铜渣贫化回收铜的研究现状及展望

铜是现代工业不可或缺的原材料,然而我国铜资源对外依存度高,是典型的“卡脖子”资源。铜主要通过火法冶炼铜精矿制得,冶炼过程渣量大、渣含铜量高达0.5%~5%,远高于我国铜矿的可采品位(0.2%)。因此,研究铜渣贫化回收铜的工艺对提升我国资源保障能力具有重要意义。基于铜/铜锍在渣中的赋存状态、铜损的主要形式,重点综述了现阶段铜渣贫化回收铜的工艺技术,包括火法贫化法、浮选法、湿法处理等,并对未来的研究重点进行了展望。目前,电炉贫化处理量大,技术成熟,但其通常使用煤炭等作为还原剂,由于其密度小于铜渣,反应时大多漂浮渣层表面并燃烧,反应不充分,也不利于大气环保。另外,工业上常使用金属铁棒还原炉底结瘤的磁铁矿,但其密度大于铜/铜锍,在渣液中沉降速度快,对渣层的还原不彻底。因此,开发环保、高效的还原剂逐渐成为火法电炉贫化研究的重点。浮选法是处理天然铜矿的常用手段,但铜渣存在硬度高、伴生关系复杂、粒度分布不均、微细粒多等浮选难点,同时铜渣高温浮选导致捕收剂失活的问题也亟待解决。在处理低品位铜渣时,湿法浸出是常用手段,但化学试剂和废液环保问题难以解决;生物浸出具有性质稳定、对环境无污染,且浸出后金属含量较低等优点,但其浸出周期长、效率低。根据目前贫化工艺的难点,对未来贫化工艺开发与优化进行了展望,如增加外场聚集四氧化三铁以改善铜/铜锍沉降环境、开发环保高效的火法贫化还原剂、探究还原剂对不同铜渣渣型的作用机制以及开发耐高温的铜渣浮选新药剂等。

增强体表面改性在高导热金属基复合材料中的应用

随着电子技术的高速发展和电子器件的更新换代,电子封装材料的性能需求越来越高。金属基复合材料,尤其是铝基和铜基复合材料具有高导热、低膨胀、高稳定性等特点,是具有广阔应用前景的电子封装材料。然而,金刚石、石墨烯、硅等增强体与基体的润湿性差,或者在高温下与基体发生有害的界面反应,限制了此类高导热金属基复合材料的开发和应用。本文简述了金属基复合材料的界面研究进展,结合影响金属基复合材料界面结合的因素,提出了几种改善界面结合的方法。增强体表面改性是改善金属基复合材料界面的重要途径之一,常用工艺有磁控溅射法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、化学镀法等;最后,对增强体表面改性在高热导金属基复合材料中的应用进行分析和展望。

铜钼分离中辉铜矿抑制剂筛选及其作用机理研究

针对铜钼分离过程中辉铜矿难抑制,常引起钼精矿铜超标的问题,从抑制剂与辉铜矿表面亚铜离子具有较强键合能力的角度,筛选了9种抑制剂并探索了其对辉铜矿和辉钼矿浮选行为的影响,采用吸附量、接触角、动电位、XPS等检测手段进行了铁氰化钾抑制辉铜矿的机理分析。研究结果表明:9种药剂对辉铜矿抑制由强至弱的大致顺序为铁氰化钾、亚铁氰化钾、乙二胺四乙酸二钠、硫氢化钠、双氰胺、巯基乙酸铵、氨基乙酸、硫氰酸铵、L-天门冬氨酸,其中铁氰化钾抑制效果最好,且对辉钼矿的可浮性影响不大;铁氰化钾能够有效吸附于辉铜矿表面,引起辉铜矿表面疏水性和电负性大幅度下降;添加铁氰化钾后,辉铜矿表面的CuO组分大量减少,生成了Cu(OH)_(2)且Fe^(3+)和Fe^(2+)的相对含量分别为18.36%、81.64%;铁氰化钾的作用机制为铁氰化钾水解释放出的大量铁氰酸根竞争吸附于辉铜矿表面,生成铁氰酸亚铜沉淀,并随着氧化还原反应生成了亚铁氰酸亚铜和氢氧化铜等沉淀,这些亲水性沉淀牢固地吸附于辉铜矿表面从而抑制辉铜矿。

