Trường Đại học Bách Khoa
Khoa Công nghệ Hoá học
Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh
BỘ MÔN HOÁ HỌC VÔ CƠ
  
BK
TP HCM
CN XỬ LÝ KHOÁNG SẢN
ĐỀ TÀI:
Quặng đồng và quặng đồng ở Việt Nam
Phương pháp chế biến để thu CuSO
4
tinh thể
và Cu kim loại
GV:Phan Đình Tuấn
: Bạch Hoài Vươngơ2
Lớp: HC07VS
Tên SV: Nguyễn Xuân Phú
MSSV: 60701814
Mục lục
I. Quặng đồng
1. Sơ lược về kim loại đồng
2. Sơ lược về quặng đồng
3. Quặng đồng ở Việt Nam
a. Vùng tụ khoáng Sinh Quyền (Lào Cai)
b. Vùng tụ khoáng Bản Phúc (Sơn La)
c. Vùng tụ khoáng Vạn Sài (Sơn La)
d. Hai điểm quặng Hồng Thu và Quang Tân Trai (Lai Châu)
e. Điểm quặng Bản Giàng (Sơn La)
f. Vùng tụ khoáng đồng Suối Nùng (Quảng Ngãi)
4. Tình hình khai thác và sản xuất các sản phẩm đồng tại Việt Nam

Đồng là một kim loại có màu vàng ánh đỏ, có độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt cao
(trong số các kim loại nguyên chất ở nhiệt độ phòng chỉ có bạc có độ dẫn điện cao hơn).
Đồng có lẽ là kim loại được con người sử dụng sớm nhất do các đồ đồng có niên đại
khoảng năm 8700 trước công nguyên (TCN) đã được tìm thấy. Ngoài việc tìm thấy đồng
trong các loại quặng khác nhau, người ta còn tìm thấy đồng ở dạng kim loại (đồng tự
nhiên) ở một nơi.
Đồng đã được ghi chép trong các tư liệu của một số nền văn minh cổ đại, và nó có
lịch sử sử dụng ít nhất là 10.000 năm. Hoa tai bằng đồng đã được tìm thấy ở miền bắc
Iraq có niên đại 8.700 năm TCN. Khoảng 5.000 năm TCN đã có những dấu hiệu của việc
luyện, nấu đồng, việc tinh chế đồng từ các ôxít đơn giản của đồng như malachit hay
azurit. Các dấu hiệu sớm nhất của việc sử dụng vàng chỉ xuất hiện vào khoảng 4.000 năm
TCN.
Người ta còn tìm thấy các đồ vật bằng đồng nguyên chất và đồng đỏ ở các thành phố
Sumeria có niên đại 3.000 năm TCN, và các đồ vật cổ đại của người Ai Cập bằng đồng và
hợp kim của đồng với thiếc cũng có niên đại tương tự. Trong một kim tự tháp, một hệ thống
hàn đồng đã được tìm thấy có niên đại 5.000 năm. Người Ai Cập đã phát hiện ra rằng nếu
thêm một lượng nhỏ thiếc vào sẽ làm cho kim loại trở nên dễ đúc hơn, vì thế các hợp kim
đồng đỏ đã được tìm thấy ở Ai Cập gần như là đồng thời cùng với đồng. Việc sử dụng đồng ở
Trung Hoa cổ đại có niên đại ít nhất là 2.000 năm TCN. Vào khoảng 1200 năm TCN những
đồ đồng đỏ hoàn hảo đã được sản xuất ở Trung Quốc. Cũng lưu ý rằng các số liệu ngày, tháng
này chịu ảnh hưởng của các cuộc chiến tranh do đồng rất dễ nấu chảy và được tái sử dụng. Tại
châu Âu, Oetzi the Iceman, thi thể một người đàn ông được bảo quản tốt có niên đại 3.200
TCN, đã được tìm thấy với chiếc rìu bịt đồng có độ tinh khiết của đồng là 99,7%. Nồng độ cao
của asen trong tóc của ông ta có lẽ là do ông đã tham gi vào việc nấu đồng.
Việc sử dụng đồng đỏ đã phát triển trong thời đại của các nền văn minh được đặt tên là
thời đại đồ đồng hay thời đại đồng đỏ. Thời kỳ quá độ trong các khu vực nhất định giữa thời
2
kỳ đồ đá mới và thời kỳ đồ sắt được đặt tên là thời kỳ đồ đồng, với một số công cụ bằng đồng
có độ tinh khiết cao được sử dụng song song với các công cụ bằng đá.
Đồng thau, một hợp kim của đồng với kẽm, được biết đến từ thời kỳ Hy Lạp

