铜冶炼技术进步与发展
铜冶炼行业发展趋势
铜冶炼行业发展趋势
铜冶炼行业的发展趋势可以从多个方面来分析。
1.技术创新：随着环保压力的加大和市场竞争的加剧，铜冶炼行
业将加大技术创新的力度，以提高产品质量和降低污染排放。
例如，采用新型冶炼技术、优化工艺流程、降低能耗等。
2.节能减排：节能减排是我国政府一直推行的重要政策，铜冶炼
行业将努力实施节能减排措施，减少能源消耗和污染物排放。
例如，采用高效节能设备、优化能源利用、实施清洁生产等。
3.产业结构调整：为了应对市场竞争和环保压力，铜冶炼行业将
加强产业结构调整，减少低端产品的产量，提高高端产品的比例。
例如，发展高精度铜板、高性能铜合金等高端产品，以满足市场需求。
4.循环经济：循环经济是当前经济发展的一种重要模式，铜冶炼
行业也将积极发展循环经济，实现资源的最大化利用。
例如，对废铜进行回收再利用、实现废水循环利用等。
5.国际化发展：随着全球化进程的加速，铜冶炼行业也将加强国
际化发展，积极参与国际市场竞争。
例如，拓展海外市场、引进国际先进技术和管理经验等。
总之，铜冶炼行业的发展趋势是多方面的，包括技术创新、节能减排、产业结构调整、循环经济和国际化发展等。
这些趋势将有助于铜冶炼行业实现可持续发展，提高经济效益和社会效益。
我国铜冶炼技术的进步及发展
冶金冶炼M etallurgical smelting 我国铜冶炼技术的进步及发展陈晓军（新疆五鑫铜业有限责任公司，新疆 昌吉 ８３１１００）摘 要：随着我国社会经济的不断发展，我国逐渐成长为一个工业生产大国，重工业快速发展，对铜的需求量也在不断增加，我国的铜冶炼产业也在不断进步发展。
铜是一种重要的过渡型金属元素，它可以和多种化合物进行反应，被广泛应用在武器和装饰物品中。
我国现阶段的铜产量不足，必须不断探索新的方法去提高铜的使用率。
我国的铜冶炼技术面临着巨大的挑战，目前炼铜的方法主要有火法炼铜和湿法炼铜两种，但火法炼铜仍是目前铜冶炼主要使用的技术。
本文结合我国铜冶炼行业的现状进行分析，对铜冶炼技术的创新和发展进行探讨。
关键词：铜冶炼；技术发展进步；策略中图分类号：ＴＦ８１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）１４－００１５－２Progress and development of copper smelting technology in ChinaCHEN Xiao-jun（Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｗｕｘｉｎ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｃｈａｎｇｊｉ ８３１１００， Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｓｏｃｉａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ， Ｃｈｉｎａ ｈａｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｇｒｏｗｎ ｉｎｔｏ ａ ｌａｒｇｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｕｎｔｒｙ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｃｏｐｐｅｒ ｉｓ ａｌｓｏ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ， ａｎｄ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｃｏｐｐｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｓ ａｌｓｏ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ． Ｃｏｐｐｅｒ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ． Ｉｔ ｃａｎ ｒｅａｃｔ ｗｉｔｈ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ａｎｄ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｗｅａｐｏｎｓ ａｎｄ ｄｅｃｏｒａｔｉｖｅ ａｒｔｉｃｌｅｓ． Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ， ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｉｎ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ ｉｓ ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ， ｓｏ ｗｅ ｍｕｓｔ ｃｏｎｓｔａｎｔｌｙ ｅｘｐｌｏｒｅ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ． Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｃｏｐｐｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｆａｃｉｎｇ ｇｒｅａｔ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ． Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ， ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｗｏ ｍａｉｎ ｃｏｐｐｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ： ｐｙｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ， ｂｕｔ ｐｙｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ｉｓ ｓｔｉｌｌ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｐｐｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｃｏｐｐｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Keywords: ｃｏｐｐｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ； Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｒｏｇｒｅｓｓ； ｓｔｒａｔｅｇｙ随着世界经济的不断发展，全球化的步伐越来越快。
炼铜方法的发展历程
炼铜方法的发展历程炼铜方法的发展历程可以追溯到古代，但随着科技的进步和工业的发展，炼铜方法逐渐改进和改变。
下面是炼铜方法的发展历程：1. 合金炉炼铜：早期的炼铜方法主要采用合金炉进行。
合金炉是一种传统的炉子，用于将铜矿石加热并与含有碳的物质（如木炭）一起冶炼。
经过高温处理，铜矿石中的铜得以与碳反应形成铜金属。
2. 火法炼铜：18世纪中期，随着工业革命的到来，炼铜方法得到了改进。
火法炼铜是其中的一种重要方法，它将铜矿石与黄铁矿一同加热，利用黄铁矿中的硫来消除矿石中的杂质。
然后，再将铜硫化物与铁矿石一同熔化，用于分离出纯铜金属。
3. 电解炼铜：19世纪末，随着电学理论的发展，电解炼铜方法被引入。
这种方法利用电解质溶液中的电流，使铜阳极（通常是含有铜硫化物的矿石）上的铜离子在阴极（晶格结构较好的金属板）上还原，最终得到纯铜金属。
电解炼铜方法在现代炼铜工业中得到广泛应用。
4. 湿法炼铜：20世纪初，湿法炼铜方法开始被采用。
湿法炼铜主要利用溶剂萃取技术，将含铜浸渣浸出溶于有机相，通过萃取操作使其分离，进而得到纯铜金属。
这种方法在提高铜的回收率和降低环境污染方面具有显著效果。
5. 高温氧化还原法：现代炼铜方法中，高温氧化还原法被广泛使用。
这种方法利用高温下的氧化还原反应，通过将铜矿石在氧气和燃料的共同作用下进行烧结、还原、冶炼等过程，从而提纯铜金属。
高温氧化还原法具有高效、低能耗、环保等优势。
