再生铜冶炼工艺
低品位废杂铜火法熔炼技术述评

低品位废杂铜火法熔炼技术述评卢斗江【摘要】本文着重介绍国内低品位废杂铜火法熔炼技术的进展,针对国外的富氧顶吹熔炼、卡尔多炉工艺进行了述评.【期刊名称】《资源再生》【年(卷),期】2011(000)007【总页数】5页(P58-62)【作者】卢斗江【作者单位】西部矿业投资(天津)有限公司【正文语种】中文我国是铜矿资源较少的国家,矿产铜主要依赖进口铜精矿。
因而充分利用国内外废杂铜资源,成为我国铜冶炼工业发展的重要组成部分。
废杂铜因含杂质的不同分高品位和低品位废杂铜。
含铜较高的废纯铜或废纯铜合金可以直接制取再生杆或铜合金产品。
低品位杂铜因含铜量低,含杂质高,要先经火法熔炼铸成阳极铜,然后电解精炼成电铜,并回收其他有价金属。
我国现有废杂铜的预处理及再生利用技术与装备,主要集中在高品位的废杂铜。
对低品位废杂铜的处理能力较弱,主要原因是处理低品位废杂铜的技术与装备不适用。
传统的鼓风炉-转炉-阳极炉环境污染严重。
而采用固定式阳极炉等处理低品位废杂铜,经济运行不合理,处理不好会污染环境。
低品位废杂铜含铜在20%~90%,且来源广,成分复杂,形状各异,处理难度比较大。
但由于部分低品位废杂铜(品位一般在25%~30%)价格仅相当于相同品位铜精矿价格的 83%左右,再加上可以分拣出其他有价金属、废塑料等,故具有明显的获利优势。
湿法冶金工艺由于除杂质能力差,贵金属回收率低,在废杂铜回收利用领域很少采用。
本文主要针对处理低品位废杂铜的火法熔炼技术发展进行述评。
1. 低品位废杂铜一般含有废橡胶、树脂、塑料等有机物,熔炼过程中容易产生二恶英污染,必须在高温下分解,温度控制在1 100~1 200℃,要有足够的二次燃烧空间。
2. 原料中填料为CaCO3、BaCO3、硅酸铝等,稳定剂为Pb、Sn化合物,这些杂质必须进入炉渣。
原料来源复杂,要求炉渣成分、熔点波动范围大。
3. 耐火材料的选择。
目前多选用高档的耐火材料来适应炉温、渣型的大幅度波动。
铜冶炼技术对比解析

1992 1999 5家投产 16万吨/年矿 铜
单炉最高 产能
原料适应 性
原料预处 理
较差
粒度<1mm, 深度干燥, H2O<0.3%
适应性强
制粒或增湿, H2O 9%~11%
强
干燥,H2O< 1%
适应性强
适应性强
适应性强
粒度<100mm, 粒度<100mm, 制粒或增湿, H2O 10%~12% 不需要干燥。 不需要干燥。
S捕集率 炉寿命
150天
业内认可的先进熔炼工艺
闪速熔炼和熔池熔炼: ※Outokumpu闪速熔炼 ※ 浸没喷枪式熔炼(ISA/Ausmelt) ※ 三菱熔炼
闪速熔炼技术的进展
闪速炼铜工艺
●第一座炼铜闪速炉于1949年在芬兰哈里亚瓦尔塔 冶炼厂投入工业生产;目前还用于镍精矿的熔炼 ;1978年开始进行铜精矿的一步炼铜;1995年开 始进行冰铜的吹炼。 ●至今已有40台炼铜闪速炉建成投产,目前在运行 的有37台(其中有3台一步炼铜闪速炉,2台冰铜 吹炼闪速炉),6台炼镍闪速炉在生产。 ●炉体冷却结构的改进、冷却强度的提高,闪速炉 的单炉产能提高,最大达到原设计的3.65倍;闪 速炉的炉寿命延长,最长达到15年,一般10年左 右
产能大:单套系统最大铜产能超过40万吨/年
送风氧浓高:闪速熔炼氧浓达90%,ISA、
三菱、诺兰达熔炼氧浓达到65%,55%和 45%
自热或半自热熔炼:有效利用硫化矿物燃烧
所产生的热量;
冰铜品位高:均超过60%,可以高达75%
现代强化熔炼工艺的特点
高熔炼强度:闪速熔炼单炉铜精矿处理量首先突 破100万吨/年以上;Isa炉单炉铜精矿处理量达到 130万吨/年;三菱炉精矿处理量将超过100万吨/年 (温山)。 硫捕集率高,环保好:一般均超过95%。闪速熔 炼和三菱熔炼超过了99%,吨铜S的排放量不到 2kg,是最清洁的铜冶炼工艺 工艺控制自动化程度高:闪速炉实现了计算机在 线控制。
