年产500吨阴极铜湿法炼铜项目可行性研究报告

年产 500 吨阴极铜湿法炼铜项目 可行性研究报告

年产 500 吨阴极铜湿法炼铜项目

可行性研究报告

一、项目性质、可行性研究的背景及依据

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本项目属利用铜矿开采废弃的低品位氧化矿石和硫化矿选冶废 弃低品位矿石及废旧二次废铜资源采用全湿法浸出 - 萃取 - 电积工艺 获得电积精铜项目。浸出 - 萃取 - 电积工艺处理低品位氧化矿及废旧 二次废铜资源新技术，对促进当地循环经济发展有积极的意义。

低品位难选氧化铜矿，采用常规传统选冶工艺开采很不经济， 故未能有效利用开发。废旧二次废铜资源火法冶炼的环境污染问题 也未很好解决。目前，国内外对氧化铜矿石和废旧二次废铜资源性 质进行了大量的试验研究和生产实践，采用全湿法浸出 - 萃取 - 电积 工艺处理低品位氧化矿矿石和废旧二次废铜资源的生产新工艺生产 合格的阴极铜，具有环境效益好、投资省和生产成本低的最大优越 性，能够获得较好的经济效益和环境社会效益。

我国是一个铜紧缺国，每年铜需要量约 100 万吨以上，缺口部分 尚需进口，虽然我国铜总储量不少，但能经济地利用传统选冶工艺 处理的铜矿越来越少，过去一直未被开发利用的难选氧化铜矿和低 品位铜矿的开发，目前已取得了进展，北京矿冶研究院早在 1995 年 就在多宝山铜矿利用氧化铜矿建立了一座年产 200 吨电积铜的浸出 - 萃取 - 电积试验工厂，该工厂于 1995 年 6 月投产，取得了良好的技术 经济指标，说明铜矿氧化矿和低品位矿石的浸出 - 萃取 - 电积工艺是 行之有效的。近年来我国引进消化了国外氧化铜矿石预处理、薄层 浸取及永久不锈钢阴极电积等新工艺新技术，为我国氧化铜矿石资 源的有效利用创造了更加有利的技术条件。

湿法炼铜给铜工业带来的影响：

(1) 可以处理低品位铜矿，美国采用堆浸处理的铜矿石品位甚至 低到0.04％。过去认为无法处理的表外矿、废石、尾矿等均可作为铜 资源被重新利用，因此大大扩大了铜资源的利用范围；

(2) 湿法炼铜由于工艺过程简单，能耗低，因此生产成本

低。1997年西方SX－EW 铜平均的生产成本为43美分/ 磅，这包括8美

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分/磅采矿费、15美分/磅浸出费用、18美分/磅的SX－EW费用、2美分 /磅的管理费用。而1997年西方火法铜的平均生产成本为70美分/磅； (3) 投资费用低、建设周期短。国外大型的湿法炼铜厂的单位投 资费用为2300$/tCu，而火法铜的单位投资费用超过4500＄/tCu。中 国湿法炼铜厂由于设备简陋，单位投资费用只有1 ～1.2 万元/t；

(4) 没有环境污染问题。湿法炼铜工艺没有SO2烟气排放，硫化 矿加压浸出时硫可以S 。的形式产出，避免了硫酸过剩问题。特别是 地下溶浸技术不需要把矿石开采出来，不破坏植被和生态，从根本上 改善了采矿工人的劳动条件；

(5)阴极铜产品质量高。由于溶剂萃取技术对铜的选择性很好， 因此铜电解液纯度很高，产出的阴极铜质量可以达到99.999％，再 加上采用了Pb-Ca-Sn合金阳极以及在电解液中加Co2+等措施，有效 地防止了铅阳极的腐蚀，保证了阴极产品的质量；

(6)生产规模可大可小，这尤其适合于中国企业的特点。正因 为湿法炼铜有这样一些显著的优点才使其得以迅速的发展，当1997年 下半年到1998年由于亚州金融危机而引发了有色金属价格急剧下 滑，铜价持续走低，西方一些铜公司关闭了他们成本较高的火法炼铜 厂，但在此期间世界湿法炼铜产量仍然强劲地增长著，由此可以说明 湿法炼铜技术的生命力。

