《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》

ICS13.020.20

CCSZ04

CPCIF

中国石油和化学工业联合会团体标准

T/CPCIF0XXX—202X

有机硅含铜硅渣制冶炼材料

MeltonmaterialmadefromOrganosiliconMonomersprocessingresiduals

containingcopperandsilicon

（征求意见稿）

20X-XX-XX发布20XX-XX-XX实施

中国石油和化学工业联合会发布

有机硅含铜硅渣制冶炼材料

1范围

本文件规定了有机硅含铜硅渣制冶炼材料的要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输及贮

存。

本文件适用于以有机硅单体生产过程产生的含铜硅渣为原材料，通过水解、钝化或焚烧等加工处理

过程得到的冶炼材料。该冶炼材料主要用于铜矿浮选、铜冶炼、铜金属回收、硅冶炼、铸造助剂等行业。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T191包装储运图示标志

GB/T2007.1散装矿产品取样、制样通则手工取样方法

GB/T2007.2散装矿产品取样、制样通则手工制样方法

GB/T2007.7散装矿产品取样、制样通则粒度测定方法手工筛分法

GB/T3050无机化工产品中氯化物含量测定的通用方法电位滴定法

GB/T3884.1铜精矿化学分析方法第1部分：铜含量的测定碘量法

GB/T3884.12铜精矿化学分析方法第12部分：氟和氯含量的测定离子色谱法

GB/T6284化工产品中水分测定的通用方法干燥减量法

GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法

GB/T6730.10铁矿石硅含量的测定重量法

GB/T6730.65铁矿石全铁含量的测定三氯化钛还原重铬酸钾滴定法（常规方法）

GB/T14849.5工业硅化学分析方法第5部分：杂质元素含量的测定X射线荧光光谱法

GB/T14849.6工业硅化学分析方法第6部分：碳含量的测定红外吸收法

GB/T23769无机化工产品水pH值测定通用方法

GB30000.12化学品分类和标签规范第12部分：自热物质和混合物

HG/T3696.1无机化工产品化学分析用标准溶液、制剂及制品的制备第1部分：标准滴定溶液的制备

HG/T3696.2无机化工产品化学分析用标准溶液、制剂及制品的制备第2部分：杂质标准溶液的制备

HG/T3696.3无机化工产品化学分析用标准溶液、制剂及制品的制备第3部分：制剂及制品的制备

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

含铜硅渣OrganosiliconMonomersprocessingresiduals

1

有机硅单体生产企业由流化床底部定期排出及旋风分离连续排出的反应不完全物料（别称废触体）

以及有机硅浆渣焚烧产生的灰渣。

3.2

浆渣Slagslurry

有机硅单体合成气经洗涤、闪蒸后的罐底残渣，主要由高沸物和流化床带出的未反应的硅粉和铜粉

组成，固含量约为25％左右。

3.3

浆渣焚烧Slagslurryincineration

用焚烧设施对浆渣采取的高温氧化处理方式。

3.4

水解Quenching

通过密闭冷却、喷水反应、静置等加工处理方式，使含铜硅渣不具有易燃性和自热反应性的过程。

3.5

钝化Passivation

通过密闭冷却、水解、使用浆渣焚烧灰渣泥浆等钝化物质包裹等加工处理方式，使含铜硅渣不具有

易燃性和自热反应性的过程。

3.6

自热反应性Autothermalreactivity

按照GB30000.12的试验要求，判定为自热物质所具有的特性。

3.7

自热物质Self-heatingsubstances

除自燃液体或自燃固体外，与空气反应不需要能量供应便能够自己发热的固态或液态物质或混合

物。此物质或混合物与自燃液体或自燃固体不同之处在于仅在大量(公斤级)并经过长时间(数小时或

数天)才会发生自然。

[来源:GB30000.12,3.1]

