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文檔簡介
1、銅精礦與熔煉渣的鑒別規(guī)程編制說明、任務(wù)來源本標準制訂任務(wù)由國家認證認可監(jiān)督管理委員會下達,方案編號為2021B079,負責編制單位為廈門出入境檢驗檢疫局。二、編制情況:2.1 目的和意義含銅物料主要有銅锍、銅精礦、銅礦石和銅熔煉渣簡稱熔煉渣 。我國為銅資源貧乏國 家,鼓勵進口銅資源,前三種貨物均鼓勵進口。而熔煉渣為火法煉銅過程中產(chǎn)生的以爐料和 燃料中各種氧化物互相熔融而成的共熔體, 主要的氧化物是SiO2和FeO,其次是CaO、AI2O3 和 MgO 等,因爐渣中往往含有鉛、 砷等對環(huán)境影響較大且不易治理的污染元素, 被國家明令 禁止進口。但在國際貿(mào)易中,國內(nèi)外的少量不法商人利用銅精礦商品 H
2、S編碼為26030000 和冶煉渣在外觀上根本一致的特點,把實際上是冶煉渣的貨物申報成銅精礦進口,逃避有關(guān) 執(zhí)法局部的監(jiān)管。作為口岸的執(zhí)法部門,檢驗檢疫系統(tǒng)必須有能力對這四中貨物進行區(qū)分,并標準系統(tǒng)內(nèi) 的執(zhí)法行為。但目前上述商品的監(jiān)管工作中根本上是依靠一線工作人員積累的經(jīng)驗,并無標 準可以依據(jù)。本標準可以填補該方面的標準空白,在今后的執(zhí)法過程中可以有標準依據(jù)。2.2 概括世界上大約80%的銅礦物組成是Cu-Fe-S礦。Cu-Fe-S礦不易溶于水,所以從這些礦中提 取銅通常采用火法冶金方式。提取步驟如下:通過氣泡浮選法把Cu-Fe-S和Cu-S礦的顆粒 富集得到銅精礦;冶煉銅精礦得到熔融的冰銅;
3、吹煉熔融的冰銅得到粗銅;用火法精 煉和電爐精煉得到高純銅。在步驟中得到冰銅和熔煉渣;在步驟中得到粗銅和冶煉渣。其余 20%的銅是通過濕法冶金得到的, 一般工藝如下: 用硫酸從碎礦中過濾出含雜銅的 水溶液;把含雜銅的水溶液經(jīng)過溶解提取高純銅的電解液;從純銅電解液中電鍍得到純 的陰極銅。濕法冶金過程中不產(chǎn)出熔煉渣,因此在本標準及編制說明中不予討論和闡述。銅礦石銅在地殼中最普遍的存在形式是以銅或銅鐵的硫化礦存在, 如黃銅礦、 斑銅礦和輝銅礦; 從這些礦物中生產(chǎn)金屬銅一般通火法冶金方式。少量的銅也以氧化礦的形式存在碳酸鹽、 氧化物、硅酸鹽、硫酸鹽 ;從這些礦物中生產(chǎn)金屬銅通常采用濕法冶金方式。自然界發(fā)
4、現(xiàn)的含銅礦物有 200多種,但重要的礦物僅 20來種。除少見的自然銅外,主要 有原生硫化銅礦物和次要的次生氧化銅礦物。銅礦石的工業(yè)品位為0.40.5%,邊界品名為0.20.3%。常見的有工業(yè)價值的銅礦物見表 1。銅精礦硫化銅礦經(jīng)過礦物加工處理后得到銅精礦。浮選是礦物加工工藝的主要方法,重選、磁 選、離析及溶浸等也有應(yīng)用。當前,銅選礦廠由破碎、篩分、磨礦、分級、選別和脫水等作 業(yè)組成,其具體步驟為: 破碎并把礦石研磨到要求的尺寸, 將銅礦顆粒與非銅礦顆粒別離; 把礦石中的銅礦物分 離得到銅精礦需要把礦石磨得足夠小,才能使銅礦顆粒從非銅礦顆粒中篩選出來。顆粒尺寸 太大,易引起銅礦物的相互結(jié)合或隱藏
5、于非銅礦物中,阻礙浮選進行,顆粒尺寸太小,易引表1重要的銅礦物礦物名稱英文化學(xué)式理論銅含量/%顏色密度產(chǎn)狀與共生斑銅礦borniteCu5FeS463.3銅紅至深 黃色5.06 5.08與黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、黝銅礦、硫砷銅礦、 輝銅礦等共生;有時與輝鉬礦、自然金等共生。 還見于某些夕卡巖礦床中,與其它銅的硫化物共生。在氧化帶易轉(zhuǎn)變成孔雀石、藍銅礦、赤銅礦、褐鐵礦等黃銅礦chalcopyriteCuFeS234.5黃銅色4.1 4.3巖漿型,產(chǎn)于與基性、超基性巖有關(guān)的銅鎳硫化 物礦床中,與磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦密切共生。接 觸交代型,與磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等共生; 亦可與毒砂或方鉛礦、閃鋅礦
