離析煉銅法

+Cl2 2CuCl2 Cl2

離析煉銅法
copper segregation process

離析煉銅法是一種難選、難浸出結合性氧化銅礦經氯化還原、浮選和熔煉產出粗銅的銅熔煉方法。
簡史 1923年在智利進行氧化銅礦還原焙燒—氨浸出試驗時，研究者們發現礦石中天然存在的食鹽能使氧化銅轉變成金屬銅而沉積在炭粒表面的現象。這一發現為銅礦石的處理開闢了一條新途徑。20世紀30年代，在辛巴威和剛果曾建設幾座離析煉銅法的中間工廠。原礦含銅4.95%時，產出品位69.5%的銅精礦，銅回收率為89.1%。但因當時市場銅價低，生產成本高，這些工廠只生產幾個月就停產了。到20世紀50年代，由於易選的硫化銅礦日趨減少，氧化銅礦相對增多，離析煉銅法又被重視起來。20世紀70年代，建成了工業規模生產廠，其中尚比亞羅卡納 (Rokana)冶煉廠和茅利塔尼亞阿克尤特(Akjoujt)銅礦採用相同的流態化爐一豎爐兩段離析工藝，後者設計規模為年產銅3.5萬t。這兩家工廠因設備故障和冶煉費用高等問題，均未正常生產。
中國對離析煉銅法的研究始於20世紀50年代，中國廣東某銅礦於1976年建成一座迴轉窯一段離析煉銅法工廠。因設備結構複雜，產出的銅精礦要經過熔煉才能得到粗銅，投資和操作費比用選礦法獲得銅精礦高2~3倍，經濟效益不高，而制約了它的發展。
離析法煉銅是處理難選氧選氧化銅礦石的方法。該方法的實質是半礦石配加少量煤和食鹽，在比較微弱還原性氣氛中於700 ~800℃溫度條件下加熱，使銅氯化和還原離析出金屬銅，離析過程分步進行，反應如下：
(l) 食鹽的分解和HCI氣的生成：
(2) 氧化銅的氯化
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 )銅的離析
以上反應在800℃以下都容易進行。離析過程所產出的HCl可以循環使用，離析出來的銅附著在碳粒上面，用浮選方法可得到銅精礦。另外部分氧分銅直接還原也是可能的。日處理500噸石的沸騰爐和離析設備如下圖所示。
離析法生產銅示意圖
根據尚比亞處理含銅3一5%的鋁矽酸鹽礦石的實踐，產出含銅30一50%的精礦，銅回收率為85～90% ，銅精礦用反射爐熔煉成粗銅。茅利塔尼亞也建立了日處理4000噸礦石的離析法工廠。我國某廠採用迴轉窯氯化離析法。
從上述可知，離析法實際上是選冶聯合法。離析法的投資和操作費用比選礦法高約2一3倍，只有當礦石品位適合，不能用正規選礦法選別時，才能採用此法。