2
/CO
3
)}, azurit
2CuCO
3
.Cu(OH)
3
, cuprit Cu
2
O, chrysocol CuSiO
3
.2H
2
O, Phần lớn quặng đồng trên thế
giới chỉ có hàm lượng đồng khoảng 2% nên không thể sử dụng trực tiếp để chế biến mà
phải được xử lý làm giàu quặng.
Tên khoáng vật Công thức hoá học Hàm lượng Cu %
γ (g/cm
3)
Chalcopyrite
Bocnit
Cancodi
CuFeS
2
Cu
3
FeS
3
Cu

3
.2H
2
O
Cu
68.5
57.4
55.1
88.8
79.9
36.2
99.9
4.6
3.9
3.7-3.8
5.8-6.1
5.8-6.3
2.0-2.2
8.9
3.Quặng đồng ở Việt Nam
Quặng đồng Việt Nam thuộc vào 4 loại có nguồn gốc hình thành khác nhau là: magma,
thuỷ nhiệt, trầm tích, biến chất. Quặng đồng phân tán ở các tỉnh Cao Bằng, Lạng Sơn, Sơn La,
Quảng Ninh, Hà Bắc, Quảng Nam-Đà Nẵng, Lâm Đồng Các mỏ quặng đồng ở những tỉnh
này thường có trữ lượng nhỏ, thành phần khoáng đa dạng, bao gồm nhiều loại như quặng
sunfua, cacbonat, nhưng thường gặp là quặng chalcopyrit. Tổng trữ lượng các mỏ đã thăm dò
ước đạt khoảng 600.000 tấn đồng.
Những vùng tụ khoáng quặng đồng quan trọng ở nước ta là:
- Vùng tụ khoáng Sinh Quyền (Lào Cai)
- Vùng tụ khoáng Bản Phúc (Sơn La)
- Vùng tụ khoáng Vạn Sài (Sơn La)

1963. Các thân quặng nằm ở độ cao 100 - 520 m trên mực nước biển. Có thể tiếp cận
vùng quặng này bằng đường số 6 từ Hà Nội qua Yên Bái đến Tà Khoa (khoảng 340 km).
Quặng có thể được vận chuyển bằng tàu thuyền theo Sông Đà, từ Tà Khoa qua đập thuỷ
điện Hoà Bình đến Hải Phòng (khoảng 400 km).Khối núi quặng Bản Phúc là một trong
những khối núi quặng hình elip lớn nhất, dài 940 m, rộng 440 m, có tổng diện tích 0,248
km2.
Các nghiên cứu địa chất cho thấy, thân quặng chính của mỏ Bản Phúc gồm chủ yếu
là pyrhotit, pentlandit và chalcopyrite.Quặng phân tán rải rác xung quanh thân quặng
5
chính, ngoài đồng còn chứa các khoáng với thành phần Fe, Zn, Pb, Co, Ni, như sau:
pyrit, sphalerit, galen, nicolit, skuterudit, ramebergit, violarite, thạch anh,
Tổng trữ lượng vùng tụ khoáng Bản Phúc ước đạt 3 triệu tấn quặng, với trữ lượng
kim loại trong quặng khoảng 200.000 tấn Ni-Cu. Trữ lượng đã khảo sát và chứng minh
được là : 115.000 tấn Ni, 41.000 tấn Cu, 161.000 tấn lưu huỳnh, 3.400 tấn Co, 14 tấn Te ,
67 tấn Se.
c. Vùng tụ khoáng Vạn Sài (Sơn La)
Vùng tụ khoáng Vạn Sài thuộc Sơn La, trữ lượng ước tính khoảng 811 tấn, hàm lượng
Cu đạt 1,53%.
d. Hai điểm quặng Hồng Thu và Quang Tân Trai (Lai Châu)
Hai điểm quặng Hồng Thu và Quang Tân Trai thuộc tỉnh Lai Châu, đã được khai
thác từ thời xa xưa. từ những năm 1990 trở lại đây, dân địa phương vẫn khai thác tự do để
lấy quặng đồng chất lượng cao.
e. Điểm quặng Bản Giàng (Sơn La)
Điểm quặng Bản Giàng thuộc Sơn La có quặng đồng tự sinh.
f. Vùng tụ khoáng đồng Suối Nùng (Quảng Ngãi)
Vùng tụ khoáng đồng Suối Nùng thuộc tỉnh Quảng Ngãi mới được phát hiện. Thành
phần khoáng vật chủ yếu là chalcopyrit với hàm lượng Cu đạt 1,04%, ngoài ra còn có bạc,
vàng, arsen, thiếc, vonfram. Ước tính, trữ lượng đồng khu vực này có thể lên đến vài trăm
ngàn tấn.
Ngoài các vùng quặng chính như trên, còn có rất nhiều điểm quặng khác phân bố rải

