銅是如何煉成的？一文看懂銅冶煉工藝

銅冶煉的基本方法

銅冶煉一般是指從(cong) 銅精礦到精煉銅的形成過程，主要分為(wei) 火法冶煉與(yu) 濕法冶煉兩(liang) 種技術路線。如圖 1、圖 2 所示，火法冶煉以硫化銅精礦為(wei) 主，通過熔煉、吹煉、火法精煉、電解精煉等環節形成電解銅，而濕法冶煉以氧化銅礦為(wei) 主，通過浸出、萃取等環節形成電解銅。

圖 1 火法煉銅工藝流程

兩(liang) 種方式各有優(you) 點，火法煉銅的優(you) 點主要是生產(chan) 效率高，能耗較低，電解銅的質量較好，且可以較好地回收銅礦中的有價(jia) 金屬；缺點為(wei) 硫化礦隨著持續的開采，品位逐漸下降，選礦費用將成倍提高，同時因其需要增設控製 SO2汙染的環保設施，所需設備流程相對複雜，整體(ti) 投資成本較高，經濟效益欠佳。濕法煉銅的優(you) 點主要是不產(chan) 生 SO2汙染，所需設備相對簡單，整體(ti) 投資成本較低，易於(yu) 實現機械化和自動化；但其缺點為(wei) 當前技術水平下原料的約束較多，既難以回收有價(jia) 金屬，同時其產(chan) 生的硫酸亞(ya) 鐵溶液可能會(hui) 導致環境汙染（見表 1）。現階段，火法煉銅仍是主流，因此本文重點關(guan) 注火法煉銅技術。

表 1 火法煉銅與(yu) 濕法煉銅的對比

火法冶煉可以粗略地分為(wei) “粗煉"和“精煉"兩(liang) 個(ge) 環節，粗煉環節即：銅精礦——冰銅——粗銅，精煉環節即：粗銅——陽極銅——精煉銅。其中，從(cong) 銅精礦到冰銅的過程是火法冶煉各種技術的主要差異所在，我們(men) 常見的一些技術術語，比如“頂吹"、“側(ce) 吹"、“閃速"等，均屬於(yu) 粗煉環節的各項技術。各個(ge) 技術之間從(cong) 流程、工藝、理念到優(you) 劣勢等各個(ge) 環節均有明顯差異，因此這裏重點對比各類熔煉工藝的區別與(yu) 優(you) 劣。

1、 傳(chuan) 統工藝

熔煉冰銅的傳(chuan) 統工藝主要有密閉鼓風爐、反射爐和電爐。主要區別在於(yu) 熔煉的主要設備、化學反應過程有差異，但本質上都是使銅精礦產(chan) 生氧化反應，目前均不是主流工藝，因此不做過多介紹，可以通過表 2 查看更多細節。（見表 2）

表 2 傳(chuan) 統冰銅熔煉工藝對比

現代熔池熔煉法優(you) 點明顯，一方麵，富氧空氣的股入可在短時間內(nei) 促進爐料與(yu) 空氣快速反應，熔煉能力強大。另一方麵，對原料的水分和形狀要求相對較少，熔煉時的煙塵率較低，且熔池可通過分區來控製不同的氧勢位。不過此方法對噴嘴、噴槍及冶金爐等設備有嚴(yan) 格的要求，設備較易損壞意味著需要經常更換維修。