分析铜湿法冶金现状及未来发展方向

杨习威，张吉明，孙宇辉

（中金嵩县嵩原黄金冶炼有限责任公司，河南 洛阳 471400）

自从湿法冶金技术研发以来，被广泛应用，在矿产资源的保护性开发以及利用等方面，起到了重要的作用。随着冶金行业的发展，节能减排以及环境保护的要求不断提高，对冶金技术的应用环保性和经济性等，有了更高的要求。这需要不断提升湿法冶金的环保水平，推动冶金行业持续发展。

1 铜湿法冶金技术发展现状

自1968年发展到现在，世界范围内已经设计建设并且运转了大约50家浸出-溶剂萃取-电积厂。美国拥有16家，在2000年时，铜产量已经达到55.75万吨，占据其精炼铜产量的28%。1980年，智利使用溶剂萃取-电积工艺，进行铜生产，只有1.5万吨；到2000年成为了世界最大的铜生产国家，拥有21家生产工厂，年生产量达到134.73万吨，占据其精铜总量的51%。目前，溶剂萃取-电积工艺已经很成熟，凭借低成本和低风险优势，被广泛的应用[1]。

自该工艺应用以来，我国不断加大对浸出、萃取工艺等的研究力度。在80年代以后，已经形成了较为完整的工艺，被逐渐推广应用。到了90年代，国际铜湿法冶金技术加速发展，我国铜生产以及市场受到国外的冲击增加，使得铜湿法冶金技术研究，成为了科技攻关的重点内容，推动着我国铜湿法冶金的发展和应用。当前，我国拥有的大规模铜生产企业如下：①德兴铜矿废石的细菌浸出-萃取-电积试验厂，年产量能够达到2000吨；②紫金矿业公司硫化铜矿细菌浸出-萃取-电积试验厂，年产量1000吨。③中条山铜矿峪矿就地酸浸-萃取-电积试验场，年产量为500吨。

2 铜湿法冶金技术的应用分析

2.1 我国铜资源和生产分析

从资源拥有情况来说，我国铜矿产资源较为匮乏，而且品位低，质量不高。就生产厂情况来说，大型矿比较少，中小型矿很多。贫矿很多，但是富矿很少。就铜采选角度来说，具有难度大的特点，尤其是选矿，因为原矿品位很低，加之矿物组成成分较为复杂，增加了选矿成本和难度，而精矿品位比较低，增加了冶炼的难度。采用的铜湿法冶金，具有投资省和生产成本低特点。采用火法进行铜生产，每吨投资大约6.5万元；采用铜湿法冶金，每吨投资大于1.5万元。

2.2 铜湿法冶金技术分析

据相关统计显示，我国现拥有的有色金属资源，其中70%为低品位。比如铜，有色金属铜70%以上都需要进口，当前拥有的铜资源，大约2/3是低品位铜矿。随着尾矿利用问题的日益突出，带动着铜尾矿微生物冶金技术的深度研究，意在解决低品位铜尾矿利用率低下的问题。铜湿法冶金的原理为浸出-萃取-电积，关于硫化铜矿石，目前研究最多并且发展最快的技术，为生物氧化浸铜。在实际应用中，用于生物浸出的微生物，具体包括氧化亚铁硫杆菌以及氧化硫杆菌。能够在35℃以下的高酸以及重金属浓度比较高的极端环境中生存。从机理角度来说，细菌氧化浸出主要是通过细菌吸附到矿物表面，进而和矿物发生作用，使得矿物能够溶解[2]。

从技术应用角度来说，生物菌浸出具有较强的技术优势，比如无污染和操作简单等。最新的微生物浸出工艺，在实际应用中，向尾矿中，加入一定的微生物细菌、硫酸亚铁等，提高铜的浸出率。

照比常规的浮选法，微生物浸出工艺的应用，采用的是原位浸出法，不需要重新搬运尾矿石，而且也不需要破碎以及选矿，只需要在堆放原地，进行生物细菌溶液的喷淋，优化了工艺流程，减少了生产成本，促使矿石能够大量浸出。在铜湿法冶金技术中，生物浸出作为新兴技术，具有极大的发展潜力，以及技术优势。

3 铜湿法冶金技术的发展方向展望

基于节能环保要求，对铜湿法冶金技术，有着较高的要求，推动着技术的创新和完善。在此推动下，铜湿法冶金技术将会朝向以下方面发展：

3.1 电积工艺

从电积工艺的发展角度来说，必须要不断减少电能消耗，进一步提高电能效率，进而达到持续发展的要求。除此之外，要在不断增加的电流密度下生产出纯度很高的阴极铜，进而减少工程投资。从生产实际来说，使用新型阴极材料，可以降低铜电能消耗。在2011年，非铅阳极的应用取得了突破性进展，实现了工业化应用。从美国亚利桑那州以及智利的部分电积车间应用实际来说，获得了不错的成效。使用的非铅阳极，是在金属钛基上，涂上了一层贵金属氧化物，比如二氧化铱，实现了其性能。因为非铅阳极不含有金属铅，进而不涉及阴极铜铅元素超标的问题。在实际应用中，不会产生阳极泥，因此不需要定期进行电解槽的清理，减少了运行维护成本。

经济性是技术研发的重要方向，通过提高技术水平，进而降低生产成本。为制造成本更低的铜电积阴极材料，要积极寻找其他金属材料。从现有的材料来说，304不锈钢以及LDC双相钢具有成本低的优势，而且电积中能够获得不错的性能表现，比如导电性以及可焊性，可有效避免出现导电棒脱离问题。

3.2 浸出工艺

从当前应用的浸出工艺来说，使用的对浸工艺，虽然技术简单而且成本低，但是难以适应不断扩大的生产需求。因此，要进行工艺优化。对于堆浸效率的优化，要注重加大对破碎粒径的优化研究，以及酸的用量以及制粒技术等。应用对浸技术，通过堆浸建模，最大程度上堆浸性能。在实际应用中，通过优化操作以及环境参数，提高通的浸出率以及回收率。

4 结语

综上所述，当前我国的铜湿法冶金技术水平不断提升，和国际铜湿法冶金工艺的差距逐渐缩短。随着铜生产的环保要求和节能减耗要求的提升，带动着铜湿法冶金技术的发展。未来，浸出工艺和电积工艺水平将会不断提升，为技术的应用提供保障。