銅的萃取原理和過程

銅的萃取原理和過程通常指的是從含有銅的礦石、廢料、溶液或其他原料中,通過化學反應和物理分離手段,提取純銅或富集銅的過程。濕法煉銅是其中一種重要且廣泛應用的銅萃取方法,

濕法煉銅的基本原理是利用化學反應將銅從固態或液態原料轉化為可溶性銅化合物,然后通過選擇性溶解、沉淀、置換、萃取等步驟,將銅與其他成分分離并富集。具體化學反應主要是浸出(溶解):將含銅原料(如硫化銅礦石、廢舊電路板、含銅廢液等)與適當的試劑(如硫酸、硝酸、氨水等)接觸,發生化學反應,使銅轉化為可溶性銅鹽,如硫酸銅(CuSO?)、硝酸銅(Cu(NO?)?)或氯化銅(CuCl?)。然后通過萃取進行凈化與富集,萃取時使用特定的有機萃取劑(如P204、P507、LIX等)與含銅溶液接觸,使銅離子進入有機相,實現銅與大部分雜質的分離。隨后通過反萃取(使用酸或堿溶液)將銅從有機相中提取回水相,得到高純度的銅溶液。


濕法煉銅的一般過程如下:

原料準備與預處理:將含銅原料破碎、磨細,以增大表面積,提高后續浸出反應的效率。必要時進行脫硫、脫碳等預處理,去除可能影響浸出效果的雜質。

浸出:將預處理后的原料與浸出劑(如硫酸溶液)混合,通過攪拌、浸泡或噴淋等方式,使銅化合物溶解于溶液中。此過程可能在常壓下進行,也可能在高壓釜中進行以加速反應。

固液分離:通過過濾、沉降或離心等方法,將未溶解的固體殘渣(尾礦)與含銅溶液(浸出液)分離。

凈化與富集:使用離心萃取機混合澄清槽等設備,使含銅溶液與有機萃取劑充分接觸,銅離子被萃取到有機相中。隨后進行反萃取,將銅離子重新轉移到水相中,得到純凈的銅溶液。

電解沉積:將凈化后的銅溶液(如硫酸銅溶液)送入電解槽中,通電后銅離子在陰極表面還原為金屬銅,陽極產生氧氣或硫酸。沉積的銅板經剝離、清洗、烘干后成為電解銅產品。


濕法煉銅是一個包含多個化學反應和物理分離步驟的復雜過程,其具體工藝路線和設備配置會根據原料性質、環保要求、經濟效益等因素進行定制化設計。現代濕法煉銅技術結合了化學、材料科學、化工工程等多個領域的知識,實現了銅資源的高效、清潔利用。


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