铜冶金与发展现状

1、铜冶金与发展现状X X X1 X X X2（1 贵州大学 550003 2 贵州大学 550003）摘要 认识铜冶金和了解铜冶金的技术发展是非常重要的，下面主要介绍了我国铜冶金生产技术在熔炼和电解工艺方面的进步，其中包括铜熔炼、闪速熔炼技术、氧气顶吹炼铜技术、冰铜吹炼、火法精炼、杂铜的精炼、铜冶炼烟气制酸、电解精炼、电解液净化、“水口山炼铜法”新工艺等新技术的采用以及我国铜电解技术的进展和遇到的问题，最后还对未来铜冶金进行了论述。关键词 中国有色金属工业 铜冶金 铜熔炼 铜电解 精炼 电解液净化Copper metallurgy and development situationXXX1 XX

2、X2(1 guizhou university 550003,2 guizhou university 550003)Abstract Know the metallurgical and understand the development of metallurgical technologies is very important, china metallurgical mainly introduces the technique of production and workmanship is the actual progress, including copper is, fl

3、ashing the speed is a technical, oxygen from the top brass, from the fire matte, refining, a method of refining the brass, copper smelt the smoke made the acid and of the electrolytic refining and measuring electrolyte, "clean mountain" the army of the new method for apply new technologies

4、 and the actual progress and the technical problems, The end of the metallurgical carried out on the bronze.Keywords Chinese nonferrous metals industry; Copper metallurgy; CoPrex·smelting; Coppereleetrolysis; Refining; Measuring electrolyte purification1 前言 铜是国民经济发展的重要原材料。2005年，在中国消费快速增长的带动下，世界

5、铜矿和精铜的产量均出现了一定的增长，产量分别为1498万t和1634万t，增幅均为3.1%。中国铜产量和消费量均出现了快速的增长，2005年中国铜产量为253万t，同比增长23%。2006年,中国铜产量为290万t左右，由此可见，中国铜工业在飞速发展1,2。铜价方面，近年来，我国铜价受到各方面因素的制约。铜价表现为，以中国和印度的经济增长为代表的消费需求,与丰富的天然铜矿资源和开采冶炼技术进步代表的生产供给的对峙。由于供需两个方面发展前景都非常良好，铜价并不像油价一样拥有一个长期基本面的支撑，所以，长期铜价依然存在着宽幅振荡的特点。从2004年下半年开始，铜价和铜精矿加工费(TC/RC)都处在

6、高企价位，而且持续时间之长，都是前所未有的。2007年4月底，国际现货市场铜价更是突破了7130美元/t，创造铜价历史的最高水平，而且不排除有继续攀升的可能。对于中国铜工业来说,大力发展中国铜工业是全球经济一体化下的迫切需求。目前,我国是全球铜消费量位居首位的国家,同时也是铜加工工业大国,受到了社会各界的高度关注,因此从科学发展观的高度,探索我国铜冶金技术行业发展的路子非常重要。2 我国重有色金属工业发展概况我国有色金属资源的品种与数量，长期以来虽始终位居世界百多个国家的前列，但本世纪50年代以前，中国没有任何现代化的有色金属工业以及相应的科学技术。建国以后，我国的有色金属工业由无到有，从小到

7、大，取得了显著的进步和发展，但主要的生产工艺技术与装备仍远远落后于世界先进水平。一统天下的计划经济模式与不重视科学技术的做法，严重制约了有色金属工业的发展，10种常用有色金属用了30年的时间，即到1979年才突破了100万t大关;10种常用有色金属的大部分仍需大量进口。改革开放以来，党和政府为了加速有色金属工业的发展，于1983年组建了中国有色金属工业总公司，使我国的有色金属工业得到了持续、稳定、迅速的发展。10种常用有色金属只花了10年时间就突破了200万t，超越300万t大关只用了5年，即1993年10种常用有色金属产量3取得了343.15万t的突出成就，位居世界第四位;10种常用有色金属

8、中的铜、铅、锌、镍、锡、锑产量达213.3万t，是1982年的2.54倍，缓解了国氏经济发展对有色金属需求的矛盾，改写了大量依赖进口的落后历史，实现了出口增长率大于进口的良性局面，1993年出口锑5万余吨，铅锌则由1982年的进口12.8万t，变为1993年的出口25.4万t，其他金属也有出口，做到了有进有出3。由于中国有色金属工业总公司重视大中型骨于企业的基本建设和技术改造，近十年来相继有金川镍基地、西北铅锌基地、江西铜基地、来宾冶炼厂的建成投产，以及株洲冶炼厂、金川公司冶炼厂、葫芦岛锌厂、沈阳冶炼厂、韶关冶炼厂、云锡公司冶炼厂、铜陵公司冶炼厂、水口山矿务局铅锌厂等企业开发并引进了一系列先进

