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铜作为全球关键战略金属,广泛应用于电力、电子、建筑、交通运输等核心领域。随着高品位铜矿资源日益枯竭,低品位铜矿及二次铜资源的高效利用成为行业发展的核心课题,铜萃取技术凭借其选择性强、资源利用率高、环保性优的特点,已成为湿法炼铜的核心支撑技术。本文将从技术介绍、核心作用、行业痛点三个维度,全面解析铜萃取技术的行业价值与发展困境。
铜萃取是湿法炼铜体系中的关键分离与富集环节,指利用化合物在互不相溶(或微溶)的水相(含铜浸出液)与有机相(萃取剂)中溶解度或分配系数的差异,通过物理-化学作用实现铜离子从水相向有机相的选择性转移,再经反萃取将铜离子重新富集于水相,最终通过电解沉积获得高纯度金属铜的技术过程。其核心原理是螯合交换反应:浸出液中的Cu²⁺与有机相中的萃取剂(如羟肟类化合物)发生离子交换,形成稳定的螯合物进入有机相,实现与铁、硅、砷等杂质的分离;反萃取阶段通过高酸溶液破坏螯合平衡,使Cu²⁺重新进入水相,得到高纯度硫酸铜溶液
针对硫化矿、氧化矿等低品位铜矿(铜含量低于 0.5%,火法冶炼不经济),采用 “浸出 — 萃取 — 电积”工艺:先用硫酸等浸出剂将矿石中的铜溶解为铜离子溶液,再通过萃取剂(如羟肟类)选择性萃取铜离子,与铁、铝等杂质分离,反萃后得到高纯度硫酸铜溶液,最后经电积产出阴极铜(纯度99.99%)。
随着电子垃圾(废旧电路板、电线电缆、电池)产量激增,萃取工艺成为再生铜回收的关键技术。先将电子废弃物破碎、拆解,通过酸浸或生物浸出提取铜离子,再利用萃取剂分离铜与金、银、钯等贵金属,实现铜的富集提纯。
锌矿(如闪锌矿)常伴生铜、铅、镉等有价金属,在湿法炼锌的浸出工序中,铜离子会进入硫酸锌溶液,不仅影响锌的电积质量,还会造成铜资源浪费。通过萃取工艺,可选择性提取硫酸锌溶液中的铜离子,反萃后回收硫酸铜或阴极铜,萃余液则返回锌电积系统。
电镀行业的镀铜废水、冶金行业的酸洗废水,常含有 50-500mg/L 的铜离子,直接排放会污染环境,同时浪费资源。采用萃取工艺:先调节废水 pH 值,再用萃取剂萃取铜离子,反萃后得到可回用的硫酸铜溶液,萃后废水铜含量可降至 0.5mg/L 以下,达到排放标准。