銅工藝流程詳解

一、火法冶煉

火法煉銅是當今生產(chan) 銅的主要方法，占銅產(chan) 量的80%～90%，主要是處理硫化礦。火法煉銅的優(you) 點是原料適應性強，能耗低，效率高，金屬回收率高。火法煉銅可分兩(liang) 類：一是傳(chuan) 統工藝：如鼓風爐熔煉、反射爐熔煉、電爐熔煉。二是現代強化工藝：如閃速爐熔煉、熔池熔煉。

由於(yu) 20世紀中葉以來的能源和環境問題突出，能源日趨緊張，環境保護法規日益嚴(yan) 格，勞動成本逐步上漲，促使銅冶煉技術從(cong) 20世紀80年代起獲得飛速發展，迫使傳(chuan) 統的方法不得不被新的強化方法來代替，傳(chuan) 統冶煉方法逐漸被淘汰。隨之興(xing) 起的是以閃速熔煉和熔池熔煉為(wei) 代表的強化冶煉先進技術，其中最重要的突破是氧氣或富氧的廣泛應用。經過幾十年的努力，閃速熔煉與(yu) 熔池熔煉已基本取代傳(chuan) 統火法冶煉工藝。

1. 火法冶煉工藝流程

火法工藝過程主要包括四個(ge) 主要步驟：造鋶熔煉、銅鋶（冰銅）吹煉、粗銅火法精煉和陽極銅電解精煉。

造硫熔煉（銅精礦—冰銅）：主要是使用銅精礦造冰銅熔煉，目的是使銅精礦部分鐵氧化，造渣除去，產(chan) 出含銅較高的冰銅。

冰銅吹煉（冰銅—粗銅）：將冰銅進一步氧化、造渣脫除冰銅中的鐵和硫，生產(chan) 粗銅。

火法精煉（粗銅—陽極銅）：將粗銅通過氧化造渣進一步脫除雜質元素，生產(chan) 陽極銅。

電解精煉（陽極銅—陰極銅）：通過引入直流電，陽極銅溶解，在陰極析出純銅，雜質進入陽極泥或電解液，從(cong) 而實現銅和雜質的分離，產(chan) 出陰極銅。

2. 火法冶煉工藝分類

（1）閃速熔煉

閃速熔煉（flash smelting）包括國際鎳公司因科（Inco）閃速爐、奧托昆普（Outokumpu）閃速爐和旋渦頂吹熔煉（ConTop）3種。閃速熔煉是充分利用細磨物料巨大的活性表麵，強化冶煉反應過程的熔煉方法。將精礦經過深度幹燥後，與(yu) 熔劑經幹燥一起用富氧空氣噴入反應塔內(nei) ，精礦粒子在空間懸浮1-3s時間，與(yu) 高溫氧化性氣流迅速發生硫化礦物的氧化反應，並放出大量的熱，完成熔煉反應即造鋶的過程。反應的產(chan) 物落入閃速爐的沉澱池中進行沉降，使銅鋶和渣得到進一步的分離。這種方法主要用於(yu) 銅、鎳等硫化礦的造鋶熔煉。

閃速熔煉在20世紀50年代末開始生產(chan) ，已在四十多家企業(ye) 推廣應用，因為(wei) 不斷改進在節能環保方麵有著顯著成績。該工藝技術具有生產(chan) 能力大、能耗低、汙染少等優(you) 點，單套係統最大礦銅產(chan) 能可達40萬(wan) t/a以上，適用於(yu) 規模20萬(wan) t/a以上的工廠。但是要求原料進行深度幹燥到含水＜0.3%,精礦粒度＜1mm，原料中雜質鉛加鋅不宜高於(yu) 6%。工藝的缺點是設備複雜、煙塵率較高，渣含銅比較高，需要進行貧化處理。

（2）熔池熔煉

熔池熔煉包括特尼恩特煉銅法、三菱法、奧斯麥特法、瓦紐柯夫煉銅法、艾薩熔煉法、諾蘭(lan) 達法、頂吹旋轉轉爐法(TBRC)、白銀煉銅法、水口山煉銅法和東(dong) 營底吹富氧熔煉法等。熔池熔煉是在細小的硫化精礦加入熔體(ti) 的同時，向熔體(ti) 鼓入空氣或工業(ye) 氧氣，在劇烈攪拌的熔池內(nei) 進行強化熔煉。由於(yu) 鼓風向溶池中壓人了氣泡，當氣泡通過熔池上升時，造成“熔體(ti) 柱”運動，這樣便給熔體(ti) 輸入了很大的功能。它的爐型有臥、立式、回轉式或固定式，鼓風方式有側(ce) 吹、頂吹、底吹三種。

熔池熔煉是20世紀70年代開始在工業(ye) 上應用。由於(yu) 熔池熔煉過程中的傳(chuan) 熱與(yu) 傳(chuan) 質效果好，可大大強化冶金過程，達到了提高設備生產(chan) 率和降低冶煉過程能耗的目的。而且對爐料的要求不高，各種類型的精礦，幹的、濕的、大粒的、粉狀的都適用，爐子容積小，熱損失小，節能環保都比較好，特別是煙塵率明顯低於(yu) 閃速熔煉。