浅析铜冶炼技术的创新 刘剑
浅析铜冶炼技术的创新刘剑
发表时间：2018-05-21T16:03:11.513Z 来源：《基层建设》2018年第5期作者：刘剑
[导读] 摘要：中国发现和使用铜的历史年代久远，至今铜在电力、电子和机械等工业建设中发挥了巨大作用。
大冶有色金属有限责任公司湖北黄石 435005
摘要：中国发现和使用铜的历史年代久远，至今铜在电力、电子和机械等工业建设中发挥了巨大作用。随着世界铜冶炼工业的迅速发展，我国铜冶炼技术的研究技术也不断发展和创新。本文主要通过介绍铜冶炼过程中的熔炼、吹炼、火法精炼和电解精炼等关键阶段，介绍了国内外的铜冶炼技术的主要进展。期望在我国铜冶炼工业在面对全球化的竞争中，通过研发合适自己的冶炼技术，在降低工业成本的基础上不断提升铜的产量和质量，增强我国的综合国力。
关键词：铜冶炼; 熔炼; 吹炼; 火法精炼; 电解精炼
1 铜冶炼技术的主要发展和进步
1.1 铜熔炼技术
熔炼是火法炼铜最重要的冶炼过程，传统的熔炼工艺如鼓风炉、反射炉和电炉熔炼由于其生产能力低、能耗高、操作环境恶劣、烟气不利于回收制酸、环保压力巨大等缺点，已逐渐被高效、节能和低污染的富氧强化熔炼所取代。富氧强化熔炼运用富氧技术，强化熔炼过程，充分利用精矿氧化反应热量，在自热或接近自热的条件下进行熔炼，产出高浓度的二氧化硫烟气以便有效地回收硫，制造硫酸或其他硫产品，减少对环境的污染，节约能源，获取良好的经济效益。富氧强化熔炼总体可归为两大类: 一是闪速熔炼，如奥托昆普 ( outokumpu)、因科 ( INCO) 等; 另一类是熔池熔炼，包括诺兰达法、特尼恩特法、艾萨法、澳斯麦特法、三菱法等。其中，熔池熔炼炉按鼓风部位或风口型式的不同，可划分为浸没顶吹式、浸没侧吹式、底吹式等。
(1) 闪速熔炼技术。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。
(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。
(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。
2 铜的火法精炼
经过 PS 转炉、闪速吹炼炉等吹炼而成的粗铜，其不仅含有较高的硫、氧等，还存铅、锌、砷等少量能对阴极铜电解精炼工艺造成影响的有害元素。
2.1 粗铜的火法精炼传统固定式精炼炉其主要依靠人工操作，存在劳动强度大、环保效果差、易跑铜、难控制等诸多缺陷，现已逐渐被机械化程度高、炉体密闭、易操作的回转式阳极炉所替代。目前回转式阳极炉的发展趋势主要有以下两点，一是同采用固体燃料和还原剂代替以重油或可燃气体，二是通过引进大型的阳极炉和阳极板浇铸机来增加粗铜精炼的效果。
2.2倾动炉用于杂铜的精炼
之前，我国杂铜精炼常用固定式反射炉，但由于其存在诸多缺点，后改用德国的 Maerz 公司开发的倾动式阳极炉，其主要解决了固定式反射炉精炼杂铜时渣量大的缺陷和重油还原产生黑烟污染的问题。该技术融合了固定式反射炉和回转式阳极炉的特点，不仅能处理废杂铜粗铜电解残极等固体铜料，还有利于环境保护，因此目前国内外应用该技术的工厂较多。
铜冶炼三种方法
目前,中国已引进世界上最先进的炼铜新工艺有:闪速炉熔炼、艾萨熔炼、奥斯麦特熔炼、诺兰达熔炼等。国内自主创新的有白银法熔炼、金川合成炉熔炼、东营方圆的氧气底吹熔炼。后3种都是中国人自己研制的,都具有自主知识产权。这7种也算世界上较先进的炼铜法。通过多年的实践,国外的先进技术尚存不足之处,分述如下: 1、双闪速炉熔炼法: 投资大,专利费昂贵,熔剂和原料先进行磨细再进行深度干燥,需额外消耗能源这不尽合理。熔炉产出的铜硫需要水碎再干燥再细磨,工序繁杂。每道工序均难以保证100%回收率,会产生部分机械损失;热态高温铜锍水碎物理热几乎全部损失,水碎后再干燥,再加上炉内大量水套由冷却水带走热量,热能利用也不尽合理。铜锍水碎需要大量的水冲,增加动力消耗。破碎、干燥要增加人力和动力的消耗。这些都是多年来该工艺没有得到大量推广的重要原因。 2、艾萨法和澳斯麦特法均属于顶吹冶炼系列: 顶吹都要建立高层厂房,噪音大、高氧浓度低烟气量大、顶吹的氧枪12米长,3天至一周要更换一次,不锈钢消耗量大、投资大、操作不方便。都用电炉做贫化炉,渣含铜一般大于%不合国情。 3、三菱法的不足 4个炉子(熔炼炉、贫化电炉、吹炼炉、阳极炉)自流配置,第一道工序的熔炼炉需要配置在较高的楼层位置,建筑成本相对较高,炉渣采用电炉贫化,弃渣含铜量达%~%,远远高于我国多数大型铜矿开采的矿石平均品位,资源没有得到充分的利用。 4、诺兰达和特尼恩特连续吹炼法,尚在工业试验阶段。 诺兰达是侧吹、要人工打风眼、劳动强度很大、风眼漏风率达10%~15%。有很大噪音、操作条件不好、冶炼环境不理想。如果掌握不好容易引起泡沫渣喷炉事故。 综上所述,让我们来寻求新的冶炼工艺,在不断的探索中发现新途径。 氧气底吹炉炼铅、炼铜最早是湖南水口山和中国有色工程设计研究总院共同研发在水口
简述国内铜冶金的前沿技术