总的来说，炼铜方法的发展经历了合金炉炼铜、火法炼铜、电解炼铜、湿法炼铜和高温氧化还原法等阶段。
这些发展不仅提高了铜的回收率和纯度，还减少了对环境的污染，为现代工业的发展做出了重要贡献。
铜冶炼技术的革新：底吹熔炼技术的发展与未来
铜冶炼技术的革新：底吹熔炼技术的发展与未来标题：铜冶炼技术的革新：底吹熔炼技术的发展与未来在冶金工业的广阔天地中，铜的冶炼技术一直是研究的热点之一。
近年来，底吹熔炼技术以其独特的优势，逐渐成为铜冶炼领域的新宠。
这项技术起源于中国，自20世纪90年代开始发展，至今已在全球范围内得到了广泛的应用和认可。
本文将深入探讨底吹熔炼技术的发展历史、技术特点及其在现代铜冶炼工业中的应用，并展望其未来的发展方向。
技术起源与发展历程底吹熔炼技术，又称为SKS熔炼技术，最初在1991年至1992年间于中国的水口山冶炼厂进行了为期217天的工厂试验。
这项技术的核心在于通过底吹氧枪将富氧高压气体注入熔体，从而实现铜精矿的快速熔炼。
试验期间，碳燃料的使用以及物料的成块处理，为后续技术的发展奠定了基础。
随着技术的不断优化，2005年在越南的Sin Quyen冶炼厂建立了第一座工业规模的底吹熔炼炉，尽管其运行效果并不理想，但这标志着底吹熔炼技术开始走向工业化。
2008年，真正意义上的商业化底吹熔炼炉在东营方圆有色金属公司启动，其熔炼炉的设计和运行参数均达到了预期目标，证明了底吹熔炼技术的可行性和高效性。
技术特点与优势底吹熔炼技术的主要优势在于其对原料的高适应性、高氧利用率和热效率，以及灵活的产能调整能力。
与传统的闪速熔炼和侧吹熔炼技术相比，底吹熔炼技术能够处理更大尺寸和更高湿度的原料，无需复杂的原料准备过程。
此外，底吹熔炼技术在操作过程中无需使用碳燃料，从而减少了二氧化碳的排放。
在东营方圆有色金属公司的实践中，底吹熔炼炉实现了无需外部燃料的自热熔炼，这不仅降低了能耗，还减少了温室气体的排放。
此外，底吹熔炼技术在低温下运行的能力，使得熔炼过程中无需额外的燃料来维持熔炼温度，从而进一步降低了能耗和成本。
基础研究与技术优化为了支持底吹熔炼技术的发展，大量的基础研究工作也在同步进行。
这些研究包括渣的热力学性质、熔池流体动力学行为等方面的深入分析。
铜冶炼的历史与技术进展介绍
采矿和选矿
随着采矿和选矿技术的进 步，铜矿石的开采和选矿 效率得到提高，为铜冶炼 提供了充足的原料。
环境保护
随着环境保护意识的提高 ，铜冶炼过程中开始采取 措施减少对环境的污染。
现代铜冶炼
高效率、低能耗
现代铜冶炼技术不断改进 ，实现了高效率、低能耗 的生产，提高了经济效益 。
环保要求
随着全球环保意识的提高 ，铜冶炼过程中的环保要 求越来越严格。
随着全球经济的发展，特别是新兴市场的崛起，铜冶炼行业面 临巨大的市场需求和发展机遇。
05
铜冶炼的挑战与对策
资源短缺问题
总结词
随着全球铜需求的不断增长，资源短缺问题日益严重，成为铜冶炼行业面临的 主要挑战之一。
详细描述
随着经济的发展和人口的增长，全球铜需求量不断攀升，而铜矿资源却日益枯 竭，导致资源短缺问题愈发突出。为了应对这一问题，企业需要加大勘探力度 ，寻找新的铜矿资源，同时提高资源利用率，减少浪费。
回收，具有环保、节能等优点，但操作条件苛刻、金属回收率较低。
智能化铜冶炼技术
自动化控制技术
物联网技术
利用自动化控制系统对铜冶炼过程中 的各项工艺参数进行实时监测和调控 ，提高生产效率和产品质量。
利用物联网技术实现铜冶炼设备的远 程监控和智能化管理，提高设备运行 效率和安全性。
数据分析技术
通过数据分析技术对铜冶炼过程中的 各种数据进行分析和挖掘，为生产决 策提供科学依据。
湿法冶炼
总结词
利用化学反应将铜从矿石中溶解在溶液 中，再通过电解沉积的方法将铜提取出 来。
VS
详细描述
湿法冶炼是20世纪中叶以后发展起来的 铜冶炼技术，其基本原理是利用酸、碱或 盐类的溶液，将铜从矿石中溶解出来，再 通过电解沉积的方法将铜还原沉积出来。 湿法冶炼的优点是能耗低、环境污染小， 适用于处理低品位、复杂难处理矿石。但 湿法冶炼的生产效率相对较低，成本较高 。
中国古代冶金技术的发展与进步
中国古代冶金技术的发展与进步随着人类社会的进化发展，人们发掘出各种各样的矿物，进而为了利用这些矿物，发展出了一门技术——冶金技术。