4要求

4.1外观

粉末、颗粒状固体或泥块状半固体。

4.2技术要求

有机硅含铜硅渣制冶炼材料按用途可分为铜冶炼材料和硅冶炼材料，其技术要求应符合表1的要求。

表1有机硅含铜硅冶炼材料性能指标（含量均以干基计）

序号项目铜冶炼材料硅冶炼材料

1铜（以Cu计）w/%≥3%/

2

2硅（以Si计）w/%/≥65.0

3铁（以Fe计）w/%≤8.0

4碳（以C计）w/%≤5.0

5氯（以Cl计）w/%≤2.0

6PH（25℃）≥3.0

7水分w/%≤35.0

8自热物质判定试验不属于

5试验方法

5.1一般规定

试剂和水在没有注明其他要求时，均指分析纯试剂和GB/T6682中规定的三级水。试验中所用标准

滴定溶液、杂质标准溶液、制剂及制品，在没有注明其他要求时，均按HG/T3696.1、HG/T3696.2、HG/T

3696.3的规定制备。

5.2外观检验

在自然光下，用目视法判定外观。

5.3铜、硅、铁含量的测定

（1）方法一（仲裁法）

铜含量测定按GB/T3884.1的规定执行。

硅含量按GB/T6730.10的规定执行。

铁含量测定按GB/T6730.65的规定执行。

（2)方法二

按GB/T14849.5的规定执行。

5.4碳含量的测定

按GB/T14849.6的规定执行。

5.5氯含量的测定

（1）方法一（仲裁法）

按照GB/T3050的规定执行。

（2）方法二

按照GB/T3884.12的规定执行。

5.6PH值的测定

按GB/T15555.12的规定执行。

5.7水分的测定

按GB/T6284的规定执行。

5.8自热物质判定试验

按GB30000.12的规定执行。

3

6检测规则

6.1采样

按GB/T2007.1的规定执行。留样应注明：产品名称、批号、采样日期和采样者姓名。一份作为实

验室样品，另一份保存3个月备查。

6.2制样

产品试样的制备方法按GB/T2007.2的规定执行。

6.3组批

水解工艺：同一储罐生产的产品为一批，每批次产品应不超过60t。

钝化工艺：同批钝化的物料为一批，每批次产品应不超过200t。

6.4出厂检验

每批产品均应做出厂检验,经检验合格签发合格证后,方可出厂。

铜冶炼材料的出厂检验项目为本文件表1中1、5、6、7项的要求，硅冶炼材料出厂检验项目为本

文件表1中2、5、6、7项的要求。

6.5型式检验

型式检验半年进行一次，检验项目第4章中的全部项目。有下述情况之一，应进行型式检验。

a)原料及配方有较大的改变时；

b)生产工艺及设备有较大的改变时；

c)停产半年以上再恢复生产时；

d)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时。

6.6判定规则

按第4章技术要求对产品进行出厂检验和型式检验，任一项目不符合指标要求判为该批次产品不合

格。

7标志、包装、运输及贮存

7.1标志（质量证明书）

每批出厂的产品都应有清晰、牢固的标志或附有质量证明书，至少有如下内容：

a)生产厂名、厂址；

b)产品名称：有机硅含铜硅渣制铜冶炼材料；或有机硅含铜硅渣制硅冶炼材料；

c)净含量；

d)批号（或生产日期）；

e)本文件编号。

7.2包装

本产品宜采用袋装或桶装，也可根据用户要求或订货协议，采用其它形式的包装，但需符合GB3796

的有关规定。

4

7.3运输

在运输过程中应有遮盖物，应注意防潮、防雨。

7.4贮存

应贮存在通风、干燥的库房内，注意防潮、防雨，库房需要硬化地面。

5

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》

编制说明

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》团体标准编制组

二0二二年七月

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

目录

1.工作简况1

1.1.任务来源1

1.2.编制目的1

1.3.工作过程2

1.4.任务分工3

2.有机硅含铜硅渣现状分析4

2.1.有机硅产能统计情况4

2.2.含铜硅渣产生环节5

2.3.含铜硅渣特性5

2.3.1.成分组成5

2.3.2.资源特性7

2.3.3.危险特性7

2.4.含铜硅渣处理工艺现状7

3.本材料市场需求分析9

3.1.相关行业市场分析9

3.1.1.铜冶炼行业9

3.1.2.硅冶炼行业9

3.2.下游应用技术可行性分析10

3.2.1.铜冶炼行业10

3.2.2.硅回收利用行业12

4.本冶炼材料环境风险评价14

4.1.含铜硅渣处理过程及污染控制14

4.1.1.水解工艺路线14

4.1.2.钝化工艺路线15

4.1.3.焚烧路线15

4.2.本材料危险特性15

4.2.1.钝化工艺处理后材料危险性检测15

4.2.2.水解处理后材料危险性检测16

I

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

4.3.下游利用企业环境风险16

4.4.危废处置企业与冶炼企业利用工艺对比分析16

4.4.1.危废处置企业工艺16

4.4.2.危废处理与下游冶炼企业工艺对比17

5.标准制定原则和主要内容18

5.1.编制原则18

5.2.编制内容18

5.2.1.范围18

5.2.2.内容18

5.2.3.技术要求及指标说明19

6.国内外先进标准以及采标情况20

7.重大分歧意见的处理过程及依据20

8.废止现行有关标准的建议20

9.涉及知识产权或专利的有关说明20

10.其他应予以说明的事项20

11.附件20

II

1.工作简况

1.1.任务来源

2020年6月，中国化工环保协会联合有机硅行业的骨干企业，包括浙江新

安化工集团股份有限公司、陶氏硅氧烷（张家港）有限公司等单位提交了编制《有

机硅含铜废催化剂制铜冶炼材料》团体标准的立项申请，中国石油和化学工业联

合会审查、批准立项，列入2020年第三批团体标准编制计划（中石化联质发

（2020）140号）。

在实际编制过程中，编制组讨论认为，有机硅含铜硅渣替代“含铜废催化剂”