简述国内铜冶金的前沿技术 摘要：铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。成为国计民生和国防工业乃至高新技术领域中不可缺少的基础材料和战略物资。随着铜冶炼技术的不断发展，本文就当代我国铜精矿火法冶金发展的前沿技术归结如下。 关键词：铜冶金方法清洁冶金生物技术 1.铜冶金方法概述 铜冶金方法是指由铜精矿获取金属铜（精炼铜或电解铜）所采取的工艺技术途径和手段。世界上由铜精矿生产电解铜的冶炼方法分为两大类：火法冶金和湿法冶金。目前世界上精炼铜产量的85%以上是用火法冶金从硫化铜精矿和再生铜中回收的，湿法冶金生产的精炼铜只占15%左右。 1.1火法冶金 火法冶金是指在高温下应用冶金炉把铜精矿中的大量脉石分离开,脱除各种杂质元素，提取纯金属铜的最古老、最常用的方法。火法炼铜通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜精矿。目前全世界的火法炼铜工艺都分为两段，第一段是造锍熔炼，由铜精矿炼成含铜40～75%的铜锍（或称冰铜），第二段是将铜锍炼成含铜98％以上的粗铜。火法炼铜所采用的步骤有焙烧、熔炼、吹炼、火法精炼和电解精炼。焙烧：分半氧化焙烧和全氧化焙烧（死焙烧），目的是脱除精矿中部分或全部的硫，同时除去部分砷和锑等易挥发的杂质。随着铜冶金技术的进步，现代铜冶炼厂已经能够直接进行生精矿的冶炼，当代绝大多数铜冶炼厂已经取消了焙烧步骤。熔炼：主要是造锍熔炼，目的是使铜精矿或焙烧矿中的部分铁和其他金属杂质氧化，并与脉石和熔剂等造渣除去，产出含铜较高的冰铜。吹炼：目的是进一步脱除冰铜中的硫、铁等杂质，回收精矿中的硫，获取粗铜。精炼：分火法精炼和电解精炼，火法精炼是利用某些杂质对氧的亲和力大于铜，而其氧化物又不溶于铜液等性质，通过氧化造渣
对铅冶炼技术及进步的展望
对铅冶炼技术及进步的展望 铅冶炼技术是确保铅金属产量的重要载体。本文从常见的铅冶炼技术入手，分析了铅冶炼技术中较为先进的闪速炼铅技术，并对其未来的进步进行了展望。旨在与同行进行业务交流，以不断促进铅冶炼企业经济效益的最大化，从而更好地满足低碳背景下我国经济发展发展对铅金属消费的需要。 标签：铅冶炼技术闪速炼铅技术进步展望 目前，已经进入节能环保的新时期，如何在确保达到节能目标的同时保证铅产量的需要，已成为新时期背景下的铅冶炼企业共同面临的问题。因而在做好铅冶炼技术分析的基础上，还应对现有的铅冶炼技术进行改进，进而促进铅冶炼技术进步的同时达到上述的双重目标。基于此，笔者结合自身工作实践，就此展开以下几点探究性的分析。 1基于铅冶炼技术现状的几点概述 1.1常见的铅冶炼技术 在我国铅冶炼行业中，常见的铅冶炼技术主要有以下几种：一是利用烧结—鼓风炉进行铅冶炼；二是卡尔多炉铅冶炼技术；三是澳斯麦特铅冶炼技术；四是氧气底吹熔池铅冶炼技术；五是水口山铅冶炼技术；六是基夫赛特铅冶炼技术；七是HUAS闪速铅冶炼技术。其中，烧结—鼓风炉铅冶炼技术最为落后，且能耗大，但由于经济性强，因而目前仍广泛应用，而基夫赛特铅冶炼技术和HUAS 闪速铅冶炼技术是最为先进的铅冶炼技术。 1.2闪速铅冶炼技术的特点 在上述的多种铅冶炼技术中，基夫赛特铅冶炼技术和HUAS闪速铅冶炼技术均属于闪速炼铅技术。因而为了促进铅冶炼技术的发展，就必须加强对闪速炼铅技术的改进，但是在改进之前，必须对其特点有一个基本的认识。就笔者多年的工作实践来看，该技术具有的特点主要体现在以下几个方面： 一是对原料具有较强的适应性。在应用过程中，不仅可以利用闪速熔炼炉对品位较低的铅精矿进行直接处理，而且还能在对铅精矿进行处理的同时配以相应的锌浸出渣，进而达到铅锌联合生产的目的。 二是烟气量很小。在利用闪速铅冶炼技术进行铅冶炼时，由于主要选用高富氧、纯氧等进行冶炼，不仅能够降低氮气升温过程中热量的消耗，而且能有效的降低烟气量，尤其能将氧气中二氧化硫的浓度提升[1]。 三是风压低且运行成本低廉。在铅冶炼过程中应用闪速铅冶炼技术，所采用的风压为20千帕左右，其运行的风压远比上述其余五种工艺所采用的风压要低，
铜冶炼基础知识
冶金概论讲义 1 冶金基本知识 1.1 冶金的概念及冶金方法分类 冶金就是从矿石或二次金属资源中提取金属或金属化合物，用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。 冶金的技术主要包括火法冶金、湿法冶金以及电冶金， 根据冶炼金属的不同，冶金工业又了可以分黑色冶金工业和有色冶金工业，黑色冶金主要指包括生铁、钢和铁合金（如铬铁、锰铁等）的生产，有色冶金指后者包括其余所有各种金属的生产。 1.2 火法冶金 火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要捉取的金属与脉石及其它杂质分离的目的。实现火法冶金过程所需热能，通常是依靠燃料燃烧来供给，也有依靠过程中的化学反应来供给的，比如，硫化矿的氧化焙烧和熔炼就无需由燃料供热；金属热还原过程也是自热进行的。火法治金过程没有水溶液参加，所以又称为干法冶金。火法冶金是提取金属的主要方法之一，其生产成本一般低于湿法治金。 火法冶金包括：干燥、焙解、焙烧、熔炼，精炼，蒸馏等过程。 1.3 湿法冶金 湿法冶金是在溶液中进行的冶金过程。湿法冶金温度不高，一般低于100℃，现代湿法冶金中的高温高压过程，温度也不过473K左右，极个别情况温度可达573K。 湿法冶金包括：浸出、净化、制备金属等过程。 （1）浸出用适当的溶剂处理矿石或精矿，使要提取的金属成某种离子（阳离子或络阴离子）形态进入溶液，而脉石及其它杂质则不溶解，这样的过程叫浸出。浸出后经沉清和过滤，得到含金属（离子）的浸出液和由脉石矿物绢成的不溶残渣（浸出渣）。对某些难浸出的矿石或精矿，在浸出前常常需要进行预备处理，使被提取的金属转变为易于浸出的某种化合物或盐类。例如，转变为可溶性的硫酸盐而进行的硫酸化焙烧等，都是常用的预备处理方法。 （2）净化在浸出过程中，常常有部分金属或非金属杂质与被提取金属一道进入溶液，从溶液中除去这些杂质的过程叫做净化。
