銅精礦

銅是人類最早發現和使用的金屬之一，紫紅色，比重8.89，熔點1083.4℃。銅及其合金由於導電率和熱導率好，抗腐蝕能力強，易加工，抗拉強度和疲勞強度好而被廣泛套用，在金屬材料消費中僅次於鋼鐵和鋁，成為國計民生和國防工程乃至高新技術領域中不可缺少的基礎材料和戰略物資。在電氣工業、機械工業、化學工業、國防工業等部門具有廣泛的用途。銅精礦是低品位的含銅原礦石經過選礦工藝處理達到一定質量指標的精礦， 可直接供冶煉廠煉銅。

基本介紹

• 中文名：銅精礦
• 外文名：copper concentrate
• 顏色：紫紅色
• 比重：8.89
• 套用：電氣工業、機械工業、化學工業等
• 拼音：tóng jīng kuàng
• 熔點：1083.4℃
• 特性：導電率和熱導率好

主要礦物

銅是一種典型的親硫元素，在自然界中主要形成硫化物，只有在強氧化條件下形成氧化物，在還原條件下可形成自然銅。目前，在地殼上已發現銅礦物和含銅礦物約計250多種，主要是硫化物及其類似的化合物和銅的氧化物、自然銅以及銅的硫酸鹽、碳酸鹽、矽酸鹽類等礦物。其中，能夠適合目前選冶條件可作為工業礦物原料的有16種。即自然元素：自然銅（含銅近100%）；銅的硫化物：黃銅礦（含銅34.6%，括弧指銅含量，下同）、斑銅礦（63.3%）、輝銅礦（79.9%）、銅藍（66.5%）、方黃銅礦（23.4%）、黝銅礦（46.7%）、砷黝銅礦（52.7%）、硫砷銅礦（48.4%）；銅的氧化物：赤銅礦（88.8%）、黑銅礦（79.9%）；銅的硫酸鹽、碳酸鹽和矽酸鹽礦物：孔雀石（57.5%）、藍銅礦（55.3%）、矽孔雀石（36.2%）、水膽礬（56.2%）、氯銅礦（59.5%）。

目前，我國選冶銅礦物原料主要是黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、孔雀石等。按選冶技術條件，將銅礦石以氧化銅和硫化銅的比例劃出三個自然類型。即硫化礦石，含氧化銅小於10%；氧化礦石，含氧化銅大於30%；混合礦石，含氧化銅10%～30%。

我國銅礦物原料具有以下特點：

1）適合選冶生產的銅礦物原料，賦存於多種礦床類型。其中，具有重要開採價值的礦床類型：岩漿型銅鎳硫化物礦床、斑岩型銅礦床、夕卡岩型銅和多金屬礦床、熱液脈型銅礦床、火山-沉積塊狀硫化物型銅礦床、沉積型層狀礦床等等。

2）礦石結構構造複雜，嵌布粒度不均，多為不均勻浸染粒度礦石，甚至有不少礦物組合、組構嵌布細微，成分複雜，難選礦石較多。

3）礦石化學成分多樣，伴生、共生多種有益有害組分，選冶工藝條件複雜。目前，開發的礦區多數是綜合性的銅礦床，共伴生多種有益有害元素。通過綜合開採，綜合利用，可變害為益，變廢為寶。

冶煉方法

火法冶煉

一般是先將含銅百分之幾或千分之幾的原礦石，通過選礦提高到20－30%，作為銅精礦，在密閉鼓風爐、反射爐、電爐或閃速爐進行造鋶熔煉，產出的熔鋶（冰銅）接著送入轉爐進行吹煉成粗銅，再在另一種反射爐內經過氧化精煉脫雜，或鑄成陽極板進行電解，獲得品位高達99.9%的電解銅。該流程簡短、適應性強，銅的回收率可達95%，但因礦石中的硫在造鋶和吹煉兩階段作為二氧化硫廢氣排出，不易回收，易造成污染。近年來出現如白銀法、諾蘭達法等熔池熔煉以及日本的三菱法等、火法冶煉逐漸向連續化、自動化發展。