中国的冶金技术历史可以追溯到公元前4500年左右的新石器时代，而且这门技术一直发展到今天，为中国的现代化进程和经济发展做出了重要的贡献。
一、先秦时期的铜铁冶金技术在先秦时期，中国的冶金技术已经开始有了比较明显的进展。
同时期，中国的冶金技术也逐渐发展出两个分支：铁技术和铜技术。
这两种技术在先秦时期都取得了显著的成绩。
铜冶炼技术是中国古代冶金技术的重要分支之一。
在早期，由于铜的原矿比较稀缺，所以人们主要从矿床或旧铜器中提取铜。
后来，在商代晚期和西周时期，铜冶炼技术开始有了明显的进展，人们利用更高的炉温和更大的熔化窑来加强冶炼技术。
到了春秋战国时期，铜冶炼技术更是达到了前所未有的高度——口钩法和黄池法。
这两种技术都是在当时以精湛的技术成为代表工艺的。
随着冶炼技术的进步，中国的铜器在雕刻和工艺上也有了很大的发展。
从简单的箭头和勾玉，到复杂的鼎、觥、爵等，中国的铜器工艺达到了极致。
铁冶炼技术在中国也开始于先秦时期。
早在公元前8世纪左右，人们就开始了铁冶炼的生产。
在铁冶炼过程中，人们探索出了使用多种金属和矿物质的方法，用来在铁器上制造出各种优秀的艺术痕迹。
而且，先秦时期铁冶炼技术的成熟也奠定了中国冶金技术的基础，逐渐发展成为了中国冶炼技术的重要组成部分。
二、汉朝时期的青铜器和铁器汉朝时期，冶金技术得到了巨大的发展，青铜器和铁器的冶炼技术也逐渐发展出了自己的特色和独特的风格。
青铜器的制作，除了铜冶炼和铜合金的手段之外，还应运用熟化技术、壳牌美学、精湛的琢磨衬嵌技术，以及不同于其他器物做法的文学审美特质。
这些技术的应用，让青铜器成为了汉代时期的代表之一，也在原有的民族生活方式中增添了新的特色。
铁器方面，时间在思考如何将铁冶炼技术发挥到更高的层次。
时代在这一需求下，诞生了各种不同形式的铁器。
国内铜火法冶炼技术现状及展望
国内铜火法冶炼技术现状及展望摘要：铜的冶炼工艺分为火法和湿法两类，全世界80%以上的铜是通过火法冶炼生产出来的，而在中国则高达97%，火法冶炼占据着主导地位。
自20世纪60年代以来，火法炼铜技术有了长足的发展。
在80年代初期，中国铜冶炼行业也随着江铜贵溪冶炼厂引进的第一台闪速炉而开启了快速追赶世界先进水平的热潮。
90年代以来，中国铜冶炼行业对引进技术不断改进，并自主研发了一系列新的冶炼技术。
目前，中国的铜冶炼技术已经处于当代世界领先水平。
鉴于此，本文将着重介绍国内新发展的铜冶炼工艺技术，并展望其未来的发展方向。
关键词：铜火法；冶炼技术1 火法冶炼技术1.1 熔炼技术1.1.1 闪速熔炼20世纪40年代，芬兰奥托昆普公司开发出奥托昆普闪速炉，20世纪50年代，加拿大国际镍业公司开发了因科闪速炉，形成了闪速熔炼技术的两种典型炉型。
其中，奥托昆普闪速炉应用更为广泛，也是我国引进的炉型。
自贵溪冶炼厂于1985年引进闪速熔炼技术以后，先后有金隆铜业、紫金铜业、祥光铜业（闪速熔炼+双速吹炼工艺，以下简称“双闪”）、金冠铜业（双闪）、广西金川防城港（双闪）、中原黄金和东南铜业（双闪）引入了闪速冶炼技术。
其中祥光铜业通过消化吸收，形成了特色的“双旋浮”冶炼技术[3]。
中国恩菲和金川集团联合开发了一种结合闪速炉和电炉技术的新炉型，即金川铜合成炉，将渣含铜降低到了0.7%以下。
1.1.2 顶吹熔炼顶吹熔炼是将喷枪从炉子顶部插入，通过氧枪鼓入富氧空气，对熔体形成强烈的搅动，从而实现强化冶炼的目的。
根据喷枪的插入深度和形式，可分为自热炉顶吹熔炼、三菱法和顶吹浸没熔炼。
其中，以顶吹浸没熔炼技术应用最为广泛，分为奥斯麦特熔炼法和艾萨熔炼法。
国内使用奥斯麦特熔炼法的企业主要有侯马冶炼厂（顶吹熔炼+顶吹吹炼工艺，以下简称“双顶吹”）、金昌冶炼厂、葫芦岛冶炼厂、云南锡业（双顶吹）和大冶冶炼厂。
使用艾萨熔炼法的主要为云南铜业、昆鹏铜业和楚雄滇中铜业。
2023年铜工业发展状况
2023 年铜工业进展状况2023 年，中国铜工业上升向好的根底逐步稳固，趋向平稳较快进展，产品产量突破高，企业效益稳定增长，固定投资持续增加，产业构造调整、节能减排、技术进步和科技创成效显著，对外贸易、投资合作取得进展，行业整体实力和国际影响力、竞争力逐步增加。
一、行业整体经营状况据协会统计，2023 年中国铜矿采选业共实现工业总产值 434.74 亿元，较上年同期增加了 145 亿元；工业销售产值 426.39 亿元，同比增加 148 亿元。