全球铜冶炼新技术简述pdf
全球铜冶炼新技术简述 冶炼是萃取冶金的一种形式，其主要用途是从矿石中生产一种金属。这包括从铁矿石中萃取铁，从铜矿石中萃取铜，以及从其他矿石中萃取其他基本金属。 冶炼不仅仅是从矿石中熔炼出来金属，大多数矿石提炼出来的是金属的化合物，含有多种元素，例如氧（一种氧化物），硫（一种硫化物），或者碳和氧在一起（一种碳酸盐）。为了生产金属，这些化合物必须经过一个化学反应，所以冶炼是利用适合的还原物质和那些氧化的元素结合来分离金属。 从历史上讲，第一次冶炼工艺采用碳（木碳形式）还原锡（SnO2）、铜（CuO）、铅（PbO）以及铁（Fe2O3）。在所有这些反应中还原剂实际上是一氧化碳（CO），当木碳和氧化物仍是固态时，它们互相之间不能发生反应。对于铜和铅来讲，主要的矿石是硫化物，即：CuS2和PbS。这些硫化物必须先在空气中焙烧转化成氧化物。 锡和铅 很久以前，第一批冶炼的金属是锡和铅。公元前6500年，土耳其安纳托利亚的Catal H?yük发现铸铅珠，这比发明文字还早几千年，却没有记载铸铅球是如何冶炼出来的。然而，在偶然的机遇中将矿石放入木材火里，于是就冶炼出来锡和铅。 铜和青铜 在锡和铅之后，下一个要冶炼的金属似乎就是铜，如何发现铜仍存在很大争议。人们猜测铜的第一次冶炼是在陶器窑里进行的。在欧洲和近东最早发现铜冶炼是在伊朗，距今约公元前6000年，第一个冶炼铜的人工制品是在Can Hasan发现的一个权杖头。而铜冶炼最早的依据要追溯到公元前5500年到公元前5000年之间，在塞尔维亚的普罗科尼克（Plocnik）和拜罗沃德（Belovode）发现的，而现代铜的冶炼工艺经历了技术的更新。 无碳冶炼技术 最近，完全拥有自主技术产权的铜冶炼技术通过了中国有色金属协会在山东东营组织的专家审查，实现了在铜冶炼工艺的第一个碳零排放，并且开启了中国有色工业低碳发展的新途径。 专家们相信，无碳铜冶炼技术在主要技术参数上比以前的铜冶炼技术都好，经济和技术方面具有方便，低成本，环保和灵活度上都具有优势。已经证明无碳铜冶炼技术非常适合有色金属冶炼企业的技术更新。 Xstrata铜冶炼技术 Xstrata的ISA SMELT铜冶炼技术的提供了一种创新，高强度，低成本浸没式喷枪冶炼技术工艺，操作简单，可以用于铜和铅冶炼，ISA SMELT主要用于铅和铜冶炼和吹炼生产，在全球应用，包括澳大利亚、美国、比利时、
安徽省安庆市2018届高三模拟考试(二模)语文 (解析版)
安徽省安庆市2018届高三模拟考试（二模） 语文试题 一、现代文阅读（35分） （一）论述类文本阅读（本题共3小题，9分） 阅读下面的文字，完成1—3题。 在率先掌握铜冶炼技术之后，华夏民族逐渐发展出闪烁着民族文化精神和鲜明美学特质的金属艺术。 金属艺术熔炼着民族历史。《左传》记述，夏朝君主夏启令九州牧贡献青铜铸鼎，刻以各州形胜之地和奇异之物，以一鼎象征一州，于是九州定鼎成为夏王问鼎天下的标志。金属艺术凝聚着技术进步。汉代长信宫灯不仅外观精美雅致，更是一件科学性、艺术性与实用性高度结合的艺术作品：灯壁可开合转向，以调节灯光的强弱和方向，灯烟经执灯宫女铜像右臂进入中空的体内，再进入盛水的灯座中，避免污染空气。精美绝伦的制作工艺和巧妙独特的艺术构思令人叹为观止。金属艺术也承载着一文化交流。唐代墓金舞马街杯银壶就是不同民族文化交融的物证。汉代丝绸之路带来中亚和西亚的金银器加工技术，与中原的技法交流融合，在唐代达到新的高度。得益于精湛的捶探技法，银壶上骏马的细节才能表现清晰，口鼻眼的轮廓、躯干的肌肉线条都历历可见，形象呼之欲出。而皮囊形的壶身，显然是借鉴了游软民族的器物形制。能工巧匠们萃取了各民族的艺术精华，创造出国宝级艺术珍品。 【这一段告诉我们的是一种时间和技艺的传承，而非对比。这里没有强调对比。】随着时间推移和社会发展，我国古代金属艺术的工艺技巧日趋精湛，作品更加注重装饰性，强调复杂的手工技法，艺术风格越来越华丽繁复。加之金属属于贵重材质，特别是黄金和白银是古代稀有的材料，用金银等加工制成的金属艺术品，更是华美珍贵的质料与精致繁复的技艺的结晶，具有市场和艺术的双重价值。工业革命的兴起推动世界的现代化进程，科技的飞速进步、机械化大生产的普及使得各类金属制品进入寻常百姓家，通信的发达和国际交往的频繁使得东西方艺术风格交流碰撞【承载文化交流是有的。】，追求简洁几何化的现代审美风格逐渐风靡。而对于传统手工艺价值的反思和对非物质文化遗产的保护也随之兴起，当代金属术在手工艺与机械工艺的碰撞之下应运而生。 