现代最先进的铜冶炼技术对比

主要强化熔炼工艺的应用情况
工艺
因科闪速熔炼 奥托昆普闪速熔炼 氧气喷洒熔炼 Contop熔炼 诺兰达连续熔炼 三菱连续熔炼 沃克拉连续熔炼 QS工艺 艾萨/奥斯麦特熔炼 特尼恩特炉 瓦钮可夫炉 白银炉
工业生产时间
1952 1949 1979 1980 1973 1970 1968 1972 1992 1977 1977 1981



传统炼铜工艺
熔炼：反射炉 精矿预 处理： 焙烧
冰铜吹炼： PS转炉 阳极精炼、浇铸
鼓风炉、电炉
烧结
混捏 制团 烟气制酸 电解精炼： 常规始极片工艺
传统熔炼工艺的问题
●传统熔炼工艺：反射炉、电炉、鼓风炉，以反射炉
为主；
●熔炼强度低：送风氧浓低，冰铜品位低，生产效率 低，能耗高，成本高 ●生产能力低：单炉年产铜几千吨到几万吨 ● 环境污染严重：SO2回收率低
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发明国
加拿大 芬兰 美国 EU 加拿大 日本 澳大利亚 美国 澳大利亚 智利 俄罗斯 中国
现状
2家应用 37台，矿铜产量的一半 停产 停产 2家应用 5家应用 停产 用于炼铅 应用在迅速增长
在智利、墨西哥、赞比 亚等应用
在俄罗斯应用 在中国应用
主要强化熔炼工艺的比较
项目
应用时间 首次炼铜 矿铜冶炼

再生铜：单位能耗为矿产铜的20%，每利用1吨废杂铜，
可少开采矿石 130吨，少产生 2吨SO2 和 100 多吨工业废渣， 节约用水535立方米
二、火法炼铜工艺的进展
硫化铜精矿火法冶炼的特点

精矿中的S和Fe与氧反应，大量放热，过程可以自 热进行，无需燃料。 精矿的S氧化产生的 SO2生产硫酸副产品； SO2必须 有效捕集，否则将造成环境污染 铜精矿 80% 小于 200 目（ -74μ），通过工业氧可 以实现强化熔炼，产能大。 铜精矿中的金、银、铂、钯等稀贵金属在铜冶炼 中随铜富集，回收率可以达到98%
~65% ~62% 20%～27% ~95%
~55% 68% 20%~30% 99%
~45% ~75% 15%~25% ~90%
32%～36%
40%~50% ~62% 11%～15% ~95
~75% 12%~25%
60%～90%
50% ~99.9%
S捕集率
业内认可的先进熔炼工艺
闪速熔炼和熔池熔炼：
※Outokumpu闪速熔炼 ※ 浸没喷枪式熔炼（ISA/Ausmelt） ※ 三菱熔炼
闪速熔炼技术的进展
闪速炼铜工艺
●第一座炼铜闪速炉于 1949 年在芬兰哈里亚瓦尔塔 冶炼厂投入工业生产；目前还用于镍精矿的熔炼； 1978 年开始进行铜精矿的一步炼铜； 1995 年开始 进行冰铜的吹炼。 ●至今已有 40 台炼铜闪速炉建成投产，目前在运行 的有 37台（其中有3台一步炼铜闪速炉， 2台冰铜 吹炼闪速炉），6台炼镍闪速炉在生产。 ●炉体冷却结构的改进、冷却强度的提高，闪速炉 的单炉产能提高，最大达到原设计的 3.65 倍；闪 速炉的炉寿命延长，最长达到 15年，一般 10年左 右
●自动化程度低，劳动强度大
● 60年代后期世界各地纷纷研究强化熔炼工艺
现代强化熔炼工艺
铜精矿熔炼： Outokumpu闪速炉 Inco闪速炉，三菱 炉 诺兰达炉， Isa/Ausmelt炉 Teniente转炉，瓦 钮可夫炉 Contop炉，白银炉 ，水口山炉 电解精炼： 冰铜吹炼： PS转炉 Ausmelt炉
阳极 浇铸
烟气制酸
常规始极片工艺
PC工艺
现代强化熔炼工艺的特点