9、技术与装备，使我国重有色金属的冶金生产工艺、技术装备、环境保护、综合利用等较之于十年前，均有了长足的进步。重有色金属的产品品种与质量更有了飞速发展，有近半数的产品是按国际标准组织生产的，铜、铅、锌、锡、锑等大宗产品均已在国际市场上注册。近十多年来我国有色金属工业的迅速发展，大大缩小了与国际先进水平的差距，奠定了有色金属工业现代化基础。本文重点介绍我国铜冶金生产技术在铜熔炼和铜电解工艺方面的进步。3 我国铜熔炼技术进步建国以来，国家重视铜工业的发展。至1990年底，累计固定资产投资的总额约占有色金属工业总投资的24.5%，建成铜联合企业5个，铜矿山99座，粗铜冶炼厂14家，电解铜厂67家，铜加工

10、厂400多家，形成采选冶综合产铜能力55万t(其中采选能力30万t、冶炼能力60万t、加工能力65万多吨)4。近十年来，通过技术改造与先进技术装备的引进，使我国铜冶金生产技术有了显著进步。3.1 铜熔炼熔炼是铜冶炼过程中的重要环节，也最容易造成环境污染，近期国内几个大厂的技术改造都将熔炼系统的技术方案作为重点，选择适合自身特点的先进熔炼技术和设备。3.2 闪速熔炼技术目前闪速熔炼仍然是世界铜熔炼的主流工艺技术，而且日臻成熟。闪速熔炼以其技术成熟可靠、热强度高、单炉处理量大、炉子寿命长、保效果好的特点受到国内外大、中型铜冶炼厂普遍重视。在精矿喷嘴结构不断更新完善、操作控制上采用高富氧浓度、高冰铜

11、品位、高操作温度、高热强度及炉体冷却系统改进后，闪速熔炼单台炉子的处理能力大大提高。80年代前，我国铜冶金生产的工艺技术以鼓风炉和反射炉熔炼为主，能耗高、污染严重，机械化自动化水平很低。1985年11月贵溪冶炼厂的建成投产，实现了我国炼铜工业的历史性突破:采用了先进的闪速炉熔炼、炉渣电炉贫化、转炉渣选矿、大型卧式旋转精炼炉(容量240t)及圆盘阳极定量浇涛机、大极板、长电解周期的电解精炼、极板处理与电解液循环及废电解液净化技术、两转两吸的冶炼烟气制酸、环保工程及余热发电系统等，设备的大型化及主要工艺过程的计算机在线控制，均足我国前所未有的，使我国铜冶金的工艺技术与装备达到了国际先进水平，冶炼回

12、收率达97%以上，硫回收率高达95.8%96%，设备作业率达96.34写、超过95%的设计指标。余热发电量占全厂生产用电量的50%以上，冶炼工人的实.物劳动生产率为634t/人.a，大大高于国内同行业的水平5。贵溪冶炼厂并未因是引进的先进工艺而固步自封，在消化引进技术的同时，瞄准世界先进水平，于1988年启动了一系列重要的技术改造工程。冶炼方面最主要的有富氧闪速熔炼挖潜节能工程、金银回收改造工程及氧化砷处理工程等。富氧闪速熔炼技术改造的主体项目是强化精矿干燥，提高干燥效率及处理能力，引进日本东予厂的中温富氧熔炼技术与精矿喷嘴，以强化熔炼工艺，提高冰铜品位，采用转炉富氧吹炼高品位冰铜技术。富氧熔

13、炼的工艺技术改造工程包括6500制氧站建设、熔炼系统改造和硫酸系统改造三大部分，累计投资1.2亿元人民币，1994年全部竣工投入试运行。改造后的贵溪冶炼厂1994年在铜产量、质量及技术上取得三个重大突破6:一是闪速炉平均日精矿投料量从改造前的1050t增至1542t，最高日投料量达1680t;阳极铜、电铜产量双双突破10万t(阳极铜10.2万t、电铜10.16万t)，硫酸产量上40万t(41.5万t)大关，产铜量比技改前增加3万t。这标志贵冶一期工程超过了设计生产能力，我国铜工业结束了徘徊局面，二是“贵冶牌”电铜1993年4月升格为一类品，质量达国际A级铜标准。4000多吨电铜出口英国、意大利