基于土柱模拟降雨对铜尾矿重金属淋溶进入下伏土壤的生态风险研究

为探究铜尾矿重金属释放对环境的影响,通过动态淋溶实验,配置初始pH=7.2的人工模拟雨水为淋滤液,采用柱状淋溶装置进行尾矿重金属淋出实验,探究中卫某铜尾矿重金属的淋溶释放特征,评估尾矿重金属淋溶的生态风险.结果表明,尾矿中Cu、Zn、As、Cd和Pb平均质量含量分别为2130.30、105.10、234.41、0.72和64.57mg·kg^(-1),均超出宁夏土壤重金属元素背景值.淋溶10次后,尾矿中Cd、Zn、Pb、As、Cu等重金属的释放率分别为1.98%、0.32%、0.30%、0.15%、0.01%,即Cd的释放率最高.淋溶后,尾矿重金属质量含量明显下降,其中0~5cm深度尾矿重金属含量下降最多,As的释放量最大,重金属向下层迁移明显.尾矿中Cu、Pb、Cd和Zn主要淋失碳酸盐结合态,As主要淋失可交换态,As和Cd的淋溶风险较高.Cu是尾矿重金属中关键的生态风险因子,尾矿中Cd和Cu为高风险,As、Zn和Pb为中风险.

2023年中国铜工业供需形势分析

2023年,国际形势日趋复杂,全球经济变化、地缘政治危机和逆全球化思维都对全球铜工业发展格局产生了较大影响。在此背景下,由于新能源、新技术等高速发展的新兴产业的带动,全球铜工业仍保持了平稳运行,精炼铜生产与消费都保持了较好的增长态势,中国铜工业面对复杂严峻的国际形势和艰巨繁重的国内改革发展稳定任务,也保持了稳中有升的运行态势。2023年,中国铜工业在生产方面保持了平稳增长,精炼铜产量增速超过两位数;企业经济效益也由降转升,全年规模以上企业营收与利润双双增长;铜冶炼回收率和综合能耗等生产技术指标不断向好;产业结构进一步优化,铜冶炼产能在区位优势的带动下布局越发分散,铜加工产能布局则高度集中在龙头区域;固定资产投资保持快速增长,但主要集中在下游领域;下游消费方面,精炼铜消费增速好于预期,从消费领域看呈现明显分化,电源和电网工程完成投资进度加快,交通运输领域乘用车产销量保持较快增长,但房地产和电子信息行业则表现疲软;贸易方面,铜原料进口和下游产品出口都保持增长态势,特别是铜原料进口方面,合计进口铜金属量远超历年。中国铜工业经过二十年的高速发展,已经成为全球第一大铜生产国与铜消费国,拥有完整的产业链条和先进的生产工艺技术,但中国铜工业在产业结构上仍存在着突出问题:原料供应以进口为主的局面短期内难以改变,原料对外依存度不断攀升;铜冶炼产能持续扩张,原料供应紧张,加工费下行风险加大;缺乏大型国际化矿业公司,企业在盈利能力和话语权上表现较弱。聚焦存在的问题与风险,中国铜工业如何适应当前国际国内形势,保障原材料供应安全和铜工业强国建设,是当前铜工业面临的最重要问题。建议继续深入开展铜工业供给侧结构性改革;多种方式夯实资源基础,提高资源保障程度;强化产业间协同、绿色、循环发展;加强新技术研发与推广,推动铜工业高质量发展。

碳氢树脂高频覆铜板的研究进展

本文综述了高频覆铜板的特点,并对其基体树脂的介电性能进行对比,重点介绍了碳氢树脂(PCH)高频覆铜板的研究进展。通过对目前碳氢树脂高频覆铜板研究的总结,找出现存的问题并对其未来发展趋势进行展望。

