最新对再生铜循环利用实践的反思

对再生铜循环利用实

践的反思

对再生铜循环利用实践的反思

---暨对铜矿资源枯竭地区产业转型实践的补充探讨

（昆明云铜杆业有限公司李鹰 2014/5/14）

关键词：再生铜反射炉焚烧炉循环利用原料预处理环境治理商业模式前言：传统的再生铜循环利用产业链，在已经占据了铜及铜合金产品近40%左右产业份额的同时，却一直都面临着来自于原料分类混乱、财税支持政策不到位、环境治理要求日益提高、供销市场与生产衔接不畅通等方面的制约和困扰。本文试图从再生铜循环利用制造业的实践出发，对原料分类及预处理、环境治理、盈利模式等问题，进行查漏补缺式的补充探讨。为了避免本文对一些刊物已有定论的重复，特别是已经非常成熟的精炼加工的工艺、技术、设备、质量管理体系，以及废铜直接电解技术等方面的论述，均不在本文赘述。又为了让读者对再生铜循环利用的业态有一个全面的了解，就在参考文献里罗列了大量与再生铜循环利用有关的文献和资料，供参阅。

1.0产业背景

1.1再生铜的循环利用的流入闭合环

（图一）再生铜流入闭合环

⑴→⑵→⑶→⑷→⑸→⑹→⑺→⑻

↑再生铜↓

⑿循环利用⑼

↑闭合环↓

⑾←⑽

图例：⑴含铜矿物。⑵采选冶加工。⑶铜及铜合金产品。⑷使用。⑸报废。

⑹回收。⑺分类。⑻预处理。⑼加工。⑽铜及铜合金产品。⑾使用。⑿报废。

1.2再生铜循环利用状况

因国内废铜资源不足，依靠大量进口，形成了遍布各地规模庞大的再生铜循环利用产业，国内再生铜循环利用量早已突破百万吨，占国内铜的总用量已接近40%，在再生铜循环利用的全产业链上的产品，形成的工业增加值达到百亿元以上，且涉及到众多的行业受惠。

再生铜循环利用的工艺、技术、设备的不断创新，满足了国民经济发展带来的市场需求，也带动了相关产业发展，不断延伸的再生铜循环利用产业链，为这个传统产业带来了持续不断的挑战和机遇，再生铜循环利用无疑将长期成为可持续发展的资源综合利用产业。这也可以视为寻找铜矿资源枯竭地区产业转型的渠道之一。

2.0原料的预处理

2.1原料的回收

废铜回收不同于一般性的垃圾回收，属于一个贵金属回收的特种行业，零星、分散、杂乱、无序，缺乏统一的行业质量标准是这个行业的特殊性。废铜回收的上游是电力线路改造、设备改造和更新、房屋拆迁的线路回收、设备维修、报废汽车及电子电器的拆解，下游是再生铜循环利用的制造业。伪劣的铜及铜合金产品报废后，参与了再生铜的循环利用，客观上给废铜回收识别造成了障碍，且增加了下游企业的工作量。加之在废铜回收的商业环节中存在的个别不良行为，还给废铜回收掺杂了或多或少的非铜材料。规范废铜回收产业的各个环节和杜绝伪劣铜及铜合金产品流入市场，当然不是短期内可以实现，这就必须正视摆在我们面前的废铜成分复杂的局面。既要加深对废铜回收行业的特殊性的认识，又要提高便携式金属成分检测设备及其它检测手段的使用技能。在分类回收废铜的环节上，做到有的放矢，提升回收分类作业的可操作性。统筹兼顾报废物资拆卸、废铜回收、废铜分类和最终产品设置等工序对废铜回收分类的需求：一方面，按不同成分尽可能的细分废铜回收料，按质论价，将废铜分类意识引入到报废物资拆卸和废铜回收环节，既减少了下一道工序的工作量，又可以有效的控制和增加回收环节产生的利润。另一方面，针对下游客户的不同需求，对应供货，不仅能使废铜原料物尽其用，还能拓宽废铜的下游市场。例如：对是否用于生产电工用铜？是否有含磷的要求？是否对其它合金成分有要求等等，满足不同生产工艺对废铜原料的不同需求。

