废杂铜的回收与利用

废杂铜的回收与利用

[摘要]介绍了我国铜的需求及资源状况，提出了我国废杂铜回收利用的必要性。总结了国内废杂铜的分类方法和废杂铜回收利用的现状以及废杂铜的回收处理方法，并针对国内废杂铜的回收利用情况提出了意见与建议，希望能够为我国废杂铜的回收利用提供参考。

[关键词]铜；废杂铜；铜资源；铜回收

我国作为世界上最大的发展中国家，在实现工业化的过程中尤其是在保持国民经济快速发展的过程中对有色金属的需求十分强劲，特别是铜，其供应十分紧张。铜资源的严重不足将是制约我国铜加工业发展的主要因素之一。2007 年世界精铜年产量约为1810 万t，其中85 %～90 %是从铜矿提取冶炼出来的，10 %～15 %来自铜的回收利用。因此铜再生产业成为弥补铜资源不足的重要途径。鉴于铜资源现状和废杂铜再生投资、能耗和成本低、污染小和工艺较简单等特点，废杂铜回收在我国极受重视。

1 我国铜的需求及资源状况

1.1 我国铜的需求状况

目前，我国已成为全球最大的铜消费国、铜加工业制造基地和铜基础产品输出国。我国是世界上精铜消费量增长最快的国家，平均增长率是全球的2.4 倍，特别是2000 年以来平均每年增加约30 万t，成为拉动世界铜消费增长的主要国家。我国的铜主要用于电力、电子电气、机械制造、建筑、交通运输等行业。随着汽车工业的快速发展，国家对农村电网进行改造，铜的短缺状况尤为突出。2007 年12 月国家发改委公布的报告显示，在建筑、汽车等行业高速发展的带动下，我国铜材消费呈稳步上升态势，需求量的增速远远高于产量增速。

1.2 我国的铜资源状况

铜资源严重不足是我国铜工业最突出的问题，我国铜工业冶炼能力大大超过铜精矿的保障能力。我国铜基础储量3042 万t，资源量3177 万t，资源总量6218 万t。铜矿储量与国外可比部分，不超过1800 万t，居世界第七位[2]。但是从总体上讲，我国铜资源依然很贫乏(尤其是缺乏富铜矿)，与国外铜资源国家相比仍然有相当大的差距。我国国内铜精矿的供应不到30 %，超过70 %的需要依赖进口。

我国铜矿资源的特点是中小型矿床多，大型、超大型矿床少。该特点使得我国铜矿山建设规模普遍偏小，且经过几十年的强化开采，它们的资源储量在大幅度减少，有的甚至已接近枯竭。尤为突出的是，我国铜储量绝大部分都已被开发，未来还有一部分产能要消失。

我国铜资源的另一个特点是贫矿多，富矿少，复杂多金属矿多，单一铜矿少。铜矿平均品位为0.78 %，含铜品位大于1 %的富矿仅占铜储量的36 %，且地下矿多，露天矿少，开采条件较差。我国铜矿资源分布很不均匀，主要分布在西南三江、长江中下游、东南沿海、秦祁昆成矿带以及辽吉黑东部、西藏冈底斯成矿带。能提供接替资源的矿山大多地处经济较落后的中西部地区，外部建设条件差，规模开采需要一定的时间，因此近期矿山铜产量难以增加，矿产铜量将逐步下降。