火法冶炼基本工艺知识1

一、炼铜原料与炼铜工艺
(三)炼铜工艺比较
• 火法工艺:受到环境和成本的压力,传统工艺逐步为现代强化熔 炼工艺所取代,生产规模不断扩大,成本优势明显,硫的捕集率 超过99%,改变了高能耗、高污染的形象 • 湿法工艺:火法难以利用的铜原料,包括低品位废石的利用;尾 矿处理;难选硫化矿;难熔矿;废弃的矿山;开采成本很高的深 矿井;高杂质(As、Sb、Bi)原料,多金属(Ni、Co、Zn)原料。 小规模生产的投资低,生产成本低成本低,不生产硫酸,无SO2 污染。操作简单,在矿山附近就近生产。贵金属回收困难,回收 率不确定。处理黄铜矿精矿的湿法工艺还没有工业应用,存在技 术障碍。 • 再生铜:单位能耗为矿产铜的20%,每利用1吨废杂铜,可少开 采矿石130吨,少产生2吨SO2 和100多吨工业废渣,节约用水535 立方米
二、火法炼铜基本工艺(二)传统炼铜工艺
熔炼:反射炉
精矿预 处理: 焙烧 烧结 混捏 制团 烟气制酸 电解精炼:常规始极片工艺 鼓风炉、电炉 冰铜吹炼: PS转炉 阳极精炼、浇铸
二、火法炼铜基本工艺
• 传统熔炼工艺的问题
目录
传统熔炼工艺:反射炉、电炉、鼓风炉,以反射炉为主;
熔炼强度低:送风氧浓低,冰铜品位低,生产效率低,能 耗高,成本高 生产能力低:单炉年产铜几千吨到几万吨 环境污染严重:SO2回收率低 自动化程度低,劳动强度大 60年代后期世界各地纷纷研究强化熔炼工艺
山东恒邦冶炼股份有限公司
火法冶炼
基本工艺原理
栾会光
一、炼铜原料与炼铜工艺 二、火法炼铜基本工艺 三、先进熔炼工艺 四、铜锍吹炼 五、冶炼二公司火法冶炼工艺
目录
一、炼铜原料与炼铜工艺
一、炼铜原料与炼铜工艺
(一)炼
湿法铜冶炼

2 FeSO4+MnO2+2H2SO4=Fe2(SO4)3+MnSO4+2H2O
Fe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3↓ +3H2SO4
3 浸出净化设备
若浸出的对象是贫矿、废矿,所得浸出液含铜 很低,难以直接提取铜,必须经过富集,萃取技 术能有效地解决从贫铜液中富集铜的问题。
浸出
浸出方式有堆浸、槽浸、地下浸等多种。 1、氧化铜矿堆浸
适用于硫酸溶液堆浸的铜矿石铜氧化率要求较高,铜 主要应以孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿石等形态存在。脉石 成分应以石英为主,一般SiO2含量均大于80%,而碱性脉 石CaO、MgO含量低、二者之和不大于2%~3%。矿石含 铜品位从0.1%~0.2%。浸出过程的主要化学反应是:
电积时电解液温度为35~45℃,阴极周期可取7天,
Dk为150~180A/m2,所得电铜含铜为99.5~99.95%。
废液及废渣的处理
1、电解废液的处理: 电解废液最好全部返回浸出过程但 这种平衡很难达到,所以出现废液的处理问题。
处理目的:回收其中的有价金属,并回收或中和 硫酸以避免它对环境的危害。
①氧化铁硫杆菌;
②氧化硫杆菌。能在PH=1.5~细菌的直接作用:
氧化铁硫杆菌.为取得维持生命的能源而将 矿石中的低价铁和硫氧化成高价,氧化过程中破 坏了矿石的晶格,使矿石中的硫化物变为硫酸盐 而转入溶液中。
CuFeS2+4O2=CuSO4+FeSO4
(4) 焙烧设备及经济指标
铜冶炼

火法炼铜工艺流程
铜矿石 选矿 焙烧
熔炼 冰铜
吹炼 粗铜
火法精炼
电解精炼
目录
三、火法炼铜的基本理论