2.2原料的分类

2.2.1原料分类与利用的现状分析

国内外对废铜的分类标准不尽相同，国内主要参照美国的废铜分类标准，在沿海一带比较有代表性的是灵通废旧金属网的分类标准，在国内其它欠发达地区，基本上就只是分为电机铜、光亮铜、杂铜三大类。其实，从理论上对废铜提出严格的分类标准，就必须在铜及铜合金的制造、使用和报废的漫长而繁杂环节中，严格执行质量管理体系中的产品标识，但在物联网还只是一个概念的今天，这基本上是无法实现的。

废铜回收的收购交易环节中，以贸易为目的的分类标准，与下游企业以生产需求为目的的分类标准，形成了双轨制的分类标准。在收购环节所指附着了非金属物的高纯铜材料（大型电机、变压器绕组）含铜80%多，并不能直观反应真实的铜含量。同理，相当多的光亮洁净的伪劣铜导线Cu﹤99.95%（光亮铜）远远达不到导电用铜材所需要的铜含量的要求。在实际生产过程中，非金属物燃烧残留物将形成炉渣，并不会影响精炼铜的纯度。而光亮洁净的伪劣铜导线将在精炼过程中进行造渣除杂，从而产生表观铜金属量的损失，影响金属平衡，最终降低产品的工业增加值，降低了下游生产企业原本就已经非常小的制造环节的收益率。况且，以电炉熔炼利用废铜生产上引铜杆的企业，因无法进行造渣除杂，不能放心利用所谓的光亮铜，还经常因此而生产废品或死炉。还有一个值得注意的环节是，废铜收购完成时，一般情况下收购商出于防盗和便于堆码的考虑，都要对废铜进行打包堆码。由于不能统一收购和分拣两个环节的分类标准，造成下游企业要对打包后的废铜进行二次拆包分拣，每增加一次拆包分拣形成的工作量、人工成本、搬运成本都是巨大的，耗费的时间是漫长的。这种无谓的海量的重复工作，严重的侵蚀了再生铜循环利用靠大规模生产的企业利润。统一收购和分拣两个环节的分类标准，已经迫在眉睫。

在铜的总消耗量中电工用铜占据80%以上的比例，在再生铜循环利用的闭合环里也不例外。因此，再生铜循环利用应注重考虑以电工用铜为重要类别来设置废铜分类标准。同时，废铜回收利用的分类标准，应兼顾电工用铜的回收与精炼加工对分拣需求的一致性。电工用铜的常用参数是：导电率100%

IACS；电导率58.00MS/m；电阻率0.017241Ω·mm2/m；这三个参数对应的是T2

阴极铜的标准：Cu>99.97%,且其余微量元素达标。对用户而言，由于铜与铝的单位重量的价格和单位体积的价格悬殊都非常大，与其使用不合格的铜导体（导电率小于60% IACS），还不如使用合格的铝导体（导电率大于60% IACS）。下表真实的列出收购环节部分废铜的计价铜含量与其对应的实际导电率不一致。

收购环节的分类名

称计价铜含量Cu % 实际导电

率%IACS

马达铜86%左右大于97

光亮铜合格品：大于99.95% 大于97

不合格品：大于99.95% 小于60 变压器铜86%左右（细线）；或92%左右（粗线）大于97 塑料绝缘导线合格品： 86%左右（细线）；或90%左右

（粗线）

大于97

不合格品：86%左右（细线）；或90%左

右（粗线）

小于60

合格的铝导体纯铝（电阻率：2.83 ×10-8Ω·mm2

/m）

大于60

实际上，现有再生铜循环利用的最终产品并不像铜及铜合金的种类那么繁多；最终产品设置又主要是电工用铜类的铜材料；加上考虑到废铜反射炉火法精炼加工可以对原料精炼造渣后去除杂质，所以对原料成分的要求不太严格；再兼顾到环境治理提出对原料进行预处理的要求；以及其它与工艺、设备的相关要求；这就确立了废铜分类的目的是为生产工艺和最终产品设置服务。那么，大致可以按最终产品设置对工艺流程（含预处理）和原料成分的不同需求来对废铜原料进行合适的分类。（废铜图片）

