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铜提取冶金的生产方法概述

2019-01-08    来源:    
    铜的冶炼方法分为火法和湿法两大类。根据矿石或精矿的成分、矿物组成,能源供应条件与能耗情况,对污染控制,原料综合利用程度以及当地交通材料供应状况来选择确定与之适合的生产方法。当今,硫化铜矿主要是火法冶炼,世界上原生铜产量中的80%用火法冶炼生产。湿法冶炼的铜产量占20%左右,湿法冶炼的铜产量占20%左右,湿法炼铜通常用于处理难选铜矿石、氧化铜矿、坑内残矿、低品位铜矿等。随着矿石的贫化,环境保护标准的日趋严格,湿法冶金还将会有较大的发展。但主流仍会是火法冶金。由于现代强化溶炼(将焙烧熔炼合成一个工序,在富氧或纯氧条件下的熔炼)和吹炼过程的不断完善,火法冶金在今后相当长一段时间内还保持着竞争优势。火法炼铜也是处理废杂铜、各种含铜废料等二次铜资源的主要方法。
    熔炼是火法炼铜方法最重要的冶金过程。提取铜的传统熔炼过程是在鼓风炉、反射炉或电炉中完成的,此类工艺的主要问题是不能充分利用硫化矿石在冶金反应过程中产生的化学反应热,因此生产过程的能耗大,一般需要补充较多的燃料或电能;另外,过程产出大量低浓度的含二氧化硫烟气,难于经济有效的处理回收利用,对环境的污染危害严重。传统的铜熔炼技术已逐渐被高效、强化、节能和低污染的溶炼新技术所取代。1995年,世界范围内采用各种熔炼工艺的冶炼厂46家,生产能力710万t/a,当年生产金属铜455万t;采用传统熔炼工艺的冶炼厂40家,生产能力410万t/a,当年生产270万t产品。表1列出1995年世界各种火法炼铜工艺的情况。
表1  世界各种火法熔炼工艺的生产能力和产量





工艺方法

冶炼厂数量
/个

生产能力
/万t·a-1

当年产量
/万t

工艺方法

冶炼厂数量
/个

生产能力
/万t·a-1

当年产量
/万t


奥托昆普闪速熔炼
因科闪速炉
特尼恩特转炉
瓦纽可夫法
诺兰达法
顶吹沉没溶炼法
漩涡顶吹熔炼法

26
3
7
2
2
2
1

410
50
90
40
30
30
10

215
40
80
30
20
20
10

三菱法
白银法
反射炉
鼓风炉
电 炉

2
1
27
8
5

40
10
280
60
70

30
10
180
40
50


合 计

86

1120

860
    我国是世界主要的铜生产国和消费国,2003年生产精铜183.63万t。近年来,随着国家经济结构调整和采用高新技术改造传统产业指导方针的落实,骨干炼铜企业先后采用熔炼新技术进行技术改造,技术进步十分明显,生产能力的集中度也有所提高。据2003年的统计资料显示,5万t/a以上规模的铜冶炼企业12家,当年产量占全国总产量的82.64%。其中熔炼铜精矿生产矿产粗铜的冶炼厂8家,精铜产量占全国总产量的69.1%。10万t/a以上规模的5家,合计产量占生产量的59.3%。这些企业都是全部或部分采用先进的熔炼工艺生产粗铜。表2列出了国内重要(产量与技术)的铜冶炼厂。
表2  国内重要(产量与技术)的铜冶炼厂    (万t)





企业名称

2003年产量

加工流程

现行熔炼工艺及改造工艺方案


江西铜业集团公司
铜陵有色金属公司
 
云南铜业股份公司
大冶有色金属公司
金种有色金属公司
张家港联合铜业公司
中条山有色金属公司
白银有色金属公司
上海大昌铜业公司
上海鑫冶铜业公司
葫芦岛锌厂
烟台有色金属集团

34.31
33.73
 
18.71
11.89
10.28
9.54
6.70
6.20
5.34
5.09
5.02
4.94

精矿―粗铜―电铜
精矿―粗铜―电铜
 
精矿―粗铜―电铜
精矿―粗铜―电铜
精矿―粗铜―电铜
粗铜―电铜
精矿―粗铜―电铜
精矿―粗铜―电铜
废杂铜-电铜
粗铜―电铜
精矿―粗铜―电铜
精矿―粗铜―电铜

闪速溶炼
闪速炉,密闭鼓风炉
拟采用顶吹没熔炼技术改造鼓风炉
顶吹沉没熔炼(ISA)
诺兰达法
二次铜精矿纯氧顶吹自热熔炼

顶吹沉没熔炼(Ausmelt)
白银炼铜法


密闭鼓风炉
密闭鼓风炉
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