14、、德国、日本等，创汇1000多万美元，为“贵冶牌”电铜在伦敦金属交易所注册成功奠定基础;三是成功地对闪速炉进行首次冷修，炉龄达9年，比日本同类炉东予冶炼厂的延长2年，达世界最先进水平，闪速炉仪表、计算机改造的科研攻关，只用12个月就完成了日本需3.3 氧气顶吹炼铜技术目前，两种氧气顶吹炼铜技术澳大利亚的芒特艾萨熔炼和澳斯麦特熔炼均已进入中国。氧气顶吹炼铜技术的优点是原料预处理比较简单，不需要深度干燥，对入炉物料的要求不太高，投资较低。中条山有色金属公司侯马冶炼厂是世界上首家采用澳斯麦特炼铜技术的工厂，它拥有1台澳斯麦特炼熔炼炉和澳斯麦特炼吹炼炉，两炉之间设有沉淀池，对冰铜和渣进行分离，冰铜由溜

15、槽进入吹炼炉。工程投产初期存在炉体晃动、耐火材料寿命短、渣含铜高等问题，但经过一段时间的摸索和改进，现已能维持生产，但吹炼炉依然需要解决喷枪和耐火材料寿命短，作业率低，不能与熔炼炉的能力匹配的问题。艾萨熔炼与澳斯麦特熔炼原理基本相同，只是喷枪和炉体结构上有差异。云南铜业股份公司在确定熔炼系统改造方案时认为，艾萨公司在长期的生产和改造过程中积累了丰富的经验，相对于澳斯麦特技术更成熟可靠，所以选择了艾萨熔炼技术取代传统的电炉熔炼，成为世界上第三家采用艾萨熔炼技术的工厂。 云铜艾萨熔炼炉设计能力为14万t/a，实际能力可达20万t/a。 改造工程已于 2002 年5月完成"并顺利投入运行。

16、铜陵有色金属公司金昌冶炼厂在选择熔炼技术改造方案时对以上两种工艺的优点及存在的问题进行了分析，认为艾萨公司有实践经验，其熔炼炉加电炉贫化、转炉吹炼的操作模式成熟可靠，但澳斯麦特公司在喷枪结构上有较快的发展，而且金昌冶炼厂已有3台可利用的转炉，所以该厂最终选择了熔炼炉加电炉贫化、转炉吹炼的模式和澳斯麦特的喷枪技术，也就是将两家技术的优势结合起来，并且对熔炼炉冷却系统进行了改进，增加了冷却水套，使工艺方案更加稳妥和完善，该工程现已进入试生产阶段。3.4 冰铜吹炼3.4.1转炉吹炼目前国内各厂的铜产量在不断增加，其中贵冶的粗铜生产能力已突破30万 t，而金隆、云冶等厂也超过15 万t，所以要求转炉设

17、备大型化7。贵冶的转炉尺寸已由早先的加大到，金隆的转炉由加大到，而云冶新上的转炉为。除了尺寸大型化以外，在转炉操作方面，高品位冰铜（63%）的吹炼以及富氧（25%）吹炼已得到成功应用，大大强化了吹炼过程。转炉采用伞齿传动减速机，避免启动过载效果明显；加强水冷烟罩的密封性能，漏风率由100%以上降到50%鼓风机采用前导向叶片，风量更易于调节。总之，近几年转炉吹炼从设备到操作都有了较大的改善，但间断操作引起烟气量波动、炉口漏风、烟气、SO2浓度低、吊车作业频繁、烟气的低空污染等依然是亟待解决的问题。3.4.2连吹炉吹炼在大中型冶炼厂的技改方案中，密闭鼓风炉熔炼属于被淘汰的工艺，但目前我国年产量在1

18、3万t左右熔炼铜精矿的小厂中，它却被作为首选的工艺方案，如浙江的富春江、山东的烟台、余姚的舜奇、东北抚顺的红透山冶炼厂，包头冶炼厂等等，主要原因是这些工厂均选择烟气SO2浓度相对较高的连吹炉进行吹炼，而不是与转炉吹炼配套。连吹炉的优点是炉体密闭性能好，出炉烟气SO2浓度可达9%13%，而且烟气量稳定，与密闭鼓风炉烟气混合进入制酸系统后，可采用两转两吸工艺制酸，尾气可达标排放。连吹炉经近几年的改进，单台炉床的面积已达12，但由于连吹炉连续进出料，流量小，又完全靠自热平衡，进入的冰铜品位不能太高"而且由于炉体无法转动，所以炉床不能太长太宽，连吹炉的单台面积难以增加。另外，连吹炉耐火材料寿

