为了提升铜的使用、加工性能,需要除去粗铜中的杂质,如镍、铅、砷等,同时回收其中的有价金属,如金、银等,这便是粗铜的精炼工艺。该流程一般分为两个阶段,一是将粗铜火法精炼成阳极铜,二是将阳极铜电解精炼成电解铜。

1. 火法精炼

火法精炼是粗铜——阳极铜的过程,基本流程是在精炼炉内向粗铜熔体内鼓入空气,使熔体中对氧亲和力较大的杂质如锌、铁、铅、镍等发生氧化,以氧化物的形态浮于熔体表面形成炉渣,或挥发进入炉气而除去,残留的氧经还原脱去后,即可浇铸成阳极板。归纳来看,这一过程可分为加料、熔化、氧化、还原、浇注五个步骤。在还原步骤中,目前主流的还原剂有氨气、石油液化气和重油,其中我国以重油为主,吨铜约需4kg还原剂。

铜精练方法有哪些呢?一文解读!

精炼炉一般有固定式精炼反射炉、回转式精炼炉以及倾动式精炼炉,其中,回转式精炼炉的精炼效果较好,产品质量较高、节能且生产成本较低,具有良好的经济效益。

精炼后的产物除了阳极板(含Cu量99.2%-99.7%)外,还有炉渣、炉气和烟尘。其中,炉渣的含铜量较高,约为10%-30%,一般需要将其返回转炉吹炼或加入鼓风炉做进一步处理。炉气中的成分一般为O2、CO2、CO,不含SO2,所以可将其直接排出。

2. 电解精炼

电解精炼是阳极铜——精炼铜的过程,基本流程是在电解槽中将阳极板和始极片(纯铜或不锈钢)同时浸入电解液(硫酸和硫酸铜的水溶液),在直流电的作用下,阳极上的铜以离子状态进入电解液并在阴极上电化析出,成为阴极铜(电解铜),有价金属以阳极泥的形式沉淀回收。此方法的基本原理是利用了铜和杂质的电位序不同来分离二者。

传统电解工艺中,阴极始极片主要使用纯铜片制作,此工艺相对复杂且需要独立的生产系统,劳动强度大,生产过程中需要定期更换始极片而提升成本。上世纪70年代后,永久性不锈钢阴极法投入使用,即阴极采用不锈钢始极片,阴极铜由自动剥片机从不锈钢阴极上剥取。这种方法不仅无需建立单独的始极片生产车间,而且可大大减少更换始极片的周期,从而降低生产及劳动力成本。目前来看,这种方法得到了国内外冶炼厂的广泛使用。永久性不锈钢阴极法又可分为ISA法、KIDD法及OT法,基本形式一样,细节有些许不同。(见表7)

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