硫化铜精矿
硫酸铜是一种重要的农药和化工原料。在农业上可用于配制波尔多液,作为果树、棉花以及水的杀菌剂,在工业上是制备铜盐的基础原料,用于纺织品媒染剂、木材防腐剂、鞣革以及铜的电镀等领域。
工业硫酸铜主要是由大型冶炼厂在电解铜过程中将含铜废酸经浓缩结晶而制成的一种副产品,小型企业均用铜屑、铜丝作原料生产硫酸铜。本文研究了焙烧—浸出— 结晶工艺,以铜精矿为原料直接生产硫酸铜。该工艺流程短,设备少,操作简单,生产费用低,并且较好地解决了精矿中硫和铁的回收利用。对于无力购买制酸设备的中小企业,若以该工艺进行生产,可取得较好的经济效益。采用DTA,TC结合x—射线衍射分析,对硫化铜精矿的焙烧的动力学进行了研究。发现硫化铜精矿焙烧可以分成两个阶段。在第一个阶段(673-857K),铜的硫化物被氧化成硫酸盐;在第二个阶段(857~1073K),生成的硫酸盐将分解为氧化物.其两个阶段都受界面化学反应所控制,表现活化能分别为159.5kJ/mol和242.2kJ/mo1。
硫化铜的强氧化熔炼,是在强化传质传热条件下的精矿自然溶炼。早期处理硫化铜矿时,也属于自热造锍熔炼。那时,开采出来的矿石品位高,含铁和硫高(黄铁矿型铜矿石)。块状矿石在鼓风炉内熔炼,只需加2%~4%的焦炭补充热量和支撑料柱。过程进行所需要的热主要来自黄铁矿的氧化反应。随着铜消费和生产的增加,这样的块矿相当少了。熔炼处理的原料逐渐转为粉状精矿,其设备也相应地以反射炉为主。无论是熔化粉状精矿的反射炉,或是先经结制块的鼓风炉以及电炉等这一类传统熔炼方法,均难以实现自热溶炼。能源紧张和环境保护的压力推动了新冶炼技术的研究与开发;制氧技术的进步使氧气成本大大下降,在冶金工业中使用工业氧气已是非常普遍现实的事;以喷射方式强化固-液-气相互之间的反应,在理论和实践上都取得了巨大的进展。这一切导致了硫化精矿的自热熔炼在一个新的高度上重新出现。研究工作广泛深入。在实践上日益显出高的经济效益。表1列出了现代铜火法冶炼技术的发展情况。