19、命较短，一般3个月左右炉体就要大修。 所以采用密闭鼓风炉加连吹炉工艺的工厂产量难以扩大。虽然在一定时期内密闭鼓风炉、连吹炉工艺仍将与大冶炼厂的先进技术共存，但随着环保要求的日益严格以及规模化、集约化的生产趋势，密闭鼓风炉与连吹炉工艺最终将被其它工艺取代。3.5 火法精炼3.5.1 粗铜的火法精炼3.5.1.1大型的阳极炉和浇涛机传统固定式精炼炉主要依靠人工操作，劳动强度大、环保效果差、易跑铜、难控制，其正逐步被机械化程度高、炉体密闭、易操作的回转式阳极炉所替代。 转炉的大型化必然使阳极炉和浇铸机也趋向于大型化。贵溪冶炼厂二期从国外引进的阳极炉已达350t， 金隆的阳极炉为300t，云铜的阳极炉

20、为350t，贵冶三期国内自行设计制造的350t阳极炉（）和引进的100t/h的双圆盘阳极板浇铸机已在安装调试8。3.5.1.2采用固体燃料和还原剂的回转式阳极炉一般的回转式阳极炉均以重油或可燃气体作为燃料，还原剂为气体。云南铜业股份有限公司地处西南边陲，重油的供应比较困难，所以选择阳极炉炉型时进行了多次研讨"最终选用采用固体燃料和固体还原剂的350t回转式阳极炉，同时对炉子的操作#炉渣的处理#炉体的设计#粉煤烧嘴的结构、还原剂的加入方式、烟气系统的设置等作了多方面的论证，确保新型的阳极炉稳妥可靠，它是我国第一台用粉煤作燃料和采用固体还原剂的回转式阳极炉，对今后少油地区实现以煤代油有着

21、重要的意义。（3）阳极板浇铸机的发展目前国内几家工厂使用的大阳极板浇铸机均从芬兰奥托昆普公司引进。其浇铸能力由早期的45t/h发展到85t/h，贵冶，云冶和大冶近期引进的双圆盘浇铸机能力已达100t/h。在定量浇铸系统的结构，浇铸机的传动方式"控制系统及喷涂，取板等方面又有不断更新!浇铸机的可靠性和精度得到进一步的保证。3.5.2杂铜的精炼国内杂铜精炼一直沿用固定式反射炉，但固定式反射炉存在许多缺点， 特别是精炼杂铜时渣量大，依靠人工扒渣，劳动强度高，作业率低。倾动式阳极炉是德国Merz公司研制开发的，专门用来处理废杂铜、粗铜、电解残极等固体铜料。由于倾动炉综合了固定式反射炉和回转式

22、阳极炉的优点，特别适合处理固体物料，加料、扒渣方便，热效率高，氧化还原作业无需人工操作，劳动强度低。倾动炉可使用气体还原剂，解决了固定式反射炉用重油还原产生黑烟污染的问题，利于环保。目前国外工厂应用较多。贵冶三期工程10万t杂铜精炼车间选择了倾动式阳极炉，炉子容量为350t，重油和氧气做燃料，LPG做还原剂，配置加料量为3.5t/次的地面式加料机，炉后设余热锅炉和收尘系统。倾动炉技术和关键部件从国外引进，但大部分钢结构件和耐火材料在国内制造。贵冶350t倾动炉已投入生产。3.6 铜冶炼烟气制酸随着新材料、新设备的不断涌现，国内外冶炼烟气制酸技术发展很快，在环保要求日益严格的情况下，处理具有特殊

