铜材生产工艺有哪些环节

铜材生产工艺主要包括采矿、选矿、冶炼和精炼四个核心环节，各环节通过物理和化学方法逐步提升铜的纯度，最终获得满足工业需求的高纯度铜材。以下是详细介绍：

一、采矿

• 目的：获取铜矿石，这是铜材生产的初始原料。

• 方法：铜矿开采工艺主要分为露天开采和地下开采两大类。部分铜矿山根据矿体赋存状况不同和开采阶段不同，采用露天+地下联合开采工艺。

二、选矿

• 目的：提高铜矿石中铜的含量，为后续冶炼提供富集的铜精矿。

• 方法：

  • 浮选法：利用铜矿物与脉石表面性质的差异，通过加入捕收剂、起泡剂等浮选药剂，使铜矿物粘附在气泡上浮起，从而实现铜矿物与脉石的分离。浮选法是目前矿物选矿市场中比较重要的铜矿选矿工艺流程，相关统计表明，90%的有色金属矿都是用浮选工艺进行选矿处理的。

  • 湿法选矿：将低品位氧化铜矿石或低品位混合铜矿石浸入硫酸等选定的溶剂中，利用各种组分在溶剂中的不同溶解度，使之在一定的条件下，将所要提取的铜金属溶解进入溶液的过程。

三、冶炼

• 目的：将铜精矿转化为粗铜，进一步去除杂质，提高铜的纯度。

• 方法：

  • 火法冶炼：

    1. 造锍熔炼：将铜精矿与石英砂、石灰石等熔剂按比例混合，送入熔炼炉（如闪速炉、顶吹炉）中，在高温下（1200~1300℃）进行熔炼。硫化铜转化为冰铜（铜硫合金，含铜量40%~70%），脉石与熔剂形成低熔点炉渣（含铜量≤0.5%）。

    2. 吹炼：将冰铜送入转炉或顶吹吹炼炉中，鼓入压缩空气在高温下（1250~1350℃）进行吹炼。氧气优先与铁、硫反应生成氧化铁和二氧化硫，当铁含量降至0.5%以下时，进入造铜期，硫化亚铜氧化为粗铜，最终获得含铜量98.5%~99.5%的粗铜。

  • 湿法冶炼：

    现代湿法冶炼有硫酸化焙烧-浸出-电积、浸出-萃取-电积、细菌浸出等法，适用于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。

四、精炼

• 目的：获得高纯度的电解铜，满足工业用铜的需求。

• 方法：

  • 火法精炼：将粗铜浇铸成阳极板后送入精炼炉中，在高温下（1150~1200℃）进行熔化。通过插入木片或通入惰性气体脱除氢气、氮气等气体杂质；加入硅、锰等脱氧剂将氧含量降至0.03%以下；最后扒除表面氧化渣，获得含铜99.2%~99.7%的阳极铜。

  • 电解精炼：将阳极铜与纯铜始极片分别作为阳极和阴极，放入含硫酸铜、硫酸的电解液中。通直流电后，阳极铜溶解并在阴极析出纯铜。过程中金、银等贵金属进入阳极泥回收。电解周期约7~10天，最终产出纯度≥99.95%的阴极铜，杂质含量控制在0.02%以下。