铜是如何从矿石中提取出来的？

2025-07-26

铜从矿石中提取的过程，取决于矿石类型（硫化矿或氧化矿），其方法各不相同。以下是铜提取方法的逐步说明：

1. 采矿

• 矿石提取：铜通常以黄铜矿(CuFeS₂)、孔雀石(Cu₂CO₃(OH)₂)或赤铜矿(Cu₂O)等矿石形式存在。
• 矿石通常从露天矿或地下矿井开采。

2. 矿石浓缩

• 开采的矿石含有杂质，铜的含量较低。其浓缩方法包括：
  • 破碎与研磨: 将矿石粉碎成小块，然后磨成细粉。
  • 泡沫浮选法（用于硫化矿石）: 将细磨的矿石与水、化学药品和空气混合。富含铜的颗粒附着在气泡上并浮到表面，形成一层可撇取的泡沫。

3. 铜的冶炼

浓缩后的矿石根据其类型进行进一步处理：

A. 硫化矿石（例如黄铜矿）

1. 焙烧:

   • 富集矿石在空气中加热。
   • 硫化物转化为氧化物，释放二氧化硫气体： \[2CuFeS_2 + O_2 \rightarrow Cu_2S + 2FeS + SO_2\]

2. 冶炼:

   • 焙烧后的矿石在炉中与硅石和熔剂一起加热。
   • 铁杂质与硅石结合形成炉渣，得到铜精矿（Cu₂S）。

3. 转化为火法铜 :

   • 铜精矿在转炉中与氧气加热。
   • 硫以二氧化硫的形式去除，得到火法铜（约99%纯）： \[Cu_2S + O_2 \rightarrow 2Cu + SO_2\]

4. 精炼:

   • blister 铜通过电解提纯。铜充当阳极，纯铜沉积在阴极。
   • 杂质沉积为阳极污泥。

B. 氧化矿石（例如，孔雀石、赤铜矿）

1. 浸出:

   • 氧化矿石用浸出剂（例如，硫酸）处理以溶解铜：\[CuO + H_2SO4 → CuSO4 + H2O\]

2. 溶剂萃取和电积铜（SX-EW）:

   • 铜从浸出液中使用溶剂萃取工艺提取。
   • 然后将富含铜的溶液进行电解法，在那里铜作为纯金属沉积在阴极上。

4. 最终精炼

• 提取的铜进一步提纯，以达到工业用途所需的较高纯度，通常超过 99.9%。

环境考虑

• 铜的提取会产生废渣、二氧化硫和尾矿等废物，需要妥善管理以尽量减少环境影响。

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