銅精礦

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、硅酸鹽類等礦物。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、碳酸鹽和硅酸鹽礦物：孔雀石（57.5%）、藍銅礦（55.3%）、硅孔雀石（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。

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鍊脫雜，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、火法冶鍊逐漸向連續化、自動化發展。

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。濕法冶鍊技術正在逐步推廣，預計本世紀末可達總產量的20%，濕法冶鍊的推出使銅的冶鍊成本大大降低。

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。主要冶鍊廠包括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佔鰲頭，達351.1萬噸（含銅量），佔全球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%。

銅精礦中的有害元素主要為以下幾種：

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。