quặng đất hiếm. Quặng đuôi cho qua tuyển từ để thu hồi tinh quặng sắt. Công nghệ khử nước
được thực hiện theo hai giai đoạn cô đặc và lọc. Tinh quặng đồng được làm khô bằng máy lọc sứ.
7
- Công nghệ luyện kim: áp dụng phương pháp Thuỷ Khẩu Sơn (luyện bể) của Trung
Quốc, thổi luyện sten đồng trong lò để chuyển ra đồng thô rồi tinh luyện bằng điện phân, xử lý
bùn dương cực để thu hồi vàng bạc. Thu hồi khí lò luyện kim có chứa khí SO
2
để sản xuất axit
sunfuric.
Nhà máy luyện đồng đặt tại Tằng Loỏng cách mỏ 65km, được trang bị các thiết bị luyện
đồng theo công nghệ mới nhất của Trung Quốc. Mỗi năm nhà máy luyện 420.000 tấn
tinh
quặng đồng để ra được 10.200 tấn kim loại đồng với hàm lượng 99,95%; 340kg
vàng (99,95%), 113.200 tấn tinh quặng sắt, 145kg bạc và 40.000 tấn sulfuric acid.
Dự án có số vốn đầu tư 987,2 tỉ đồng (trong đó có 40,5 triệu USD) vay vốn ưu đãi của
Trung Quốc, thông qua việc mua thiết bị và công nghệ .
- Sản lượng khai thác của tổ hợp đồng Sinh Quyền dự kiến là 1,0 đến 1,2 triệu tấn
quặng nguyên khai.
- Sản lượng hàng năm của nhà máy tuyển dự kiến sẽ là:
+ Tinh quặng đồng 25,6% Cu: 42.900 tấn
+ Tinh quặng pyrit 40% S: 17.600 tấn
+ Tinh quặng manhêtit 65% Fe: 89.300 tấn
+ Tinh quặng đất hiếm 60% ReO: 2740 tấn
- Sản lượng hàng năm của nhà máy luyện kim dự kiến là:
+ Đồng điện phân 99,95%: 10.571 tấn
+ Vàng thỏi 99,95% Au: 367 kg
+ Bạc thỏi 99,95% Ag: 206 kg
8
+ Axit sunfuric 98%: 39.943 tấn
b. Mỏ đồng Bản Phúc