一种基于射频辉光放电光谱仪的防污漆中铜元素含量的快速检测方法

利用射频辉光放电光谱仪测定防污漆中铜元素含量,可在1h内准确测定出结果,同时分析渗出层的厚度,可以快速判定防污漆的防污效果。相比于传统的采用电感耦合等离子体原子发射(ICP-OES)或者原子吸收光谱仪的测量方法,该方法具有以下优势:不需要复杂冗长的前处理过程,测试时间短,也不会产生废酸等废液,同时可以分析渗出层的厚度。经测试发现,模拟实验后防污漆表层铜元素含量为41.0%,随着深度的增加,铜元素含量先快速降低,随后缓慢增加,最后趋于平稳。由表面剥蚀到5μm深度时,铜含量降到最低值40.5%。此深度也就是“渗出层”的厚度。随着深度进一步增加,铜含量增加至40.9%,在23.0μm趋于稳定。

铜尾矿改性水泥基地聚合物注浆材料性能与机理分析

为促进岩土工程绿色发展,提高尾矿资源化利用效率,选取铜尾矿制备铜尾矿改性水泥基地聚合物注浆材料,研究水固比、铜尾矿掺量、碱激发剂用量及碱激发剂模数对改性浆液各性能指标的影响规律及微观机理。研究结果表明:掺入尾矿有利于改善改性浆液力学性能,掺入碱激发剂能提高改性浆液整体的反应程度,减小改性浆液析水率;综合考虑各项性能指标,选取改性浆液最佳配比,即水固比为1.0,铜尾矿掺量为30%(质量分数,下同),碱激发剂用量为4%,碱激发剂模数为1.6;相较于纯水泥浆液,改性浆液最佳配比黏度减小11.1%,流动度增大22.3%,析水率减小29.7%,28 d结石体抗压强度仅减小9.5%,耐久性能良好;改性浆液发生地聚合物反应形成了具有三维空间网状结构的C-A-S-H凝胶和N-A-S-H凝胶等胶凝物质。本研究成果可为岩土工程提供高性能低成本的注浆材料,同时还将为尾矿等固废材料资源化利用提供参考。

铝粉还原污酸中砷新工艺研究

由于硫化精矿中砷含量越来越高,致使烟气处理过程产生的污酸中砷含量也越来越高,同时污酸中含有铜、铁等有价金属。目前污酸除砷方法多以除砷为目的,形成的含砷渣属于危废,还需要二次处理。本研究研发了还原除砷新工艺,首先向污酸中加入硫化砷渣进行脱铜预处理并回收铜,然后用铝粉还原脱铜后液中的砷回收砷,最后向脱砷液中加入硫酸钾回收铝,还原后液回收还原剂后采用两段中和法处理。试验研究结果表明,在加入铜离子摩尔量1.1倍的硫化砷渣、反应温度85℃、反应时间3 h的条件下,污酸中的铜含量由2000 mg/L降至196 mg/L,硫化铜渣返熔炼配料系统;在还原温度70℃、还原时间2 h,还原剂用量1.8倍的条件下,砷的还原率大于96%,还原后液中的砷含量低于300 mg/L,得到的砷渣品位大于95%,可用于后续制备高品位单质砷;在硫酸钾用量1.1倍、反应温度常温、反应时间2 h的条件下,溶液含铝3.6 g/L,得到的明矾可达到《工业硫酸铝钾》(HG/T2565—2007)一等品标准。该方法除砷效果好,且能将污酸中的砷转变为具有经济价值的砷产品,还不会产生硫化氢气体,具有应用推广价值。

某铜矿工艺矿物学研究

为了充分了解某铜矿矿石性质,制定合理的选矿工艺流程,利用化学多元素分析、光学显微镜、MLA等综合手段,对矿石的化学成分、矿物种类、结构构造、主要矿物的嵌布特征以及主要有用元素的赋存状态进行分析研究。查明该矿石中主要有用元素为Cu和S,品位分别为1.73%、20.81%,伴生贵金属元素Au和Ag,品位分别为0.63、5.46 g/t。铜矿物主要是黄铜矿,其次是砷黝铜矿、黝铜矿,铜矿物以0.020~0.147 mm细粒为主,主要嵌布在硫化物及脉石矿物中。金属硫化物主要以黄铁矿为主,嵌布粒度以0.043~0.417 mm为主,在选矿时需要细磨以实现单体解离。金矿物主要以自然金和银金矿为主,以微粒金为主,嵌布在硫化物及脉石矿物中,共生关系复杂,回收难度也比较大。银元素分布比较分散,大部分分布在黄铁矿和铜矿物中。根据以上结果,建议采用“铜硫混合浮选-铜硫分离浮选工艺流程”处理铜矿石,对混合铜硫精矿再磨后进行分离,金银可以分别在铜精矿、硫精矿和尾矿中计价回收。

