淺談冶金行業中火法煉銅的技術現狀

關效民

摘要：由于各個銅礦山地區中的富礦和容易開采的礦石數量在逐漸減少，同時人們的環保意識在逐漸增強，而銅冶金技術面臨的困難在不斷加大，多年來各個地區的冶金工作人員普遍對冶金技術進行了研究。文章對火法冶煉銅技術的現狀進行了分析，并對其應用前景進行了展望。

關鍵詞：銅冶金；熔煉技術；閃速熔煉；熔池熔煉；銅硫吹煉技術；火法精煉技術

中圖分類號：TF811 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）18

銅的用途十分廣泛，一直是各行業不可缺少的原材料，隨著社會經濟和科學技術的不斷發展，國內外對銅產品的要求越來越高。尤其在近幾年來銅價的不穩定性，人們對銅冶金行業的技術越來越關注，火法冶煉制銅作為銅生產方法的重要組成而備受關注。由于各個銅礦山地區中的富礦和容易開采的礦石數量在逐漸減少，同時人們的環保意識在逐漸增強，而銅冶金技術面臨的困難在不斷加大，多年來各個地區的冶金工作人員普遍對冶金技術進行了研究和探討，研發出一些新的工藝和技術。本文主要對火法冶煉銅技術的現狀做了分析和探討，并對其進行了論述和展望。

1銅冶金行業技術發展的現狀

1.1熔煉技術

熔煉是火法冶煉銅最重要的冶煉過程。現代銅熔煉的共同特點是提高銅硫品位，加大過程的熱強度，增加爐子單位熔煉能力。這些方法可以分為兩大類：閃速熔煉和熔池熔煉。隨著社會科技的不斷發展，對熔煉系統技術的改進越來越重視，并不斷對符合自身需求的先進熔煉技術和設備進行研究。

第一，閃速熔煉克服了傳統方法未能充分利用粉狀精礦的巨大表面積，將焙燒和熔煉分階段的缺點，從而大大減少了能源消耗，提高了硫利用率，改善了環境。閃速熔煉技術的冶煉方法主要有：奧托昆普爐，爐和爐三種。閃速熔煉技術以其具有：可靠性強、熱強度高、單爐處理量大、耐用性強、環保效果好等優點，在大、中銅冶煉廠中被大量運用，其中比較有代表性的貴溪冶煉廠采用的閃速爐冶煉取得不斷成功。使單臺爐子的銅產量從10萬t/a提高到32萬t/a，單爐生產能力也在不斷的增強。

第二，熔池熔煉是讓銅精礦顆粒在強烈攪動著的三相流體的熔池中發生強烈的氧化反應而實現其熔煉目的。熔池熔煉技術按照送風的方式可分為底吹、側吹以及頂吹。其中底吹的方法為水口山法；側吹的方法主要包括：白銀法、諾蘭達法、特尼恩特法和瓦約可夫法；頂吹的方法主要有：TBRC法、艾薩法和澳斯麥特法。諾蘭達法熔煉技術在大型冶煉廠中運用較為廣泛。目前較為先進的是由澳大利亞引進的芒特艾薩熔煉技術和澳斯麥特熔煉技術，由于其具備適應性強、處理較為簡單、濕潤度高、成本較低以及對入爐物料的要求不高等優點，從而在很多金屬公司中被廣泛采用。其中云南云錫公司采用奧斯麥特技術進行煉錫。云南銅業股份有限公司采用艾薩熔煉技術進行電爐熔煉，并逐漸取得良好的發展。云南銅業股份公司采用的艾薩熔煉爐能力不斷增長到30萬t/a，并不斷實現了節能減排和資源的可持續利用。

1.2銅硫吹煉技術

選硫過程完成了銅與部分或絕大部分鐵的分離，最后要除去銅硫中鐵和硫以及其它雜質，從而獲得粗銅，還需要進行銅硫的吹煉。銅硫吹煉是硫化銅精礦火法冶煉工藝流程中的最后工序，在吹煉過程中金銀及鉑元素等貴金屬幾乎全部富集于粗銅中，為之后方便有效地回收提取這些金屬創造了良好的條件。銅硫吹煉技術的吹煉方法主要分為轉爐吹煉和連續吹煉爐。