4
.5H
2
O, Cu
2
O, bột
Cu, oxyclorua đồng, đồng thô, đồng điện phân (đồng đỏ).
Hiện nay, Việt Nam chưa có công nghiệp luyện đồng nên vẫn phải nhập đồng kim
loại. Nhu cầu về đồng trong nước hiện nay khoảng hơn 10.000 tấn, trong đó chủ yếu là
đồng dạng kim loại sử dụng trong công nghiệp điện và thiết bị điện. Riêng nhà máy cán
kéo đồng CFT (liên doanh của công ty CADIVI với Nhật Bản) đã có công suất 50.000 tấn
/năm. Như vậy, nếu tổ hợp đồng Sinh Quyền với công suất dự kiến 10.000 tấn đồng điện
phân/ năm đi vào hoạt động thì cũng vẫn chưa đủ đáp ứng nhu cầu trong nước.

Ngoài ra, ngành bảo vệ thực vật có nhu cầu hàng năm trên 200 tấn oxyclorua
đồng.
Ngành công nghiệp tàu biển sử dụng khoảng 30 tấn đồng (I) oxyt /năm. Giá các sản
phẩm này đều cao, khoảng 1900-2000 USD/tấn.
Theo mức độ công nghiệp hóa đất nước, nhu cầu về đồng của nước ta sẽ ngày càng tăng.
Dự báo, đến năm 2005 nhu cầu đồng trong nước sẽ là 15.000 tấn/năm, và đến năm 2020 nhu cầu sẽ
tăng lên đến 35.000 - 40.000 tấn / năm.
Các nước trong khu vực lân cận với Việt Nam như Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn
Quốc, Ấn Độ đều thiếu đồng và tinh quặng đồng từ 500.000 tấn đến 700.000 tấn/năm. Mỗi
năm, Trung Quốc nhập khoảng 375.000 tấn tinh quặng đồng, 1,69 triệu tấn đồng vụn. Mức
tiêu thụ đồng theo đầu người hàng năm ở Trung Quốc là 1,1 kg, còn ở các nước công
nghiệp tiên tiến như Mỹ thì mức tiêu thụ khoảng 10 kg.

Hiện nay, sản phẩm đồng của ta khó cạnh tranh được với sản phẩm nhập ngoại
vì giá thành sản xuất cao hơn giá nhập.
II. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ĐỒNG TỪ QUẶNG ĐỒNG

Cu
2
S
CuS
CuCO
3
.Cu(OH)
2
2CuCO
3
.Cu(OH)
2
Cu
2
O
CuO
CuSiO
3
.2H
2
O
Cu
34.6
55.6
79.9
68.5
57.4
55.1
88.8
79.9

, 0.5 -2% CaO
b. Quặng và tinh quặng đồng ở Việt Nam
Nguồn nguyên liệu đồng, đồng –Niken của ta có nhiều nơi, song quan trọng nhất là ở
Lào Cai, Sơn La…Trữ lượng đã thăm dò ước lượng khoảng vài chục triệu tấn quặng với
khoảng vài trăm nghìn tấn đồng. Hàm lượng quặng trung bình là 1.2% Cu. Sau khi tuyển 2
giai đoạn (tập hợp và phân chia) thu được tinh quặng đồng với hàm lượng trung bình khoảng
18% Cu, các kim loại quý hiếm và khoảng 6.5% SiO
2
.
Đặc điểm của tinh quặng Vịêt Nam là có phẩm vị trung bình ; thành phần tạo xỉ khác
xa so với thành phần yêu cầu, do đó tốn nhiều trợ dung nhất là SiO
2
; có nhiều kim lọai quý
và hiếm như Au , Ag , Se, Te, U , Th và đất hiếm.
c. Phế liệu chứa đồng
Phế liệu chứa đồng chủ yếu gồm 2 nhóm sau:
 Nhóm phế liệu phân loại được :nhóm này gồm đồng kim loại như dây dẫn
điện, các loại cáp điện, các phế liệu trong khâu gia công đồng và hợp kim đồng, phoi
đồng thau sạch, phế liệu ở dạng ống , tấm, cực điện trong công nghiệp điện tử, thiết bị
lạnh , các đồ dùng trong gia đình bằng đồng, vỏ đạn cỡ lớn, phế liệu trong đúc đồng …
Đây là nhóm phế liệu có chất lượng cao, có nguồn gốc xác định, có thành phần hoá học
tương đối ổn định.
 Nhóm phế liệu không thể phân loại được: Nhóm này có chất lượng thấp,
bao gồm phôi và và hợp kim đồng hỗn tạp; phế liệu bimetan thép – đồng; thép hợp kim
chứa đồng; đồng thau bẩn ; xỉ đồng các lọai ; rác chứa đồng (đất làm khuôn, cát nền
xưởng đúc đồng, rác quét nền phân xưởng đúc và gia công đồng )
Thành phần hoá học ước lượng của phế liệu đồng %
Loại phế liệu Cu Sn Zn Pb Fe
Không thể phân loại 30 1.6 12 1.5 -
12

