制取二氧化硫(制取二氧化硫的收集方法)

冶炼铜熔炼铜工业用铜包括电解铜(含铜99.9% ~ 99.95%)和精炼铜(含铜99.0% ~ 99.7%)。前者用于电器行业,用于制造特殊合金、金属线和电线。

高中化学拾遗补缺——铜的冶炼方法(火法炼铜)

冶炼铜熔炼铜

工业用铜包括电解铜(含铜99.9% ~ 99.95%)和精炼铜(含铜99.0% ~ 99.7%)。前者用于电器行业,用于制造特殊合金、金属线和电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。

高中化学拾遗补缺——铜的冶炼方法(火法炼铜)

电解铜电解铜

炼铜的原料是铜矿石。铜矿可以分为三类:

(1)硫化矿石,如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。

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黄铜矿黄铜矿

高中化学拾遗补缺——铜的冶炼方法(火法炼铜)

斑铜矿斑铜矿

高中化学拾遗补缺——铜的冶炼方法(火法炼铜)

辉铜矿辉铜矿

(2)氧化矿石,如黄铜矿(Cu2O)、孔雀石[CuCo3 Cu (OH) 2]、蓝铜矿[2CuCO3 Cu (OH) 2]、硅孔雀石(CuSiO3 2H2O)等。

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赤铜矿红铜矿石

高中化学拾遗补缺——铜的冶炼方法(火法炼铜)

孔雀石孔雀石

高中化学拾遗补缺——铜的冶炼方法(火法炼铜)

蓝铜矿蓝铜矿

(3)天然铜。

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自然铜自然铜

高中化学拾遗补缺——铜的冶炼方法(火法炼铜)

一种含铜量约为1% (0.5% ~ 3%)的铜矿石具有开采价值,因为浮选可以除去矿石中的部分脉石和其他杂质,并可获得含铜量较高(8% ~ 35%)的精矿。

从铜矿中提炼铜的过程很复杂。以黄铜矿为例。首先,集中砂、熔剂(石灰石、砂等)。)和燃料(焦炭、木炭或无烟煤)混合,放入“密闭”的高炉中,在1000℃左右熔化。所以矿石中的部分硫变成SO2(用于硫酸生产),大部分杂质如砷和锑变成挥发性物质如AS2O3和Sb2O3并被除去:

2 cufs 2+O2 = Cu2S+2 FeS+SO2↓

部分硫化铁转化为氧化物;

2FeS+3O2=2FeO+2SO2↑

Cu2S与剩余的FeS熔融在一起形成“冰铜”(主要由Cu2S和FeS相互溶解形成,其铜含量在20%-50%之间,硫含量在23%-27%之间)。FeO和SiO2形成炉渣:

FeO+SiO2=FeSiO3

熔渣漂浮在熔融冰铜上,容易分离,从而去除部分杂质。

然后将冰铜移入转炉,加入熔剂(石英砂),吹入空气体(1100 ~ 1300℃)。由于铁对氧的亲和力比铜大,铜对硫的亲和力比铁大,冰铜中的FeS首先转化为FeO,FeO与熔剂结合形成熔渣,然后Cu2S转化为Cu2O,Cu2O与Cu2S反应生成粗铜(含铜量约为98.5%)。

2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑

2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑

然后将粗铜移入反射炉中,加入熔剂(石英砂),通入空气体氧化粗铜中的杂质,与熔剂形成熔渣除去。杂质去除到一定程度后,注入重油,重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体在高温下将氧化亚铜还原成铜。获得的精炼铜含有约99.7%的铜。

高中化学拾遗补缺——铜的冶炼方法(火法炼铜)

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