离析炼铜法

copper segregation process

离析炼铜法是一种难选、难浸出结合性氧化铜矿经氯化还原、浮选和熔炼产出粗铜的铜熔炼方法。

简史 1923年在智利进行氧化铜矿还原焙烧—氨浸出试验时，研究者们发现矿石中天然存在的食盐能使氧化铜转变成金属铜而沉积在炭粒表面的现象。这一发现为铜矿石的处理开辟了一条新途径。20世纪30年代，在津巴布韦和刚果曾建设几座离析炼铜法的中间工厂。原矿含铜4.95%时，产出品位69.5%的铜精矿，铜回收率为89.1%。但因当时市场铜价低，生产成本高，这些工厂只生产几个月就停产了。到20世纪50年代，由于易选的硫化铜矿日趋减少，氧化铜矿相对增多，离析炼铜法又被重视起来。20世纪70年代，建成了工业规模生产厂，其中赞比亚罗卡纳 (Rokana)冶炼厂和毛里塔尼亚阿克尤特(Akjoujt)铜矿采用相同的流态化炉一竖炉两段离析工艺，后者设计规模为年产铜3.5万t。这两家工厂因设备故障和冶炼费用高等问题，均未正常生产。

中国对离析炼铜法的研究始于20世纪50年代，中国广东某铜矿于1976年建成一座回转窑一段离析炼铜法工厂。因设备结构复杂，产出的铜精矿要经过熔炼才能得到粗铜，投资和操作费比用选矿法获得铜精矿高2~3倍，经济效益不高，而制约了它的发展。

离析法炼铜是处理难选氧选氧化铜矿石的方法。该方法的实质是半矿石配加少量煤和食盐，在比较微弱还原性气氛中于700 ~800℃温度条件下加热，使铜氯化和还原离析出金属铜，离析过程分步进行，反应如下：

(l) 食盐的分解和HCI气的生成：

(2) 氧化铜的氯化

CuO + 2HCl = CuCl2 + H20

2CuO + 4HCl = CuCl2 + 2H20 + Cl2

2CuSiO3·2H20 + 4HCl = CuCl2 + 4H20 +Cl2 + 2SiO2

2CuSiO3·2H20 + Cl2 = Cu2 + Cl2 + 2H2O2 + SiO2 + O2

2CuCl2 = 2 CuCl + Cl2

( 3 )铜的离析

以上反应在800℃以下都容易进行。离析过程所产出的HCl可以循环使用，离析出来的铜附着在碳粒上面，用浮选方法可得到铜精矿。另外部分氧分铜直接还原也是可能的。日处理500吨石的沸腾炉和离析设备如下图所示。

离析法生产铜示意图

根据赞比亚处理含铜3一5%的铝硅酸盐矿石的实践，产出含铜30一50%的精矿，铜回收率为85～90% ，铜精矿用反射炉熔炼成粗铜。毛里塔尼亚也建立了日处理4000吨矿石的离析法工厂。我国某厂采用回转窑氯化离析法。

从上述可知，离析法实际上是选冶联合法。离析法的投资和操作费用比选矿法高约2一3倍，只有当矿石品位适合，不能用正规选矿法选别时，才能采用此法。