淺談中國銅冶煉技術(shù)進步與發(fā)展趨勢

漆峰

摘 要：我國是銅資源短缺的國家，但隨著經(jīng)濟的發(fā)展我國對銅資源的需求不斷增大，這就促使我國逐漸加大銅冶煉技術(shù)的研究和發(fā)展。近些年來，世界銅冶煉技術(shù)工藝發(fā)展迅速，我國銅冶煉工藝技術(shù)也不斷發(fā)展進步，本文重點介紹了中國國內(nèi)銅冶煉技術(shù)進步與發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：銅冶煉；技術(shù)進步；發(fā)展趨勢

隨著我國工業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對銅原料的需求不斷增大，但是由于我國銅資源的短缺，這就要求我國不斷發(fā)展銅冶煉技術(shù)。總體上來看，我國銅工業(yè)工藝落后，污染嚴(yán)重，耗能較高，銅冶煉產(chǎn)能過剩，高附加值的加工產(chǎn)品生產(chǎn)能力不足，阻礙了我國大中型銅冶煉企業(yè)的發(fā)展。近些年來我國銅冶煉技術(shù)不斷發(fā)展，火法煉銅技術(shù)仍然占主導(dǎo)地位。本文針對火法銅冶煉中的煉熔、吹熔、精煉、電解這四個生產(chǎn)流程，簡要介紹我國國內(nèi)銅冶煉技術(shù)的進步與發(fā)展。

1 熔煉技術(shù)

改革開放以前，我國傳統(tǒng)的銅冶煉廠主要采用反射爐或密閉鼓風(fēng)爐等傳統(tǒng)熔煉工藝。傳統(tǒng)的銅冶煉技術(shù)以空氣為氧化劑，生產(chǎn)出的冰銅需要補充大量的燃料進行加熱，加熱產(chǎn)生的二氧化硫濃度低，不利于后期的制酸，生產(chǎn)尾氣中含大量硫，嚴(yán)重污染環(huán)境。改革開放以后，我國通過自主研發(fā)逐漸淘汰反射爐和鼓風(fēng)爐等傳統(tǒng)銅冶煉工藝，逐漸引進閃速熔爐進行銅精礦的冶煉，應(yīng)用浸沒頂吹煉銅工藝。

近幾年來，我國早煉池熔煉和空間熔煉方面取得許多創(chuàng)新成果，例如2009年我國白銀公司自主研發(fā)新型白銀爐，實現(xiàn)了銅熔煉的穩(wěn)定和均衡生產(chǎn)；2008年中國有色工程設(shè)計研究院與山東東營方圓有色金屬公司共同研發(fā)“氧氣底吹熔煉多金屬補集技術(shù)”，該技術(shù)節(jié)省人力、物力，有效的減少煙塵；內(nèi)蒙古赤峰銅業(yè)成功自主研發(fā)金峰爐，該爐型為雙側(cè)多風(fēng)道側(cè)吹，反應(yīng)迅速、均勻，減少局部過氧化現(xiàn)象；山東祥光銅業(yè)公司引用“閃速熔煉+閃速吹煉”銅冶煉工藝，并自主研發(fā)懸浮熔煉等新工藝，實現(xiàn)銅冶煉技術(shù)的重大創(chuàng)新，增加銅產(chǎn)能，節(jié)能環(huán)保。

2 吹煉技術(shù)

吹煉技術(shù)將銅冶煉過程中的硫和鐵脫除，降低銅硫中的有害物質(zhì)，并將金、銀等有價金屬富集在粗銅中，使銅在電解精煉的過程中得到回收，促進銅的經(jīng)濟效益。目前國內(nèi)外冰銅吹煉的主要工藝是PS轉(zhuǎn)爐吹煉工藝，但也逐漸開發(fā)出新的吹煉技術(shù)，如閃速吹煉爐、三菱法連續(xù)吹煉爐、奧斯麥特頂吹浸沒吹煉等。

近些年來我國國內(nèi)銅冶煉企業(yè)通過引進和自主研發(fā)新工藝，逐漸取代PS轉(zhuǎn)爐，例如山西華銅公司引進浸沒熔煉和吹煉工藝，還采用富氧吹煉工藝，提高粗銅的產(chǎn)能，降低二氧化硫濃度。其中奧斯麥特連續(xù)銅吹工藝有利于促進生產(chǎn)效率，降低銅的有害雜質(zhì)，有效的補集硫和二氧化硫氣體。閃速吹煉爐與閃速熔煉相似，基本流程是通過熔煉爐產(chǎn)出冰銅，再進行干燥、磨碎，然后在閃速吹爐中進行富氧空氣吹煉，具有良好的密閉性，有效的補集生產(chǎn)中煙氣，降低環(huán)境污染。除此以外，中國恩菲公司最新研制開發(fā)出一套全新的雙底吹連續(xù)煉銅新工藝，已經(jīng)進行工業(yè)試驗，若投產(chǎn)成功將促進我國冶煉技術(shù)的發(fā)展。