当代金属艺术，一方面重视体现传统手工艺的审美价值，强调与自然的和谐、对非完美的宽容、对过程的展示和对感性的释放，另一方面不断汲取机械工艺的优长，将新材料、新技术引入金属艺术创作，使金属艺术创作的材质从传统拓展到各类合金乃至综合材料，金属艺术工艺从传统发展到先进机械工艺乃至3D打印等。从这个意义上来讲，当代金属艺术上承民族传统工艺的精神，下启独立审美表达、先进工艺技术与国际融合创新的木来。 （节选自王晓听《熔古铸今话金工》，有删改）1．下列关于原文内容的理解和分析，正确的一项是（3分） A．夏启命令九州牧贡献青铜铸鼎，于是一鼎象征九州就成为夏王统治天下的标志。【概念错位。九州定鼎成为夏王问鼎天下的标志。偷换概念，用“一鼎象征九州”偷换了原文“以一鼎象征一州，九州定鼎”，】B．汉代长信宫灯外观精美雅致，它的制作工艺和独特艺术构思至今仍然无法企及。【当然企及了。曲解文意，原文“令人叹为观止”曲解为“至今仍然无法企及”】 C．唐代婆金舞马衔杯银壶萃取各个民族的艺术精华，它属于我国国宝级艺术珍品。 D．古代只有【错】用金银加工制成的艺术品，才算质料华美珍贵与技艺精致繁复的结晶。【原文“用金银等”缩小为“只有用金银”。】 2．下列对原文论证的相关分析，不正确的一项是（D） A．文章阐明了金属艺术发展意义，即熔炼民族历史、凝聚技术进步与承载文化交流。【“通信的发达和国际交往的频繁使得东西方艺术风格交流碰撞”说明承载文化交流是有的。】
铜陵有色铜冶炼工艺技术升级改造项目1000T闪速炉水塔基础施工方案
铜陵有色铜冶炼工艺技术升级改造项目闪速炉水塔基础 施工方案 中国十五冶铜陵有色铜冶炼 工艺技术升级改造工程项目经理部 2010年10月11日
审批栏批准 审核 编制 日期
目录 1. 工程概况 (4) 2. 编制依据 (4) 3. 施工部署 (5) 3.1 人员与作业队 (5) 3.2 作业机械: (5) 3.3 工程材料与施工用料 (5) 3.4 施工工艺 (5) 3.5 工期 (6) 3.6施工平面布置 (6) 4. 施工准备 (9) 5.施工程序与施工方法 (9) 5.1 施工程序 (9) 5.2 施工方法 (9) 6. 质量控制 (13) 7.安全文明施工 (13)
1 工程概况 本工程为闪速炉水塔基础工程。共两座一样的水塔，分别为1#水塔和2#水塔。水塔室内标高m(±0.000m)，室外标高m（-0.200m）。基础采用整板式基础，基底标高-4.300m，自-4.300m至-2.500m为整板基础部分,自-2.500m至±0.000m为筒身受力部分。整板基础直径19m，筒身受力部分上口内径4.2m，外径6m，下口内径6m，外径10.8m。基础砼C30，钢筋HPB235（φ级）、HRB335（φ级）。 基础下方为成孔灌注桩，桩数37根，桩长约20m，桩径D<1600mm。 1#水塔中心点位坐标：X=30747.000，Y=47807.250。2#水塔中心店坐标：X=30747.000，Y=47831.500。 1#水塔图如下
2 编制依据 《砼结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002） 施工蓝图 相关水道、电力等专业图纸 3 施工部署 3.1 人员与作业队 水塔基础按专业划分用二个作业队施工。土建作业队施工土方与砼结构，电气作业队施工防雷接地设施。 土建作业队：土方作业组：一台破桩机，三台自卸汽车，一台压路机，二台小型夯机。相应跟班司机8人。 钢筋砼作业组：钢筋在钢筋加工车间集中加工，不另外考虑作业机械与作业人员。钢筋运输采用小型平板车运输（5T），安装人员18人（含辅工）。现场设二台BX-300焊机，相应配置焊接作业人员2人。 模板作业组设木工12人，辅工6人。支撑系统设架子工6人。木加工设备在工场制作成型后运抵现场安装。 砼作业组配置8名砼作业人员。 3.2 作业机械: 土方、模板、钢筋作业机械见表3.1内容。砼作业机械主要有振捣泵、照明设备。以上内容按常规配置。 防雷接地作业机械主要有电焊机，现场配置二台焊机。 其他作业机械根据需要临时配置。 3.3 工程材料与施工用料 工程材料主要有钢筋、砼、防雷接地材料等，按图提料。 施工用料主要有模板、施工用水、施工用电线、电缆、配电箱、养护材料、基坑边坡保护材料等，根据需要配置。 相关作业机械见表3-1，相关工程材料见表3-2、相关施工用料见表3-3。
铜冶炼的主要安全技术(新编版)
铜冶炼的主要安全技术(新编 版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0038
铜冶炼的主要安全技术(新编版) 铜冶炼以火法炼铜为主，火法炼铜大致可分为三步，即选硫熔炼——吹炼——火法精炼和电解精炼。铜冶炼安全生产的主要特点是： ①工艺流程较长，设备多； ②过程腐蚀性强，设备寿命短； ③“三废”排放数量大，污染治理任务重。铜冶炼是一个以氧化、还原为主的化学反应过程，设备直接或间接受到高温或酸碱浸蚀影响，为延长设备寿命，应采取如下措施： ①选用优质、耐高温、耐腐蚀的设备； ②贯彻大、中、小修和日常巡回检查制度； ③采取防腐措施； ④提高操作工人素质，做好设备的维护保养等工作。铜冶炼原