(一)基本原理(造琉炼铜) 1.目的 (1)使炉料中的铜尽可能进入冰铜 ( Cu2S+FeS 熔 体 , 也 称 琉 ) , 部 分 铁 以FeS形式也进入冰铜; (2)使大部分铁氧化成FeO与脉石矿 物造渣; (3)使冰铜与炉渣分离。 2.造琉应遵循的原则 (1)必须使炉料中有足够硫来形成冰 铜; (2)使炉渣中含SiO2接近饱和,以便 冰铜-炉渣间不致混熔。
Cu2S-FeS-FeO-SiO2 系 统与 FeO-FeSSiO2系统有相似的不相混熔性质,体系含 SiO2≥5%时发生不相混熔现象,当SiO2饱 和时,冰铜与渣发生最大程度分离。
❖ 黄铁矿型铜矿是指与海底火山作用有一定联系的 含大量黄铁矿和一定数量铜、铅、锌的矿床, 西方 多称该类矿床为“ 块状硫化物矿床”. 目前世界上至少发现了420 个这种类型的矿床 、 加拿大、 美国、 原苏联、西班牙、葡萄牙、 塞浦路斯、南非和日本等都是该类矿床的重要产 地
全球性和区域性的一些铜成矿区带 ❖ (1) 环太平洋中新生代铜金带, 尤其是东太平洋智利-
❖
班岩型铜矿是一种储量大品位低可用大规模机械化 露采的铜矿床矿石储量往往达几亿吨铜品位常常小 于1%, 据世界上103 个斑岩型矿床统计单个矿床矿 石量平均可达5.5 亿吨, 铜品位0.6%, 它是世界上重 要的铜矿工业类型之一。
❖ 砂页岩型铜矿是泛指不同时代沉积岩中的层控铜 矿, 矿床产在一套沉积岩或沉积变质岩中, 它是世 界上铜矿主要工业类型之一, 占世界铜储量30% 左右, 矿床以其规模大, 品位高, 伴生组分丰富为特 点, 因而其经济价值巨大。
火法炼铜工艺

1概述铜是人类应用的最古老的金属之一,它有很长的、很光辉的彷史。
考古学证明,早在一万年前,西亚人已用铜制作装饰品之类的物件。
铜和锡可制成韧性合金青铜,考古发现在公元前约3000年,历史已进入了青铜时代。
而今铜的化学、物理学和美学性质使它成为广泛应用于家庭、工业和高技术的重要材料。
铜具有优良可锻性、耐腐蚀性、韧性,适于加工;铜的导电性仅次于银,而其价格又较便宜,故而被广泛应用于电力;铜的导热性能也颇佳;铜和其他金属如锌、铝、锡、鎳形成的合金,具有新的特性,有许多特殊的用途。
铜是所有金属中最易再生的金属之一,再生铜约占世界铜供应总量的40%。
铜以多种形态在自然环境中存在,它存在于硫化物矿床中(黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、蓝铜矿)、碳酸盐矿床中(蓝铜矿、孔雀石)和硅酸盐矿床中(硅孔雀石、透视石),也以纯铜即所谓“天然铜”的形态存在。
铜以硫化矿或氧化矿形式露天开采或地下开采,采出矿石经破碎后,再在球磨机或棒磨机中磨细。
矿石含铜一般低于1%。
1.1国外铜冶金的发展现状目前国外的铜冶炼技术的发展主要还是以火法冶炼为主,湿法为辅。
铜的火法生产量占总产量的80%左右。
目前,全世界约有110座大型火法炼铜厂。
其中,传统工艺(包括反射炉、鼓风炉、电炉)约占1/3 ;闪速熔炼(以奥托昆普炉为主)约占1/3 ;熔池熔炼(包括特尼恩特炉、诺兰达炉、三菱炉、艾萨炉、中国的炉、水口山炉等)约占1/3 -另外,世界围铜冶金工业同样面临铜矿资源短缺的问题,国土资源部信息中心统计资料表明:在世界围,铜是仅次于黄金的第2个固体矿产勘查热点,全球固体矿产勘查支出中约20%是找铜的,并且这一比例还有增加的趋势。
相应地,铜也是各大势力集团争夺的焦点之一。
从全球角度看铜的保证年限只有约29年。
铜的主要出口国是拉美发展中国家。
1.2情况全市已发现各类矿产60种,已探明矿产储量46种,其型矿床15处,中型矿床24处。
储量居全省首位的有铁、锐、钛、银、擀、铢、水晶、萤石、白云母和钾长石等20种,其中柞水大西沟铁矿储t 3. 02亿吨,占全省的46%,居全省第二位的有铜、锌、铝、铅等13种。
铜的冶炼等资料
