的铜是紫红色的金属，往往称为“紫铜”，但紫铜并不一定是纯铜，有时也指加入少量脱氧元素或其他元素的铜。按成分可分为：普通紫铜(T1、T2、T3、T4)、无氧铜(TU1、TU2和高纯、真空无氧铜)、脱氧铜(TUP、TUMn)、添加少量合金元素的特种铜(砷铜、碲铜、银铜)四类。
4、按产品形态分类
铜管、铜棒、铜线、铜板、铜带、铜条、铜箔等。