料主要是硫化铜精炉，硫在生产过程中形成二氧化硫进人烟气，回收烟气中的二氧化硫制取硫酸是污染治理的重要任务之一。对废渣的综合利用有多种渠道，可用于生产铸石、水泥、渣硅等建筑材料，也可用作矿坑填充料。废水除含有重金属离子外，还含有砷、氟等有害杂质，常用中和沉淀法或硫化沉淀法将其中的重金属离子转化为难溶的重金属化合物，废水经过净化后，回收重复利用，同时将沉淀物或浓缩液返回生产系统或单独处理，回收其中的有价金属。对含尘烟气，要完善收尘设施，严格管理，提高收尘效率；对泄漏的含铜溶液和含铜废水，集中回收处理。 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改
铜冶炼工艺
铜冶炼工艺 粗铜的火法精炼 火法精炼原理：粗铜中多数杂质对O的亲和力大于Cu对O的亲和力，而且，杂质氧化物在Cu中的溶解度非常小，因此，杂质以氧化物炉渣的形式出去。同时氧化过程的进行使铜中产生过量的氧化铜，最终需要还原得到粗铜。即粗铜的火法精炼分为氧化过程和还原过程。 1.氧化过程（氧化除渣阶段） 空气进入铜熔体，首先与铜反应生成Cu2O，再与其它金属杂质 作用使杂质氧化，化学反应如下： 4Cu+O2→2Cu2O Cu2O+Me→MeO+Cu 反应式中的Me代表金属杂质。 2.还原过程（还原得到阳极铜） 氧化除渣后铜液中的Cu2O，用还原剂进行还原： Cu2O+H2→2Cu+H2O Cu2O+CO→2Cu+CO2 Cu2O+C→2Cu+CO 还原剂有：重油、天然气、液化石油气、木炭等。得到的阳极铜送电解车间进行电解精炼。
铜的电解精炼 铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，用纯铜薄片作为阳极片，相间地装入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜和电位较负的金属溶解进入溶液，而贵金属和某些金属（硒、碲）不溶，成为阳极泥沉淀于电解槽底，溶液中的铜在阳极上优先析出，而其他电位较负的金属不能在阳极上析出。这样，阳极上析出的金属铜纯度很高，成为阴极铜或电解铜。 电解精炼过程： 阳极：火法精炼铜； 阴极：电解铜（阴极铜）； 电解液：硫酸铜和硫酸的水溶液。 引入直流电，阳极铜溶解，在阴极析出纯铜，杂质进入阳极泥或电解液，从而实现铜和杂质的分离。 1.阳极反应 电解液中含有H+、Cu2+、SO42-和水分子，当通入直流电时，在阳极上可能的氧化反应为： Cu-2e→Cu2+ Me-2e→Me2+ SO42--2e→SO3+1/2O2 H2O-2e→2H++1/2O2 Me指Fe、Pb、Ni、As、Sb等，电极电位比铜负，与铜一起溶解进入电解液；SO42-和H2O电极电位比铜正得多，在阳极上不可能进行
铜冶炼的工艺流程及原理
铜冶炼的工艺流程及原理-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
铜冶炼技术的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法冶炼为主，其产量约占世界铜总产量的85%。 1)火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20－30％，作 为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9％的电解铜。该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95％，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。 近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。 2)现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低 品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降 低。 向左转|向右转 电解铝的基本原理和工艺过程：电解铝就是通过电解得到金属铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝熔融电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝是溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃～970℃下，在电解槽内进行电化学反应。阳极主要产物是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘，该气体需经过净化处理后排空。