铜冶炼业共实现工业总产值 3570 亿元，同比增加 1138 亿元；工业销售产值 3536.9 亿元，同比增长 1156 亿元。
2023 年1～11 月铜矿采选实现主营业务收入 350 亿元，同比增长49.81%；主营业务本钱 237 亿元，同比增长 42.43%；实现利润 67.6 亿元，同比增长 125.76%；实现利税 77.5 亿元，同比增加 41.8 亿元。
2023 年 1～11 月铜冶炼行业实现主营业务收入 3694.3 亿元，同比增长 54.66%；主营业务本钱 3455 亿元，同比增长 54.47%；实现利润120.98 亿元，同比增长120.65%；利税总额为157.2 亿元，较上年增加75.89 亿元。
二、产品产量2023 年中国精炼铜产量到达 457.34 万吨，同比增长 11.29%。
其中矿产精炼铜 284.58 万吨，同比增长 4.27%；铜材产量首次超过千万吨，达 1009 万吨，同比增长 13.60%；铜精矿含量达 115.58 万吨，同比增长20.22%。
精炼铜产量前 10 位的省区合计产量达 410.93 万吨，占全国总产量的89.85%。
其中江苏、浙江、河北主要以再生精炼铜为主，其他省份以矿产铜为主。
序号省区名称产量〔万吨〕同比%1 江西93.61 14.72 山东59.09 4.863 安徽57.26 6.204 甘肃47.79 14.085 云南34.09 14.236 湖北31.72 16.817 浙江27.94 22.948 江苏25.92 17.309 内蒙20.94 -0.6310 河北12.57 64.83小计410.93铜材产量前 10 位的省区，产量为 927.59 万吨，占全国总产量的91.93%。
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平行流技术原理：
l 常规电解的电解液在电解槽的运动方式是“上进下出”或“下进 上出”，高电流密度电解时，阳极板边铜离子富集，阴极板边铜 离子贫乏，形成浓差极化，导致阴极铜质量差、电解生产困难。
l 平行流技术原理：就是改变电解液在电解槽中的运动方式，采 用“侧进上出”形式，具体说，就是通过特殊装置使电解液在阴 极板的两面以一定的速度进入电解槽，使电解液平行于阴极板板 面向上流动( 左图)，同时，电解液在阴极和阳极之间形成上下 循环运动(右图 ) ，消除了浓差极化，确保了高电密电解的正常 生产。
l
Cu2O （过氧化） + FeS （欠氧化） →FeO+ Cu2S 。
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2、采用龙卷风形式分散物料，强化气粒混合和粒子碰撞。
l 闪速冶炼采用水平分布风分散 物料，粒子呈伞状分布整个反 应塔空间。
l 问题：一是高投料量时分布风 的动量比物料的动量小，粒子 不易分散，气粒混合不好；二 是粒子悬浮状态下落，粒子间 碰撞和反应机会少；三是高温 粒子充满整个反应塔，对塔壁 冲刷严重，而且热损失大，能 源消耗高。
l 提高电流密度是强化电解的最有效手段，但浓差极化 问题这座大山阻遏了电流密度进一步提高，常规电解 电流密度难以突破330 A/㎡。
l 祥光铜业与奥地利公司合作，首次开发出高电流密度 的平行流电解技术，并成功应用祥光铜业二期电解工 程，产能提高50%，电流密度提高到420 ~450A/㎡， 是目前世界常规铜电解的最高电流密度。
l 第一部分﹙反应塔上部﹚氧气和精矿粒子间反应
l 2CuFeS2+O2→2FeS+Cu2S+SO2
2FeS+3O2 →2FeO+2SO2 ；
l
6FeO+O2 →2Fe3O4 （过氧化）
l
2Cu2S+3O2 →2Cu2O（过氧化）+ 2SO2
l 第二部分﹙反应塔下部﹚粒子和粒子间碰撞反应
l
3Fe3O4 （过氧化） + FeS （欠氧化） → 10FeO+SO2
l 精炼工艺： 回转阳极炉；反射阳极炉。
l 电解工艺： 常规电解；高电流密度电解。
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中国铜冶炼技术现状：
l 中国是铜冶炼大国，连续11年铜产量世界第一，2012 年铜产量达562万吨，占世界产量的30%。
l 中国, 562
