銅濕法冶金技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用探究

圈炳忠

【摘? ?要】伴隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的逐漸發(fā)展，越來越多的冶金技術(shù)工人也意識到了運(yùn)用新型冶金工藝的重要性。相比于一般的冶金工藝而言，銅濕法冶金也有其獨(dú)特的技術(shù)要求。然而筆者經(jīng)過大量的研究與調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)如今的確有一部分冶金技術(shù)工人根本沒有注意到銅濕法冶金技術(shù)方面的諸多問題，還有一部分冶金技術(shù)工人依然采用較為原始的冶金技術(shù)導(dǎo)致金屬銅的冶金質(zhì)量并不高，這也就意味著相比于一般的金屬銅冶金技術(shù)，銅濕法冶金技術(shù)有一定的技術(shù)優(yōu)越性。也正因如此，筆者也將在文章的以下內(nèi)容中，重點(diǎn)分析銅濕法冶金技術(shù)的相關(guān)技術(shù)問題以及銅濕法冶金技術(shù)的具體應(yīng)用方法。

【關(guān)鍵詞】銅濕法;冶金技術(shù);應(yīng)用

引言

銅濕法冶金技術(shù)又叫做濕法煉銅技術(shù)，這種冶金技術(shù)主要是利用硫酸等強(qiáng)酸物質(zhì)，進(jìn)而將金屬銅礦之中的銅元素變成可溶性的硫酸銅（一般情況下會(huì)在添加水之后轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙~液體），之后再將金屬鐵放入硫酸銅之中將硫酸銅內(nèi)的銅元素置換出來，隨后便可以得到較為純凈的金屬銅，這種濕法冶金技術(shù)已經(jīng)得到了進(jìn)一步應(yīng)用以及大范圍推廣。銅濕法冶金技術(shù)伴隨著相關(guān)技術(shù)研發(fā)人員的進(jìn)一步研究，已經(jīng)出現(xiàn)了與之相關(guān)的各類新型金屬銅冶金技術(shù)，但是銅濕法冶金技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中依然存在著許多技術(shù)問題。因此筆者初步認(rèn)為仔細(xì)研究銅濕法冶金技術(shù)的具體應(yīng)用方法以及相關(guān)的技術(shù)研發(fā)途徑尤為重要。

1.生物堆浸技術(shù)

銅濕法冶金技術(shù)也可以利用生物堆浸技術(shù)將金屬銅礦產(chǎn)資源之中的金屬元素進(jìn)行置換，從而進(jìn)一步得到純度較高的金屬銅。然而現(xiàn)如今生物堆浸技術(shù)這種比較新穎的銅濕法冶金技術(shù)依然存在著技術(shù)方面的爭議，有一部分技術(shù)操作人員認(rèn)為生物堆浸技術(shù)的可操作性難以預(yù)測，并且應(yīng)該利用何種生物進(jìn)行生物堆浸技術(shù)也的確存在著技術(shù)困難，還有一部分技術(shù)操作人員認(rèn)為生物堆浸技術(shù)相比于其他的銅濕法冶金技術(shù)在技術(shù)的可行性與可控性方面存在著技術(shù)問題，因此的確也會(huì)有一部分技術(shù)操作人員并不傾向于利用生物堆浸技術(shù)。但是在此過程中也會(huì)有一部分技術(shù)操作人員認(rèn)為生物堆浸技術(shù)是一種較為節(jié)能環(huán)保的銅濕法冶金技術(shù)，并且生物堆浸技術(shù)的技術(shù)操作難度并不高，雖然生物堆浸技術(shù)在技術(shù)可行性與可控性方面存在著諸多問題，但是只要相關(guān)的技術(shù)操作人員能夠準(zhǔn)確合理地利用生物堆浸技術(shù)，并且及時(shí)地控制金屬銅的化學(xué)反應(yīng)速度以及化學(xué)反應(yīng)程度，那么也可以充分地發(fā)揮出生物堆浸技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢。在全球范圍內(nèi)已經(jīng)有大部分銅礦在開采的過程中利用到了生物堆浸技術(shù)，還有一部分鈾礦、金礦等等金屬礦藏在開采的過程中也利用到了生物堆浸技術(shù)。然而運(yùn)用生物堆浸技術(shù)能夠很好地防止二氧化硫與金屬之間發(fā)生過于強(qiáng)烈的反應(yīng)，以便避免金屬資源由于反應(yīng)過于迅速而出現(xiàn)許許多多的不可控制因素，也是為了避免金屬資源在快速反應(yīng)的過程中發(fā)生其他的化學(xué)反應(yīng)，尤其是與氧氣以及其他金屬資源發(fā)生反應(yīng)（主要為氧化還原反應(yīng)），然而更重要的是利用生物堆浸技術(shù)也是為了進(jìn)一步提高銅濕法冶金技術(shù)的冶金質(zhì)量。然而從另一個(gè)層面分析，相關(guān)的技術(shù)操作人員也可以利用生物堆浸技術(shù)防止二氧化硫未經(jīng)過處理便直接排放到大氣層之中從而導(dǎo)致大氣層底層空氣被污染，因此生物堆浸技術(shù)也被稱為一種銅濕法冶金技術(shù)之中的“清潔技術(shù)”或者是“綠色環(huán)保冶金技術(shù)”。