3. Phương pháp thuỷ luyện đồng.
a. Cơ sở lí thuyết
+Thuỷ luyện đồng: là phương pháp luỵên kim dựa trên nguyên lí về hoà tách, kết tủa
và xử lí bằng điện hoá để xử lí quặng đồng, thu hồi đồng kim loại.
Phương pháp này thường được dùng với các quặng :quặng đồng oxit nghèo chứa ít
vàng và bạc; quặng đồng tự nhiên và nước mỏ ở vùng khoáng sản đồng.
Hiện nay thủy luyện đồng mới chiếm khỏng 10- 15% lượng đồng được sản xuất ra
13
hàng năm. Tuy nhiên, cùng với yêu cầu xử lý ngày càng nhiều quặng đồng oxit nghèo, sự
dồi dào của các sản phẩm hóa học và yêu cầu bảo vệ môi trường, phương pháp thủy
luyên đồng chắc chằn sẽ ngày càng hoàn thiện và phát triển hơn.
Vấn đề dung môi hoà tách:thường sử dụng 3 loại dung môi chính:
- Axit sunfuric loãng( 5% H
2
SO
4
loãng) :CuCO
3.
Cu(OH)
2
, CuSiO
3
.2H
2
O, CuO,
Cu
2
O bị hoà tan trong môi trường ,dung môi này được dùng để hòa tách quặng oxit đồng
chứa ít tạp tính bazơ. Nó rất dễ tái sinh khi điện phân để kết tủa đồng cực âm.
Các phản ứng hòa tách chủ yếu:

+H
2
O
Cu
2
O chỉ hòa tan được một phần trong H
2
SO
4
- Dung dịch muối sắt III sunfat: dung môi này được dùng để hòa tách quặng đồng tự
nhiên , đồng oxit và cả đồng sunfua đơn giản. nó hòa tách rất yếu đối với chalcopyrit –
CuFeS
2
. Trong môi trường nước Fe
2
(SO
4
)
3
bị thủy phân mạnh. Vì vậy trong thực tế
người ta dùng nó cùng với axit H
2
SO
4
để chống thủy phân .Dung môi này hoà tan tốt Cu
2
S
và CuS .
Các phản ứng hòa tách chủ yếu:
Cu

4
để tăng cường hiệu suất tách đồng tự nhiên và các đồng sunfua có
lẫn trong quặng đồng oxít.
- Dung dịch amon [NH
4
OH-(NH
4
)
2
CO
3
] : dung môi này dùng để hòa tách quặng
đồng tự nhiên , đồng oxit chứa nhiều tạp chất tính bazơ. Do đặc tính dễ bay hơi của NH
3

và các hợp chất của nó, việc tái sinh và rửa bã rất đơn giản, dễ dàng.
Các phản ứng hòa tách chủ yếu:
Cơ sở hòa tách của quá trình hòa tách bằng dung môi này là các khóang đồng oxít có thể
tác dụng với NH
4
OH và (NH4)
2
CO
3
, tạo thành muối phức đồng amôn hòa tan trong dung
dịch nước:
14
CuCO
3
.Cu(OH)