TC/RC(Treatment and refining charges for Processing concentrates),可以翻译为将铜精矿转化为精铜的处理和精炼费用。
TC就是处理费(Treatment charges)或粗炼费,而RC就是精炼费(Refining charges)。
TC/RC是矿产商和贸易商向冶炼厂支付的、将铜精矿加工成精铜的费用。
TC以美元/吨铜精矿报价,而RC以美分/磅精铜报价。
将两者结合为一个数字,可以将TC化为美分/磅来报价,也可以将RC化为美元/吨报价,然后直接相加。
以TC为例来说,TC除以22.046221化为美分/磅,除以0.3(一般TC/RC的作价都是基于含铜量30%的铜精矿),除以0.965(假如96.5%的回收率)。
这种计算方法可简化为“TC费用/6.38”,然后将得到的数字与RC费用相加即可得到综合的TC/RC费用。
由于矿石品位和回收率不同,要根据具体情况来定,所以并无固定的公式。
TC/RC费用明显低于冶炼商的成本,冶炼商还是愿意购买铜精矿冶炼加工的原因:1.炼一吨铜可生产3吨左右的硫酸,硫酸吨成本在200-300元左右,因此当硫酸价格高企时,尽管加工费低冶炼商仍然愿意冶炼加工。
2.在铜精矿中不仅含有铜,还含有金银等一些贵重金属,而这些金属除黄金以外都是不计价的(黄金计价部分也比实际含量低),这对冶炼商来说是一笔额外的收入,可以弥补加工费上的亏损。
TC/RC谈判介绍:2003年,铜陵有色、云铜集团、江铜集团等国内同业巨头发起成立了中国铜原料联合谈判组(China Smelters Purchase Team,简称CSPT小组),代表中国铜冶炼商与国外铜精矿供应商进行谈判,集中向国际市场采购铜精矿,以获取更高的加工费,目前这个联盟已涵盖业内九大铜企。
每季度CSPT 的会员会召开一次经理会议,以此来确定现货买卖的价格底线,每年年底,CSPT小组将与各矿业巨头进行下年度铜精矿加工费的谈判,CSPT小组主要进行协调,具体谈判是国内铜企与外国矿企一对一进行的,但事先CSPT小组内部会确定个大致底价和谈判原则。
铜冶炼炉渣工艺的分析
世界有色金属 2021年 8月下10冶金冶炼M etallurgical smelting铜冶炼炉渣工艺的分析高广磊,杨 野,杨 超,王 涛(吉林紫金铜业有限公司,吉林 珲春 133300)摘 要:随着国内铜需求的快速增长和冶炼能力的提高,铜资源的利用率也在上升,铜精矿极为不足,对铜精矿的依赖度超过70%。
铜冶金精炼厂锅炉炉渣中含有丰富的铜、铜锌等有色高价金属资源,利用经济前景广阔。
在2012年中国大型冶炼厂的成立,这些矿渣中的铜含量相当于几个大型铜矿,预计平均为1%。
铜等昂贵资源的利用率很高,炉渣中的铅和锌不仅在一定程度上缓解了目前铜的短缺,同时也减少了矿渣堆积造成的环境污染.根据矿渣冶金的特点,总结了转化渣的研究开发工作,介绍了转化渣的相关技术,选取矿渣,综合利用煤渣对经济效益以及当今社会生态都具有重要意义。
关键词:铜冶炼炉渣;渣选矿;工艺中图分类号:TF811 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)16-0010-2Analysis of copper smelting slag processGAO Guang-lei, YANG Ye, YANG Chao, WANG Tao(Jilin Zijin Copper Co., Ltd,Huichun 133300,China)Abstract: With the rapid growth of domestic copper demand and the improvement of smelting capacity, the