辉铜矿

铜精矿与熔炼渣的鉴别规程

编制说明

一、任务来源

本标准制订任务由国家认证认可监督管理委员会下达，计划编号为2009B079，负责

编制单位为厦门出入境检验检疫局。

二、编制情况：

2.1目的和意义

含铜物料主要有铜锍、铜精矿、铜矿石和铜熔炼渣（简称熔炼渣）。我国为铜资源贫乏国

家，鼓励进口铜资源，前三种货物均鼓励进口。而熔炼渣为火法炼铜过程中产生的以炉料和

燃料中各种氧化物互相熔融而成的共熔体，主要的氧化物是SiO

2

和FeO，其次是CaO、Al

2

O

3

和MgO等，因炉渣中往往含有铅、砷等对环境影响较大且不易治理的污染元素，被国家明令

禁止进口。但在国际贸易中，国内外的少量不法商人利用铜精矿（商品HS编码为26030000）

和冶炼渣在外观上基本一致的特点，把实际上是冶炼渣的货物申报成铜精矿进口，逃避有关

执法部分的监管。

作为口岸的执法部门，检验检疫系统必须有能力对这四中货物进行区分，并规范系统内

的执法行为。但目前上述商品的监管工作中基本上是依靠一线工作人员积累的经验，并无标

准可以依据。本标准可以填补该方面的标准空白，在今后的执法过程中可以有标准依据。

2.2概括

世界上大约80%的铜矿物组成是Cu-Fe-S矿。Cu-Fe-S矿不易溶于水，所以从这些矿中提

取铜通常采用火法冶金方式。提取步骤如下：①通过气泡浮选法把Cu-Fe-S和Cu-S矿的颗粒

富集得到铜精矿；②冶炼铜精矿得到熔融的冰铜；③吹炼熔融的冰铜得到粗铜；④用火法精

炼和电炉精炼得到高纯铜。

在②步骤中得到冰铜和熔炼渣；在③步骤中得到粗铜和冶炼渣。

其余20%的铜是通过湿法冶金得到的，一般工艺如下：①用硫酸从碎矿中过滤出含杂铜的

水溶液；②把含杂铜的水溶液经过溶解提取高纯铜的电解液；③从纯铜电解液中电镀得到纯

的阴极铜。

湿法冶金过程中不产出熔炼渣，因此在本标准及编制说明中不予讨论和阐述。

2.2.1铜矿石

铜在地壳中最普遍的存在形式是以铜或铜铁的硫化矿存在，如黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿；