Cuprit tạo thành muối phức amôn đồng một:
Cu
2
O + 2 NH
4
OH + (NH
4
)
2
CO
3
= Cu
2
(NH
3
)
4
CO
3
+ 3H2O
Đồng tự nhiên cũng bị hòa tách bởi muối phức đồng amôn:
Cu + Cu(NH
3
)
4
CO
3
= Cu
2
(NH

4
+ 0.5O
2

Khi trong dung dịch có chứa ion sắt III sẽ tham gia phóng điện để trở thành ion sắt
II , gây mất mát điện năng. Do đó trước khi điện phân người ta phải khử hết ion sắt III.
Tuy nhiên, do bản than phản ứng điện phân luôn tạo ra oxi tự do, vì vậy nó luôn oxi hóa
sắt II và các kim loại tạp, kéo theo các phản ứng phóng điện gây tổn thất điện năng. Đó là
lí do tại sao hiệu suất Faraday của phương pháp điện phân với cực dương không tan luôn
luôn nhỏ hơn so với phương pháp điện phân với cực dương hòa tan.
Phương pháp này chỉ thích hợp cho dung dịch chứa ≥ 15g Cu/l . nếu nồng độ thấp
hơn thì H
+
sẽ cùng phóng điện. Mặt khác, trong quá trình điện phân, các tạp chất sẽ tích
lũy trong dung dịch. Vì vậy phải theo chu kỳ nhất định, lấy ra một phần dung dịch điện
phân, đem đi khử các tạp chất. Nói cách khác phương pháp điện phân kết tủa đồng này
không thích hợp với dung dịch quá nghèo đồng và bị bẩn do các tạp chất khác.
- Xi măng hoá bằng bột Fe (Phương pháp nội điện phân) :Nguyên tắc của nó là dùng
một kim lọai âm hơn đồng, đẩy đồng ra khỏi gốc sunfat và kết tủa ở dạng đồng kim lọai.
Phản ứng cơ bản của phương pháp này là:
Phản ứng : CuSO
4
+ Fe = Cu + FeSO
4
15
Áp dụng đối với dung dịch có hàm lượng đồng thấp (hàm lượng đồng có khi chỉ xấp xỉ
0.1 g Cu/l)
Trong dung dịch dùng để ximăng hóa không được chứa Fe
2
(SO4)

3
+CO
2
NH
3
và CO
2
bốc hơi lên, lại được tá sinh thành NH
4
OH và Cu
2
(NH
3
)
4
CO
3
đem đi hòa tách
quặng đồng. CuO rất sạch sẽ được hoàn nguyên bằng than cho đồng kim lọai rất sạch.
b. Thiết bị và công nghệ thuỷ luyện đồng.
 Đối với quá trình hoà tách bằng axit:
Thiết bị hoà tách phổ biến là các thùng hoà tách theo phương pháp thấm tràn qua
lớp liệu dạng cục nhỏ, cỡ hạt trung bình 10 mm. Thùng hòa tách này có dạng hình chữ
nhật, dài 30-50 m, rộng 20-35, cao 5-6 m. Nó được làm bằng bê tông cốt thép, bên trong
lót gạch chịu axit .
Dung dịch được tuần hòan từ dưới lên hoặc ngược lại .Thời gian hòa tách thường
kéo dài 10-15 ngày .Có thề tiến hành hòa tách liên tục hay gián đọan. Để hòa tách liên
tục, người ta đặt một dãy các thùng nối tiếp nhau. Dung dịch và quặng được tuần hòan
theo nguyên tắc ngược dòng: dung môi tươi, mạnh tiếp xúc với bã quặng nghèo đồng ở
thùng cuối cùng. Còn dung dịch dịch giàu đồng từ thùng cuối lại tiếp xúc với quặng tươi.