更符合目前行业通俗叫法，并在名词解释中给与明确。此外，根据实际调研，该

材料目前在行业内不但作为铜冶炼材料使用，还作为硅冶炼材料使用，因此，标

准名称更改为《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》。

1.2.编制目的

有机硅是以氯甲烷（甲醇与氯化氢反应而得的气体产品）与过量硅粉（N2

保护下加入）在催化剂铜粉的作用下，在流化床反应器（炉）中（温度200-300℃）

发生气固反应生成粗甲基氯硅烷（气体），进而在炉外冷却、精馏分离得到有机

硅单体，再聚合反应得到各种有机硅材料如硅油、硅橡胶、硅树脂等。

流化床反应一段时间后，失效的铜粉与未反应的原料硅粉及少量中间产物需

要排出床外，行业通常称作含铜硅渣（部分企业称含铜废硅、废触体），铜含量

通常在7-10%左右，硅含量在70-75%左右（以单质硅为主）。生产每吨有机硅单

体平均消耗3-4公斤铜粉（催化剂），2021年全国360万吨的有机硅单体产量

消耗了约1.1-1.4万吨铜粉，产生约10-15万吨的含铜硅渣。

我国铜矿资源缺乏，矿石含铜超过1%就属于富矿；硅粉属于高耗能产品，

因此含铜硅渣属于价值较高的有机硅生产副产物，下游企业都是作为冶炼原料提

取铜或硅综合利用，没有去填埋处置。

由于刚从反应器出来的含铜硅渣残留微量的氯硅烷，具有反应性、易燃性等

危险特性，为方便下游企业的利用以及保障储存、运输的安全，出厂前部分有机

1

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

硅企业进行了加工处理。

有机硅含铜硅渣以及处理后的产物未列入危险废物名录，部分企业根据环评

意见作为副产物出售，部分企业作为固（危）废管理，交由第三方进行综合利用，

但不同企业的危废代码也不同，目前行业存在多种含铜硅渣的危废代码，取决于

下游企业的危废处置资格。

危险废物资源化利用与无害化处置行业属于环境保护与资源节约综合利用

类行业，是我国国民经济发展的鼓励类行业。但由于危险废物成分比较复杂，加

之综合利用单位运营管理水平和技术水平不高，对危险废物组成及特性难以实现

全面准确掌握，导致综合利用过程污染防治措施不到位，极有可能会产生“二次

污染”。部分危险废物综合利用单位仅考虑产品能否满足相关性能需求，对产品

使用过程是否会对环境造成不利影响研究分析不足，导致其综合利用产品造成污

染的现象时有发生。综合利用不当产生的环境风险很可能通过综合利用产品间接

表现出来，其中含另外，一部分产品由于含有的杂质与综合利用单位的其他原料

会发生反应，出售方未在产品质量检测报告中告知主要的杂质及禁忌物，易引发

安全风险。同时，标准的缺失也阻碍了危险废物综合利用的市场化，导致产品

出路不畅。

目前有机硅行业缺少出厂前的含铜硅渣副产物控制指标，给中间储运、下游

综合利用带来一定安全和环境隐患，不利于行业产生数量统计，也不利于企业对

下游处置企业的合理选择以及处置工艺的合理配置。因此，行业急需出台规范有

机硅含铜硅渣在企业内部处理后出厂的产物（本冶炼材料，下同）技术要求。

含铜硅渣的资源化利用是有机硅行业实现绿色发展的瓶颈之一。本标准的编

制目的是促进有机硅企业对含铜硅渣的无害化处理的规范化，并规范有机硅含铜

硅渣的商品属性，为进入市场交易提供科学的依据。

1.3.工作过程

2020年8月25日，中国化工环保协会在浙江新安化工召开了有机硅含铜硅

渣处理及综合利用研讨会，近10家有机硅企业参加会议。

2020年10月25日，中国化工环保协会在江苏南京组织召开了课题启动会。

2

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

会议上确定了参与编制单位及人员、技术路线、任务分工、时间进度等问题；

2021年1-5月，课题组多次召开线上讨论会，推动标准编制工作。

2021年6月底前，课题组完成了下游铜冶炼企业、硅冶炼企业的调研。收

集到了下游综合利用企业的技术要求。

2021年10月，编制完成标准和编制说明初稿；协会组织编制组成员讨论初

稿，提出修改完善的意见；

2021年12月底前，组织对相关企业调研，收集行业的数据，补充完善标准

初稿；

2022年3月底前，根据需求联系检测单位并完成企业含铜硅渣的取样、检

测工作；

2022年6月底前，根据含铜硅渣的取样、检测数据补充完善形成征求意见

稿草稿；

2022年7月底前，编制组校审，形成《征求意见稿》。

1.4.任务分工

课题组的组成单位及任务分工如下表。

浙江新安化工集团股份有限公司、陶氏硅氧烷（张家港）有限公司等企业负

责标准及编制说明初稿、征求意见稿及报批稿的编制，其他企业负责提供相关资

料，参与标准制订和讨论；

中国化工环保协会负责组织开展行业调研、协调进度安排，征求意见，召开

专家讨论会和标准论证会。

表课题任务分工

课题组成员单位任务分工课题参加人

1中国化工环保协会课题组织孙丰阁

2浙江新安化工集团股份有限公司郑应建、皇浦瑞

3浙江新安迈图有机硅有限责任公司薛晓丽、过军芳

4镇江江南化工有限公司孟庆曦

标准起草、讨论，样品

5陶氏硅氧烷（张家港）有限公司雷月、于毅冰、罗莹

分析，素材提供

6江西星火狮达科技有限公司游孟松

3

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

7山东东岳有机硅材料股份有限公司周志永、张龙

8唐山三友硅业有限责任公司李宏伟、刘建伟

9湖北兴瑞硅材料有限公司周闯、郭伟强

10内蒙古恒业成有机硅有限公司章伟刚

2.有机硅含铜硅渣现状分析

2.1.有机硅产能统计情况

近年来在我国有机硅行业产能不断扩大，从基础原材料、有机硅单体、中间