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从电解槽内抽出，送至铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯、型材等 生产工艺流程其生产工艺流程如下图： 氧化铝氟化盐碳阳极直流电↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 排出阳极气体------ 电解槽↑ ↓ ↓ 废气← 气体净化铝液↓ ↓ 回收氟化物净化澄清----------------------- ↓ ↓ ↓ 返回电解槽浇注轧制或铸造↓ ↓ 铝锭线坯或型材方程电解铝就是通过电解得到的铝. 重要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al+3O2。阳极：2O2ˉ- 4eˉ=O2↑ 阴极:Al3+ +3eˉ=Al 粗铜的火法精炼：火法精炼原理：粗铜中多数杂质对O的亲和力大于Cu对O的亲和力，而且，杂质氧化物在Cu中的溶解度非常小，因此，杂质以氧化物炉渣的形式出去。同时氧化过程的进行使铜中产生过量的氧化铜，最终需要还原得到粗铜。即粗铜的火法精炼分为氧化过程和还原过程。 1. 氧化过程（氧化除渣阶段）空气进入铜熔体，首先与铜反应生成Cu2O，再与其它金属杂质作用使杂质氧化，化学反应如下：4Cu+O2→2Cu2O Cu2O+Me→MeO+Cu 反应式中的Me代表金属杂质。 2. 还原过程（还原得到阳极铜）氧化除渣后铜液中的Cu2O，用还原剂进行还原：Cu2O+H2→2Cu+H2O Cu2O+CO→2Cu+CO2 Cu2O+C→2Cu+CO 还原剂有：重油、天然气、液化石油气、木炭等。得到的阳极铜送电解车间进行电解精炼。铜的电解精炼：铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，用纯铜薄片作为阳极片，相间地装入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜和电位较负的金属溶解进入溶液，而贵金属和某些金属（硒、碲）不溶，成为阳极泥沉淀于电解槽底，溶液中的铜在阳极上优先析出， 2
铜冶炼水平与工艺水平
铜冶炼水平与工艺水平 1)火法冶炼工艺 当前，全球矿铜产量的75%-80％是以硫化形态存在的矿物经开采、浮选得到的铜精矿为原料，火法炼铜是生产铜的主要方法，特别是硫化铜精矿，基本全部采用火法冶炼工艺。火法处理硫化铜精矿的主要优点是适应性强，冶炼速度快，能充分利用硫化矿中的硫，能耗低。其生产过程一般由以下几个工序组成：备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼，最终产品为电解铜。 原料制备工序：将铜精矿、燃料、熔剂等物料进行预处理，使之符合不同冶炼工艺的需要。 熔炼工序：通过不同的熔炼方法，对铜精矿造硫熔炼，炼成含铜、硫、铁及贵金属的冰铜，使之与杂质炉渣分离；补出的含二氧化硫烟气经收尘后用于制造硫酸或其他硫制品，烟尘返回熔炼炉处理。 吹炼工序：除去冰铜中的硫铁，形成含铜及贵金属的粗铜，炉渣和烟尘返回上一工序处理。 火法精炼工序：将粗铜中硫等杂质进一步去除，浇铸出符合电解需要的阳极板。 电解精炼工序：除去杂质，进一步提纯，生产出符合标准的阴极铜成品，并把金银等贵金属富集在阳极泥中。 传统熔炼方法如鼓风炉熔炼、反射炉熔炼和电炉熔炼，由于效率低、能耗高、环境污染严重而逐渐被新的富氧强化熔炼工艺所代
替［[3]新的富氧强化熔炼可分为闪速熔炼和熔池熔炼两大类，前者包括奥托昆普型闪速熔炼和加拿大国际镍公司闪速熔炼等，后者包括诺兰达法、三菱法、艾萨法、奥斯麦特法和瓦纽可夫法以及我国自主开发的水口山法、白银炉熔炼、金峰炉熔炼等技术。铜锍吹炼方法有传统的卧式转炉、连续吹炼炉、虹吸式转炉。新型吹炼技术包括艾萨吹炼炉、三菱吹炼炉和闪速吹炼炉等。 粗铜的火法精炼在阳极炉内进行，对于转炉产出的液态粗铜采用回转式阳极炉或固定式反射炉精炼，经氧化、还原等作业进一步脱除粗铜中的铁、铅、锌、砷、锑、铋等杂质，并浇铸成含铜99.2%-99.7％的阳极板。 铜电解工艺有传统电解法、永久阴极电解法和周期反向电流电解法3种。目前大多数电解铜厂都使用传统电解法，永久阴极电解法和周期反向电流电解法是20世纪70年代以来发展的新技术。 2)熔炼工序 (1)富氧强化熔炼工艺富氧强化熔炼工艺是目前铜火法冶炼的主流技术，包括闪速熔炼工艺和熔池熔炼工艺，其中熔池熔炼工艺又分为顶吹、底吹和侧吹工艺。 a．闪速熔炼工艺闪速熔炼的生产过程是用富氧空气或热风，将干精矿喷入专门设计的闪速炉的反应塔，精矿粒子在空间悬浮1-3s时间，与高温氧化性气流迅速发生硫化矿物的氧化反应，并放出大量的热，完成熔炼反应即造锍的过程。反应的产物落入闪速炉的沉淀池中进行沉降，使铜锍和渣得到进一步的分离。
再生铜冶炼系统工艺与智能装备开发及应用-中国有色金属工业协会