从这些矿物中生产金属铜一般通火法冶金方式。少量的铜也以氧化矿的形式存在（碳酸盐、

氧化物、硅酸盐、硫酸盐）；从这些矿物中生产金属铜通常采用湿法冶金方式。

自然界发现的含铜矿物有200多种，但重要的矿物仅20来种。除少见的自然铜外，主要

有原生硫化铜矿物和次要的次生氧化铜矿物。铜矿石的工业品位为0.4～0.5%，边界品名为

0.2～0.3%。常见的有工业价值的铜矿物见表1。

2.2.2铜精矿

硫化铜矿经过矿物加工处理后得到铜精矿。浮选是矿物加工工艺的主要方法，重选、磁

选、离析及溶浸等也有应用。当前，铜选矿厂由破碎、筛分、磨矿、分级、选别和脱水等作

业组成，其具体步骤为：

①破碎并把矿石研磨到要求的尺寸，将铜矿颗粒与非铜矿颗粒分离；把矿石中的铜矿物分

离得到铜精矿需要把矿石磨得足够小，才能使铜矿颗粒从非铜矿颗粒中筛选出来。颗粒尺寸

太大，易引起铜矿物的相互结合或隐藏于非铜矿物中，阻碍浮选进行，颗粒尺寸太小，易引

表1重要的铜矿物

矿物名称英文化学式理论铜含量

/%

颜色密度产状与共生

斑铜矿borniteCu

5

FeS

4

63.3

铜红至深

黄色

5.06～5.08与黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、黝铜矿、硫砷铜矿、

辉铜矿等共生；有时与辉钼矿、自然金等共生。

还见于某些夕卡岩矿床中，与其它铜的硫化物共

生。在氧化带易转变成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、

褐铁矿等

黄铜矿chalcopyriteCuFeS

2

34.5

黄铜色4.1～4.3岩浆型，产于与基性、超基性岩有关的铜镍硫化

物矿床中，与磁黄铁矿、镍黄铁矿密切共生。接

触交代型，与磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿等共生；

亦可与毒砂或方铅矿、闪锌矿等共生。热液型，

常呈中温热液充填或交代脉状，与黄铁矿、方铅

矿、闪锌矿、斑铜矿、辉钼矿及方解石、石英等

共生。在地表风化条件下遭受氧化后形成

CuSO

4

和FeSO

4

，遇石灰岩形成孔雀石、蓝铜

矿或褐铁矿铁帽；在次生富集带则转变为斑铜矿

和辉铜矿，可作找矿标志

黝铜矿tetrahedriteCu

12

Sb

4

S

13

45.8

灰至铁灰

色

4.6

黝铜矿是一种铜、锑的硫化物矿物，通常产在矿

脉中，与铜、银、铅和锌的矿物共生，黝铜矿常

含有一些砷，并随砷的含量增加，向砷黝铜矿过

渡，砷黝铜矿是固溶体的砷端成员。

砷黝铜矿tennatiteCu

12

As

4

S

13

51.6

铅灰至铁

黑色

4.37～4.49

辉铜矿ChalcociteCu2S79.8

铅灰至灰

色

5.5～5.8常见于铜矿床中，分为内生和表生成因。内生辉铜

矿产于富铜贫硫的晚期热液矿床中，常与斑铜矿共

生，产量较少。表生成因者主要产于铜的硫化物矿

床的次生富集带，系氧化带渗滤的硫酸铜溶液与原

生硫化物黄铁矿、斑铜矿、黄铜矿等进行交代作用

的产物，产出较多。辉铜矿在氧化带不稳定，易分

解为赤铜矿、孔雀石和蓝铜矿；氧化不完全时，往

往形成自然铜。

铜蓝covelliteCuS66.4

青定蓝或

灰黑色

4.6～4.76主要产于含铜硫化物矿床次生富集带中(由硫酸铜

溶液交代黄铜矿、斑铜矿等硫化物而成)。常与辉铜

矿伴生，组成含铜很富的矿石。

赤铜矿cupriteCu2O88.8

红色

6.14

赤铜矿产于铜矿床氧化带中，常与自然铜、孔雀

石、蓝铜矿、硅孔雀石、褐铁矿共生。

黑铜矿tenoriteCuO79.9

灰黑色5.8～6.4是辉铜矿风化产物，与黄铜矿、斑铜矿、赤铜矿、

赤铜铁矿、自然铜、铜蓝、孔雀石等矿物共生或

伴生

孔雀石malachiteCuCO

3

·Cu

（OH）

2

57.3

浅绿色3.9～4.03产于铜的硫化物矿床氧化带，常与其它含铜矿物

共生(蓝铜矿、辉铜矿、赤铜矿、自然铜等

蓝铜矿azurite2CuCO

3

·Cu

（OH）

3

55.1

天蓝色3.77～3.89它常与孔雀石一起产于铜矿床的氧化带中

水胆矾brochantiteCu

4

SO

4

（OH）

6

56.2

绿色

3.9

氯铜矿atacamiteCu2Cl（OH）3

59.5

绿色3.76～3.78氯铜矿是一种稀有矿物，作为次生矿物与孔雀石、

蓝铜矿和石英伴生于铜矿床的氧化带中，氯铜矿也

形成于火山口周围。

硅孔雀石chrysocollaCuSiO3·2H2O

36.0

绿至蓝色2.0～2.4为一种次生的含铜矿物，主要产在含铜矿床的氧

化带中，常与孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、自然铜

共生，此外，也常和玉髓相伴一起出现，为部分

蓝色或绿色玉髓的重要内含物。

自然铜

Cu100

铜红色

8.95

起黏结结构，阻碍铜矿物浮选继续进行。通常在-100μm至+10μm。

②采用气泡浮选法将铜矿物与非铜矿物分离，得到富铜精矿和贫铜尾矿。最常用的捕获剂

为戊烷基黄酸盐。捕获剂也使用其他的含硫化合物，尤其是二硫代磷酸盐和硫羰氨基甲酸盐。

商业用的捕获剂通常是一些混合试剂，然而黄原酸盐，如戊基黄原酸钾，乙烷基黄原酸钠和

异丙基黄原酸钠，是最常见的铜矿物捕获剂。用熟石灰（CaO）控制pH值和支链乙醇气泡剂

