關(guān)效民

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

關(guān)鍵詞：銅冶金；熔煉技術(shù)；閃速熔煉；熔池熔煉；銅硫吹煉技術(shù)；火法精煉技術(shù)

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(yè)不可缺少的原材料，隨著社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外對銅產(chǎn)品的要求越來越高。尤其在近幾年來銅價的不穩(wěn)定性，人們對銅冶金行業(yè)的技術(shù)越來越關(guān)注，火法冶煉制銅作為銅生產(chǎn)方法的重要組成而備受關(guān)注。由于各個銅礦山地區(qū)中的富礦和容易開采的礦石數(shù)量在逐漸減少，同時人們的環(huán)保意識在逐漸增強，而銅冶金技術(shù)面臨的困難在不斷加大，多年來各個地區(qū)的冶金工作人員普遍對冶金技術(shù)進行了研究和探討，研發(fā)出一些新的工藝和技術(shù)。本文主要對火法冶煉銅技術(shù)的現(xiàn)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(yè)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

1.1熔煉技術(shù)

熔煉是火法冶煉銅最重要的冶煉過程?，F(xiàn)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(fā)展，對熔煉系統(tǒng)技術(shù)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(shù)和設(shè)備進行研究。

第一，閃速熔煉克服了傳統(tǒng)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(huán)境。閃速熔煉技術(shù)的冶煉方法主要有：奧托昆普爐，爐和爐三種。閃速熔煉技術(shù)以其具有：可靠性強、熱強度高、單爐處理量大、耐用性強、環(huán)保效果好等優(yōu)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(chǎn)量從10萬t/a提高到32萬t/a，單爐生產(chǎn)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(fā)生強烈的氧化反應(yīng)而實現(xiàn)其熔煉目的。熔池熔煉技術(shù)按照送風的方式可分為底吹、側(cè)吹以及頂吹。其中底吹的方法為水口山法；側(cè)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(shù)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(shù)和澳斯麥特熔煉技術(shù)，由于其具備適應(yīng)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(yōu)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(shù)進行煉錫。云南銅業(yè)股份有限公司采用艾薩熔煉技術(shù)進行電爐熔煉，并逐漸取得良好的發(fā)展。云南銅業(yè)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(xiàn)了節(jié)能減排和資源的可持續(xù)利用。

1.2銅硫吹煉技術(shù)

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(zhì)，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(chuàng)造了良好的條件。銅硫吹煉技術(shù)的吹煉方法主要分為轉(zhuǎn)爐吹煉和連續(xù)吹煉爐。

第一，在對轉(zhuǎn)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(zhuǎn)爐的主要設(shè)備方面，普遍采用大型的轉(zhuǎn)爐設(shè)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(tǒng)進行改造中，把原來的兩臺30t轉(zhuǎn)爐、一臺50t和60t轉(zhuǎn)爐的尺寸分別進行加大，對與其相配套的余熱鍋爐系統(tǒng)和制酸系統(tǒng)的能力不斷增大，將轉(zhuǎn)爐D450風機成功的進行高壓變頻技術(shù)改造，從而不斷降低電能的消耗。總而言之，轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)的設(shè)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(shù)頻繁造成煙氣對空氣的污染問題亟待解決。

第二，由于連續(xù)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(yōu)勢，并且當和封閉鼓風爐煙氣混合進入制酸系統(tǒng)后，能夠運用兩轉(zhuǎn)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(yè)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(shù)本身具有的環(huán)保方面的缺陷，所以不能長期持續(xù)的發(fā)展和運用。

1.3火法精煉技術(shù)

粗銅銅含量一般為98.5%～99.5%，含有多種對銅性質(zhì)產(chǎn)生了不良影響，降低銅使用價值的雜質(zhì)，且其中某些雜質(zhì)自身具有使用價值和經(jīng)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(zhuǎn)式陽極爐。

第一，傳統(tǒng)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(huán)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(zhuǎn)式陽極爐，而且精煉爐越來越朝著大型化的趨勢發(fā)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(yè)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(zhuǎn)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(yè)股份有限公司采用固體的還原劑通過回轉(zhuǎn)式陽極爐進行運作。銅陵金昌冶煉廠采用粉煤和裂化劑結(jié)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(shè)備進行了改進，并運用固體還原劑，從而起到了節(jié)能和環(huán)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(shù)的競爭，所以要不斷對銅冶金行業(yè)的技術(shù)進行改進，才能在未來技術(shù)中獲得持續(xù)健康的發(fā)展。未來的銅冶金技術(shù)將朝著礦物資源的可再生資源利用、產(chǎn)品和副產(chǎn)品多樣化、冶煉廠能源結(jié)構(gòu)的多樣化、生產(chǎn)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(fā)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(chǎn)可控品位的冰銅，使多種金屬得到回收利用，從而實現(xiàn)節(jié)能減排目的?；げ牧虾妥詣涌刂萍夹g(shù)的進步同時會促進冶煉過程中綜合利用副產(chǎn)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(huán)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(yīng)該以在職工作人員的重新學習與研究結(jié)合為重點，同時未來的冶金科研還應(yīng)該有一批精干的、高水平的、穩(wěn)定的專職人員，不斷地進行基礎(chǔ)和應(yīng)用開發(fā)研究。

3結(jié)論

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

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（責任編輯：王書柏）