辉铜矿(主要成分为CuS)的冶炼流程主要分为火法冶炼和湿法冶金两类,结合要求中的信息,具体流程及技术特点如下:
一、火法冶炼流程
火法冶炼是传统工艺,通过高温氧化还原反应提取铜金属:
1.选矿处理
通过破碎、浮选等物理技巧去除矿石中的石英等杂质,获得铜精矿(铜含量通常>20%)。
2.烧结与热解
精矿与焦炭混合后高温烧结,形成颗粒状物料;
烧结矿在高温下与空气接触,氧化生成氧化铜(CuO)。
3.焙烧与熔炼
氧化铜与硫化铁(FeS)反应生成硫化铜(CuS)和铁氧化物;
熔炼后得到粗铜(含铜约98%)和炉渣(含铁硅酸盐和磁铁矿)。
4.吹炼与精炼
粗铜通过转炉吹炼去除硫、铁等杂质;
精炼采用电解法,阳极粗铜经电解后得到阴极铜(纯度>99.95%)。
技术特点:
能耗较高,需控制渣型稳定性(如添加石英调节硅铁比);
渣中铜需进一步回收(如浮选或磁选),回收率可达94%以上;
产生白烟尘、酸泥等危险废物,需严格环保处理。
二、湿法冶金流程
湿法适用于低品位辉铜矿或复杂矿,通过化学浸出提取铜:
1.常压浸出
采用硫酸或生物浸出剂溶解矿石中的铜,优先去除铁、钙等杂质;
铜浸出率可达90%以上,溶液经萃取提纯后生成富铜液。
2.加压浸出
高温高压(150℃、氧气分压500kPa)强化反应,铜浸出率>99%;
浸出液直接电积生产阴极铜,无需熔炼步骤。
3.电积与精炼
富铜液通过电解槽电积,铜沉积在阴极形成高纯度阴极铜。
技术优势:
流程短,能耗低,适合处理含硫低的辉铜矿;
无高温烟气污染,环保性优于火法。
三、短流程优化技术
近年进步的短流程工艺结合火法与湿法优势:
1.一步吹炼法
辉铜矿精矿直接吹炼,控制氧浓度生成粗铜,减少中间步骤;
2.还原熔炼
采用富氧燃烧或电炉还原,铜回收率提升至98%以上;
3.渣资源化
炉渣用于制备微晶玻璃、矿渣棉等建筑材料,实现全资源利用。
四、冶炼渣处理与环保措施
1.渣选矿技术
通过浮选、磁选回收渣中铜(品位0.25%~7.26%)和铁(含铁40%~53.59%);
芬兰奥托昆普等企业通过选矿替代火法贫化,能耗降低50%。
2.危险废物管理
白烟尘(含铅、砷)、酸泥等需按《危险废物名录》分类处理;
采用安全填埋或资源化技术(如砷渣固化)。
辉铜矿冶炼流程可根据矿石特性选择火法、湿法或短流程工艺。火法适合高品位矿,湿法环保性更优,短流程则注重资源高效利用。冶炼渣和危险废物的资源化处理是未来技术进步的重点路线。