——天然（如松节油）或合成物质。

③经过处理的铜精矿一般含水8%左右，这个含水量是在运输精矿期间粉尘损失和运输这

8%水分的费用相抵的平衡点。

简单说来就是：从铁矿（黄铁矿、磁黄铁矿）中对Cu的硫化矿（黄铜矿、辉铜矿、斑铜

矿）进行选择性浮选，通常需要黄原酸盐、二硫代硫酸盐或硫羰氨基甲酸盐这样的捕获剂，

用熟石灰（CaO）控制pH值（OH-）和支链乙醇起泡剂。

铜精矿由于矿石产地、矿石种类和选矿技术条件的不同，其化学成分和矿物组成是十分

复杂的，但是一般铜含量均在13%以上，粒度为-100μm以下。此外因经过浮选工艺，铜精

矿一般都含少量支链乙醇起泡剂，具有特殊气味。

2.2.3熔炼渣

熔炼渣是炉料和燃料中各种氧化物互相熔融而成的共熔体，主要的氧化物是SiO

2

和FeO，

其次是CaO、Al

2

O

3

和MgO等。表2列出了各种造锍熔炼工艺所产生炉渣的化学成分。

表2典型熔炼炉渣的化学成分

熔炼方法

熔炼渣化学成分（%）

CuFeFe

3

O

4

SiO

2

SAl

2

O

3

CaOMgO

密闭鼓风炉熔炼

0.4229.0387.5110.74

奥拓昆普闪速熔炼（渣不贫化）

1.544.411.826.61.6

奥拓昆普闪速熔炼（电炉贫化）

0.7844.0629.71.47.80.6

Inco闪速炉熔炼

0.944.010.8331.14.721.731.61

诺兰达熔炼

2.6401525.11.75.01.51.5

瓦纽柯夫熔炼

0.5405344.22.61.4

白银法熔炼

0.45353.15350.73.381.4

特尼恩特转炉熔炼

4.6432026.50.8

奥斯麦特熔炼

0.65347.5312.87.55.0

三菱法熔炼

0.638.232.20.62.95.9

可以看出，火法熔炼渣的主要化学成分呈现高铁、高硅、低铜、低硫的特点，铜的含量

范围从小于1%到高达7%。

2.2.4铜锍

铜锍是以FeS-Cu

2

S为主，并溶有Au、Ag等贵金属及少量其他金属硫化物的共熔体。现

代造锍是在1150～1250℃的高温下，使硫化铜精矿和熔剂在熔炼炉内进行熔炼。炉料中的铜、

硫与未氧化的铁形成铜锍。部分熔炼方法的铜锍平均化学组成见表3

表3部分熔炼方法的铜锍平均化学组成

化学组成

熔炼方法

化学组成

CuFeSPbZnFe

3

O

4

备注

密闭鼓风炉熔炼

富氧空气

41.5728.6623.79

铜陵金昌

普通空气25～3036～4022～24沈冶

奥拓昆普闪速熔炼

58.64

11～1821～220.3～0.80.28～1.40.1（Bi）贵冶

52.4619.8122.370.23

0.01（Bi）金隆

66～70

8.021.0

Hárjavalta

52.5518.6623.460.31.8

东予

诺兰达熔炼

69.846.0821.070.640.28

大冶

64.707.8023.002.801.20Horne

白银法50～5417～1922～241.4～2.0白银

瓦纽柯夫法41～5525～1423～244.5～5.2

（Ni）

Norilsk

奥斯麦特法47～6729～1221～24侯冶

44.523.623.83.2

试验炉

三菱法

65.79.221.9

直岛

传统熔炼法产出的铜锍品位较低，大约为25%～45%左右；现代强化造锍熔炼中用高富

氧操作的工厂越来越多，所产的铜锍品位也逐渐升高，一般达50%～70%，甚至达75%。铜

锍中的S含量一般低于理论量，并且在较小的范围内（21%～26%）变动。

从表3可以得到铜锍的基本特征是高铜、高铁、高硫，经过熔炼后铜锍还经常呈现为细

砂至砾状，且常有明铜和烧结气孔存在。

2.3主要内容

2.3.1取样方法的选择

因为GB/T14263《散装浮选铜精矿取样、制样方法》已经非常成熟，因此本标准在精密

度、份样数、份样量、取样工具、大样副样的确定、系统取样法和分层取样法方面完全参照

GB/T14263。

2.3.2制样方法的选择

GB/T14263《散装浮选铜精矿取样、制样方法》完全适用于铜精矿和熔炼渣的制样。当

样品出现明铜时，需拣出并称重，折算后计入样品中铜含量。

2.3.3铜检测方法的选择

GB/T3884《铜精矿化学分析法》完全适用于铜精矿或熔炼渣中铜的测定要求，因此铜检

测按照该标准执行。

2.3.4鉴别方法

通过2.2的考察，可以认为：

①铜锍和铜精矿的主要区别为，铜锍经过高温熔炼，物理外观上呈现为细砂至砾状，常有

烧结气孔和明铜，铜精矿为粉末状；从化学成分上分析，两者有交集，不易区别。

②铜锍与熔炼渣可以作为区别的重要特征为含铜量，铜锍铜含量高于25%，而熔炼渣的铜

含量未超过7%。

③铜锍与铜矿石也可用含铜量来区别。

④铜精矿与熔炼渣可以作为区别的重要特征为含铜量，铜锍铜含量高于13%，而熔炼渣的

铜含量未超过7%，且物理外观差别较大，铜精矿为粉末状，熔炼渣经过熔炼工艺，粒度不均

匀，且有烧结气孔。

⑤铜精矿与铜矿石也可用含铜量来区别。

⑥铜矿石与熔炼渣区别，如果样品为块状时，则铜矿石多无烧结气孔，熔炼渣一般有烧结

气孔；当样品为粉末状时需增加物相分析，铜矿石常伴有可以鉴别的生矿，熔炼渣主要成分

为铁橄榄石或呈现无定形态，在鉴别时需慎重。

综上所述，铜精矿、铜锍与熔炼渣之间区别明显，铜精矿、铜锍与铜矿石之间区别明显，

均容易区分，铜矿石与熔炼渣通过适当的方法也可鉴别。