体到各类终端产品生产的有机硅工业体系已经建成，有机硅全球产能向中国国内

转移趋势明显。2021年，我国有机硅单体生产企业（集团）有11家，产量约363

万吨，我国已经成为有机硅的生产大国，单体产能超过世界的60%。

经调研我国有机硅的生产企业，我国各主要生产企业能力及产量（以单体计）

统计汇总见表2。

表2我国有机硅生产企业产能一览表

单位：万吨（以单体计）

序号企业名称2021年能力2021年产量2025年能力

1合盛硅业（多个基地）98100100

2新安集团（多个基地）494150

3陶氏硅氧烷（张家港）434343

4内蒙恒业成（乌海）202020

5江西星火（永修）504550

6中天氟硅（衢州）101010

7唐山三友（唐山）202040

8湖北兴瑞（宜昌）363640

9山东东岳（淄博）302860

10山东鲁西（聊城）8848

11山东金岭（多个基地）681268

合计432363530

注1：合盛硅业合计98万吨，其中浙江嘉兴25万吨，四川泸州13万吨，新疆鄯善20万吨，新疆石河子40

万吨；新安集团49万吨，包括浙江建德10万吨，浙江开化4万吨，新安迈图10万吨，江苏镇江25万吨；山东

金岭68万吨，包括金岭化工22万吨（东营），金岭新材料16万吨（东营），江苏富强新材料30万吨（淮安）。

截止2021年底，我国有机硅单体生产能力达到了430万吨，产量大约360

万吨。目前仍有多个项目在建或扩建，预计2025年产能将达到530万吨左右。

4

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

随着国内光伏、新能源等节能环保行业，超高压及特高压电网，智能穿戴材

料，3D打印及5G等新兴产业、智能制造等有机硅消费领域不断出现，带动了一

些新的增长驱动。未来中国将会涌现多个具备上下游一体化的全产业链的有机硅

细分龙头企业也将有望迎来新的发展机遇。

2.2.含铜硅渣产生环节

国内外目前有机硅单体生产普遍采用直接法合成甲基氯硅烷工艺，经合成得

到的混合甲基单体通过精馏分离得到各种精单体，再分别经水解、裂解等过程生

产各种有机硅中间体—低聚甲基硅氧烷或烷氧基硅烷，其化学反应式如下：

CuH2O

CH3ClSi(CH3)2SiCl2(85%)HO(Me2SiO)yHHCl

氯甲烷硅粉二甲基二氯硅烷低聚甲基硅氧烷氯化氢

有机硅单体合成工艺流程见图1。

图1有机硅单体合成工艺流程

在流化床反应器中，铜粉作为催化剂加入与硅粉混合形成固相反应物质与气

相的氯甲烷进行气固反应合成甲基氯硅烷气体，随着反应长期进行，表面沉积物

过多使催化剂活性降低，从而导致产率降低，这样的废催化剂需从反应器排除而

加入新的催化剂以利于反应连续稳定进行。由流化床底部排出的物料和旋风分离

器排出的细粉尘，行业通常称为废触体或含铜硅渣。

2.3.含铜硅渣特性

2.3.1.成分组成

5

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

刚从流化床出来的含铜硅渣主要成分包括未反应的硅粉、铜粉以及铜粉催化

剂、硅粉带入的杂质等物质和中间产物氯硅烷、碳等，粒径为0.1～200μm。

根据标准《工业硅》GB/T-2881，以中间档次产品计算，硅含量99.4%，铁、

铝、钙分别不大于0.4%、0.1%、0.1%。Ni和Ti分别在150和500ppm以下。

目前，在有机硅生产中，常用的铜粉催化剂就是Cu与Cu2O复合物，代表性

的有介孔Cu2O微球、蒲公英状CuO微球、多孔立方Cu微球。部分企业选用加入

微量锌的铜锌复合催化剂，改善催化性能。

以上原料带入的铁、锌等杂质反应后富集在硅渣中。

A、B两家有机硅单体生成企业产生的含铜硅渣成分分析结果如下表3A、3B：

表3A企业监测结果表（密闭自然冷却后分析）

表3B企业监测结果表（水解后分析）

根据行业内的调研，刚从流化床出来的含铜硅渣含硅一般在70%以上，含铜

5-10%，其它铁、碳等元素合计8-10%。硅主要以单质硅形式存在，少量为SiO2,

6

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

部分铜为单质铜。刚出炉的硅渣温度较高，细硅粉若遇氧很容易发生氧化反应，

变成二氧化硅。

2.3.2.资源特性

含铜硅渣主要由失效铜粉和未反应的硅粉组成，合计含量达到80%左右。

有机硅行业产生的含铜硅渣含铜量远高于我国铜矿石的品位，工业硅属于高

耗能产品，价格较高，因此，含铜硅渣的资源属性较强。

国内部分企业将含铜硅渣或处理后送往以铜回收为主的资源综合利用企业

或铜冶炼企业，或送往下游硅加工企业做原料。

某有机硅企业的回收硅粉技术规格见表4。

表4回收硅粉主要技术规格

序号项目规格（wt%）备注

1硅≥75

Q/321191AAZ111—2015

2铜≤15

2.3.3.危险特性

含铜硅渣含有未反应的单质硅，颗粒粒度细，在空气中容易发生氧化，且在

其表面附着有微量氯硅烷等反应产物，表面活性高，这些物质暴露在空气中，在

水分和氧气的作用下容易发生反应，具有一定的危险性。

此外，含铜硅渣中含有铜等金属元素，有存在浸出毒性的可能性。

2.4.含铜硅渣处理工艺现状

随着国内外单体合成技术的进步，每生产100kg有机氯硅烷所产生的废催化

剂已由1960年的28kg降至目前的3.5kg左右。

国外在五十年代就开始了含铜废催化剂利用研究工作，七、八十年代是这一

研究最为活跃的时期，美国的GE公司、DC公司和西德的Wacker公司一直处于

最为领先的地位。主要采取的处理工艺仍以提取铜和硅综合利用为主。由于在国

外有机硅生产中，单体生产厂集中、规模大，所以有利于采用先进技术和综合治

理，投资、单耗及成本可大大降低。

