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有色金属冶金学课程论文 铜冶金的现状及其湿法冶金的发展 PAGE 2 铜冶金的现状及其湿法冶金的发展 张芬萍 河北理工大学 有色金属冶金 2007010301 E－mail： xiandao－001@163.com 摘 要：目前铜冶金工业仍然是以火法为主。而近年来铜的湿法冶金技术受到了人们的极大关注，越来越广泛的应用于低品位氧化矿的处理、废铜资源的回收等方面。本文主要介绍了铜冶金的发展现状，以及其湿法冶炼的工艺的发展。 关 键 字： 铜， 发展现状，湿法冶金 铜是人类应用的最古老的金属之一，它有很长的、很光辉的历史。考古学证明，早在一万年前，西亚人已用铜制作装饰品之类的物件。铜和锡可制成韧性合金青铜，考古发现在公元前约3000年，历史已进入了青铜时代。而今铜的化学、物理学和美学性质使它成为广泛应用于家庭、工业和高技术的重要材料。铜具有优良可锻性、耐腐蚀性、韧性，适于加工；铜的导电性仅次于银，而其价格又较便宜，故而被广泛应用于电力；铜的导热性能也颇佳；铜和其他金属如锌、铝、锡、镍形成的合金，具有新的特性，有许多特殊的用途。铜是所有金属中最易再生的金属之一，再生铜约占世界铜供应总量的40%。铜以多种形态在自然环境中存在，它存在于硫化物矿床中（黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、蓝铜矿）、碳酸盐矿床中（蓝铜矿、孔雀石）和硅酸盐矿床中（硅孔雀石、透视石），也以纯铜即所谓“天然铜”的形态存在。铜以硫化矿或氧化矿形式露天开采或地下开采，采出矿石经破碎后，再在球磨机或棒磨机中磨细。矿石含铜一般低于1%。 国内外铜冶金的发展现状及其发展趋势 1.1 国内外铜冶金的发展现状 目前国内外的铜冶炼技术的发展主要还是以火法冶炼为主，湿法为辅。铜的火法生产量占总产量的80%左右。目前，全世界约有110座大型火法炼铜厂。其中，传统工艺（包括反射炉、鼓风炉、电炉）约占1/3；闪速熔炼（以奥托昆普炉为主）约占1/3；熔池熔炼（包括特尼恩特炉、诺兰达炉、三菱炉、艾萨炉、中国的白银炉、水口山炉等）约占1/3[1]。火法炼铜之所以占主导地位，是由于火法冶金的特点所决定： （1） 在高温下有较高的反应速度； （2） 能够应用温度的变化来改变化学平衡移动的方向，达到冶炼的目的； （3） 金属硫化物在氧化性的火法冶金过程中就是一种“低发热值”的燃料； （4） 火法冶金生产过程中，产物的金属浓度超过湿法冶金的数10倍之多，因此能高效地处理大量的矿石或精矿，适应大规模工业生产要求； （5） 冰铜、 粗铜与熔渣分离比较简单； （6） 贵金属回收率高，且易行； （7） 炉渣在自然环境下较为稳定，不造成二次污染。 铜火法冶炼的原则工艺流程如图1所示。 硫化铜矿（0.5%～2%） 浮选 浮选 硫化铜精矿（20%～30%Cu） 熔 剂 空气、燃料 造锍熔炼 造锍熔炼 冰铜（锍）（30%～70%Cu） SO2烟气 炉渣 吹 炼 吹 炼 经处理 粗 铜 回收铜后废弃 回收生产 火法精炼硫酸等 火法精炼 阳极板（99.5%Cu） 电解精炼 电解精炼 电 解 铜（99.5%～99.98%Cu） 图1 火法炼铜原则工艺流程 自20世纪60年代以来，世界铜火法冶炼技术有了长足的发展[10]。 氧气的利用更为广泛，富氧浓度已大大提高；各炼铜厂的装备水平和自动化程度都有较大的提高；以计算机为基础的DCS集散控制系统已为更多的炼铜厂采用，使冶炼工艺的控制更为准确；冶金工艺参数（如温度、加料量等）的测定手段更为先进，测得的数据也更为可靠，如艾萨炉熔池，温度直接连续测定的实现可是熔池温度控制在±5℃ 闪速熔炼技术[2]作为活法炼铜的主体技术之一也得到了极大的改进，鼓风中富氧浓度大大提高，现在最高已达90%，其次是炉体强化冷却结构更加先进，越来越多的工厂采用中央精矿喷嘴，实行“四高”（高投料量、高富氧浓度、高热强度、高锍品位）操作，使单炉生产能力大大提高，如美国的犹他冶炼厂闪速炉，富氧浓度为80%～90%，锍品位为69%，单炉精矿处理量高达160～170t/h[2]。新开发的浸没顶吹熔池熔炼工艺（包括艾萨法和澳斯麦特法）迅速被世界上很多工厂采用，其推广速度超过了原有的诺兰达法和特尼恩特法的推广速度。特别是艾萨法更为成熟、可靠，受到更大的重视。印度斯特来公司炼铜厂的艾萨炉采用的富氧浓度达78%～80%，产出的锍品位为65%