2 我国废杂铜回收利用的现状

据中国有色金属工业协会再生金属分会介绍，2004 年，我国回收利用废杂铜116 万t，占铜消费量的28 %，不包括铜加工和铜制品生产厂直接回收利用的边角余料和残次品约100 万t。2004 年国内回收废铜36 万t、进口含铜废料396 万t(折合金属量80 万t)。据2003 年我国铜原料及产品的进口数量显示废铜进口增长最快，达到25 %，铜精矿进口增长8 %，阴极铜进口下降12 %。2006 年我国精铜产量为300 万t，而废杂铜包括进口和国内回收的已达562 万t(废杂铜金属量合计约168 万t)。废铜的回收利用及交易状况对铜市场会产生越来越大的影响。我国经济最发达地区长江三角洲、珠江三角洲、环渤海等是铜的矿产资源最紧缺的区域，也是我国再生铜和铜加工产量最大的地区。全国80 %的铜加工企业分布在这三个地区，每年回收利用了全国75 %的废杂铜。这三个地区的再生铜产业具有各自的特色：珠江三角洲地区主要是进口废料进行拆解、分类、销售废铜原料；长江三角洲地区以浙江为代表，利用废铜生产铜材及黄铜制品；环渤海地区主要是以天津为主，有超过200家企业利用废铜生产电线电缆。在废铜利用方式上，可分为直接利用与间接利用两种。据估算，废铜经再加工后，有大约1/3以精铜的形式返回市场，即经过阳极炉熔炼之后生产电解铜，即

通常所称的再生精铜；另外2/3以非精炼铜或铜合金的形式重新直接使用，生产铜材或铜合金产品。

3 废杂铜的分类

废铜按其产生的阶段不同，可以分为：工业生产过程中产生的一次废铜，加工过程中产生的新废铜，消费者使用后产生的旧废铜三类：

(1)一次废铜。如不合规格的阳极、阴极和坯料，阳极废品。这些废料不能进行深加工或出售，通常是将其返回上一步工序，不合规格的铜通常重新返回转炉或阳极炉进行电解精炼，有缺陷的坯料则进行重熔和重铸。

(2)新废铜。新废铜是指新的边角料或工厂内部产生的废铜。这种废铜是在加工过程中产生的，它与一次废铜的主要区别在于其在合金化或加覆盖物过程中可能已被掺杂。

(3)旧废铜。旧废铜是指废弃的、用过的或(生产企业)外部产生的废铜。它来自已经达到其使用期限的产品。按废铜中含铜量的不同，又可以把废铜分为：

(1)1 号废铜。这种废铜中铜的最低含量是99 %，最小直径或厚度为1.6 mm。1 号废铜包括电缆线，“重”废铜(削剪屑、冲孔屑、公共汽车杆)和线结节。

(2)2 号废铜。这种废铜中铜的最低含量是96 %，以线、重废铜或结节的形式出现，并且包含其他几种限制。

(3)低铜。这种废铜最低含铜量为92 %，其组成以纯铜为主，纯铜表面被油漆或是涂层覆盖(排水管，水口)或早已被严重氧化(锅炉、茶壶)。其中通常包含了少量的铜合金。

(4)精炼黄铜制品。这个类型包括各种成分的混合合金废铜，其最低含铜量为61.3 %，其他限制较少。

(5)含铜废品。这种类型包括了所有含铜量低的原料，比如浮渣、污泥、炉渣、返料、粉料和其他一些废料。

4 废铜的处理

4.1 电线和电缆线的处理

电线和电缆线到目前为止是旧废铜中最为普遍的一种。废电线、电缆的回收利用主要是先使铜线和绝缘层分离，方法主要有四种：(1)机械分离法，该法又可分为两种。1)滚筒式剥皮机加工法，该法适合处理粗细基本一致的电线。本工艺有如下特点：可综合回收废电线电缆中的铜和塑料，综合利用水平较高；产出的铜屑基本不含塑料，减少了熔炼时塑料对大气的污染；工艺简单，易于机械化和自动化；过程耗电较高，刀片磨损较快。2)剖割式剥皮机加工法。该法适合处理粗大的电缆和电线。(2)低温冷冻法，低温处理废料回收金属和绝缘体的工艺流程该法适合处理各种规格的电线和电缆。将废导线先经冷冻使绝缘层变脆，然后破碎绝缘层与铜线分离。(3)化学剥离法。采用一种有机溶剂将电线的绝缘层溶解掉，此法能产出优质铜线，该法主要是要找到一种廉价有效的溶剂。(4)热分解法，美国专利4040865 号提出了用热分解法烧掉绝缘层后得到铜线。