7

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

国内对废触体的综合利用也进行了较多的研究，一般采用硫酸、盐酸等处理

废触体提取铜，可使浸铜率达到97%，用铁进行还原，得到纯度高于97%的沉淀

铜粉，再把酸溶液用于酸浸氧化废触体。1982年国内蚌埠有机硅化工厂利用废

触体锻烧氧化，稀盐酸酸化，铁粉置换工艺，建立了一个铜回收车间，每年可

回收纯度为99%的紫铜粉56吨。剩下的硅粉离心脱水后，直接送人硅合金冶炼

厂再次冶炼成硅块而利用，每年回收硅粉939吨。

目前，有机硅含铜硅渣在厂区内的处理处置主要分为三种途径，一是直接装

桶或移动式储罐（通过氮气等封装在铁桶或移动式储罐内）外运，虽然有利于下

游企业降低综合利用生产成本，但储运危险性较高，也不利于下游企业利用过程

的安全生产；二是采用密闭降温、水解、钝化、焚烧等工艺处理后包装外运，如

此降低或消除了含铜硅渣的危险性，有利于安全储存和运输，同时满足下游综合

利用企业对原料的要求；三是在企业厂区内建设深加工综合利用设施，提炼出海

绵铜（满足海绵铜产品标准）或硅材料作为产品销售。

根据调研，国外部分有机硅企业将产生的含铜硅渣进行深度治理后，分离出

铜出售，其他成分综合利用（途径三）；部分企业和中国相似，将含铜硅渣进行

加工处理、去除危险性后，交给第三方综合利用（途径二）。

现有有机硅单体生产企业受占地、能耗指标、环评批复等条件的限制，在企

业内增建处置装置的可行性小，且处置规模不经济，多数将含铜硅渣处理后外委

综合利用，而直接装桶外运的方式储运危险性较高，因此，本标准特指有机硅企

业产生的含铜硅渣进行加工处理（途径二）制得的冶炼材料（副产物）。

由于目前还没有有机硅含铜硅渣加工处理后的副产物质量控制标准以及处

置、污染控制技术规范，各有机硅企业的加工处理工艺不同，加工处理后产物的

组分含量、危险性等都有一定的差异，不利于下游加工利用企业设计针对性的工

艺流程和操作参数，实现安全、稳定生产。因此，行业急需出台规范含铜硅渣在

企业内部处理后出厂的产物技术要求，规范有机硅企业对产生的含铜硅渣进行加

工处理，既满足下游综合利用企业的要求，又可实现安全的储存运输，进而促进

含铜硅渣的综合利用，实现资源化，对于促进有机硅产业链的绿色可持续发展具

8

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

有重要意义。

3.本材料市场需求分析

3.1.相关行业市场分析

3.1.1.铜冶炼行业

我国铜资源并不丰富，所以每年会大量进口铜精矿。2019年，我国自产铜

精矿金属含量163万吨，精炼铜、铜材产量分别为978万吨、2017万吨。我国

铜产量约占世界铜总产量的85%，我国铜资源对外依存度达到85%以上，因此，

实现含铜废渣资源的深度循环利用是十分有必要的。

根据相关资料表明，我国铜冶炼企业约339家，其中精炼铜年产量小于1

万t/a的企业有311家，占全国铜冶炼企业总数的91.7%。我国铜冶炼工业呈

现厂家众多、工艺纷繁的特色。铜矿物原料的冶炼方法可分两大类：火法冶金与

湿法冶金。我国精炼铜主要由火法冶炼获得，湿法工艺生产规模相对较小，生产

的铜产量年约20万吨。从90年代起，随着国际铜湿法冶金技术的快速发展，加

上国内铜生产和市场受到国外越来越严重的冲击，铜湿法冶金新工艺研究被列入

国家重点科技攻关计划，有力推动和加速了我国铜湿法冶金技术的研究和推广。

由于我国铜资源紧缺，所以国家一直鼓励铜资源的回收循环利用，铜资源循

环利用量逐年增加，从2000年的30余万吨上升到2015年的近230万吨，2019

年更是达到了300万吨左右。

3.1.2.硅冶炼行业

工业硅又称金属硅，可用于制作半导体器件和集成电路，还可以合金的形式

使用(如硅铁合金)，用于汽车和机械配件，也与陶瓷材料一起用于金属陶瓷中。

从金属硅的需求结构来看，有机硅是近年需求增速最快的应用领域，2021

年有机硅行业金属硅消费量在100万吨左右，占比达40%。

硅铁也是硅的主要下游用户之一，依据标准《硅铁》GB2272，硅铁主要用于

炼钢及铸造脱氧剂或合金原色加入剂适用，根据硅的含量在45-95%之间，将硅

铁分为16个牌号。

9

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

2021年我国金属硅产量达261万吨，同比增长24.3%。从产量地区分布来看，

受电力成本的影响，我国金属硅主要产地在新疆、云南和四川，这三个省占比达

到全国产量的75%。

金属硅主成分硅元素的含量在98%以上，其余杂质为铁、铝、钙等。工业上，

金属硅通常是在电炉中由碳还原石英砂而制得。单吨产品耗电13000度，火电为

能源的金属硅生产单吨碳排放达到16吨二氧化碳，属于高耗能产品。

石英砂主要成分是二氧化硅，作为天然石英经破碎加工而成的石英颗粒，是

一种坚硬、耐磨、化学稳定性强的硅酸盐矿物，近年来在玻璃、机械铸造、陶瓷

及防火材料、冶金、化工、建筑、塑料、橡胶等多个领域中有着巨大应用需求，

其中玻璃行业是我国石英砂最大下游需求市场。

近几年，我国石英砂行业产量整体呈现增长态势，从2014年的7167万吨增

长到了2020年的8765万吨，我国硅砂及石英砂行业企业总数为1576家。

3.2.下游应用技术可行性分析

3.2.1.铜冶炼行业

2021年6月15-18日，中国化工环保牵头新安、江南化工、陶氏、狮达、

东岳等课题组单位分别走访了铜陵有色、铜陵坤润实业以及东营方圆铜业等单

位，对有机硅含铜废催化剂（废触体））在铜冶炼行业的应用可行性进行了调研。

3.2.1.1.火法冶炼

我国超过97%的铜来自火法冶炼，典型火法冶炼工艺流程如下图2.