2.細(xì)菌浸出技術(shù)

細(xì)菌浸出技術(shù)與一般的銅濕法冶金技術(shù)的確有所不同，在人們的傳統(tǒng)思維模式之中各式各樣的細(xì)菌并不能夠作為金屬冶煉技術(shù)的載體，并且細(xì)菌自身的特殊性也導(dǎo)致細(xì)菌的數(shù)量以及細(xì)菌的性質(zhì)的確難以控制。但是筆者經(jīng)過大量的研究與調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)在1947年有一則報(bào)道之中提及到了細(xì)菌與金屬冶煉之間的關(guān)系，一部分細(xì)菌已經(jīng)成為銅濕法冶金技術(shù)的載體，細(xì)菌浸出技術(shù)也的確在此之后得到了更進(jìn)一步的發(fā)展。然而在大量利用細(xì)菌進(jìn)行金屬銅的冶煉過程也是在其他國家的冶金企業(yè)之中實(shí)現(xiàn)，在我國并沒有快速地普及細(xì)菌浸出技術(shù)。但是近十幾年來尤其是近幾年隨著細(xì)菌細(xì)胞生物技術(shù)地進(jìn)一步發(fā)展，許許多多的新型細(xì)菌也成為了細(xì)菌浸出技術(shù)的應(yīng)用對象，還有各式各樣的細(xì)菌成為了銅濕法冶金技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的“推動(dòng)者”。這主要是因?yàn)榧?xì)菌浸出技術(shù)的利用成本比較低，并且相比于生物堆浸技術(shù)而言也更加具有可行性與可控性。其次就是細(xì)菌浸出技術(shù)也可以與生物堆浸技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合使用，畢竟細(xì)菌在某種程度上也屬于“生物”的一種。細(xì)菌浸出技術(shù)在運(yùn)用的過程中需要相關(guān)的技術(shù)操作人員將細(xì)菌與硫酸銅（一般情況下會(huì)添加適量的水形成硫酸銅液體）與各種細(xì)菌進(jìn)行初步的融合，隨后靜置一段時(shí)間之后檢查硫酸銅的具體情況，如果發(fā)現(xiàn)硫酸銅內(nèi)部的細(xì)菌出現(xiàn)大量死亡的情況，那么則需要相關(guān)的技術(shù)操作人員及時(shí)地停止化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，并且將硫酸銅進(jìn)行化學(xué)檢查，也可以利用電子顯微鏡觀察細(xì)菌的死亡過程，并以此判斷硫酸銅是否適合進(jìn)行下一步的置換反應(yīng)。然而在此過程中也有一個(gè)值得我們深入思考的問題，大部分細(xì)菌的生存與死亡會(huì)與細(xì)菌的生存環(huán)境有關(guān)，然而導(dǎo)致細(xì)菌大量死亡的主要原因就是細(xì)菌生存溫度的問題。一般情況下處于低溫（二十?dāng)z氏度到四十?dāng)z氏度之間）都需要利用到氧化硫桿菌、氧化鐵硫桿菌、氧化鐵細(xì)螺菌等等可以在低溫環(huán)境下生存的細(xì)菌。然而如果細(xì)菌生存的環(huán)境溫度繼續(xù)升高（當(dāng)細(xì)菌生存環(huán)境溫度達(dá)到四十?dāng)z氏度之上到五十五攝氏度以下），那么則需要將細(xì)菌更換成喜中溫類型的各種細(xì)菌。然而當(dāng)細(xì)菌生存環(huán)境的溫度繼續(xù)升高（當(dāng)細(xì)菌生存環(huán)境溫度達(dá)到五十五攝氏度之上到八十五攝氏度以下），則需要更換全部的細(xì)菌，轉(zhuǎn)而改用喜高溫類型的各種細(xì)菌。然而在此過程中相關(guān)的技術(shù)操作人員也可以利用氧化鐵硫桿菌或者是氧化鐵細(xì)螺菌進(jìn)行初步的溫度試驗(yàn)，如果這一類喜低溫環(huán)境的細(xì)菌都無法生存，那么則需要采用相關(guān)的冶金技術(shù)進(jìn)一步提高細(xì)菌的生存環(huán)境溫度。相關(guān)的技術(shù)操作人員也要盡量保證細(xì)菌生存環(huán)境的溫度不要低于二十?dāng)z氏度。