4.2 汽车废铜回收

我国的汽车垃圾数量随着汽车保有量的增加而激增。截止2007 年6 月，中国大陆机动车保有量为1 5280 7598 辆。这些机动车辆将累计淘汰、报废，全国还有数以万计家汽车维修企业，每年形成数千万吨的汽车垃圾。国外也有向我国转移汽车垃圾的情况。汽车垃圾可供回收的资源非常丰富，其中有3种可回收废铜的潜在资源。首先是散热器，在破碎之前已将它从汽车上人工分离出来。散热器配件传统上采用锡铅焊料焊接，这就需要将散热器零配件重熔并精炼，以得到纯铜。然而，采用不同的焊料或铜焊的新装配技术则可以直接回收散热器或发热器零部件而不需要精炼。这种散热器废铜回收利用率接近100 %。

汽车报废垃圾中的钢和铁分离出去后剩下的有色金属废料是废铜的第二来源。有色金属废料中主要有三种金属：铝、铜和锌。而汽车的电路主要由铜线构成。从这种有色金属废料中分离出铜有好几种方法，比如手选、空气筛选和重介质分离。最后一种铜的来源是金属分离出去后的破碎残渣。这种残渣主要由灰尘和有机物质组成——仪表板和方向盘的塑料、坐垫、地毯和织物的绒毛。这种残渣包含多达3 %的铜并且有一定的油料价值。

4.3 电子废铜的处理

电子废铜是二次铜供给中快速增长的一块。现在已大力发展了回收这种原料中铜的技术。电子废铜被定义为生产电子硬件产生的废品和丢弃的已用电子产品。正因为如此，它包括旧废铜和新废铜。电子废铜总体

组成可以分为三大类：(1)塑料(约占30 %)；

(2)难熔氧化物(约占30 %)；(3)金属(约占40 %)。其中金属大约有一半是铜，也包含有数量可观的金和银。从电子废品中分离出金属变得和“矿石处理”方法相似。其方法类似于汽车中废铜的回收，即：拆分以利于回收大件；破碎以减小剩余原料的尺寸；从塑料和陶瓷中分离金属。

5 结语

我国废杂铜的回收利用亦存在不少亟待解决的问题。

(1)低品位的废杂铜充斥市场。我国进口废杂铜绝大部分是低品位的废杂铜，如废旧电缆、电器设备等，即未预处理的废杂铜，而进口经过挑选后的1 号、2 号杂铜相对较少。建议严把废铜进口质量关，适量进口高品位的废杂铜。

(2)环境污染严重。由于我国的废杂铜企业多属于集体或民营企业，这些企业完全以废杂铜为原料，利用简单的生产工艺进行熔炼回收再生，因此对环境造成了极为严重的污染。建议：(1)全国各废杂铜利用加工地、特别是各大废杂铜集散地的环保部门严格执行国家的环保规定，加大监督、宣传力度，如进一步制订有关规定，坚决禁止焚烧废电线、电缆中的毛细线；严禁含杂质过多的废杂铜(含铜量90 %以下)直接入炉冶炼，以免造成大面积的空气污染。(2)逐步完善对废杂铜基地的管理，提高废杂铜从业人员的素质，加强环保意识。(3)严禁采用废杂铜直接生产黑杆，国家经贸委己将生产黑杆工艺列为淘汰工艺，有关部门应监督执行。

(3)生产工艺及设备落后。我国的废杂铜生产企业不仅数量多、规模小、经营分散，而且技术装备落后、能耗大、资源回收利用率低。建议：淘汰落后工艺，引进先进的生产设备。

(4)资源不足，浪费严重。我国矿产资源匮乏，找矿难度大，主要矿产短缺，在短时期内也很难得到改善，因此必须大量进口废杂铜以补足缺口。据统计，我国矿产资源总回收率只有30 %，并伴生矿产资源综合利用率不到20 %，而国外平均在50 %以上。由于科技水平落后，资源产品在后续利用过程中效益低下，目前，我国创造单位国民生产总值所消耗的能源和原材料是发达国家的几倍到几十倍。地矿行政管理滞后，矿产资源管理相对薄弱，有的矿产资源开发利用秩序混乱，采富弃贫，造成资源的极大浪费。建议：珍惜资源，重视再生。有效利用现有铜资源，拓展铜资源的可利用范围。