粗铜自氧化还原精炼技术

一、技术名称：粗铜自氧化还原精炼技术
二、所属领域及适用范围：有色金属行业铜冶炼
三、与该技术相关的能耗及碳排放现状
传统火法精炼工艺包括氧化和还原两个主要作业过程，其主要目的是脱除粗铜液中的Fe、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Sn、S、O等杂质。

目前,世界所有铜冶炼厂的粗铜火法精炼都是采用氧化还原工艺。

其具体做法：吹炼炉产出的粗铜进入阳极炉后,先通入空气或氧气进行氧化作业, 氧化作业终点判断是以铜液中的含硫量为依据，当铜液中的含硫降到0.005%以下时，停止通入空气或氧气，氧化作业结束。

然后，倒完渣后开始用还原剂进行还原作业，当铜液中的含氧降到0.2%以下时，还原作业结束。

生产实践表明，因粗铜液中杂质量相对Cu量来说非常少，深氧化脱杂效率并不高，绝大部分氧化剂与铜反应生成Cu2O，当深氧化作业将硫降到0.005%以下时，铜液含氧量高达0.8～1.5%，而且铜液上面有大量以Cu2O为主的渣层，为此，必须用大量还原剂（天然气）进行深还原将氧降到0.2%以下。

而在还原作业时，因还原剂在铜液停留时间很短，还原效率极低，即使还原效果最好的天然气其还原效率也不超过40%，大量没有反应的炭黑溢出铜液进入大气，造成对环境的严重污染。

四、技术内容
1.技术原理
取消了火法炼铜生产工艺的氧化和还原两个作业过程，通过鼓入惰性气体搅拌铜液，创造良好的反应动力学条件，利用铜液中自身的
氧和杂质反应，达到一步脱杂除氧的目的；实现了还原剂(天然气)的零消耗，不仅节约了能源，而且从根本上解决了粗铜火法精炼普遍存在的黑烟污染和二氧化碳排放问题。

2.关键技术
（1）吹炼炉粗铜终点控制技术；
（2）惰性气体搅拌传质传热技术。

3.工艺流程
传统粗铜精炼技术与粗铜自氧化还原精炼技术的工艺流程对比见图1、图2。

图1传统火法精炼工艺流程图图2新火法精炼工艺流程图
五、主要技术指标
（1）产出的阳极板Cu≥99.5%、S≤0.005%、O≤0.2%；
（2）火法精炼时间由原来的10h以上降至1h以内；
（3）还原天然气消耗量为0。

六、技术应用现状及产业化情况
该技术已获得国家发明专利3项，并通过国家重有色金属质量监督检验中心检测，产品质量符合国家标准；技术成果于2008年2月应用于山东省重点工程—祥光铜业有限公司。

目前，已与中国黄金集团公司、加拿大艾丰豪公司等多家国内外大型铜冶炼企业签订了技术转让合同。

七、典型用户及投资效益
典型用户：阳谷祥光铜业有限公司、中国黄金集团公司、加拿大艾丰豪公司等。

典型案例1
案例名称：阳谷祥光铜业有限公司阳极炉节能技术改造项目
建设规模：年产50万吨阴极铜工程。

要技改内容：主要对2台630吨阳极炉进行工艺和风口改造。

工艺改造包括惰性气体搅拌作业、自氧化还原作业；风口改造为开发新型风口，包括调整风口的位置和数量、改进风口角度、风口砖结构改进。

主要设备为2台阳极炉和2台圆盘浇铸机等。

技改投资额1200万元，建设期1年。

以年产40万吨阴极铜企业规模计，年节能量为39393tce，年CO2减排量约70000t，投资回收期约3个月。

典型案例2
案例名称：中国黄金集团公司河南中原黄金冶炼厂整体搬迁升级改造项目
建设规模：年产阴极铜20万吨、黄金60吨。

主要技改内容：建造符合自氧化还原工艺要求的阳极炉及配套设施，采用自氧化还原工艺作业制度。

主要设备为1台阳极炉和1台圆盘浇铸机等。

项目投资额1200万元，建设期2年。

与采用传统氧化还原工艺技术相较，年节能量22000tce，年减排量58080t CO2，投资回收期约5个月。

八、推广前景和节能减排潜力
中国2012年度阴极铜产量为582万吨，其中80%产自10余家规模以上（20万吨/年）企业。

预计至2015年可推广到8家企业，涉及粗铜的产能500万吨，总投资额约1.87亿，形成的年节能能力为54万tce，年减排能力为143万t CO2。