10

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

图2铜火法冶炼流程

铜冶炼的主要原料除铜精矿外，还有石英石、返配料、精炼渣等，这与含铜

硅渣成分类似。对于铜火法冶炼，废触体的利用可能渠道有二：一是和铜精矿混

合进入冶炼炉，二是与冶炼铜渣混合浮选成渣精矿进入冶炼炉；三是多数铜冶炼

企业都建有阳极泥处理装置，相当于湿法炼铜装置，有机硅含铜硅渣可以进入企

业的阳极泥处理装置中。

火法冶炼对于铜精矿的原料技术要求见表5（YS/T318铜精矿）。

表5铜精矿的化学成分

根据实地调研，铜火法冶炼主要原料是铜精矿，我国铜精矿以进口为主，在

海运过程中常常喷海水降温除尘，使原料中含有一定的氯。而氯含量较高时，会

对冶炼设备造成腐蚀，因此入炉原料宜控制氯在0.5%以内。企业提出硅元素的

11

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

存在对铜冶炼有益，对有机硅含铜硅渣中的氯含量应有所控制。鉴于含铜硅渣仅

仅作为配料使用，掺混量较低，与下游铜冶炼企业复杂的铜精矿组成相比，本材

料所含有害物质如重金属等减少，对铜冶炼企业废水、废气处置不产生增量影响；

硅元素作为铜冶炼的助溶剂，自身要需要消耗，进入到铜冶炼渣中作为建材使用。

多数铜精炼企业都配有铜电解阳极泥处理装置。典型阳极泥组分如下表：

表6铜阳极泥成分

阳极泥的处理工艺分湿法和干法，目前多数企业以酸浸湿法工艺为主，主要

目的是回收其中有价贵金属。有机硅渣成分可以满足阳极泥处理对原料的需求。

3.2.1.2.湿法冶炼

我国铜湿法冶炼工艺规模相对较小，在万吨左右，主要用于低品位矿石，主

要包括以下3种：

1、焙烧－浸出净化－电积法：用于处理硫化铜精矿。

2、硫酸浸出—萃取—电积法：用氧化矿、尾矿、含铜废石、复合矿石。

3、氨浸—萃取—电积法：用于处理高钙、镁氧化铜矿或硫化矿的氧化砂等。

含铜硅渣比较适合湿法冶炼的酸浸工艺，我国过去有机硅行业对硅渣的综合

利用探索基本也是走的酸浸路线，技术应用不存在问题。

3.2.1.3.铜冶炼企业可用证明

有机硅企业将钝化后的材料送铜冶炼企业分析，认为可以作为铜冶炼企业的

原料，与其它原料经过预混、搅拌、筛选等加工后给铜火法冶炼装置作为原料。

且硅也是铜冶炼的主要助剂之一。铜冶炼企业的应用证明材料见附件。

3.2.2.硅回收利用行业

由于含铜硅渣中单质硅的成分占到70%以上，其回收利用价值与铜相当。因

此，宜处理后，作为硅冶炼企业的原料。

12

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

3.2.2.1.硅铁孕育剂（铸造助剂）

硅元素可显著改善铸造行业的产品性能，因此，有硅系孕育剂等系列产品。

将含铜硅渣（细度4000目左右，单质硅（80%左右）、Fe（6%左右）、Cu（5.5%）、

酸不溶物（8%左右）），通过加密成形后，利用中频炉熔炼将温度达到1650℃

以上添加除渣剂进行除渣分离，再通过炉外精炼，最后浇注一成形，破碎筛分成

3～8mm粒度的成品，作为铸造厂孕育剂使用。

图3硅铁孕育剂冶炼工艺流程图

3.2.2.2.工业硅冶炼

在工业硅冶炼用的硅石（含99%以上SiO2）中掺入一定配比例经过预处

理并烘干后的有机硅含铜硅渣，以木炭、精洗煤作主要还原剂，通过三相碳质电

极将电能在矿热炉内转换成热能产生高温，在高温下SiO2被C还原为Si，

主要化学反应为SiO2+C→Si+CO。呈液态的工业硅在炉膛内存积到一定数量时，

由出铁口排放到抬包，在锭模中浇注，冷却成固体成品。

13

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

图4工业硅冶炼生产工艺流程图

部分硅冶炼企业对本材料的应用证明见附件。

4.本冶炼材料环境风险评价

4.1.含铜硅渣处理过程及污染控制

生产过程中产生的含铜硅渣由于粒径细，高温下存在着遇空气发生自燃着火

的风险。为此，需要对该产品进行密闭冷却、水解、钝化或焚烧处理，确保产品

存储和运输过程中的风险防控。

4.1.1.水解工艺路线

生产装置产生的含铜硅渣通过气力输送系统输送至失活装置，在N2保护下，

细粉与水按照一定比例进行混合，处理后静置一段时间，期间进行二次加水，保

持表层硅渣湿润。处理好后的含水含铜硅渣待检验出售。

该处理单元产生废气，经过洗涤除尘后达标排放。该工艺整个过程中只加入

14

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

水，无外排的废渣废水产生。

4.1.2.钝化工艺路线