产能大：单套系统最大铜产能超过40万吨/年

送风氧浓高：闪速熔炼氧浓达 90% ， ISA 、三菱、诺兰达熔 炼氧浓达到65%，55%和45%

自热或半自热熔炼：有效利用硫化矿物燃烧所产生的热量；

冰铜品位高：均超过60%，可以高达75%

火法工艺（选矿-熔炼-精炼工艺）：传统炼铜工艺，
适合处理硫化矿，占矿铜产量的75%~80%

湿法工艺 （浸出 - 萃取 - 电积） ：上世纪 70 年代中
期后兴起，适合处理氧化矿和次生硫化矿，还用 于处理浮选尾矿、废矿、旧矿和断裂的矿体；硫 化矿采用细菌浸出。占矿铜产量的25%

再生铜： 1/3 熔炼 - 精炼， 2/3 直接生产铜产品。不
现代强化熔炼工艺的特点

高熔炼强度：闪速熔炼单炉铜精矿处理量首先突 破 100 万吨 / 年以上； Isa 炉单炉铜精矿处理量达 到 130 万吨 / 年；三菱炉精矿处理量将超过 100 万 吨/年（温山）。 硫捕集率高，环保好：一般均超过95%。闪速熔炼 和三菱熔炼超过了 99% ，吨铜 S 的排放量不到 2kg ， 是最清洁的铜冶炼工艺 工艺控制自动化程度高：闪速炉实现了计算机在 线控制。
同的原料采用不同的熔炼工艺
炼铜工艺的比较

火法工艺：受到环境和成本的压力，传统工艺逐步为现
代强化熔炼工艺所取代，生产规模不断扩大，成本优势明 显，硫的捕集率超过99%，改变了高能耗、高污染的形象

湿法工艺：火法难以利用的铜原料，包括低品位废石的
利用；尾矿处理；难选硫化矿；难熔矿；废弃的矿山；开 采成本很高的深矿井；高杂质（As、Sb、Bi）原料，多金 属（Ni、Co、 Zn)原料。小规模生产的投资低，生产成本 低成本低，不生产硫酸，无SO2污染。操作简单，在矿山 附近就近生产。贵金属回收困难，回收率不确定。处理黄 铜矿精矿的湿法工艺还没有工业应用，存在技术障碍。
烟气SO2%
粒 度 ＜ 1mm ， 深度干燥， H2O＜0.3%
适应性强
制粒或增湿， H2O 9%~11%
强
干 燥 ， H2O ＜ 1%
适应性强
适应性强
适应性强
粒 度 ＜ 100mm ， 粒 度 ＜ 100mm ， 制 粒 或 增 湿 ， 不需要干燥。 不需要干燥。 H2O 10%~12%
~90%
任意60%~75%
铜冶炼技术的进展 与中国铜冶炼业的发展趋势
一、炼铜原料与炼铜工艺
炼铜原料

硫化矿：铜或铜铁硫化物，由原生硫化矿如黄铜矿
（ CuFeS2) 、斑铜矿（ Cu5FeS4) 等和次生硫化矿如 辉铜矿（Cu2S）、铜蓝等
氧化矿：碳酸盐、氧化物、硅酸盐、硫酸盐


废铜、铜合金、含铜废料等二次物料
炼铜工艺技术
闪速熔炼
1949年 1949 37台
艾萨熔炼
1983 1987 9台
三菱熔炼
1974年 1974 5
诺兰达熔炼
特尼恩特转炉
奥斯麦特熔炼
1973 1973 3
1977年 1977 10台
1992 1999 5家投产
单 炉 最 高 140 万吨铜 130 万 吨 铜 26.2 万吨 / ＜ 20万吨 / ＜ 15 万吨 / 16 万 吨 / 年 产能 精矿 精矿 年矿铜 年矿铜 年·炉 矿 矿铜 铜 原 料 适 应 较差 性 原料预处 理 送风氧浓 冰铜品位