【技术】硫化铜矿石的提取和提纯工艺

硫化铜矿石通常使用火法冶金进行加工，即通过涉及加热的过程提取和提纯金属。该工艺使用一系列物理步骤和高温从硫化铜矿石中提取和提纯铜，分为四个基本步骤：1）泡沫浮选、2）浓缩、3）冶炼和 4）电解。

在开采、运输和破碎成一致的砾石之后，破碎的硫化铜矿石在磨机中使用二级破碎机进一步加工，最后变成细砂。铜矿石破碎后，加入液体使其成为浆料。泥浆是有价值的铜矿石和“毫无价值”的岩石的混合物，称为脉石。将浆料放入罐中，然后进行泡沫浮选， 用于从脉石中分离铜矿物。称为“收集剂”的化学试剂被添加到浆料中并与铜颗粒结合，使其具有疏水性或防水性。管道用于将空气吹入水箱底部以产生气泡，气泡上升到表面，将防水的硫化铜颗粒带走。然后将罐顶部的富含铜的气泡撇去以进行进一步处理。脉石沉入罐底，作为 尾矿被清除或处置。

泡沫浮选后的下一个阶段是浓缩阶段。将泡沫倒入浓密机中。气泡破裂，泡沫溶液中的固体沉淀在罐底。然后过滤固体以去除多余的水，这些水可以重新用于处理更多批次的硫化矿。浓缩阶段的最终产品是 30％ 的铜和其他金属的组合，然后将这种铜精矿送到冶炼厂。

在冶炼厂，在一系列冶炼中采用高温对矿石进行进一步提纯 。铜精矿首先通过熔炼炉被加热到 2,300°F 并转化为熔融液体。将加热后的液体倒入沉渣炉中。此步骤产生铜、硫和铁的混合物以及熔渣。熔炼炉产生的铜锍含有58-60％的铜。熔化的锍然后被带到另一个称为转炉的熔炉中，以将剩余的铁和硫烧掉；该产品称为粗铜，含铜98％，送至阳极冶炼厂。泡铜呈黄色；当铜中的氧气在阳极熔炉中烧掉时，它变成蓝绿色。所得产品，熔融阳极铜，被倒入称为阳极铸轮的模具中。冷却的阳极板是 99％ 的纯铜。

电解是将硫化矿石提纯成阴极铜的最后一道工序。然后在称为电解的最后一步中精炼铜阳极板 。阳极板悬挂在一个装满由硫酸铜和硫酸制成的电解质溶液的大罐中。被称为阴极的纯铜薄片，每片重约 15 磅，挂在阳极之间。施加电流，带正电的铜离子离开阳极并通过电解质溶液在溶液中移动以镀在阴极上。其他金属和杂质也会离开阳极，落到槽底或留在电解液中。这些杂质被收集起来，可以提炼以回收其他金属，例如银和金。电解 14 天后，阳极逐渐消失，现在每个阴极铜重 375 磅，含有 99.99％ 的纯铜。将阴极从罐中取出并用水冲洗以防止出现进一步反应。然后可以将成品阴极铜制成电线、板、管和其他铜制品。