3 火法精煉技術(shù)

火法精煉主要是將粗銅中的鉛、砷、鋅等有害物質(zhì)分離出來，使后期陰極銅的電解精煉順利進行。目前火法精煉主要包括加料、氧化、還原、澆筑這四個階段。傳統(tǒng)的粗銅火法精煉流程作業(yè)時間長，大量消耗燃料，造成嚴(yán)重的黑煙污染，生產(chǎn)設(shè)備的效率低造成難以控制金屬熔體溫度和爐內(nèi)氣氛。

我國銅冶煉企業(yè)經(jīng)過研究，研發(fā)出新技術(shù)和新工藝。例如山東祥光銅業(yè)公司自主研發(fā)出自氧化還原火法精煉銅新工藝，在吹煉的銅液中主要包含氧化亞銅和硫化亞銅，其他有害雜質(zhì)與銅互溶并形成化合物溶解至銅液中，新技術(shù)中的生產(chǎn)在新控制系統(tǒng)有效地控制吹煉粗銅中氧和硫的含量，銅液中的氧得到完全脫硫、脫雜。只要銅液中的氧充分接觸其他雜質(zhì)，直接采用鼓入惰性氣體，并攪拌銅液，脫硫、脫雜效果就十分顯著，有效的縮短了工作流程，提高了銅生產(chǎn)效率。2011年我國金川集團引進并應(yīng)用陽極爐，采用純氧替代常溫助燃風(fēng)機，有效的提高了生產(chǎn)效率，還實現(xiàn)了銅冶煉的節(jié)能減排。

4 電解技術(shù)

銅電解技術(shù)主要分為傳統(tǒng)電解技術(shù)和永久性陰極銅電解技術(shù)，傳統(tǒng)電解技術(shù)生產(chǎn)成本高，廢片率高，會造成始極片供應(yīng)短缺，外觀質(zhì)量影響陰極銅規(guī)格和機組加工速度和效率，因此企業(yè)基本選擇應(yīng)用永久性陰極銅電解技術(shù)。

目前在銅電解技術(shù)中，要節(jié)約成本并提高生產(chǎn)效率，需要考慮如何在保證質(zhì)量的前提下提高電流密度，提高電解生產(chǎn)效率。2011年我國山東祥光銅業(yè)公司與國外公司聯(lián)合研發(fā)出電解平行流技術(shù)，有效的提高了電流密度，在相同設(shè)備情況下將產(chǎn)能提高了一半，不僅節(jié)約了資源還有利于保護環(huán)境。我國國內(nèi)某公司自主研發(fā)出新型旋流電解技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)將高純金屬從銅廢液中提取出來，用最小的成本投入回收最大的經(jīng)濟效益，該技術(shù)可以運用在從低品位酸性礦排水中單步回收銅金屬等相關(guān)生產(chǎn)中，有利于資源的回收利用。

5 中國銅冶煉技術(shù)的發(fā)展趨勢

我國銅冶煉工業(yè)進入轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，要加快科技創(chuàng)新，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)銅產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。銅冶煉企業(yè)要加強節(jié)能、環(huán)保型技術(shù)的研發(fā)，提高銅冶煉的生產(chǎn)效率，發(fā)展資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)；不斷優(yōu)化銅冶煉企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展同產(chǎn)品的深度加工，提高我國銅產(chǎn)品的市場競爭力；國家要發(fā)揮宏觀調(diào)控的作用，加強市場的監(jiān)督和管理，加大銅精礦資源的開發(fā)投入，擴寬銅精礦的供應(yīng)渠道；加大研發(fā)復(fù)雜銅精礦的處理技術(shù)和工藝，提高產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益。

6 結(jié)語

綜上所述，改革開放以來，我國通過引進西方國家先進銅冶煉技術(shù)并加強自主研發(fā)的力度，我國銅冶煉技術(shù)和工藝取得巨大的進步和發(fā)展。基于我國政府新的能耗標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的需求，落后的銅冶煉技術(shù)逐漸被淘汰，銅冶煉企業(yè)應(yīng)加快科技技術(shù)創(chuàng)新的步伐，加強科研投入，積極引進和研發(fā)節(jié)能環(huán)保、高效能的銅冶煉技術(shù)，促進我國銅冶煉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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