含铜硅渣密闭冷却后，和浆渣焚烧洗涤泥浆通过直接接触，固体表面的氯硅

烷与水发生水解反应，反应生成高分子的硅氧烷薄膜使之钝化，同时在废触体表

面包裹一层污泥，避免绝大部分未反应金属硅粉与空气直接接触，同样起到钝化

作用。石灰浆提供粘结性能，钝化剂主要成分为二氧化硅，具有反应惰性，起到

隔离作用。处理过程污染控制措施包括：

废气：该钝化单元产生两股废气，分别为进料斗含尘废气和废气洗涤器洗涤

尾气，分别经过布袋过滤器过滤和洗涤除尘后达标排放。

废水：该钝化单元产生两股废水，分别为离心脱水废水和废气洗涤塔废水，

经均质、中和、初沉等废水预处理达标后排放至园区污水处理厂做深度处理。

4.1.3.焚烧路线

含铜硅渣与与浆渣混合在800℃-1200℃的高温下氧化、热解而被破坏，最

终形成含铜和二氧化硅的固体残渣，是一种可同时实现浆渣无害化、减量化和资

源化的处理技术。

焚烧工艺流程为：含铜硅渣通过管道进入回转窑，定向转化并经二燃室充分

燃烧后，产生的含铜硅渣由底部排出待检验出售；含氯化氢、二氧化硅等的烟气

由余热锅炉回收热量产生蒸汽供工厂利用，经高温除尘捕捉器，捕捉下粗品二氧

化硅、烟气通过吸收、中和处理后达标排放，氯化氢气体经吸收后生成副产盐酸

循环使用。

4.2.本材料危险特性

4.2.1.钝化工艺处理后材料危险性检测

陶氏硅氧烷（张家港）有限公司钝化后的含铜废硅材料取样送有关单位进行

了成分分析，并依据《危险废物鉴别标准》（GB5085.1~GB5085.6）相关规范，

对送检的含铜废硅样品进行腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、易燃性、反应性、毒

性含量等进行了检测分析。初步结论：“含铜废硅固体样品通过初步筛查分析，

15

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

其具有腐蚀性、易燃性、反应性、急性毒性、毒性、浸出毒性六种危险性的可能

性较小。见附件。

4.2.2.水解处理后材料危险性检测

浙江新安迈图有机硅有限责任公司和镇江江南化工有限公司两家有机硅企

业将材料经过冷却、水解后送有关单位进行了成分分析和自热性监测。结果见附

件。

两个企业的样品检验均不具有自热性。

4.3.下游利用企业环境风险

铜冶炼企业原料含有铅和砷等，通常产生重金属污染。

本材料所含主要成分是硅、铜，不含铅、砷、铬等重金属元素，有害物质含

量远远低于铜冶炼原料，不会增加铜冶炼的废气（主要是二氧化硫）、废水（重

金属等）的污染，硅元素还可以作为铜火法冶炼的助剂。

硅冶炼企业主要是火法冶炼，主要产生废气，本材料物质含量不增加下游硅

冶炼企业的废气处理负荷，且已有多个实际应用案例，不会增加污染物排放。

4.4.危废处置企业与冶炼企业利用工艺对比分析

4.4.1.危废处置企业工艺

由于有机硅企业产生的含铜硅渣没有危废代码，因此，作为危废管理时，产

出企业只能从下游处置企业具有的危废处置资格进行选择确定，包括：

1）HW17表面处理废物使用镀铜液进行化学镀铜产生的废槽液、槽渣和废

水处理污泥

2）HW22含铜废物电子元件及电子专用材料制造产生的废水污泥

3）HW48有色金属采选和冶炼产生的废物

4）HW50废催化剂

可以看出，具有处理含铜危废处置企业主要处理的是含铜污泥，依据《含铜

污泥处理处置方法》（GB/T38101-2019），主要来自表面处理、印刷电路板生

产、电镀、电线电缆生产以及部分制造业生产过程，废水(液)处理过程中形成的

16

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

主要含有铜氢氧化物、硫化物等沉淀的污泥。污泥中铜等金属主要以氢氧化物、

硫化物形式存在；污泥中含水率一般为50%~90%；污泥中铜(Cu)含量一般大于或

等于1%(干基计)。另污泥中通常含有其他重金属元素。

含铜污泥主要有两种处理工艺路线：

一是火法处理工艺，适用于铜(Cu)含量大于1%(干基计)，且污泥中金属以

铜为主的污泥均可采用火法处理工艺。含铜污泥进入配料工序，一部分含铜污泥

经过打浆后过压滤机压滤，水分控制为45%~55%与未经压滤的含铜污泥、竖炉焙

烧后返粉、生产系统除尘设备回收部分烟灰、作业现场清扫飞灰、厂区水处理压

滤污泥、脱硫石膏、原煤(或者焦粉、炭精粉)等按照一定比例进行配料、混合均

匀后送入竖炉进行干燥、焙烧与固化预处理，形成烧结料；烧结料在竖炉下部破

碎区破碎后进行筛分，筛上物(烧结块)送至还原冶炼工序，筛下物(返粉)到分类

配料工序配料；烧结块与炭精(或者焦炭)、造渣料进行富氧还原熔炼。铜从还原

炉缸下部放出，流入铜模中，冷却后取出，将黑铜(次黑铜)与冰铜破碎分离。还