中国, 562
l 中国可以说是铜冶炼技术的博物馆，各种冶炼技术基
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l 3、空间熔炼﹙芬兰奥托昆普闪速熔炼、加拿大因科闪速 熔炼、旋浮熔炼等﹚。
l 传统熔炼因效率、能耗、环保问题基本被淘汰，熔池熔 炼和空间熔炼有各自的特点和优势，目前闪速熔炼是世 界主要铜熔炼工艺，世界50%铜是闪速熔炼生产。
l 吹炼、精炼、电解工艺变化相对较少。
l 吹炼工艺： 转炉吹炼；闪速吹炼；旋浮吹炼。
常规电解低87%，所以电解综合能耗差不多。 l 平行流技术的成功应用标志铜电解工艺技术又
上升一个新台阶。
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三、铜冶炼的未来发展
l 一步炼铜技术﹙或直接炼铜技术﹚
l 除少量特殊铜精矿外，目前世界上普通硫化铜精矿冶 炼成粗铜一般都要经过熔炼和吹炼两步工序：
l
铜精矿先熔炼成冰铜﹙Cu50~70%﹚
l 旋浮冶炼反应机理分为两部分，第一部分同闪速一样， 主要是反应塔上部氧气和粒子反应，第二部分主要是反应 塔下部过氧化粒子和欠氧化粒子间的碰撞再反应。
l
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l 旋浮冶炼的粒子碰撞反应机理确保了整个空间冶 炼过程反应充分完全，为实现超强化冶炼奠定了理论 基础。
l 以熔炼为例，旋浮熔炼主要反应如下：
l （5）喷嘴无故障，全年免维修。旋浮喷嘴结构巧妙，没有损耗件， 故障率基本为零。
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﹙二﹚粗铜精炼新技术-自氧化精炼技术
l 粗铜火法精炼自问世以来，国内外冶炼厂一直 都是采用传统氧化还原精炼工艺。
l 氧化作业： 2Me + O2 = 2MeO Me表示杂质
l
4Cu + O2 = 2Cu2O
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龙卷风是自然界中具有极强扩散卷吸能力的高速旋流体。 旋浮冶炼正是借鉴龙卷风的形式来分散物料，粒子呈旋流状态分 布在反应塔中央。优点：一是气粒混合好；二是粒子碰撞反应机 会多；三是高温粒子集中在反应塔中央，对塔壁冲刷少，热损失 少，可以自热冶炼。
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l 3、采用中央脉动氧气，强化粒子脉动碰撞反应。
本都有，既有传统的冶炼技术，也有世界先进的冶炼
技术。
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二、铜冶炼技术进步
l 铜冶炼的技术进步在有色冶金行业是比较快 的，特别是改革开放以来，中国铜冶炼技术发 展迅猛，一方面引进了国外各种先进的铜冶炼 技术，并在消化吸收基础上再创新，另一方面 自主研发，形成具有完全自主知识产权的技术 。使中国目前集中了当今世界各种先进的铜冶 炼技术。
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旋浮冶炼技术特点﹙与闪速冶炼不同点﹚：
l 碰撞反应、龙卷风、脉动、风内料外
l 1、采用粒子碰撞反应机理，确保反应充分完全。
l 空间冶炼过程中，由于原料性质和工艺条件不同，反应 速度不一样，会出现粒子过氧化和欠氧化现象。
l 闪速冶炼反应机理主要是反应塔上部氧气和原料粒子的 反应，若初始反应不好，产生的过氧化粒子和欠氧化粒子 下落过程中没有再反应机会，所以整体反应不完全。
次铜精矿一步冶炼粗铜的大规模工业试验，取 得了令人满意的结果。
l 试验结果： l 共处理铜精矿9618吨，生产粗铜2166吨。 l 粗铜含Cu98.5~99.3%，粗铜含S0.4~0.8%,炉
渣含Cu6~12%。
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l 此外，祥光针对一步炼铜渣进行了半工业试验 ，主要是采用侧吹炉进行两种贫化试验。
l 熔炼工艺：熔炼工艺变革是火法炼铜领域最活跃部
分，20世纪50年代后，新的熔炼技术层出不穷，具有 工业规模的熔炼工艺有近20多种。