铜调节的细胞死亡相关基因与前列腺癌关系分析

目的基于美国癌症肿瘤基因图谱(the cancer genome atlas,TCGA)数据库分析铜调节的细胞死亡相关基因与前列腺癌患者预后和免疫细胞浸润的关系。方法从TCGA数据库下载所有前列腺癌患者的基因数据,其中包括前列腺癌组织501例,正常组织52例。运用R软件提取前列腺癌患者中铜调节的细胞死亡相关基因表达矩阵,进行差异分析、多因素回归分析筛选出预后基因,对预后基因进行生存分析,同时探讨预后相关基因与免疫细胞之间的相关性。结果甘氨酸裂解系统蛋白H(GCSH)与前列腺癌患者的预后显著相关,同时发现其与前列腺癌患者中的树突细胞、CD8^(+)T细胞、浆细胞也显著相关(P<0.05)。结论GCSH基因在前列腺癌的发生、发展中起重要作用,有望成为前列腺癌预后的标志物。

As和MgO的加入对铜冶炼渣中砷玻璃化的影响

研究FeO−SiO_(2)−Fe_(2)O_(3)−B_(2)O_(3)−CaO−Al_(2)O_(3)−(MgO)体系铜冶炼渣中砷(As)的玻璃化。通过XRD、SEM、FTIR和XPS分析手段系统地研究As玻璃化机制。结果表明,As与铁硅酸盐炉渣表现出良好的相容性。FTIR和XPS分析结果表明,As可以部分替代硅形成Si—O—As结构,从而提高熔体的聚合度。[BO_(3)]^(3−)结构单元随着As含量的增加而趋于减少,而加入MgO后则观察到相反的行为。此外,MgO增加了熔体的非桥氧数量(NBO)。TCLP、SPLP和pH依赖性测试结果表明,As的浸出毒性随着As含量的增加而增加,但随着MgO的加入而降低。DSC分析结果表明,As和MgO的加入均可以改善含As玻璃的热稳定性。

高纯铜制备方法及研究进展

高纯铜因其优良的物理化学性质,在集成电路、半导体、航空航天等领域发挥重要作用。我国是铜生产与消费第一大国,但99.999%及以上高纯铜高效制备技术的缺乏制约着铜产业竞争力的提升,如何高效制备高纯铜是行业研究的重点。本文从高纯铜的制备方法及生产工艺出发,综述了电解、萃取、离子交换、真空蒸馏、区域熔炼等高纯铜制备工艺的研究现状,主要包括纯化机理、制备效率及提纯效果,着重归纳了添加剂、温度梯度、电流密度、保温时间等因素对制备高纯铜的影响。最后,通过对比湿法工艺与火法工艺的优缺点,重点探讨了火法真空蒸馏制备高纯铜的现状,并根据目前高纯铜制备的研究进展,展望了未来高纯铜制备的发展方向。

超亲气泡沫铜纳米线电极电化学还原CO_(2)性能

利用可再生电能进行电化学还原CO_(2)被认为是一种有前景的储能和减排技术,但在阴极发生析氢副反应,将降低电化学还原CO_(2)的性能。采用泡沫铜为基底制备铜纳米线电极扩展电极的电化学活性面积,然后通过十七氟癸基三甲基硅烷对电极进行亲气处理,使电极表面从疏气状态变为超亲气状态,从而强化气相反应物CO_(2)传质,增加反应三相接触线,提高电极的电化学还原CO_(2)性能。实验结果表明:与未亲气处理的泡沫铜纳米线电极相比,所制备的超亲气泡沫铜纳米线电极虽然具有较小的电化学活性面积,但其超亲气的特性更有利于CO_(2)的传质,抑制了电解液中氢离子的传输,有效削弱了析氢副反应的发生。在电解电位为-1.5V(vs.Ag/AgCl)时,H_(2)法拉第效率降低了17.7%,电化学还原CO_(2)性能提升。