23、性质的冶炼烟气，其在新技术新设备的应用上和自动控制水平的发展方面都要快于其他原料制酸工艺。我国铜冶炼烟气制酸方面的主要技术进步有：3.6.1动力波烟气净化洗涤技术以前采用的传统工艺为空塔填料塔间冷器电除雾器，设备庞杂、除尘效率低、易堵塞，现采用动力波洗涤技术，强化了净化能力，简化了工艺流程。金隆、贵冶近几年的实践证明，动力波技术具有洗涤效率高，烟气波动适应能力强，不堵塞，运行可靠，基本无维修等优点。不足的是系统阻力损失偏大，但通过合理选择工艺参数及调整设备组合，系统阻力损失可控制在适当的范围，对老硫酸系统的改造来说，该技术可避免更换风机增加投资。3.6.2低位高效干吸技术低位高效干吸系统是干吸

24、工序的一个重大革新，在配套较多分酸点的管槽式分酸器及高效纤维除雾器的前提下，将空塔气速提高到传统干吸塔的1.5倍以上，而填料高度仅为传统干吸塔的一半左右，相应干吸塔及循环槽规格缩小。另外一吸、二吸循环槽共槽，简化了配置!同时自控回路也相应减少。干吸塔的低位配置也是该技术的一大特色。3.6.3高浓度SO2转化技术我国已有多个SO2浓度在4.5%5.5%时实现双接触转化的成功范例,可以说我国在低浓度SO2烟气双接触转化方面已达世界先进水平。 近几年，我国又在高浓度SO2转化方面取得了进步，目前贵冶、金隆烟气SO2浓度在12%时，转化率达99.7%99.8%，尾气不用处理，可达标排放。在转化器结构方

25、面，高效、简化的不锈钢转化器和新型触媒的应用进一步提高了转化率，减少了运行费用。3.7 电解精炼国内近几年铜电解生产能力增长较快，2002年底，贵溪冶炼厂的铜电解生产能力已达到 40万t/a，成为我国电解能力最大的工厂。 而云铜、金隆等的电解能力也超过了15万t，大冶、金川也将超过10万t。 各厂在改扩建时均想方设法提高电解技术装备水平，确保阴极铜的质量。3.7.1大极板电解大极板电解工艺采用大跨度厂房、大电解槽，厂房的面积可以减少。在配备了极板连动作业机组和专用吊车后，机械化、自动化水平大大提高，劳动强度减轻。继贵溪、金隆和沈新采用大极板电解工艺后，2001年金川公司第二冶炼厂5万t/a电解

26、系统和大冶冶炼厂也相继采用了大极板常规电解工艺，并配备了相应的极板连动作业机组和专用吊车及吊车自动定位系统，不仅工厂的整体装备水平有了很大的提高，而且为今后扩产留下了较大的空间。国内有关工厂的实践证明，一套极板连动作业机组的能力可满足1015万t/a电解产量的需要，所以大冶和金川公司将来只需增加部分厂房和电解槽即可将产量提高到10万t以上。3.7.2不锈钢阴极电解不锈钢阴极电解工艺是采用不锈钢板阴极代替铜始极片， 阴极铜产品从不锈钢阴极上剥取，不锈钢阴极再返回电解槽中继续使用。不锈钢阴极法无始极片生产系统，简化了生产过程。由于不锈钢阴极平直，生产过程中短路现象少，不仅提高了产品质量，而且可采用

27、较高的电流密度和较小的极距，鉴于不锈钢阴极法的优越性，贵冶三期工程经投资分析比较，电解工艺方案选择不锈钢阴极电解工艺中的艾萨法。贵冶20万t/a的艾萨法电解车间已顺利投产，引进了39 000片不锈钢阴极板和2台剥片机组、1台阳极加工机组以及1台残极洗涤机组、2台专用吊车。由于艾萨法的优点，加之完全国内设计以及大部分设备国产化，该电解车间的工程投资比建设同等规模的传统大极板工艺车间的投资要低10%左右，但产品质量和技术装备水平完全上了一个档次。艾萨法的成功应用，标志着我国在铜电解技术方面已达国际先进水平。3.8 电解液净化电解液净化是电解生产过程中不可缺少的部分，而电解液净化流程和净化除杂的效果

28、直接影响电解的生产成本和阴极铜的质量。传统的电解液净化流程分为脱Cu、脱As、Sb、Bi和脱Ni 3部分。由于各厂的阳极板杂质情况及副产品的销路不同，所以选择的电解液净化方案也不相同，因而杂质的脱除效率和净液量也有较大的差别。近几年各厂在电解液净化工艺中应用比较成功的方法主要有以下几种：3.8.1对单一杂质的脱除积累最快的杂质采用单独脱除的方法，可减少电解系统的净液量，如有些工厂加BaCO3共沉淀脱除Bi就取得非常好的效果，脱Bi率可达90%以上，而溶液中的Cu离子仍然保留，这样避免了电积脱As、Sb、Bi先脱Cu，电解液中Cu离子偏低和净液量大的问题。3.8.2控制杂质浓度控制电解液中某一杂