utilization rate of copper resources is also rising. Copper concentrate is extremely insufficient, and the dependence on copper concentrate is more than 70%. The boiler slag of copper metallurgical refinery is rich in non-ferrous high price metal resources such as copper, copper and zinc, which has a broad economic prospect. With the establishment of large smelters in China in 2012, the copper content in these slag is equivalent to several large copper mines, which is expected to average 1%. The utilization rate of expensive resources such as copper is very high. The lead and zinc in slag not only alleviate the current shortage of copper to a certain extent, but also reduce the environmental pollution caused by slag accumulation. According to the characteristics of slag metallurgy, this paper summarizes the research and development of conversion slag, introduces the relevant technologies of conversion slag, selects slag, Comprehensive utilization of coal cinder is of great significance to economic benefits and today's social ecology.Keywords: copper smelting slag; Slag beneficiation; workmanship收稿日期:2021-08作者简介:高广磊,男,生于1981年,汉族,山东阳谷人,专科,有色金属冶炼助理工程师,研究方向:有色冶金。
铜冶炼
铜是人类最早发现和使用的金属之一。
中国是世界上最早发现和使用铜的国家之一。
中国又是世界上最早用湿法(胆钢法)炼铜的国家。
1993年我国铜产量居世界第五位。
1985—1989年世界矿山、冶炼厂和精炼厂的铜产量如下(kt):年份1985·1986198719881989矿山84258419879087889190冶炼厂88718877924094219700精炼厂O97159904102131057110997铜和铜合金广泛用于电气工业、机械、建材和运输工具制造业等。
美国1988年铜消耗量为2214h,其中电气工业占70%,建筑业占17%,机械制造业占6%,运输工具占3%,军用品占1%,其它占3%。
.A铜的资源铜广泛赋存于各种火成岩矿床与再生矿床中,其中铜储量较大的矿床有斑岩铜矿床和沉积型铜矿床。
斑岩铜矿床特点是晶位低,储量大,矿石可选性好,多为大型矿床。
沉积型矿床铜品位高,这种类型矿床也常是大型的。