3.地下溶浸技術(shù)

地下溶浸技術(shù)一般情況下會(huì)應(yīng)用于埋藏比較深入并且不便初步開發(fā)的金屬礦藏環(huán)境。一般情況下地下溶浸技術(shù)的適用范圍并不廣泛，并且地下溶浸技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程中也會(huì)存在著許許多多的技術(shù)問題，但是地下溶浸技術(shù)的應(yīng)用效果卻是比較突出。畢竟一部分埋藏比較深的金屬銅礦藏也需要相應(yīng)的銅濕法冶金技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā)。但是地下溶浸技術(shù)的技術(shù)操作難度比較高，畢竟深埋于地下的大部分金屬銅礦藏并不容易被開發(fā)出來，并且許許多多的金屬銅礦藏由于自身的特殊性或者是地理位置的復(fù)雜性往往也難以利用地下溶浸技術(shù)進(jìn)行金屬銅礦的進(jìn)一步開發(fā)與利用，但是筆者初步認(rèn)為地下溶浸技術(shù)雖然在現(xiàn)階段的確具有很大的技術(shù)局限性，但是地下溶浸技術(shù)的未來發(fā)展前景比較光明，因此筆者在此不做過多的贅述。

4.結(jié)束語

銅濕法冶金技術(shù)經(jīng)過多年的演變與發(fā)展之后，已經(jīng)延伸出了各式各樣的金屬銅冶金技術(shù)，本文僅僅針對幾種較為常見的銅濕法冶金技術(shù)進(jìn)行了細(xì)致分析，銅濕法冶金技術(shù)自然而然也不僅僅包括如上幾種，尤其是生物堆浸技術(shù)以及地下溶浸技術(shù)也的確具有進(jìn)一步深入探索的現(xiàn)實(shí)意義。筆者經(jīng)過大量的研究與調(diào)查之后，也探索出了更為高效、更加科學(xué)的銅濕法冶金技術(shù)。希望通過本文的研究可以促進(jìn)我國銅濕法冶金技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及核心技術(shù)方面的進(jìn)一步改進(jìn)與創(chuàng)新。

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