铜水系电位－pH图及其应用

铜矿堆浸不仅历史长，而且规模大，堆浸所用原料，不像金矿那样只限于氧化矿石。当今，大量铜矿石堆浸的对象是混合矿，其中主要是硫化矿。从选冶工艺角度出发，一般将铜矿石划分为氧化矿（如黑铜矿、硅孔雀石、孔雀石、蓝铜矿等），自然铜及次生硫化矿（如辉铜矿、铜蓝等），原生硫化矿（如黄铜矿、硫砷铜矿、黝铜矿、砷黝铜矿等）。对氧化铜矿石堆浸，仅采用稀硫酸溶液作为溶浸液；对自然铜和次生硫化矿的堆浸，必须在氧化条件下，使用酸性溶浸剂；对原生硫化铜矿石，则必须有更强的氧化剂或在强氧化条件下进行。应该说明，对硫化铜矿石堆浸，需经历的时间，都是相当长的。

历史上一直以铁屑置换堆浸浸出液中的Cu^＋成海绵铜（至今仍有一些企业沿用）；现代不少企业采用高铁盐作次生硫化铜矿石堆浸的氧化剂。图1是铜铁水系的电位－pH图。

图1  Cu，Fe－H₂O系电位－pH图

图中各有关的标线的反应式及热力学数学式如下：

E＝0.271－0.0591pH   

Fe（OH）₂＋2H^＋＋2e  Fe（OH）₂＋2H₂O

E＝0.047－0.0591pH   

由图1可以得出如下结论：

一、图1中线①～⑤构成Cu－H₂O系电位－pH图，线⑥～ 构成Fe－H₂O系电位－pH图。

二、从图中线⑦看出，Fe^3＋是低价铜的良好氧化剂；从线⑩可知，铁还原溶液中的Cu^2＋成金属铜。

三、高价铜矿物，如CuO、孔雀石、硅孔雀石等，只需很稀的酸性溶液就能进行浸出，图中线①充分说明丁这一点。

四、比较图中线①和⑥可知，堆浸铜矿石，在有氧化剂存在时，控制浸出液的pH，即可实现铜的选择性浸出，而把铁留在矿石堆中。