SO
4
cho 1kg đồng kim lọai (vì phần lớn H
2
SO
4
được tái sinh).
Khi hòa tách bằng dung môi amôn ,tiêu hao ammoniac trung bình dao đồng từ 0.15 – 0.25
kg NH
3
/tấn quặng.
 Tiêu hao hơi nước:
Khi hòa tách bằng dung môi amôn thì tiêu hao rất nhiều hơi nuớc ~ 20-45 kg hơi nước/tấn
quặng. Đặc biệt khi đó tiêu tốn nhiều hơi nước để phân hủy Cu
2
(NH
3
)
4
CO
3
: khoảng 500-
900 kg hơi nuớc cho 1m
3
dung dịch. Tiêu hao tổng cộng hơi nước là 100-750 kg/tấn
quặng.
 Tiêu hao điện năng:
Khi điện phân đồng với cực dương không hòa tan là 2000- 2500 Kwh/t. Cu cực âm với
hiệu suất dòng điện là 80-90%
 Tiêu hao sắt để kết tủa đồng khi thực hiện ximăng hóa là

= 3Fe(SO
4
)NO
3
+ CuSO4 + 17NO + 10H
2
O
2FeS
2
+ 10HNO
3
= Fe
2
(SO4)
3
+ H
2
SO
4
+ 4 H
2
O + 10 NO
 Cùng với việc phát triển các sản phẩm hóa học, người ta đã bắt đầu nghiên cứu áp
dụng phương pháp trích li lỏng để thu hồi đồng từ các ding dịch rất loãng.
 Hoà tách bằng vi sinh vật: thành tựu của nghành vi sinh học đã phát hiện có một số
nhóm vi khuẩn tồn tại không cần chất hữc cơ. Chúng gây ra các phản ứng hòa tách các
hợp chất đồng sunfua khi có mặt oxi không khí, theo các cơ chế sau đây:
Đầu tiên chalcopyrit bị phân hóa do oxi của không khí:
CuFeS
2

S, FeS
2
, CuFeS
2

18
Sơ đồ nguyên lý của quá trình thủy luyện đồng.
4. Các phương pháp tinh luyện đồng
19
Thành phần hoá học của đồng thô thu được từ quặng và phế liệu.
Đồng thô Cu Fe Ni S Zn As Sb
Từ Quặng
Từ Phế liệu
98.6-99.3
97.5-98.2
0.01-0.09
<0.05
0.05-0.09
0.3-1
0.3-0.5
-
0.03-0.06
<0.5
0.01-0.1
-
0.01-0.1
<0.3
a. Hoả tinh luyện đồng:
Phương pháp này dựa trên cơ sở ái lực hóa học của các kim lọai tạp với oxi và các oxit
của các kim loại tạp không hòa tan trong đồng lỏng. Dưới tác dụng của chất oxihóa, tạo

và các khí khác (CO
2
, N
2
….) ra khỏi đồng
lỏng.
Sau giai đọan oxihóa, hàm lượng Cu
2
O trong đồng lỏng đạt giá trị bão hòa (10-12%). Vì
vậy phải tiếp tục khử oxi bằng sản phẩm chưng khô gỗ ,tre hoặc bằng các chất
Cacbonhidro, ví dụ bằng CH
4
4 Cu
2
O + CH
4
= CO
2
+ 2H
2
O + 8 Cu
Giai đọan khử oxi được tiến hành cho đến khi trong đồng lỏng chỉ còn 0.3 –0.5%
Cu
2
O.
Nếu dùng than củi hay các khí tự nhiên thì có thể cường hóa quá trình khử oxi.
Thiết bị đề hoả tinh luyện đồng là lò phản xạ, tương tự lò phản xạ tinh luyện tinh quặng
đồng, nhưng có kích thước nhỏ hơn. Dung tích nồi lò dao động từ 20 đến 400 tấn đồng
thô: nồi lò sâu 400-900 mm, dài khỏang 15m, rộng khoảng 5m.
Nhiệt độ lò khống chế khoảng 1130- 1150