第一，在對轉爐進行操作的過程中，普遍采用的吹煉方法是25%的富氧吹煉和63%的高品位冰銅吹煉，從而能夠不斷強化吹煉的過程。在轉爐的主要設備方面，普遍采用大型的轉爐設備。其中貴溪冶煉廠運用的是￠4m×13.6m；葫蘆島有色金屬集團有限公司在對銅冶煉系統進行改造中，把原來的兩臺30t轉爐、一臺50t和60t轉爐的尺寸分別進行加大，對與其相配套的余熱鍋爐系統和制酸系統的能力不斷增大，將轉爐D450風機成功的進行高壓變頻技術改造，從而不斷降低電能的消耗。總而言之，轉爐吹煉技術的設備和操作技巧方面具有了很大的改善，但與此同時，操作過程中由于煙氣量的增多、爐口漏風、煙氣so2濃度較低，吊車運作次數頻繁造成煙氣對空氣的污染問題亟待解決。

第二，由于連續吹煉爐具有：爐體封閉嚴實、出爐煙氣濃度適宜、煙氣量均衡等優勢，并且當和封閉鼓風爐煙氣混合進入制酸系統后，能夠運用兩轉兩吸的方式進行制酸，將尾氣順利的排放出來。所以在很多冶煉廠中被廣泛采用。其中浙江的富春江冶煉廠、山東的煙臺冶煉廠、遼寧撫順紅透山礦業公司冶煉廠和包頭冶煉廠等都采用這種冶煉方法。但在冶煉的過程中由于密閉鼓風爐耗能高，且吹煉爐技術本身具有的環保方面的缺陷，所以不能長期持續的發展和運用。

1.3火法精煉技術

粗銅銅含量一般為98.5%～99.5%，含有多種對銅性質產生了不良影響，降低銅使用價值的雜質，且其中某些雜質自身具有使用價值和經濟效益，需要回收加以利用，從而為滿足銅的各種用途要求，需將精銅精煉提純，而粗銅火法精煉是粗銅精煉提純的重要途徑。對于粗銅的火法精煉采用的方式有：固定式反射爐和回轉式陽極爐。

第一，傳統的固定式精煉爐主要是依靠人工扒渣的方式進行操作，這樣不僅僅勞動強度大和難控制，而且造成銅的流失和環境污染。目前普遍運用的是機械操作能力強、爐體密實、操作方便的回轉式陽極爐，而且精煉爐越來越朝著大型化的趨勢發展。目前貴溪冶煉廠采用的陽極爐為350t，金隆公司采用的陽極爐為300t，云南銅業公司采用的陽極爐為350t，其中貴溪冶煉廠自行改造的350t陽極爐并采用100t/h的雙圓盤陽極板澆鑄機。

第二，回轉式陽極爐一般運用重油和可燃氣體為燃料，而運用還原劑為氣體。云南銅業股份有限公司采用固體的還原劑通過回轉式陽極爐進行運作。銅陵金昌冶煉廠采用粉煤和裂化劑結合成新的還原劑，從而防止了黑煙的污染。葫蘆島有色金屬集團有限公司對加料設備進行了改進，并運用固體還原劑，從而起到了節能和環保的作用。

2展望

毋庸置疑，未來的銅市場的競爭將是低成本和無污染技術的競爭，所以要不斷對銅冶金行業的技術進行改進，才能在未來技術中獲得持續健康的發展。未來的銅冶金技術將朝著礦物資源的可再生資源利用、產品和副產品多樣化、冶煉廠能源結構的多樣化、生產控制的高度自動化與智能化、冶金教育與科研體系的科學化等方向發展。礦物資源的可再生利用主要采用豎罐煉鋅殘渣做主要燃料，通過熔煉銅精礦來生產可控品位的冰銅，使多種金屬得到回收利用，從而實現節能減排目的。化工材料和自動控制技術的進步同時會促進冶煉過程中綜合利用副產品的高附加值化。在未來的火法冶煉廠中，幾乎沒有高溫熱能的浪費。如熔體水淬熱，冷卻水循環的熱能，都將會被利用起來。采用智能化控制提高反饋信息的速度，控制更適時、更準確。未來的冶金教育應該以在職工作人員的重新學習與研究結合為重點，同時未來的冶金科研還應該有一批精干的、高水平的、穩定的專職人員，不斷地進行基礎和應用開發研究。

3結論

在科學技術不斷發展的今天，技術的革新能夠促進企業長期的發展。對于銅冶煉行業而言，不僅要不斷對技術進行改造，還要不斷對技術生產的能力和產量方面加以重視。不斷采用世界先進的技術手段，根據自身的特點，創建出適合自己的生產模式，對自身方面不斷進行完善改造，從企業的綜合競爭力角度考慮，切實實現技術的實用性和可靠性，從而使企業在市場競爭中處于不敗之位。

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（責任編輯：王書柏）