29、质浓度而抑制其它杂质从阳极板中溶出，使杂质大部分进入阳极泥，降低了电解液中杂质的浓度，大大减少了电解液的净化量。贵溪冶炼厂采用这一技术"在电解产量增加20万t/a 后，仍然利用原有20万t/a电解能力的净液系统，稍加改造后即可满足40万t电解能力的需要，大大节约了基建投资和生产成本9。3.8.3式真空蒸发器浓缩生产硫酸铜采用板式真空蒸发器取代传统的列管式真空蒸发器浓缩生产硫酸铜。列管式换热器存在设备庞杂占地多、容易结垢难清理、换热效率低等缺点。板式真空蒸发器蒸发效率高，设备紧凑，占地小，蒸发器由板片装配而成，易拆装，清理方便，加之配置了自动控制系统，可完全实现连续自动化生产。国内首套

30、全自动连续浓缩生产硫酸铜的板式真空蒸发器组已在大冶投入运行，贵冶和金川公司也应用了该技术。3.9 “水口山炼铜法”新工艺“水口山炼铜法”属熔池熔炼冰铜新工艺10。它是将硫化铜精矿，含铜杂料与熔剂混合制粒后直接加入可沿水平轴旋转90。的密闭转炉(即水口山熔炼炉)内，富氧空气由炉底喷枪送入，形成强烈搅动的熔池。该工艺首次采用空气作氧气喷枪冷却保护气体，使氧枪寿命提高到5000h以上，居世界领先地位。该工艺完全实现自然熔炼，能耗较低。对原料适应性强，既能处理一般铜精矿，又能处理其他含铜杂料，特别是能处理高砷物料，并回收砷。可处理含水6%7%的湿料，也可处理块料。4 我国铜电解技术进展铜的电解精炼依然

31、是常规电解工艺，尚不存在为其他方法所取代的间题。我国铜电解工业近十年的技术进步，主要表现在极板的制作与出装槽的机械化自动化、电解液循环及净化工艺的完善。具有代表性的有沈阳冶炼厂、上海冶炼厂、云南冶炼厂和贵溪冶炼厂。沈阳冶炼厂至1991年拥有棍凝土衬铅铜电解槽576个，具有电铜6万t/a、硫酸铜3500t/a、硫酸镍200t/a的生产能力。70年代前，始极片的穿孔、拍平、切耳、压平、锤紧、穿棒、上架等作业，基本上是手工劳动，生产率低、质量无保证。该厂于1969年开始了始极片加工机械化联动机组的研制，经过不断改进和完善，于80年代初定型，实现了始极片加工过程的机械化白动化。联动机组为9.61

32、15;l.16×2.44，生产能力达600620片/h，只需二三人循环操作。为了有利于提高电流密度、电铜质量和贵金属回收，至1984年该厂已将219个两级槽改成182个单级循环槽，加强电解液净化，控制镍含量小于15g/L，适当提高电解液温度，并将电解液由下进上出改为上进下出，循环速度严格控制在2030L/min，极距由70增至80，槽深增加100，等等，从而满足了高金银铜阳极的电解，电铜质量也有提高。对铜电解而言，阳极板的物理规格质量也是个重要影响因素。80年代前，我国主要冶炼厂铜阳极板的铸型，大多是直线型浇铸机，出力小，无自动定量浇铸功能，极板重量误差大飞边毛刺多。1988年由南昌

33、有色冶金设计研究院为上海冶炼厂设计成功铜阳极板圆盘自动定量浇铸系统，可自动完成称量、浇铸、冷却、脱模、取板、堆板和输出过程，出力2022t/h，每块(150kg)浇铸周期26s，极板物理规格好，保证电解作业的顺行，残极率降低2%4%，是首台国产化的铜阳极自动定量浇铸机，对我国大多数电解铜厂具有推广意义。上海冶炼厂的铜电解有独到之处：当阳极含杂质高时，采用较高的电解液温度又6267)和较大的电解液循环速度(3040L/min)，通过精心操作能保证在330A/高电流密度和短极距下生产出表面光滑、结晶致密的电铜。采用空心(或实心)高压聚乙烯塑料球覆盖电解液和贮液槽，节约蒸汽20%左右，并使空气中酸含

