国内铜湿法冶金工艺应用现状

康宏宇

（奎屯铜冠冶化有限责任公司，新疆 伊犁 833200）

很多年以前，铜的使用并不是很广泛，对此主要有两个原因。首先，铜的价格非常低；其次，对于铜的开发技术手段也不高。如此一来，便导致了很多的低品位铜矿没有受到充分的重视，也没有被好好利用，未能发挥出它的使用价值。然而，近些年来，铜的需求市场发生了转变。随着铜的价格不断的提升，以及湿法冶金的应用与发展，那些曾经被忽视的矿床开始得到人们的重视，其利用率越来越高。所以，如何使用更低的成本来开发低品位矿床的湿法冶金工艺，这是人们在现阶段研究的重点问题，而且，国内的铜湿法冶金工艺也因此得到了迅速的发展。

1 国内铜湿法冶金工艺技术的发展现状分析

自1968年以来，世界上已有50个浸出-溶剂萃取-电化学工厂。在50家公司中，美国有16家。 2000年，铜产量达到约55万吨。在上个世纪80年代，智利应用溶液萃取和电解的方式对铜进行提取，多大5万吨，到目前为止，智利已经成为了世界上最大生产铜的国家。20多个国家的铜的年产量超过了130万吨。赞比亚、秘鲁和澳大利亚等国的铜湿法冶金技术也在不断改进和发展。目前为止，溶剂萃取-电积工艺已经受到广泛的认可和应用，被给予了一致好评。早在十年以前，我们国家的铜湿法冶金工艺生产的铜产量已高达二百四十万吨，而到了2003年，铜湿法冶金产量已经占世界矿铜产量的百分之二十五。自上世纪六十年代，此工艺的展开推动了各个研究单位对其展开研究。在上世纪80年代以后，已经开始逐步地形成了较为完善和成熟的浸出、萃取、电积工序以对铜进行生产[1-4]。

在90年代以后，在世界整体发展趋势的影响之下，铜湿法冶金技术在我国的应用范围不断地扩大，并且具有良好的实践效果，这使得已经成为一种主要的生产技术。目前，德兴铜矿废石的细菌浸出～提取～电解提取试验正在大规模的进行生产，年产量约2000吨；紫金矿业公司的硫化铜浸出～提取～电解测试厂，年产铜约1000吨；中条山铜矿是原位酸浸提-电解提取试验厂，年产铜约500吨。虽然这些年我国的湿法冶金技术有了一定提升，但是，相比于其他的国家而言，我国的进取空间还有很大，特别是在基础理论的研究与实践技术的应用方面。但是，由于我国的铜湿法冶金工业生产的范围相对较小，这在一定程度上也影响了其产量的持续性增长。

2 铜湿法冶金原理

其一，氧化铜的矿石浸出原理。公共氧化铜矿物主要孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿、天然铜和浸出剂。在浸出过程中，发生的化学反应是：赤铜矿Cu2O+2H+= Cu2++Cu+H2O；蓝铜矿Cu(OH)2CuCO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2+3H2O。

其二，硫化铜矿石的浸出原理。生物氧化浸铜对于硫化铜矿石来说是最受欢迎的技术中的一个，它的发展迅速，发展态势较好。目前，用于生物浸出的微生物主要是氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌。它们可与35度以下的高酸水平和高浓度的重金属环境生存。有细菌浸出和浸出的两个主要机制：细菌吸附到矿物质以溶解矿物，从而在直接交互的表面形成直接作用的机制；Fe2

+由矿物溶解释放，并由细菌氧化成Fe3+的溶液中，Fe3+被用作氧化剂，进而形成氧化硫化物矿石，使之发生间接作用或作用机理。

其三，细菌浸出的铜矿。黄铜矿可以被氧化成硫酸亚铁和Cu2S + 2Fe2SO43=2CuSO4+ 4的FeSO4+ S在酸和Fe的存在+所生成的 FeSO4和 S再由细菌氧化成 Fe2(SO)4和 H2SO4按照这个反应循环展开。在细菌作用下，铜矿也可经过氧化作用而进行溶解。通常意义上，辉铜矿的浸出通常被看做是用Fe3+间接氧化作用为主，细菌是浸出反应的间接氧化剂。