kim loại quý, đồng đỏ được đem đi điện phân tinh luyện.
Điện phân tinh luyện đồng là phương pháp điện phân với cực dương hòa tan. Nó
dựa trên cơ sở hòa tan điện hóa đồng từ cực dương và kết tủa lại đồng sạch ở cực âm
trong bể điện phân với dung dịch điện li là CuSO
4
và H
2
SO
4
Các tạp chất hoặc là không bị hòa tan từ cực dương (do điện thế phóng điện của
chúng dương hơn đồng), hoặc là tập trung trong dung dịch điện phân (do điện thế phóng
điện của chúng âm hơn đồng) .Kết quả là người ta thu được đồng cực âm có độ sạch cao
và bùn cực dương chứa các kim lọai quý hiếm.
Cực dương là đồng đỏ sau khi hỏa tinh luyện, thường có chiều dày 25-50 mm, cân
nặng 150-350 kg. Cực âm là lá đồng sạch có chiều dày 0.5-0.6 mm .Dung dịch điện phân
là hỗn hợp CuSO
4
và H
2
SO
4
.
Ở cực dương đồng hòa tan dung dịch chủ yếu ở dạng cation:
Cu
2+
: Cu -2e = Cu
2+

Các kim lọai quý như Zn, Ni, Pb, Sn, Sb, Bi cũng bị hòa tan vào dung dịch tương
ứng như đồng .

phân ít khi vượt quá 500 vôn. Điện áp này cung cấp do máy phát điện một chiều, hoặc
máy phát điện xoay chiều với chỉnh lưu công suât lớn.
Để khuấy trộn tốt dung dịch điện phân, người ta cho nó tuần hoàn qua các bể với
tốc độ 5-6h, dung dịch trong bể được đổi mới 1 lần.
Trong thao tác bể điện phân, cần hạn chế hiện tượng phân cực. Đó là sự giảm đáng kể
điện áp bể do tốc độ khuếch tán các ion trong dung dịch không theo kịp tốc độ hòa tan và
kết tủa đồng ở 2 cực.
Các chỉ tiêu KTKT của điện phân tinh luỵên đồng

Điện áp một bể: U= 0.3-0.4 v

Cường độ dòng điện của bể: I = 7000-15000 A

Hiệu suất dòng điện:η = 92-95 %

Mật độ dòng điện trung bình:170-250 A/m
2

Tỉ lệ phân bố đồng cực âm:98.51%, vào dung dịch 1.42%, vào bùn cực
dương:0.07%.Vàng được phân bố vào bùn cực dương là 99.6%.Bạc được phân bố vào
bùn cực dương là 98.4%
c. Phương hướng phát triển tinh luyện đồng:
i.Trong hoả luyện:
Dùng lò điện thực hiện giai đoạn hoàn nguyên, cho phép dễ dàng điều chỉnh nhiệt
độ và thành phần khí lò, tăng năng suất quá trình và giảm tiêu hao nhiên liệu.
23
Thay oxi của không khí bằng nước vì nó chứa nhiều oxi hơn không khí. Như vậy sẽ giảm
thời gian oxi hoá xuống 2 lần. Mặt khác, khi dùng hơi nước đồng sẽ không bị oxi hóa mà
các kim lọai khác bị oxi hóa trực tiếp.
Sản xuất đồng sạch không chứa oxi: Đồng ở cực âm sau điện phân tinh luyện vẫn

2
, Se, Te . Ở đây cực âm được làm bằng graphit, cực dương làm bằng ống graphit nhúng
vào lớp lỏng của muối BaCl
2
. Dung dịch điện phân là đồng lỏng. Khi điện phân các tạp
chất á kim kể trên chạy vế cực dương và được hòa tan giữ lại ở lớp BaCl
2
lỏng.
III. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ CuSO
4
tinh thể.
1. Sơ lược về đồng sulfat
Đồng (II) sulfat CuSO
4
là chất bột màu trắng, hút mạnh hơi ẩm của không khí để tạo
thành hiđrat CuSO
4
.5H
2
O màu lam. Lợi dụng tính chất này, người ta dùng CuSO
4
khan để
phát hiện nước ở lẫn trong hợp chất hữu cơ.
Pentahiđrat CuSO
4
.5H
2
Olà những tinh thể tam tà màu xanh lam, trong đó ion Cu
2+
được