再生铜冶炼系统工艺与智能装备开发及应用 推荐单位：中国有色金属工业协会 推荐奖种：科技进步奖 推荐单位意见： 该项目开发了高、低品位再生铜冶炼成套工艺及装备，解决了传统技术污染严重、效率低、能耗高及引进技术费用高昂的问题，开发了再生铜永久阴极电解工艺及智能成套装备，突破了国外的专利封锁，实现了全部设备的国产化，形成了完全具有自主知识产权的行业主导技术，解决了行业发展中的关键问题。 项目经过了三年以上工业化应用，经济和社会效益显著，在行业内形成了良好的示范效应，提升了行业的整体技术水平，具有广阔的推广应用前景，为我国再生铜工业和循环经济的发展做出了重大贡献。对照国家科学技术进步奖授奖条件，推荐该项目为国家科技进步奖一等奖。 项目简介： 该项目属于有色金属冶金技术领域。 《国家中长期科技发展规划纲要》明确指出要大力开发重污染行业清洁生产集成技术，强化废弃物减量化、资源化利用与安全处置，加强发展循环经济的共性技术研究，并将“综合治污与废弃物循环利用”作为优先主题。作为重要的战略金属，铜的再生在我国循环经济的发展中占有举足轻重的意义。然而我国的再生铜利用率远低于世界先进水平，其根本原因在于缺乏自主的先进的工艺和装备，世界先进技术普遍被国外垄断，引进费用高、限制条件苛刻，国内技术普遍存在能耗高、效率低、环境污染严重等问题，已成为我国铜行业亟待解决重大共性问题。 该项目通过基础理论研究、计算机仿真优化、工业设计及生产过程优化，开发出具有国际领先水平的再生铜冶炼系统工艺及装备，实现了复杂再生铜物料高效、低耗、安全、环保回收，显著提高了再生铜处理的技术水平，主要技术内容包括： 1、开发了高、低品位再生铜冶炼成套工艺及装备，解决了传统技术污染严重、效率低、能耗高及引进技术费用高昂的问题：(1)国际首创NGL炉冶炼废杂铜成套工艺及装备，实现了高品位再生铜高效、低耗、环保、安全冶炼；(2)开发了低品位再生铜顶吹转炉工艺，实现了低品位废杂铜处理技术和装备的国产化； 2、开发了再生铜永久阴极电解工艺及智能成套装备，突破了国外的专利封锁，实现了全部设备的国产化；(1)国际首创矢量化剥片技术及装备，提高了装备的生产能力，降低了能耗；(2)国际首创高效智能双通道阳极铣耳的技术及装备，解决了阳极耳铣削深度难于控制、铣削噪声大等问题，有效提高了机组的运行速度和生产能力；(3)优化了铜电解专用吊具，实现了电解专用吊车吊具位置智能修正及自动精确定位作业；(4)优化了铜电解残极洗涤机组。 与国外先进技术相比：NGL炉工艺原料入炉品位低9%，综合能耗低40%，排放的烟气量少近60%，但是工厂投资减少40%，而且操作简单，环保优良；低品位顶吹转炉工艺入炉原料品位可降
国内外铜精矿先进铜冶炼工艺技术综述
国内外铜精矿先进铜冶炼工艺技术综述
国内外铜精矿生产电解铜先进冶炼 工艺技术综述 材料撰写：技术中心有色研究所铜材室周灼刚 材料搜集整理：科技部项目管理科付丽 二〇一〇年十一月
目录 一、炼铜原料概述 0 二、铜冶金方法概述 0 1、火法冶金 (1) 2 、湿法冶金 (3) 3、火法炼铜和湿法炼铜比较 (4) 三、当代国内外铜精矿火法冶金先进技术概述 (4) 1、熔炼先进技术（铜精矿→冰铜） (5) 2、吹炼先进技术（冰铜→粗铜） (9) 3、火法精炼先进技术（粗铜→阳极铜） (9) 4、电解精炼先进技术（阳极铜→电解铜） (13) 四、当代国内外铜精矿火法冶金先进技术应用概况 (15) 1、当代国内铜精矿火法冶金先进技术应用概况 (15) 2、当代国外铜精矿火法冶金先进技术应用概况 (17) 五、当代国内外铜精矿冶金的前沿技术 (19) 1、国内铜精矿冶金的前沿技术 (19) 2、国外铜精矿冶金的前沿技术 (22) 附图：铜火法冶金先进技术设备或流程示意图 (23)
一、炼铜原料概述 世界上生产电解铜（阴极铜）的原料分为铜精矿和废杂铜。用铜精矿和废杂铜生产电解铜的比例大致为7：3，铜精矿依然是当今生产电解铜的主要原料。 铜精矿：在自然界中自然铜存量极少，一般多以金属共生矿的形态存在。铜矿石中常伴生有多种重金属和稀有金属，如金、银、砷、锑、铋、硒、铅、碲、钴、镍、钼等。根据铜化合物的性质，铜矿物可分为自然铜、硫化矿和氧化矿三种类型，主要以硫化矿和氧化矿，特别是硫化矿分布最广，目前世界电解铜产量的90％左右来自硫化矿。金银等贵金属常和铜共生，一般铜矿都是含有金银等贵金属。铜矿石经采矿和选矿富集获得铜精矿，常见为褐色、灰色、黑褐色、黄绿色，粉状，粒度一般小于0.074mm。含铜量13-30％，国内铜精矿标准目前执行YS／T318-1997《铜精矿》行业标准的规定，其产品分类和化学成分如表1。 表1 铜精矿的化学成分％（YS/T 318—1997） 品级Cu ≥ 杂质含量，≤ 品级 Cu ≥ 杂质含量，≤As Pb+Z n MgO Bi As Pb+Zn MgO Bi 一级品30 0.0 5 2 1 0.05 三级 品 20 0.30 8 4 0.3 二级品25 0.2 5 3 0.20 四级 品 13 0.40 12 5 0.5 二、铜冶金方法概述 铜冶金方法是指由铜精矿获取金属铜（精炼铜或电解铜）所采取的工艺技术途径和手段。世界上由铜精矿生产电解铜的冶炼方法分为两大类：火法冶金和湿法冶金。目前世界上精炼铜产量的85％以上是用火法冶金从硫化铜精矿和再生铜中回收的，湿法冶金生产的精炼铜只占15％左右。
国内外铜精矿先进铜冶炼工艺技术综述
国内外铜精矿生产电解铜先进冶炼 工艺技术综述 材料撰写：技术中心有色研究所铜材室周灼刚 材料搜集整理：科技部项目管理科付丽 二〇一〇年十一月