已发现的铜矿物约160多种。
原生硫化矿物中以黄铜矿(CuF~S2)最多,其次为斑铜矿(CusFeS4),辉铜矿(Cu2S)和钢蓝(CuS);次生氧化矿物主要有孔雀石(Cu03;·Cu(OH)2)、蓝铜矿(2CuC03·Cu(OH)2),硅孔雀石(CuSi03·2H20)和铜矾(Cu3S04(OH):)。
世界上原生铜约90%是从硫化矿炼出的。
湿法冶金主要用于从氧化矿石提铜。
世界上铜矿资源主要分布区域如下:(1)南、北美洲的西部山地,即美国、智利、秘鲁、墨西哥和加拿大等国。
(2)非洲的赞比亚和扎伊尔。
.(3)哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦和俄罗斯的乌拉尔。
;(4)菲律宾、巴布亚新几内亚和澳大利亚的芒特艾萨地区。
世界铜资源估计为1626Mt(以含铜量计),其中储量估计为402Mt.我国铜矿资源储量居世界第四位。
主要矿区分布在江西、湖北.安徽、云南、四川、山西和甘肃等省、及西藏东部。
废杂铜熔炼粗铜的电解精炼技术研究进展
废杂铜熔炼粗铜的电解精炼技术研究进展
刘承飞;刘大方;舒波;夏洪应
【期刊名称】《有色金属工程》
【年(卷),期】2024(14)5
【摘要】铜作为重要的有色金属,支撑着我国的现代化建设。
作为全世界精铜需求最大的国家,我国铜矿产资源却远远不能满足自身的生产需求,还需大量依靠进口铜
矿产资源。
此外,在现代化工业发展的今天,矿铜冶炼工艺也面临着环境污染等问题。
因此,急需完成废杂铜等二次铜资源的再生利用研究。
据报道,现在再生铜的产量已
达到334万t左右。
废杂铜熔炼产物粗铜的电解精炼在一定程度上缓解了目前我
国面临的资源供需矛盾,也可有效解决废杂铜资源堆积的问题,对铜冶炼双碳战略具
有重要的研究意义和价值。
【总页数】10页(P56-65)
【作者】刘承飞;刘大方;舒波;夏洪应
【作者单位】昆明理工大学冶金与能源工程学院;云南铜业股份有限公司;楚雄滇中
有色金属有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF811
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再生铜冶炼工艺
再生铜冶炼是指通过废旧铜制品或铜含量较低的废料,经过一系列的处理和冶炼过程,将其中的铜重新提取出来进行再利用。
以下是常见的再生铜冶炼工艺的概述:
1. 收集和分选:废旧铜制品或废料首先被收集并进行分类和分选。
这包括将不同类型的废铜制品分开,如电线、管道、电子废料等。
2. 破碎和粉碎:收集的废铜制品经过破碎和粉碎的处理,以便提高其表面积和可处理性。
这可以通过机械破碎设备、颚式破碎机、球磨机等实现。
3. 焙烧和除杂:废铜粉末经过焙烧过程,以去除其中的有机物和杂质。
这可以通过高温焙烧设备进行,将废铜粉末加热至一定温度,使有机物燃烧或分解,杂质则被氧化或脱除。
4. 熔炼和精炼:经过除杂处理后的废铜粉末被送入熔炉进行熔炼过程。
在熔炼过程中,废铜粉末与加入的熔剂(如焙砂、石灰石等)一起加热熔化,使其中的铜与其他金属分离。
5. 电解精炼:经过熔炼后的铜被进一步进行电解精炼,以提高其纯度。
这一过程通常采用电解槽,将熔融的铜置于电解液中,通过电解反应使杂质金属沉积在阴极上,得到较纯净的铜阳极。
6. 铸造和加工:电解精炼后的再生铜可以进行铸造或加工,制成各种形状的铜制品,以供再利用。
再生铜冶炼工艺的具体步骤和技术参数会根据废铜的类型和纯度要求而有所不同。
同时,环保措施也应该在整个冶炼过程中得到重视,以减少对环境的影响和废物的处理。
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