34、量由2mg/下降到0.714mg/，达到环保标准。80年代以来，云南冶炼厂铜电解的技术进步是令人瞩目的。最主要的有：采用自己独特的新型电解槽结构及配置，这两项技术改造使导电母线长度缩短了50%，生产能力提高了41.6%，比新建同规模厂节省投资3000多万元。电解液净化系统采用了连续脱砷锑技术，将电解液的下进上出改为中进两端出，可有效控制电解液的循环速度，电解液微机控制，自动分析。该厂通过以上技木改造，使其电铜生产能力由1978年的4.5万t/a增至目前的8.7万t/a，电铜质量完全达到国际A级标准11。当然，最能体现我国铜电解工艺技术水平的则是贵溪冶炼厂。该厂铜电解的工艺技术与主要设备从日本引

35、进。主要特点：一是设备先进，阳极板的整形排板、始极片的制做与排板、成品电铜的洗涤堆放、导电棒的储运、电解短路遥控等，均为高度的机械化自动化作业，二是大型化，一期设计规模为年产电铜7.5万t，电解槽共有356个，每槽有效容积9.5，是国内其他厂的23倍，大极板，尺寸为1000×1000mm，阳极块重360380kg，阴极块重140155kg，是国内其他厂的2倍以上，长电解周期，分别为24天及12天，三是废电解液的连续脱铜除砷技术，可获最佳脱砷效果，砷锑的脱除率分别为70%85%，链的脱除率达90%以上，脱铜率达98.5%99.6%，残液含As<0.5g/L，过程产生的AsH3少，

36、浓度低于lppm，完全符合安全及环保要求；四是槽内循环供液技术，即采用槽中部下进液、两端上排液，调节精度达3L/min左右，槽内铜离子浓度差小于3g/L。正是由于工艺技术的先进性，使贵溪冶炼厂铜电解工人实物劳动生产率最高，达57t/人·月，是国内其他铜电解工人生产率的3倍以上，吨电铜的直流电耗只有230Kw·h，年均电流效率达95.7%，超过国际先进水平12。湿法炼铜工业，除在德兴铜矿(年产l000t精铜)和玉龙铜矿做过较大规模的堆浸试验外，在我国始终未形成气候。由于常规的采选冶工艺复杂、建设投资大、能耗高、污染严重等弊端，浸出一萃取一电积湿法炼铜工艺已引起人们的极大关注。

37、近几年来，北京矿冶研究总院为氧化铜矿处理开发出的湿法工艺13受到欢迎，为不少小厂所采用。生产实践表明，浸出一萃取一电积湿法工艺对从含铜废石、表外矿及低品位氧化铜矿中回收铜的生产成本低于传统的阴极铜生产工艺。可以预言，在不远的将来，铜萃取技术在我国铜生产工业中将占有不容忽视的地位。5 中国铜工业发展中遇到的问题5.1 铜资源不足我国己探明的铜金属贮量虽然有6000多万t，但贫矿多、富矿少，已建成99座铜矿山生产规模都比较小，每年产出精矿含铜量不足50万t，只占我国粗铜冶炼能力的60%，而且这些矿山大部分是50年代、60年代建设的，工艺和设备都很落后，经过几十年的开采已出现了资源枯蝎、矿石品位下降

38、的趋势，如果没有新的接替矿山，到2000年铜矿石的出矿能力将有26%消失14。在未开采的3000万t铜金属贮量中或者矿石品位低，或者开采条件不好(高海拔地区或缺水、缺电)，或者在提取技术上存在一些问题，或兼而有之。列入“九·五”规划的计划开采的11个铜矿点保有金属贮量1800万t，即使全部开发利用，每年也只能提供1015万t金属量，因此我国铜资源缺口很大15。5.2 工业结构不合理我国采用自有资源生产的铜不到50万t，而1998年我国电解铜的产量己达到120万t，铜加工材的产量达到146万t。矿山、冶炼、加工这三个环节形成典型的“倒宝塔”，因此我国每年都要进口大量的铜精矿、粗铜和电铜