目录 一、炼铜原料概述 (1) 二、铜冶金方法概述 (1) 1、火法冶金 (2) 2 、湿法冶金 (4) 3、火法炼铜和湿法炼铜比较 (5) 三、当代国内外铜精矿火法冶金先进技术概述 (5) 1、熔炼先进技术（铜精矿→冰铜） (6) 2、吹炼先进技术（冰铜→粗铜） (9) 3、火法精炼先进技术（粗铜→阳极铜） (9) 4、电解精炼先进技术（阳极铜→电解铜） (13) 四、当代国内外铜精矿火法冶金先进技术应用概况 (15) 1、当代国内铜精矿火法冶金先进技术应用概况 (15) 2、当代国外铜精矿火法冶金先进技术应用概况 (17) 五、当代国内外铜精矿冶金的前沿技术 (19) 1、国内铜精矿冶金的前沿技术 (19) 2、国外铜精矿冶金的前沿技术 (21) 附图：铜火法冶金先进技术设备或流程示意图 (22)
一、炼铜原料概述 世界上生产电解铜（阴极铜）的原料分为铜精矿和废杂铜。用铜精矿和废杂铜生产电解铜的比例大致为7：3，铜精矿依然是当今生产电解铜的主要原料。 铜精矿：在自然界中自然铜存量极少，一般多以金属共生矿的形态存在。铜矿石中常伴生有多种重金属和稀有金属，如金、银、砷、锑、铋、硒、铅、碲、钴、镍、钼等。根据铜化合物的性质，铜矿物可分为自然铜、硫化矿和氧化矿三种类型，主要以硫化矿和氧化矿，特别是硫化矿分布最广，目前世界电解铜产量的90％左右来自硫化矿。金银等贵金属常和铜共生，一般铜矿都是含有金银等贵金属。铜矿石经采矿和选矿富集获得铜精矿，常见为褐色、灰色、黑褐色、黄绿色，粉状，粒度一般小于0.074mm。含铜量13-30％，国内铜精矿标准目前执行YS／T318-1997《铜精矿》行业标准的规定，其产品分类和化学成分如表1。 表1 铜精矿的化学成分％（YS/T 318—1997） 二、铜冶金方法概述 铜冶金方法是指由铜精矿获取金属铜（精炼铜或电解铜）所采取的工艺技术途径和手段。世界上由铜精矿生产电解铜的冶炼方法分为两大类：火法冶金和湿法冶金。目前世界上精炼铜产量的85％以上是用火法冶金从硫化铜精矿和再生铜中回收的，湿法冶金生产的精炼铜只占15％左右。
浅析铜冶炼技术的创新 刘剑
浅析铜冶炼技术的创新刘剑 发表时间：2018-05-21T16:03:11.513Z 来源：《基层建设》2018年第5期作者：刘剑 [导读] 摘要：中国发现和使用铜的历史年代久远，至今铜在电力、电子和机械等工业建设中发挥了巨大作用。 大冶有色金属有限责任公司湖北黄石 435005 摘要：中国发现和使用铜的历史年代久远，至今铜在电力、电子和机械等工业建设中发挥了巨大作用。随着世界铜冶炼工业的迅速发展，我国铜冶炼技术的研究技术也不断发展和创新。本文主要通过介绍铜冶炼过程中的熔炼、吹炼、火法精炼和电解精炼等关键阶段，介绍了国内外的铜冶炼技术的主要进展。期望在我国铜冶炼工业在面对全球化的竞争中，通过研发合适自己的冶炼技术，在降低工业成本的基础上不断提升铜的产量和质量，增强我国的综合国力。 关键词：铜冶炼; 熔炼; 吹炼; 火法精炼; 电解精炼 1 铜冶炼技术的主要发展和进步 1.1 铜熔炼技术 熔炼是火法炼铜最重要的冶炼过程，传统的熔炼工艺如鼓风炉、反射炉和电炉熔炼由于其生产能力低、能耗高、操作环境恶劣、烟气不利于回收制酸、环保压力巨大等缺点，已逐渐被高效、节能和低污染的富氧强化熔炼所取代。富氧强化熔炼运用富氧技术，强化熔炼过程，充分利用精矿氧化反应热量，在自热或接近自热的条件下进行熔炼，产出高浓度的二氧化硫烟气以便有效地回收硫，制造硫酸或其他硫产品，减少对环境的污染，节约能源，获取良好的经济效益。富氧强化熔炼总体可归为两大类: 一是闪速熔炼，如奥托昆普 ( outokumpu)、因科 ( INCO) 等; 另一类是熔池熔炼，包括诺兰达法、特尼恩特法、艾萨法、澳斯麦特法、三菱法等。其中，熔池熔炼炉按鼓风部位或风口型式的不同，可划分为浸没顶吹式、浸没侧吹式、底吹式等。 (1) 闪速熔炼技术。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。 (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。 (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。 2 铜的火法精炼 经过 PS 转炉、闪速吹炼炉等吹炼而成的粗铜，其不仅含有较高的硫、氧等，还存铅、锌、砷等少量能对阴极铜电解精炼工艺造成影响的有害元素。 2.1 粗铜的火法精炼传统固定式精炼炉其主要依靠人工操作，存在劳动强度大、环保效果差、易跑铜、难控制等诸多缺陷，现已逐渐被机械化程度高、炉体密闭、易操作的回转式阳极炉所替代。目前回转式阳极炉的发展趋势主要有以下两点，一是同采用固体燃料和还原剂代替以重油或可燃气体，二是通过引进大型的阳极炉和阳极板浇铸机来增加粗铜精炼的效果。 2.2倾动炉用于杂铜的精炼 之前，我国杂铜精炼常用固定式反射炉，但由于其存在诸多缺点，后改用德国的 Maerz 公司开发的倾动式阳极炉，其主要解决了固定式反射炉精炼杂铜时渣量大的缺陷和重油还原产生黑烟污染的问题。该技术融合了固定式反射炉和回转式阳极炉的特点，不仅能处理废杂铜粗铜电解残极等固体铜料，还有利于环境保护，因此目前国内外应用该技术的工厂较多。
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