其四，铜蓝的细菌浸出。由于浸出环境没有Fe3+的氧化剂，浸出效果只能通过细菌产生，酸消耗量在具体的沥滤期间等于零。该反应是：CuS+2O2= CuSO4。细菌浸出在矿物表明发生，浸出后矿物表明的化学组成未发生变化，说明浸出中未能转化为其他硫化物的中间过程，也没有出现元素S。硫砷铜矿石的五分之一，可以导致细菌浸出。H2O、O2、硫砷铜矿石的直接浸出反应的条件氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和化合物细菌的作用下进行。

其五，黄铜矿、斑铜矿的细菌浸出反应。在细菌存在条件下直接与 Fe2(SO)3发生反映，其中，硫酸亚铁和FeO的酸和细菌的作用下转化成的Fe2（SO)43，并在相应的条件下继续发生反应。

3 国内铜湿法冶金工艺的应用

为了更好地探究和思考我们国家当前的铜湿法冶金工艺的实际应用情况，则应该根据具体的冶金技术进行分析，从而分析出我国铜矿及铜这种物质在现阶段的存在数量和存在形式，从而有针对性地根据具体的工艺与实际的发展现状进行结合，以此来促进国内的铜湿法冶金工艺在具体的应用环节能够不断突破以往应用过程中的局限性，进而实现更加稳定的发展状态和应用优势。

现阶段，因为德兴铜矿堆浸测试厂使用从露天开采为原料的剥离废石。根据0.25%的临界品位，矸石总量为890万吨，其中，存在951500吨的铜原料。一般而言，实际应用的矿石都为原生硫矿石，这在我国的工艺生产之中具有一定的代表性。我国于1994年建设完成试点工厂，这是一项重要的国家科技攻关项目。将原材料进行堆浸、提取、电解之后，可以将铜从废石之中提取和回收，同时还可以对产生的酸性物质进行有效地处理，以实现环保性生产。从上世纪90年代开始，该项工艺流程已经逐渐地成熟，但是也存在一些亟待解决的问题，如浸出的效率还不够高等。

因为紫金山铜矿对于铜材料的获取来说一直十分关键，因为这是一座规模比较大型的铜矿，而且，它本身存在着自身的独特性，比如：含铜数量较大、具有上金下铜的特征等，其总的含铜量已经超过了100万吨的数额，同时，紫金山铜矿的铜质品位通常是比较高的，其平均值大概可以达到0.68%的铜元素，而且，整个矿中多以蓝辉铜矿为主。因为，其本身具有一定的差异性，因此，在具体的使用过程中也需要对其进行考虑，并结合其成本较大、工艺需求较高、对于环境的污染比较大等特征进行综合思考，从而可以考虑使用生物浸出方式，这样能够在确保稳定性的同时，还能够注重经济性。

4 结语

综上，湿法冶金在近些年取得了快速的发展。在过去，人们多在处理氧化铜矿和低品位铜矿时，才会使用湿法炼铜，经过这些年不断的发展，堆浸技术以及加压技术等不断发展，人们开始打破这种局限性，这使得湿法炼铜的生产范围不断扩大，应用范畴也不停的扩大，其方法与技术越来越娴熟。我国的湿法炼铜技术工艺已经获得了巨大发展。湿法冶金工艺在未来将会越来越受欢迎，并且，湿法冶金也会受到更多国家的青睐与重视。除此以外，现在的创新手段越来越多，工艺越来越完善，因此，目前许多没有得到利用的矿石，未来都可能会发挥充分的作用。