現代濕法冶煉

有硫酸化焙燒－浸出－電積，浸出－萃取－電積，細菌浸出等法，適於低品位複雜礦、氧化銅礦、含銅廢礦石的堆浸、槽浸選用或就地浸出。濕法冶煉技術正在逐步推廣，預計本世紀末可達總產量的20%，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。

各國開採狀況

銅礦的選礦工藝主要是破碎--球磨--分級--浮選--精選等,對含鎳鈷鉬金等稀貴多金屬礦,可將粗選銅精礦再分別浮選鎳精礦、鈷精礦、鉬精礦、金精礦。

國際主要銅礦山企業包括智利的Codelco、澳大利亞的BHP BILLITON、美國的Freeport MacMoRan、英國的AngloAmeirican以及瑞士的Xstrata。主要冶煉廠包括Codelco、Freeport、Xstrata以及國內的江銅、銅陵和金川集團。

據英國商品研究所統計，2012年世界銅礦產量1296.6萬噸（含銅量），同比增長3.6%。其中智利產量依然獨占鰲頭，達351.1萬噸（含銅量），占全球27.1%。中國排名第二，產量為160萬噸。第三名是秘魯，114.8萬噸。

銅精礦的供應壓力主要來自供應發展緩慢——2012年銅精礦供應壓力主要來自於礦石品位的下降。

最近二十年間，智利銅礦礦石品位由1.61%下降到0.87%，同期全球範圍內銅礦品位由1.45%下降到1.12%。智利大型礦業企業預計，到2020年智利銅礦平均品位可能為0.67%。

目前智利正在開採的大型銅礦中，El Tesoro平均品位為1.57%，Los Bronces為1.40%，Escondida為1.20%，Collahuasi為0.80%，Codelco為0.78%，Los Pelambre為0.71%，Esperanza為0.66%。

質量指標

等 級	Cu（% ）	Pb（%）	Zn（%）
1	≧24	---	---
2	≧22	---	---
3	≧20	---	---
4	≧18	---	---
5	≧16	≦9	≦12
6	≧14	≦9	≦12
7	≧12	≦9	≦12
8	≧10	≦9	≦12
9	≧8	≦9	≦12

環境保護

銅精礦中的有害元素主要為以下幾種：

元素名稱

Pb

As

F

Hg

Cd

各有害元素在銅精礦中的存在形式和化學性質：

鉛：在銅精礦中主要以硫酸鹽及氧化物硫化物的形式存在，其中硫酸鹽熔點（℃）：1000℃；分解 ，1170℃。氧化物沸點：1535℃;熔點888℃。硫化物熔點 1114℃。

砷：在銅精礦中一般分為兩個類型，在硫砷銅礦所選出的銅精礦中主要以Cu3AsS4化合物狀態存在。在砷黝銅礦所選出的銅精礦中主要以Cu12As4S13化合物狀態存在。。

氟：在銅精礦中含量極少，主要以CuF2等金屬氟化物形態存在。CuF2熔點:950℃，分解溫度: 950℃，沸點: 950℃。性質非常穩定，常溫下不揮發。

汞：主要在以砷黝銅礦及黑黝銅礦所選出的銅精礦中以Hg12As4S13 、Hg12Sb4S13化合物狀態存在。屬等軸晶系的硫鹽礦物。單晶體常呈四面體（tetrahedron）,英文名即由此而來。黝銅礦與砷黝銅礦Cu12As4S13 成類質同象系列。摩斯硬度3～4，比重4.6（砷黝銅礦）至5.0（黝銅礦）。通常呈緻密塊狀或粒狀。

鎘：常與鋅共生於閃鋅礦中，在銅精礦中含量幾乎可以忽略不計，自然界中的形態為硫化鎘CdS，微毒，無放射性，微溶於水和乙醇，溶於酸，極易溶於氨，熔點： >999℃。常溫常壓下，CdS不揮發。