樟树对铜胁迫的生长和生理响应及铜富集转运特性分析

以前期在铜污染矿区修复中筛选出的耐铜樟树(Cinnamomum camphora(L.)Presl)为材料,通过盆栽模拟实验,以不添加铜为对照(CK),设置50、150、300、600、900、1200 mg/kg 6个处理浓度,胁迫处理60 d后,测定樟树的生物量积累、叶绿素含量、生理生化指标及樟树对铜离子的富集和转移量,分析不同浓度铜处理对耐铜樟树生长、生理生化的影响,以及铜在不同组织的富集转运规律。结果显示,樟树对铜胁迫表现出低浓度(150 mg/kg)促进生长,高浓度抑制生长的趋势。超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、过氧化氢(Hydrogen peroxide,H_(2)O_(2))、游离脯氨酸和可溶性糖含量等生理指标在900 mg/kg处理时没有显著升高;谷胱甘肽还原酶(Glutathione reductase,GR)随着处理浓度的升高逐渐降低;丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量则随着处理浓度的升高逐渐升高。各器官铜含量的大小顺序为根>叶>茎,樟树主要将铜富集在根系,往地上茎和叶的转移率很低,极大地降低了对茎、叶的铜毒害作用,且随着处理浓度的增加,铜由根系向叶片的转移率IF(Leaf/Root)由对照处理的0.078逐降至1200 mg/kg处理时的0.007;铜由根系向茎的转移率IF(Stem/Root)由对照处理的0.06逐降至1200 mg/kg处理时的0.005。综合其生长、生理及铜的富集转运特性,樟树对铜具有较好的耐受性,耐受浓度可达900 mg/kg,是可用于铜污染土壤种植的理想材料。

背角无齿蚌幼蚌对水体铜的吸收特征研究

为了探究在不同浓度铜(Cu)暴露下背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对水体Cu的吸收特征,选定对Cu吸收能力更强的幼蚌作为实验对象,依据Cu对幼蚌96 h-EC50和我国渔业水质标准(GB11607—89)中Cu限量设定5个浓度梯度2.0、1.0、0.1、0.01和0.005 mg·L^(-1),进行24 h Cu暴露实验及水体Cu含量测定。结果显示:随暴露浓度的升高,幼蚌Cu吸收效率迅速升高,最高值出现在2.0 mg·L^(-1)暴露组为(0.69±0.11)μg/(g·h);幼蚌Cu去除率总体呈现出降低趋势,其中0.005 mg·L^(-1)暴露组去除率最高为84.8%,1.0 mg·L^(-1)暴露组去除率最低为28.9%。综上所述,背角无齿蚌幼蚌具有较强的Cu吸收能力,表明其在淡水渔业水域环境Cu污染防控方面以及开发作为监测评价淡水渔业水域环境Cu污染的模式生物方面具有非常高的应用潜力。

云南某难选氧硫混合铜矿石的新型药剂浮选试验研究

云南某氧硫混合铜矿石氧化率高、铜矿物嵌布粒度细、钙镁等易泥化脉石含量高,为充分利用该矿石资源,采用“铜硫混合浮选—混合精矿铜硫分离—混浮尾矿再选氧化铜”流程开展了新型药剂浮选试验研究。在磨矿细度为-0.074 mm占85%的条件下,应用新型捕收剂KM23和起泡剂730A选出混合铜硫精矿,应用组合抑制剂石灰+LY分离浮选出硫化铜矿物,应用组合活化剂硫化钠+氯化铵浮选出氧化铜矿物,最终获得铜品位为22.56%、铜回收率为42.91%的硫化铜精矿和铜品位为20.64%、铜回收率为27.18%的氧化铜精矿,铜综合回收率为70.09%。有价金属银在铜精矿中富集,硫化铜精矿含银145.7 g/t、氧化铜精矿含银91.17 g/t。研究结果可作为该矿石开发利用的依据。

