中国铜冶炼技术进步与发展趋势

中国铜冶炼技术进步与发展趋势

随着我国工业经济的快速发展，我国对铜原料的需求不断增大，但是由于我国铜资源的短缺，这就要求我国不断发展铜治炼技术。总体上来看，我国铜工业工艺落后，污染严重，耗能较高，铜冶炼产能过剩，高附加值的加工产品生产能力不足，阻碍了我国大中型铜冶炼企业的发展。近些年来我国铜治炼技术不断发展，火法炼铜技术仍然占主导地位。因此，本文针对铜冶炼技术进步与发展趋势进行了分析。

标签：铜冶炼；技术；发展趋势

一、铜冶炼技术的主要发展和进步

1.1铜熔炼技术

（1）閃速熔炼技术。闪速熔炼是将经过深度脱水（含水小于0.3%）的粉状精矿，在喷嘴中与空气或氧气混合后，以高速度喷入高温的反应塔内，在悬浮状态下，短时间完成硫化物的分解、氧化和熔化等的过程，熔融硫化物和氧化物的混合熔体落下到反应塔底部的沉淀池中，汇集后继续完成锍与炉渣的最终形成，并进行沉清分离。炉渣在单独的贫化炉或闪速炉内贫化处理后再弃去。闪速熔炼克服了传统方法未能充分利用粉状精矿的巨大表面积，将焙烧和熔炼分阶段进行的缺点，炉料与气体密切接触，在悬浮状态下与气相进行传热和传质，大大减少了能源消耗，提高了硫利用率，改善了环境。自建国初期诞生了芬兰奥托昆普闪速炉和加拿大国际镍公司因科闪速炉的投产，至今已经历有70多年，闪速熔炼其不仅技术成熟，还经过日本、美国等工厂对其技术进行改进，使其发展更良好。

（2）浸没顶吹熔池熔炼技术。浸没顶吹熔炼工艺是熔池熔炼的一种工艺，是在熔池内将熔体-炉料-气体三相流体间造成的强烈搅拌与混合，大大强化热能传递、质量传递和化学反应的速率，以便在燃料需求和生产能力方面产生较高的经济效益。其喷枪是竖直浸没在熔渣层内，喷枪结构较为特殊，具有炉子尺寸比较紧凑，整体设备简单，工艺流程和操作不复杂，投资相对低等特点。对比闪速熔炼，原料不需经过特别处理，通过炉顶加料口加入炉内，炉料呈自由落体落到熔池面上，被气流搅动卷起的熔体混合消融。浸没顶吹熔炼的主要代表工艺为澳大

利亚的澳斯麦特炼熔技术和艾萨熔炼技术。世界上首家采用澳斯麦特炼铜技术的工厂是中条山有色金属公司侯马冶炼厂，其是在澳斯麦特炼熔炼炉和澳斯麦特炼吹炼炉两炉之间，设置沉淀池对冰铜和渣进行分离，冰铜由溜槽进入吹炼炉。该工程在投产初期具有炉体晃动、耐火材料寿命、短渣含铜高等问题，但经过技术工艺的发展和改进，已经能稳定生产。

（3）国内外其他铜熔炼技术。近十几年来，国内外竞争加强，各铜工业工厂不断开展新溶液工艺的开发，以寻找适合自己发展的工艺。除了闪速熔炼、浸

没顶吹熔池熔炼外，还有浸没侧吹熔炼工艺（诺兰达炉、瓦纽科夫炉、白银炉）、氧气底吹熔炼等。我国也通过不断改进相关工艺技术来提高铜冶炼技术，如山东东营方圆有色金属公司同中国有色工程研究院共同研发的“氧气底吹熔炼多金属捕集技术”，内蒙古金峰铜业和山西恒曲华盛冶金公司合作研发的金峰冶炼炉，其通过采用双侧多风道侧吹，反应迅速，减少了熔炼过程中局部过氧化现象，降低了渣铜含量，弃渣含铜平均值在0.15%。

1.2冰铜吹炼技术

吹炼是火法炼铜的第二道工序，其主要作用是脱除铁和硫，降低杂质，为炼制合格的、富集金银等有价金属的粗铜奠定基础。

（1）转炉吹炼技术。所谓转炉吹炼是指Peirce和Smith于吹炼炉中应用碱性耐火材料作为内衬，即我们所说的PS转炉吹炼。目前，国内外吹炼的主要工艺还是PS转炉技术，这是由于PS转炉具有操作简单、能处理废统和残阳极等难处理的材料等特点。我国的铜陵、云铜、大冶等大型铜冶炼工厂均有采用PS 转炉吹炼技术，相关的转炉设备也在不断扩大，同时由于PS转炉存在间断操作能引起烟气量波动，炉口漏风等问题，不少工厂对PS转炉技术都进行自我改进。如在转炉采用高品位冰铜（63%）的吹炼或富氧吹炼技术来强化吹炼过程，通过采用伞齿传动减速机、加强水冷烟罩的密封性能等一系列设备和技术操作方面的改进。

（2）其他吹炼技术。随着铜产量的不断增加，转炉设备逐渐大型化，且在转炉操作和结构上进行了较大改动，但由于转炉吹炼过程是间歇式的周期性作业，由此而引起的烟气量波动大、炉口漏风、烟气二氧化硫浓度低、不利于制酸、吊车频繁作业、烟气的低空污染等问题依然是转炉吹炼亟待解决的问题。针对以上问题，新的吹炼工艺和设备不断地在研究和开发，相继出现了三菱法吹炼、闪速吹炼、氧气顶吹等其他吹炼技术，开始改变着传统的P-S转炉的主导局面，高效连续化的锍吹炼新工艺将实现几乎全部的硫的回收、无二氧化硫排放和低生产成本的目标。

1.3连续炼铜工艺

三菱法是由日本三菱公司发明的连续炼铜工艺，它成功的把熔炼、吹炼和炉渣贫化三台炉子结合在一起，消除了分批作业、来回倒包，实现了生产全过程的连续、稳定、均衡运行。具有机械自动化程度高、设备配置紧凑、占地面积少、热效率高、烟气稳定、能耗低、生产环境好、利于管理及维修等优点。目前，印度尼西亚的Gresik和澳大利亚的Kembla港炼铜厂等都相继采用该项技术。

二、结束语

综上所述，改革开放以来，我国通过引进西方国家先进铜冶炼技术并加强自主研发的力度，我国铜治炼技术和工艺取得巨大的进步和发展、基于我国政府新的能耗标准和环保标准的需求，落后的铜治炼技术逐渐被淘汰，铜冶炼企业应加

快科技技术创新的步伐，加强科研投入，积极引进和研发节能环保、高效能的铜治炼技术，促进我国铜治炼产业的可持续发展。

参考文献：

[1]中国铜冶炼技术进步与发展趋势[J].周松林，葛哲令.中国有色冶金.2014（05）.

[2]中国铜冶炼节能减排现状与发展[J].刘志宏.有色金属科学与工程.2014（05）.

[3]中国再生铜冶炼技术现状与发展趋势[J].姚素平.中国有色金属.2012（02）.

作者简介：孙建光（1983.06.15）男，山东烟台人，汉族，本科，助理工程师，研究方向：冶金工程。