6、等共生。熱液型, 常呈中溫熱液充填或交代脈狀,與黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、斑銅礦、輝鉬礦及方解石、石英等 共生。在地表風化條件下遭受氧化后形成 CuSO 4和FeSO 4,遇石灰?guī)r形成孔雀石、藍銅 礦或褐鐵礦鐵帽;在次生富集帶那么轉(zhuǎn)變?yōu)榘咩~礦 和輝銅礦,可作找礦標志黝銅礦tetrahedriteCU12Sb4S1345.8灰至鐵灰色4.6黝銅礦是一種銅、銻的硫化物礦物,通常產(chǎn)在礦 脈中,與銅、銀、鉛和鋅的礦物共生,黝銅礦常 含有一些砷, 并隨砷的含量增加,向砷黝銅礦過渡,砷黝銅礦是固溶體的砷端成員。砷黝銅礦tenn atiteCu12AS4S1351.6鉛灰至鐵 黑色4.37-4.49輝銅礦Ch
7、alcociteCu2S79.8鉛灰至灰色5.5 5.8常見于銅礦床中,分為內(nèi)生和表生成因。內(nèi)生輝銅 礦產(chǎn)于富銅貧硫的晚期熱液礦床中,常與斑銅礦共 生,產(chǎn)量較少。表生成因者主要產(chǎn)于銅的硫化物礦 床的次生富集帶,系氧化帶滲濾的硫酸銅溶液與原 生硫化物黃鐵礦、斑銅礦、黃銅礦等進行交代作用的產(chǎn)物,產(chǎn)出較多。輝銅礦在氧化帶不穩(wěn)定,易分 解為赤銅礦、孔雀石和藍銅礦;氧化不完全時,往 往形成自然銅。銅藍covelliteCuS66.4青定藍或 灰黑色4.6 4.76主要產(chǎn)于含銅硫化物礦床次生富集帶中 由硫酸銅 溶液交代黃銅礦、斑銅礦等硫化物而成 。常與輝銅 礦伴生,組成含銅很富的礦石。赤銅礦cuprite
8、Cu2O88.8紅色6.14赤銅礦產(chǎn)于銅礦床氧化帶中,常與自然銅、 孔雀石、藍銅礦、硅孔雀石、褐鐵礦共生。黑銅礦ten oriteCuO79.9灰黑色5.8 6.4是輝銅礦風化產(chǎn)物,與黃銅礦、斑銅礦、赤銅礦、赤銅鐵礦、自然銅、銅藍、孔雀石等礦物共生或 伴生孔雀石malachiteCuCO3 Cu(OH) 257.3淺綠色3.9 4.03產(chǎn)于銅的硫化物礦床氧化帶,常與其它含銅礦物共生藍銅礦、輝銅礦、赤銅礦、自然銅等藍銅礦azurite2CuCO3 Cu(OH) 355.1天藍色3.77 3.89它常與孔雀石一起產(chǎn)于銅礦床的氧化帶中水膽磯brocha ntiteCu4SO4 (OH ) 656.2
9、綠色3.9氯銅礦atacamiteCu2Cl (OH) 359.5綠色3.76 3.78氯銅礦是一種稀有礦物,作為次生礦物與孔雀石、 藍銅礦和石英伴生于銅礦床的氧化帶中,氯銅礦也 形成于火山口周圍。硅孔雀石chrysocollaCuSiO3 2H2O36.0綠至藍色2.0 2.4為一種次生的含銅礦物,主要產(chǎn)在含銅礦床的氧化帶中,常與孔雀石、藍銅礦、赤銅礦、自然銅 共生,此外,也常和玉髓相伴一起出現(xiàn),為局部 藍色或綠色玉髓的重要內(nèi)含物。自然銅Cu100銅紅色8.95起黏結(jié)結(jié)構(gòu),阻礙銅礦物浮選繼續(xù)進行。通常在 -100卩m至+10卩m。 采用氣泡浮選法將銅礦物與非銅礦物別離,得到富銅精礦和貧銅尾礦
10、。最常用的捕獲劑為戊烷基黃酸鹽。捕獲劑也使用其他的含硫化合物,尤其是二硫代磷酸鹽和硫羰氨基甲酸鹽。 商業(yè)用的捕獲劑通常是一些混合試劑,然而黃原酸鹽,如戊基黃原酸鉀,乙烷基黃原酸鈉和異丙基黃原酸鈉,是最常見的銅礦物捕獲劑。用熟石灰CaO控制pH值和支鏈乙醇氣泡劑 天然如松節(jié)油或合成物質(zhì)。 經(jīng)過處理的銅精礦一般含水 8%左右,這個含水量是在運輸精礦期間粉塵損失和運輸這 8%水分的費用相抵的平衡點。簡單說來就是:從鐵礦黃鐵礦、磁黃鐵礦中對 Cu的硫化礦黃銅礦、輝銅礦、斑銅 礦進行選擇性浮選,通常需要黃原酸鹽、二硫代硫酸鹽或硫羰氨基甲酸鹽這樣的捕獲劑, 用熟石灰CaO控制pH值OH-和支鏈乙醇起泡劑。
11、銅精礦由于礦石產(chǎn)地、礦石種類和選礦技術(shù)條件的不同,其化學(xué)成分和礦物組成是十分 復(fù)雜的,但是一般銅含量均在 13%以上,粒度為-100卩m以下。此外因經(jīng)過浮選工藝,銅精 礦一般都含少量支鏈乙醇起泡劑,具有特殊氣味。熔煉渣熔煉渣是爐料和燃料中各種氧化物互相熔融而成的共熔體,主要的氧化物是SiO2和FeO, 其次是CaO、AI2O3和MgO等。表2列出了各種造锍熔煉工藝所產(chǎn)生爐渣的化學(xué)成分。表2典型熔煉爐渣的化學(xué)成分熔煉方法熔煉渣化學(xué)成分%CuFeFe3O4SiO2SAl 2O3CaOMgO密閉鼓風爐熔煉0.4229.0387.5110.74奧拓昆普閃速熔煉渣不貧化1.544.411.826.61.