铜在狐尾藻中的积累及亚细胞分布和化学形态

为探索狐尾藻对重金属铜的积累和耐性机制,本研究通过水培试验,研究不同浓度铜处理(0、20、50 mg·L^(-1))对狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)生长生理特性以及叶片表皮细胞形态的影响,分析各器官中铜吸收转运及铜在各组织器官亚细胞中的分布和化学形态。结果表明:各浓度铜处理下狐尾藻均能存活,但铜浓度高于50 mg·L^(-1)时,狐尾藻根、茎、叶生物量相比对照(铜0 mg·L^(-1))处理降低53.48%、36.99%和32.22%。铜处理后,狐尾藻根、茎和叶铜含量分别为11.81~186.34、1.32~7.89、2.11~11.99 mg·kg^(-1),根系中铜含量均高于叶片和茎部。铜在狐尾藻中的亚细胞分布主要位于根、茎、叶的细胞壁部分(36.49%~49.61%、45.44%~49.92%、41.45%~55.92%),其次是可溶性组分(21.65%~25.99%、23.03%~27.65%、18.01%~34.63%)。狐尾藻中铜的赋存化学形态以盐酸提取态、醋酸提取态和乙醇提取态为主,所占比例为76.34%~86.67%,均是活性较低的形态。因此,狐尾藻是铜富集较好的植物,其根部的耐性大于茎、叶。铜以吸附态或蛋白质、果胶酸盐等低活性形态赋存于细胞壁或可溶性组分(液泡)中是狐尾藻积累和耐受铜的重要机制。

热塑型聚酰亚胺的制备及其粘接性能研究

为了改善两层型挠性覆铜板(2L-FCCL)中热塑型聚酰亚胺(TPI)对热固型聚酰亚胺(PI)薄膜和铜箔的粘接性,本文选用具有柔性结构的芳香二酐单体和芳香或脂环的二异氰酸酯单体通过一步反应制备得到TPI样品,然后将其直接涂覆在表面经过预处理的商品化热固型PI薄膜上得到复合膜,最后经过高温热压得到相应的2L-FCCL。通过观察所得TPI反应液的状态并进行DSC测试,选定了有机溶剂可溶且Tg为226.5℃的TPI-8;然后通过TGA、TMA和拉伸试验测得TPI-8的2%热分解温度(T2%)为464℃、50~200℃的热膨胀系数(CTE)为64.25×10^(-6)℃^(-1)、拉伸强度为64.52MPa、弹性模量为1.75 GPa、断裂伸长率为62%,并通过FTIR对其化学结构进行了确认;最后分别研究了两种热固型PI薄膜的碱水预处理时间对所得FCCL粘接性能的影响,发现其中SPI膜经60℃碱水处理1 min和3 min后得到的FCCL90°剥离强度(90°PS)≥0.7 N/mm且最大值达到0.94 N/mm,而UPI膜经同样热碱水处理1~7 min后得到的FCCL 90°PS均≤0.6 N/mm。因此,采用本方法可一步快速简单的制备可溶解且热学性能、力学性能、尺寸稳定性较好的TPI,同时其对铜箔以及表面经过碱水预处理的SPI具有较好的粘接性能,满足FCCL相关标准的要求。

秘鲁某铜钼矿石工艺矿物学及分选性能研究

为了提高秘鲁某铜钼矿石的利用率,针对矿石的物质组成、矿物赋存状态等进行了详细的工艺矿物学研究。结果表明:矿石中可回收元素Cu含量为0.65%,其中96.92%的铜以硫化物形式存在,矿石Mo含量为0.01%,其中91.00%的钼呈辉钼矿产出;矿石中铜矿物为中细粒不均匀嵌布、辉钼矿为微细粒均匀嵌布、黄铁矿为中粗粒不均匀嵌布。推荐选矿流程:-0.075 mm占50%磨矿细度条件下进行铜钼硫的混合浮选作业综合回收包括铜矿物、黄铁矿和辉钼矿在内的全部金属硫化物,然后对混合浮选精矿进行铜硫分离作业分别得到铜精矿1和硫精矿1产品;之后对硫精矿产品细磨至-0.075 mm占65%再次进行铜硫分离作业获得铜精矿2和最终硫精矿产品;将铜精矿1和铜精矿2混合成综合铜精矿产品,然后对其进行铜钼分离作业,最后获得最终铜精矿和钼精矿产品。