淺談中國銅冶煉技術進步與發展趨勢

漆峰

摘 要：我國是銅資源短缺的國家，但隨著經濟的發展我國對銅資源的需求不斷增大，這就促使我國逐漸加大銅冶煉技術的研究和發展。近些年來，世界銅冶煉技術工藝發展迅速，我國銅冶煉工藝技術也不斷發展進步，本文重點介紹了中國國內銅冶煉技術進步與發展趨勢。

關鍵詞：銅冶煉；技術進步；發展趨勢

隨著我國工業經濟的快速發展，我國對銅原料的需求不斷增大，但是由于我國銅資源的短缺，這就要求我國不斷發展銅冶煉技術。總體上來看，我國銅工業工藝落后，污染嚴重，耗能較高，銅冶煉產能過剩，高附加值的加工產品生產能力不足，阻礙了我國大中型銅冶煉企業的發展。近些年來我國銅冶煉技術不斷發展，火法煉銅技術仍然占主導地位。本文針對火法銅冶煉中的煉熔、吹熔、精煉、電解這四個生產流程，簡要介紹我國國內銅冶煉技術的進步與發展。

1 熔煉技術

改革開放以前，我國傳統的銅冶煉廠主要采用反射爐或密閉鼓風爐等傳統熔煉工藝。傳統的銅冶煉技術以空氣為氧化劑，生產出的冰銅需要補充大量的燃料進行加熱，加熱產生的二氧化硫濃度低，不利于后期的制酸，生產尾氣中含大量硫，嚴重污染環境。改革開放以后，我國通過自主研發逐漸淘汰反射爐和鼓風爐等傳統銅冶煉工藝，逐漸引進閃速熔爐進行銅精礦的冶煉，應用浸沒頂吹煉銅工藝。

近幾年來，我國早煉池熔煉和空間熔煉方面取得許多創新成果，例如2009年我國白銀公司自主研發新型白銀爐，實現了銅熔煉的穩定和均衡生產；2008年中國有色工程設計研究院與山東東營方圓有色金屬公司共同研發“氧氣底吹熔煉多金屬補集技術”，該技術節省人力、物力，有效的減少煙塵；內蒙古赤峰銅業成功自主研發金峰爐，該爐型為雙側多風道側吹，反應迅速、均勻，減少局部過氧化現象；山東祥光銅業公司引用“閃速熔煉+閃速吹煉”銅冶煉工藝，并自主研發懸浮熔煉等新工藝，實現銅冶煉技術的重大創新，增加銅產能，節能環保。

2 吹煉技術

吹煉技術將銅冶煉過程中的硫和鐵脫除，降低銅硫中的有害物質，并將金、銀等有價金屬富集在粗銅中，使銅在電解精煉的過程中得到回收，促進銅的經濟效益。目前國內外冰銅吹煉的主要工藝是PS轉爐吹煉工藝，但也逐漸開發出新的吹煉技術，如閃速吹煉爐、三菱法連續吹煉爐、奧斯麥特頂吹浸沒吹煉等。

近些年來我國國內銅冶煉企業通過引進和自主研發新工藝，逐漸取代PS轉爐，例如山西華銅公司引進浸沒熔煉和吹煉工藝，還采用富氧吹煉工藝，提高粗銅的產能，降低二氧化硫濃度。其中奧斯麥特連續銅吹工藝有利于促進生產效率，降低銅的有害雜質，有效的補集硫和二氧化硫氣體。閃速吹煉爐與閃速熔煉相似，基本流程是通過熔煉爐產出冰銅，再進行干燥、磨碎，然后在閃速吹爐中進行富氧空氣吹煉，具有良好的密閉性，有效的補集生產中煙氣，降低環境污染。除此以外，中國恩菲公司最新研制開發出一套全新的雙底吹連續煉銅新工藝，已經進行工業試驗，若投產成功將促進我國冶煉技術的發展。

3 火法精煉技術

火法精煉主要是將粗銅中的鉛、砷、鋅等有害物質分離出來，使后期陰極銅的電解精煉順利進行。目前火法精煉主要包括加料、氧化、還原、澆筑這四個階段。傳統的粗銅火法精煉流程作業時間長，大量消耗燃料，造成嚴重的黑煙污染，生產設備的效率低造成難以控制金屬熔體溫度和爐內氣氛。

我國銅冶煉企業經過研究，研發出新技術和新工藝。例如山東祥光銅業公司自主研發出自氧化還原火法精煉銅新工藝，在吹煉的銅液中主要包含氧化亞銅和硫化亞銅，其他有害雜質與銅互溶并形成化合物溶解至銅液中，新技術中的生產在新控制系統有效地控制吹煉粗銅中氧和硫的含量，銅液中的氧得到完全脫硫、脫雜。只要銅液中的氧充分接觸其他雜質，直接采用鼓入惰性氣體，并攪拌銅液，脫硫、脫雜效果就十分顯著，有效的縮短了工作流程，提高了銅生產效率。2011年我國金川集團引進并應用陽極爐，采用純氧替代常溫助燃風機，有效的提高了生產效率，還實現了銅冶煉的節能減排。

4 電解技術

銅電解技術主要分為傳統電解技術和永久性陰極銅電解技術，傳統電解技術生產成本高，廢片率高，會造成始極片供應短缺，外觀質量影響陰極銅規格和機組加工速度和效率，因此企業基本選擇應用永久性陰極銅電解技術。

目前在銅電解技術中，要節約成本并提高生產效率，需要考慮如何在保證質量的前提下提高電流密度，提高電解生產效率。2011年我國山東祥光銅業公司與國外公司聯合研發出電解平行流技術，有效的提高了電流密度，在相同設備情況下將產能提高了一半，不僅節約了資源還有利于保護環境。我國國內某公司自主研發出新型旋流電解技術，應用該技術將高純金屬從銅廢液中提取出來，用最小的成本投入回收最大的經濟效益，該技術可以運用在從低品位酸性礦排水中單步回收銅金屬等相關生產中，有利于資源的回收利用。

5 中國銅冶煉技術的發展趨勢

我國銅冶煉工業進入轉型升級的關鍵時期，要加快科技創新，調整產業結構，實現銅產業的可持續發展。銅冶煉企業要加強節能、環保型技術的研發，提高銅冶煉的生產效率，發展資源節約型、環境友好型企業；不斷優化銅冶煉企業的產業結構，發展同產品的深度加工，提高我國銅產品的市場競爭力；國家要發揮宏觀調控的作用，加強市場的監督和管理，加大銅精礦資源的開發投入，擴寬銅精礦的供應渠道；加大研發復雜銅精礦的處理技術和工藝，提高產業的經濟效益。

6 結語

綜上所述，改革開放以來，我國通過引進西方國家先進銅冶煉技術并加強自主研發的力度，我國銅冶煉技術和工藝取得巨大的進步和發展。基于我國政府新的能耗標準和環保標準的需求，落后的銅冶煉技術逐漸被淘汰，銅冶煉企業應加快科技技術創新的步伐，加強科研投入，積極引進和研發節能環保、高效能的銅冶煉技術，促進我國銅冶煉產業的可持續發展。

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