2.2.2原料分类标准的建议

如果综合考虑最终产品设置对工艺流程（含预处理）和原料成分的不同需求，并统一收购和分拣（满足生产需求的分拣）两个环节的分类标准。废铜原料可区分为十一大类十七小类。表中的铜含量是除杂后金属材料中的含铜量，因为它可以间接的反应实际导电率%IACS，这也是再生铜循环利用的主要参数。对于不具备自有回收环节条件的企业，在废铜回收的交易环节中，双方讨价还价所依据的铜含量分类标准，还是以各地区习惯的分类标准执行起来较为方便。对于具备自有回收环节条件的企业，为了减少拆包分拣的次数来降低成本，只进行一次分拣就能满足收购、分拣和生产的综合需求，即可直接按十七小类来设置统一的分类标准。由于电工用铜占据了绝大部分的铜消耗量，我们也可以简单地把最终产品设置分为电工用铜和非电工用铜(含铜合金)两个大类，有利于简化思路，来优化再生铜循环利用产业布局。

B1，2，…N为非电工用铜及铜合金。

这里所说的“扣杂”是指传统废铜收购的一个环节。扣杂的岗位技能包含了丰富的废铜识别经验和对废铜行情的深刻认识。资深的废铜收购熟手，见多知广，熟悉绝大多数的规格各异的绝缘导线、电机线、交联电缆（包括铠装交联电缆）、各类电机、变压器、微电机、各类换热水箱、换热器、通讯电缆、以及被火烧过的绝缘导线等等废铜的扣杂比例，他们是废铜收购商的核心竞争力之所在。如何在错综复杂的废铜收购环节准确的扣除杂物，实现实收金属量的最小误差，决非一日之功。前文已经支出，唯一不足的是“扣杂”对伪劣铜导体（光亮线）的导电率缺乏正确的认识，导致下游企业吃尽了苦头。有的废铜收购商自有的铜金属压延企业，使用不合格的回收光亮线生产电工用铜

线杆，也难逃厄运。“扣杂”主观上重视金属量，客观上忽视了导电率。因此，有必要将收购环节的扣杂标准和生产环节的分类标准统一起来。

2.3原料的预处理

2.3.1人工分拣:借助丰富的从业经验和便携式金属分析仪，对收购的废铜进行手工分拣，按分类标准进行标识和堆码。

2.3.2机械打包：使用液压打包机，兼顾后工序对原料的要求，按散装或打包尺寸要求，对下一道工序配料。

2.3.3机械分离：使用剥线机、粉碎机、重选设备，分离铜与绝缘层材料。洁净的铜材料流入配料工序。对绝缘层材料分类标识堆放，利于后续对非金属物的回收利用。

2.3.4烟道余热式焚烧隧道窑炉或干馏：打包堆码，由台车载料入窑炉，800℃以下焚烧或干馏，集中烟气治理，杜绝无组织排放。还利用了高温烟气的余热。

2.3.5脉冲抛式炉排焚烧炉或干馏：散装入炉，800℃以下焚烧或干馏，集中烟气治理，杜绝无组织排放。

2.3.6环境治理：

在再生铜循环利用环境治理工艺流程中，煤气及其它燃料的烟气净化都比较成熟了，包括脱硫脱硝除尘的各种处理手段。为了降低投资和运行成本，有的企业甚至采取了一种以逸待劳的方法，围着生产厂的厂区建设了超长的烟道，烟尘沉降的效果也不差。其实，再生铜循环利用环境治理的重点和难点，集中体现在含有有机物废料的预处理工序的烟气治理上。也就是杜绝有机物产生的有害烟气的无组织排放，消除有害成分和烟尘是烟气治理的关键。采用焚烧窑炉预处理带绝缘层废铜或是废电路板。首先将废铜在特制的焚烧窑炉中进行焚烧，温度约为800℃以下，保证在焚烧过程中铜、贵金属和玻璃纤维不熔化，使有机物充分燃烧。燃烧产生的烟气进入二次燃烧室继续燃烧，使二恶英分解。通过二次燃烧室的烟气迅速进入快速冷却设施，使烟气温度在几秒内降到400℃以下，避免了二恶英的再次合成，消除了污染。带绝缘层废铜或废电路板中的主要燃烧残留物是玻璃纤维即二氧化硅，可以替代反射炉精炼所需的部分溶剂。

若选择干馏法，还可以回收其中的环氧树脂。

若选用焚烧预处理→废铜直接电解的工艺流程，可以避免大规模火法精炼的巨额投资，也可以避免反射炉的无组织排放，以及精炼需要原木还原，对森林资源的破坏。

2.3.7预处理工序环节的综合利用:回收环氧树脂、塑料、交联物料、及其它利用机械分离的非金属残留物；余热利用；含贵金属的废铜相对富集，进行精炼可提高贵金属的回收率。