39、16。如1998年进口精矿11829万t(含铜金属量33.12万t)，总的进口的钥金属量达到70万t。5.3 铜冶炼与加工技术与国外先进水平差距很大我国少数几个大型的铜企业的冶炼工艺虽然可以说已荃本达到了国外90年代初的水平，但众多的中、小铜冶炼企业仍然采用反射炉、鼓风炉。生产规模小、工艺和设备落后、污染严重的状况没有得到根本改变。硫的利用率只有6070%。铜加工企业与国外相比也有很大差距，按国际标准生产的铜加工材只有15%，众多的铜加工企业和装备都很落后，不能连续生产，尤其是品种和质t是主要薄弱环节。湿法炼铜技术近年来虽然有了很大的发展，但规模小，装备水平差，生物冶金技术和地下溶浸技术都还刚

40、刚起步，与国外仍有很大的差距。随着我国国民经济的发展，对铜的需求量逐年增加，预计到2000年我国对铜的需求量为130140万t，到2010年对铜的需求量将达到160170万t。因此如何发展我国的铜工业是摆在我们面前必须思考的问题。6 未来铜冶金的方向及其战略考虑在经历了本世纪末不平坦的发展道路之后，全球的铜冶金必将以更新的面貌进入下一个世纪，铜价可能会回升，但作为铜生产者的战略考虑不应该基于这一点，未来的铜市场的竞争是低成本无污染工艺技术的竞争，唯有不断地进行技术更新与改造才能在剧烈的铜市场大战中立于不败之地。在80年代末期，西方国家平均铜生产成本约为189.3美分/kg，而现在已下降到134

41、.5美分/kg，如此快的下降速度是由于生产技术的进步。除了采用低成本无污染生产工艺外，未来的铜冶金还将有以下特点:(1)废弃物最小化，最大程度地利用矿物资源，再生资源比例增加。当今的有色金属矿物利用中，除了主金属,伴生金属和硫外，大量的铁还没有被利用。提取1 t铜，丢弃了1.11.4t铁。即使是主金属铜，提高回收率的潜力也是很大的。每提高1%回收率,仅生产成本就可以降低2.2美分/kg铜。随弃渣丢弃大量的铁如果利用起来的话，则可少开采一些铁矿，更好地保护地貌与生态，更不必花大量土地去堆放废渣。(2)产品和副产品多样化，追求高附加值产品，从本世纪90年代初就已经开始了，未来更加重要。应该说，铜冶

42、金工厂的高附加值产品途径是有限的，多数情况下，作为大批量生产的也仍然是电解铜、铜材和铜化合物。但随着工艺流程的变化，终成品并不一定非要产出块状的电铜,如英泰克法17，18，它从氯化物体系电积法产出粉状和粒状产品。在下一步深加工时，非块板状的形态可能还更有优点。在提取工序中，把产出的中间产品和副产品单独抽出来进行加工，得到价值更高的适应市场需要的产品，冶炼厂则是更有优势的了。比起单纯化工、材料行业来，冶炼工艺人员更熟悉工艺过程中的产品质量条件与控制，更有条件生产优质、低价、低成本的中间产品或副产品。化工材料和自动控制技术的进步同时会促进冶炼过程中综合利用副产品的高附加值化，如高纯铁粉、高纯硫黄、

43、电镀用硫酸铜以及直接生产的稀贵元素合金等19,20。新材料的开发还应该包括寻找冶炼工艺中容易生产，数量不少的常见副产品或半产品的新用途。比如，为氧化物、氯化物或盐类寻求更广泛的用途，替代某些更高价和不易制备的产品。(3)冶炼厂能源结构的变化，在未来的火法冶炼厂中，几乎没有高温热能的浪费。如熔体水淬热，冷却水(剂)的热，都将会被利用起来，由水力和原子能“干净电厂”发出的电，是未来冶炼厂的主要能源。未来的冶金工厂几乎不使用产生大量二氧化碳及二氧化硫的原煤及其制成品，以及重油等，除了直接利用电热能外，还将有等离子弧焰和微波炉等电能转变装置。(4)生产控制的高度自动化与智能化，现存冶炼厂中的“艰苦”岗位，将由机器人或机器手来完成。除了已经在使用的计算机在线控制熔炼过程外，还将有更多的工序采用智能化控制，更精确、更稳定、不昂贵和适用于冶金环境使用的测温、测氧、测硫以及浓度成分等检测分析手段将大大提高反馈信息的速度21,控制更适时更准确。(5)重视冶金教育与科研体系，自改革开放以来，我国的冶金工厂技术改造基本是完全引进。这项工作已取得了明显的成绩，引进的速度快、比较稳妥、效益也较好，但面对未来更加剧烈竞争的国际政治与经济形势，尤其是在将来加入WTO后