12、6奧拓昆普閃速熔煉電爐貧化0.7844.0629.71.47.80.6Inco閃速爐熔煉0.944.010.8331.14.721.731.61諾蘭達熔煉2.6401525.11.75.01.51.5瓦紐柯夫熔煉0.5405344.22.61.4白銀法熔煉0.45353.15350.73.381.4特尼恩特轉(zhuǎn)爐熔煉4.6432026.50.8奧斯麥特熔煉0.65347.5312.87.55.0二菱法熔煉0.638.232.20.62.95.9可以看出,火法熔煉渣的主要化學(xué)成分呈現(xiàn)高鐵、高硅、低銅、低硫的特點,銅的含量 范圍從小于1%到高達7%。銅锍銅锍是以FeS-CifeS為主,并溶有Au、A
13、g等貴金屬及少量其他金屬硫化物的共熔體?,F(xiàn) 代造锍是在11501250E的高溫下,使硫化銅精礦和熔劑在熔煉爐內(nèi)進行熔煉。 爐料中的銅、 硫與未氧化的鐵形成銅锍。局部熔煉方法的銅锍平均化學(xué)組成見表3表3局部熔煉方法的銅锍平均化學(xué)組成化學(xué)組成熔煉方法、化學(xué)組成CuFeSPbZnFe3O4備注密閉鼓風爐熔煉富氧空氣41.5728.6623.79銅陵金昌普通空氣25 3036 4022 24沈冶奧拓昆普閃速熔煉58.6411 1821 220.30.80.28 1.40.1 (Bi)貴冶52.4619.8122.370.230.01 (Bi)金隆66 708.021.0H djavalta52.551
14、8.6623.460.31.8東予諾蘭達熔煉69.846.0821.070.640.28大冶64.707.8023.002.801.20Horne白銀法50 5417 1922 241.42.0白銀瓦紐柯夫法41 5525 1423 244.5 5.2(Ni)Norilsk奧斯麥特法47 6729 1221 24侯冶44.523.623.83.2試驗爐二菱法65.79.221.9直島傳統(tǒng)熔煉法產(chǎn)出的銅锍品位較低,大約為25%45%左右;現(xiàn)代強化造锍熔煉中用高富氧操作的工廠越來越多,所產(chǎn)的銅锍品位也逐漸升高,一般達50%70%,甚至達75%。銅锍中的S含量一般低于理論量,并且在較小的范圍內(nèi)21%
15、26%變動。從表3可以得到銅锍的根本特征是高銅、高鐵、高硫,經(jīng)過熔煉后銅锍還經(jīng)常呈現(xiàn)為細 砂至礫狀,且常有明銅和燒結(jié)氣孔存在。2.3主要內(nèi)容取樣方法的選擇因為GB/T 14263?散裝浮選銅精礦取樣、制樣方法?已經(jīng)非常成熟,因此本標準在精密 度、份樣數(shù)、份樣量、取樣工具、大樣副樣確實定、系統(tǒng)取樣法和分層取樣法方面完全參照GB/T 14263。制樣方法的選擇GB/T 14263?散裝浮選銅精礦取樣、制樣方法?完全適用于銅精礦和熔煉渣的制樣。當 樣品出現(xiàn)明銅時,需揀出并稱重,折算后計入樣品中銅含量。銅檢測方法的選擇GB/T 3884?銅精礦化學(xué)分析法?完全適用于銅精礦或熔煉渣中銅的測定要求,因此銅檢 測按照該標準執(zhí)行。鑒別方法通過2.2的考察,可以認為: 銅锍和銅精礦的主要區(qū)別為,銅锍經(jīng)過高溫熔煉,物理外觀上呈現(xiàn)為細砂至礫狀,常有 燒結(jié)氣孔和明銅,銅精礦為粉末狀;從化學(xué)成分上分析,兩者有交集,不易區(qū)別。 銅锍與熔煉渣可以作為區(qū)別的重要特征為含銅量,銅锍銅含量高于25%,而熔煉渣的銅含量未超過7%。 銅锍與銅礦石也可用含銅量來區(qū)別。 銅精礦與熔煉渣可以作為區(qū)別的重要特征為含銅量,銅锍
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