过去认为浸出－萃取－电积工艺只适于处理那些废石、氧化 矿、低品位矿，即只适于处理那些火法冶金不好处理或不经济的矿 石，但近几年由于生物技术、加压浸出技术的发展和工业化已经改变 了人们这种认识，采用生物堆浸完全可以处理高品位的次生硫化矿， 而且达到了很大的生产规模，已成为一种很成熟的生产方法。采用 加压浸出技术处理高品位的次生硫化矿也已实现了工业化，并且达 到了5 万t/aA级铜的生产规模，操作成本只有35美分/ 磅。

可以看到近年来湿法炼铜的主攻方向已经从氧化矿和废石转向了 硫化矿，甚至把以黄铜矿为主要成份的铜精矿作为了挑战的目标。 相信在不久的将来人们可以实现采用湿法冶金技术处理任何铜矿，

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而且在投资和成本上能与火法冶金展开竞争。

目前我国知道的有江铜德兴铜矿、紫金山金铜矿、浙江华友、浙 江清峰、江苏雄风、黑龙江多宝山、西藏玉龙铜矿、中原黄金冶炼 厂、广东清远市先导公司、南通新玮公司采用湿法冶炼。

二、项目的资源条件

本项目建于 *** 地区，该地区和周边铜矿石企业开采的原料有 许多为氧化铜矿石，被废弃未能利用，造成资源的大量浪费。区域 附近废旧二次废铜资源市场较发达，废旧二次废铜资源多，按企业 年产 500 吨电积铜计算，主要原料氧化铜矿石和废旧二次废铜资源 是绝对可靠的。

三、企业的生产工艺选择

传统火法工艺不但投资大、生产成本高污染大，而且不适合处理 低品位的氧化矿。关于 湿法炼铜 是采用萃取-电积还是铁屑置换，主 要考虑厂的规模，资金能力，周围建厂条件来定。一般铁屑置换成 本高，但投资少，基本上不需要很多设备。萃取--电积工艺需要投 资相对大，但产品销售价格高，产品质量稳定。

目前国内外在处理低品位氧化矿方面有了很大发展，采用氧化铜 矿石浸出 - 萃取 - 电积工艺，直接达到电积铜精铜产品，这种湿法冶 金工艺，具有生产工艺先进，废液全部闭路循环利用、生产无三废 排放，投资见效快的优点。近年来在国内特别是云南，氧化铜矿已 普遍采用浸出 - 萃取 - 电积工艺，取得了良好的经济效益和环境效 益。我厂对低品位氧化铜矿和废旧二次废铜资源进行了浸出 - 萃取 - 电积试验，也已取得了较好试验指标。因此，本可行性研究报告推

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荐采用氧化铜矿石和废旧二次废铜资源 “ 全湿法浸出 - 萃取 - 电积生产 工艺 ” 。见附件。

四、湿法冶炼

根据原料的性质，结合国内外生产实际情况，本可研拟采用 “ 堆浸（池浸） - 萃取 - 电积 ” 工艺，产品质量不低于国标 2 号阴极铜标 准。

1 、原料

原料为含铜品位 0.5% 以上的低品位氧化铜矿石和废旧二次废 铜。

本项目每年约需要 2% 以上的氧化铜矿石 37000 吨（ 1% 以上的氧 化铜矿石 74000 吨），按年生产 300 天计算，每天约需 247 吨矿石。

2 、主要附助材料

硫酸：工业级浓硫酸

煤油： 260″ 溶剂油

萃取剂：采用汉高公司的 LIX984 或英国捷利康公司 M5640 作 萃取剂。

3 、工艺流程的选择

传统的炼铜方法为采矿 — 选矿 — 火法冶炼，该工艺处理铜的 硫化矿是很有效的，但对铜的氧化矿而言，该工艺显示出其局限 性，选矿的回采率很低，经济效益很差。随着铜的硫化矿资源日益 减少，人们越重视低品位难选氧化铜矿资源的开发利用，研究出了 “ 浸出 — 萃取 -- 电积 ” 新工艺来处理低品位难选氧化铜矿，取得良好效

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果。该工艺具有投资少、成本低、经济效益显著、无环境污染等优 点，在国内外已被广泛应用。目前，世界上用该工艺生产的电积铜 为 300 万吨左右。根据项目所在地和周边铜矿石企业开采氧化铜矿 的性质和废旧二次废铜资源情况，结合国内外生产实际，本可研采 用这一新工艺。