1、传统熔炼﹙鼓风炉、反射炉、电炉﹚。
l 2、熔池熔炼﹙艾萨法、奥斯麦特法、瓦纽可夫法、 诺兰达法、三菱法、特尼恩特法、白银法、氧气顶吹 法、氧气底吹法等﹚。
l
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l
Cu2O +Me =2Cu+MeO
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传统火法精炼工艺流程图
氧气 天然气
↓
↓
粗 ↓铜
阳极炉 ↓
氧化 ↓
排渣 ↓
还原 ↓
浇铸 ↓
阳极铜
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新火法精炼工艺流程图
粗 ↓铜 阳极炉
↓ 氮气搅拌
↓ 排渣
↓ 浇铸 ↓ 阳极铜
祥光铜业传统工艺生产现场
祥光铜业新工艺生产现场
新工艺优点：取消了氧化和还原两个作业；实现了还原 天然气零消耗；彻底解决了黑烟污染问题。
l （3）自热熔炼，节约能源。正常生产时，不需要添加燃料、不仅可 以自热熔炼，而且热量过盛，能处理占总精矿量10%左右的氧化矿。
l （4）原料适应性强，处理高杂矿。闪速熔炼只能处理干净铜精矿， 旋浮熔炼因碰撞反应效率高，脱杂能力强，适应处理各种高杂质矿 ，克服了闪速熔炼的缺陷，祥光每年处理占总精矿量20%的高杂矿。
旋浮喷嘴在350吨/小时投料量时的工作状况
l
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旋浮冶炼及喷嘴优点：
l （1）生产能力大，超强化冶炼。投料量达350t/h，目前闪速熔炼的 投料量在120～200t/h左右。祥光是目前世界单系统产能最大的铜冶 炼厂。
l （2）反应效率高，指标良好。反应完全，没有生料，作业率98%， 烟尘率4%，熔炼渣含铜1.2%，热负荷3000MJ/m3.h。
l 祥光铜业是中国铜冶炼技术进步的代表之一 ，下面重点介绍一下祥光铜业在熔炼、吹炼、 精炼、电解四大工序的创新和技术业公司简介
l 2007年，祥光一期20万吨铜冶炼工程首次引进“双闪”冶炼技 术，成为世界第二、中国第一家双闪铜冶炼厂。
l 2009年，祥光二期50万吨铜冶炼工程没有依靠国外，没有引进 ，完全自主研发，自主建设。
l 热力学分析， Cu2O和这些杂质 反应非常容易，只要氧化亚铜能 与杂质相遇，就会发生激烈化学 反应。
l 可见，火法精炼的关键不是先氧 化后还原，而是如何创造自身氧 和杂质反应的动力学条件，提高 自身氧和杂质反应效率。
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l 新精炼工艺原理：
l 取消精炼生产中氧化和还原两个作业过程 ，直接通入惰性气体搅拌，提供良好动力学条 件，利用粗铜中自身氧和杂质反应，达到一步 脱杂精炼目的。
铜冶炼技术进步与发展
阳谷祥光铜业有限公司
山东祥光铜业有限公司
周松林
目录
l 一、铜冶炼技术概况 l 二、铜冶炼技术进步 l 三、铜冶炼未来发展
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一、铜冶炼技术概况
l 铜冶炼技术分火法冶炼和湿法冶炼两部分，火法冶炼 是主流铜冶炼方法，世界约90%铜是采用火法冶炼。 火法炼铜工序：
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熔炼、吹炼、精炼、电解
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祥光铜业新工艺产品图片
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﹙三﹚高电密电解新技术-平行流技术
l 自1869年首次使用铜电解精炼工艺至今，电解工艺技 术没有发生大的改变，基本都是采用两种常规电解工 艺，一种是始极片电解工艺，电流密度为220-280A/ ㎡，一种是永久阴极电解工艺，电流密度为260-330 A/㎡。
阳谷祥光铜业有限公司 欢迎到祥光铜业参观指导！
还原作业 ：Cu2O + CmHn = Cu + CO2 + H2O
存在问题： 周期长，还原效率40%，
能耗高，黑烟污染严重。