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有色冶炼工程及工程监理要点 重有色金属冶炼工程 （一）工艺简介 1．概述 重金属包括：铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑、铋等。 其冶炼方法可分为：火法冶炼和湿法冶炼，有些金属还可以采用混合的冶炼方法。 重金属冶炼如果按工艺流程划分，则有多种，如：鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼、闪速熔炼（奥托昆普闪速熔炼法、INCO闪速熔炼法）、回转式侧吹富氧熔池熔炼（诺兰达法、特尼恩特转炉熔炼法）、富氧顶吹熔炼（艾萨熔炼法、奥氏熔炼法）、富氧熔池熔炼（白银炼铜法、水口山炼铜法）、三菱法、瓦钮可夫法、旋涡顶吹法、烧结-鼓风炉熔炼法、氧气底吹炼铅（QSL法）、水口山炼铅法（SKS法）、基夫赛特法、竖罐炼锌、以及不同工艺的湿法冶炼等。单金属冶炼可以采用其中不同的多种工艺方法冶炼。 本部分将对铜、镍、铅、锌、锡金属在国内已经采用的冶炼工艺方法、主要设备和主要技术经济指标等作一简单介绍。 2．铜冶炼 （1）、冶炼工艺 全世界约有110个冶炼厂，火法冶炼仍然是主要的炼铜工艺。 ①、火法炼铜 火法炼铜包括造锍熔炼和铜锍吹炼两个过程。传统的造锍熔炼有鼓风炉、反射炉和电炉熔炼。这些熔炼工艺氧化富集的程度比较低，生产低品位铜锍，融化所需热源主要是靠外加热，产生的烟气量较大，其中含有炉料反应产生的SO2，而其浓度又不足以经济地制酸，排放至大气中造成污染。新的熔炼工艺是富氧强化熔炼，以反应热自热为主，烟气量小而SO2浓度高，可以制酸或制成其他含硫产品，如液体SO2或硫磺，达到节能和消除环境污染的目的。 新的强化熔炼又分成两大类：闪速熔炼和溶池熔炼。前者包括奥托昆普型闪速熔炼和国际镍公司型闪速熔炼。后者包括诺兰达法、特尼恩特法、三菱法、艾萨法、奥斯麦特法、瓦纽可夫法、白银法和水口山法等。 闪速熔炼开发最早，已推广了30多家，由于不断的改进，在节能环保方面成绩显著，最大的闪速炉一台炉子年生产铜300-400kt。 溶池熔炼开发较晚，流程比较简单，对原料的要求不高。灵活性比较大，因此发展比较快。可以根据不同的情况作出不同的选择，一般来说对年产300kt以上的大厂，闪速熔炼经验较多，而对于年产200kt以下的工厂，溶池熔炼更吸引人。 关于铜锍吹炼，目前仍以P-S转炉为主，它属于间断操作，现正在发展连续吹炼，日本的三菱连续吹炼炉最早用于生产。美国肯尼柯特公司投产了新开发的回转式连续作业的吹炼炉，还有奥斯麦特公司开发的顶吹浸没式喷嘴连续吹炼炉。 为了节能、环保、提高生产率、降低成本，世界各国都在相继对其旧的铜厂进行改造。实践证明，不管工厂规模多大，单台炉生产总是最经济的。所以改造时将多台炉子改为单台炉子生产。另外一种动向，就是在各种不同工艺中间，互相参考、互相利用、取长补短，以达到不断进步的目的。 ②、铜精练 铜的火法精练采用阳极炉，除一些小厂还用反射炉外，现普遍采用回转式阳极炉（最大的炉子350kt）。铜阳极板的浇铸以奥托昆普的自动定量浇铸机水平最高，世界各大铜厂普遍采用。阳极板的连铸机虽产品质好、自动化水平高，但投资高，并且电解时残极率高，未获大量推广。 近年来电解工艺有不少改进。特别是不锈钢永久阴极电解、阴极自动剥离技术推广较快，有澳大利亚的ISA永久阴极电解和加拿大的Kidd法永久阴极电解，工艺和设备大同小异。 电解液的净化以脱铜电解、蒸发结晶为主，还有采取萃取净化和诱导电积法的，电解槽结构最近推广聚合物混凝土整体浇制而成。耐酸性能好、槽壁薄、强度高、维修量小。 ③、湿法炼铜 10年前，湿法炼铜只是在世界上一些大露天矿利用表外矿石进行堆浸，然后将浸出的液用铁屑置换产出海绵铜，产铜量比较小。近几年，由于萃取技术的提高，堆浸浸出液通过萃取获得富铜液，然后电积产铜，使湿法炼铜获得较大的发展。湿法炼铜年产铜量已达到2310kt（主要在美国和智利）。不但一些大露天矿的表外矿石采用堆浸，就是一些老矿山也改为就地浸出。一些新开发的矿山，如氧化铜矿或适于浸出的硫化矿，矿石采出经破碎成细粒用大型浅层浸出槽浸出；对硫化矿则采取细菌浸出。当浸出液含Cu1－5g/L时，经过溶剂萃取，可以提高到40－50 g /L，并除去Fe和其他杂质，直接电积生产铜。 （2）、 21世纪展望 21世纪铜在经济上的地位不会降低，铜在电力、运输等工业部门的消耗仍将保持重要位置，建筑行业用铜量也正在加速增长。今后十年内，发展中国家铜的增长速度将大于发达国家。中国铜的消耗量可能达到每年2000kt，人均消耗量将接近世界平均水平。 今后，在铜的生产中，二次铜的回收会有很大的增加，矿山产铜量的增长速度将低于电解铜生产的增长速度，火法炼铜仍将是主要的工艺，原矿浸出萃取电积工艺会有较大的发展。 由于环保的要求越来越高，因此，要求硫的捕集率要达到99%以上。但硫酸的销售仍然是一个比较大的问题。 对火法强化熔炼工艺，今后若干年