4 、生产过程简述

根据原料氧化铜矿石含铜品位和浸出料液的情况，该工程选取 “ 氧化铜矿石湿法浸出 — 萃取 — 电积 ” 工艺生产符合要求的阴极铜。

浸出：用颚式破碎机将氧化铜矿进行破碎，破碎氧化铜矿石由 装载机运往浸堆（浸出池）浸出，然后泵送稀硫酸萃余液进行渗滤 循环浸出，浸出液与矿石发生反应，生成的硫酸铜溶液靠自重向底 层渗透，由矿层底部的排液管流出，进入集液池，经自然澄清后用 耐酸泵送至萃取工段进行萃取生产。

萃取：根据料液情况，萃取工艺选用 lix984 或 m5640 为萃取剂， 260# 煤油为稀释剂。

萃取流程为二级萃取，一级洗涤，一级反萃。浸出硫酸铜液由 泵送至萃取高位池，然后流入铜萃取箱经二级萃取，铜经萃取进入 有机相，萃余液自流回浸出段。为减少杂质进入电积槽，在负载有 机相反萃前进行洗涤，洗去其中夹带的部分铁及水相。洗涤液采用 微酸性水循环使用，当杂质积累较多时，外排部分到浸出段使用， 再补充一部分新液。洗涤后的有机相经反萃铜进入反萃液，反萃液 自流到电积液地下循环贮槽，经除油后使硫酸铜溶液中的有机物含 量降到一定含量，然后泵送至电积车间高位槽。反萃后的再生有机 相返回萃取段继续萃取铜。

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电积：铜电解沉积的工艺是将 Cu2+ 变成金属铜，其化学反应如 下：

阳极反应： H2O→1/2O 2+2H++2e

阴极反应： Cu2++2e→Cu

总反应： CuSO4+H2O=Cu+H2SO4+1/2O2↑

由萃取送来的硫酸铜溶液加热至约 30—35 ℃，进入电积槽进行 电积。电积用阴极为 316L 不锈钢板，阳极为铅 - 锡 - 钙压延合金板。 电积液循环方式为下进上出，控制一定的循环流量，电流密度，槽 电压和槽温，阴极析出铜周期约 7—10 天，在电积槽中阴积析出 铜，阳极放出氧气，电积铜经洗涤、人工剥板得到产品阴极铜，经 计量包装入库。

五、车间及设备配置

1 、浸出段各种槽池均为露天设置。矿石浸出后，浸液自流到澄 清池，澄清后泵送至萃取段高位池。矿渣经洗涤弃去。洗液循环使 用。进出矿石均用铲车运输。各种浸出池，循环池均为水泥钢筋混 凝土结构，内防腐用耐酸玻璃钢或煤沥清涂层。加热池内防腐应能 经受 50 ℃温度。

• 2 、萃取车间为单层结构厂房。萃取槽的安置应根据图纸设计尺 寸建造钢筋水泥台柱支撑。水泥平台周边应设安全防护栏。

混合澄清槽：采用加强型硬 PVC 板焊制，外用槽钢或钢筋混泥 土加固。

3 、电积车间：电积槽和洗池在地面水平安装。电积槽采取 2 系 列水平布置，每系列 8 个电积槽，设置 1 台 2t 的桥式启重机出装槽。

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为便于操作检修，电解槽配置高出地面约 900mm ，标高 ±0.00 为电 积槽支柱和人工剥板铜处理区域，整个厂房的高度根据便于出装槽 的安全高度确定。

设备厂房地面应作耐酸防腐处理。

电积槽：本工艺为使用阴极铜产品在市场上有竞争力，选择大 槽大板电积，采取永久性 316L 不锈钢板，人工剥板。电积槽为钢筋 水泥内衬 8mm 硬加强型 PVC 板（或内衬 3--5mm 软 PVC 板）防腐 层。电解槽之间及槽底均应做绝缘处理。

• 4 、本工程浸出段泵用管可以采取耐酸软管，以增加灵活性。其 它管线为 PVC 硬管。各种泵为耐酸离心泵或自吸泵。

六、项目选址及建设用地

• 1 ）项目选址 : 项目建设地址应离人群居住地及河流 500 米以上，

• 通运输道路，有三相电源及水源。

  • 2 ）建设用地：共约 6000 平方，其中：

  1. 浸出场地： 1200 平方

  2. 矿石储存加工场地： 3000 平方

  3. 车间占地： 1000 平方

  4. 公用设施占地： 400 平方

  5. 其他占地： 400 平方

七、环境保护

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