原炉渣定期从炉缸上部渣口放出，经过水淬冷却后堆放，经鉴定后外售或交由有

资质单位处理；还原炉、焙烧炉产生烟气经过热回收、除尘、脱硫后达标排放；

脱硫污水及其他生产污水经处理后回用。

二是湿法处理工艺，适用于印刷线路板行业产生的含铜污泥，以干基计铜(Cu)

含量大于6%，镍(Ni)含量小于0.2%，锌(Zn)含量小于0.5%。采用硫酸浸出的方

式溶解含铜污泥，通过铁还原，得到海绵铜，母液经过氧化、水解、聚合反应制

得聚合硫酸铁。

4.4.2.危废处理与下游冶炼企业工艺对比

本冶炼材料送往铜冶炼企业，可不改变企业的现有生产工艺，不会对企业的

安全生产和三废排放产生影响，且硅元素得到了有效利用或回收。

而本冶炼材料若送往危废处理企业，由于本材料组成及特性不同于电子电镀

等行业产生的含铜污泥。虽然可以回收铜元素，但硅资源没有得到回收利用。且

大量的硅元素进入固渣中，增加了危废或危废产生量，未实现资源的综合利用。

17

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

5.标准制定原则和主要内容

5.1.编制原则

依据《中华人民共和国标准化法》第九条、第十条、第十一条“制定标准应

当有利于合理利用国家资源，推广科学技术成果，提高经济效益，并符合使用要

求；有利于产品的通用互换，做到技术上先进，经济上合理；制定标准应当做到

有关标准的协调配套；制定标准应当有利于促进对外经济技术合作和对外贸易”

的精神制定本标准。

本标准的编制严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准

的结构和编写规则》进行编写，力求依据科学、定义准确、表述明确、与时俱

进。

同时，在标准制定过程中，相关指标的设定遵循两个原则：一是安全性原则，

核心就是含铜硅渣成份与含量要符合环境和安全原则，这是制定本标准的底线；

二是指标设定兼顾必要性原则，要与下游通用需求与行业生产实际相结合，并不

强调指标越多越严格越好，即要实现安全环保与技术可行性、经济性相统一。

5.2.编制内容

5.2.1.范围

本文件规定了有机硅含铜硅渣制冶炼材料的要求、试验方法、检验规则以及

标志、包装、运输及贮存。

本文件适用于以有机硅单体生产过程产生的含铜硅渣为原材料，通过水解、

钝化或焚烧等加工处理过程得到的冶炼材料。该冶炼材料主要用于铜矿浮选、铜

冶炼、铜金属回收、硅冶炼、铸造助剂等行业。

5.2.2.内容

1、规范性引用文件：列出标准中引用到的国家标准及行业标准；

2、术语和定义：解释在本标准中使用的专业术语，包括含铜硅渣、浆渣、

水解、钝化、自热反应等。

3、技术要求：规定产品的性状和技术要求；

4、试验方法：规定产品性能要求的测试方法；

18

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

5、检验规则：规定产品检验的项目和检验规则；

6、标志、包装、运输及贮存：规定产品的标志、包装、运输、贮存、保质

期等方面的要求。

5.2.3.技术要求及指标说明

1、外观

外观是一个直观的、在一定程度上定性反映产品的控制项目。本标准规定外

观为粉末、颗粒状固体或泥块状半固体。

2、组分含量

铜的质量分数是衡量产品的一个重要指标，本文件定义铜（以Cu计）》3/%

（作为铜冶炼材料）；硅（以单质硅计）》65%（作为硅冶炼材料）。

其他杂质含量主要由原料带入以及反应产生的中间产物。

对于部分可能对下游利用行业产生不利影响的的元素含量（限制值）如下：

水分：水分属于无效组分，对下游利用企业无益。但水分的存在有利于增加

材料的安全性。因此，根据不同企业水解钝化情况，限定水分含量<35%.

氯：根据下游利用企业的要求及实际水解技术可达性，限定2%.

铁、碳等杂质含量对下游应用影响不大，根据实际情况给出最大可能值，其

中：铁<8%，碳<5%。

对于材料的腐蚀性，限定PH》3，不具有腐蚀性

对于材料的储运安全性，以是否自热物质表征，按照GB30000.12《化学品

分类和标签规范第12部分:自热物质和混合物》进行试验，材料不属于自热物

质。

3、试验方法

各技术要求按照国家相关的标准规范执行。

4、检测规则

按照材料的不同用途（铜冶炼材料和硅冶炼材料）及指标要求，分别提出了

检测规则。

5、标志、包装、运输及贮存

对材料提出相应的管理要求。

19

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

6.国内外先进标准以及采标情况

目前未检索到相关的国外类似标准，国内也尚没有相应的产品标准。国内在

对有价值的工业产出物进行综合利用时，可以参考《铬渣产铁铝基炼钢复合材料》

T/CPCIF0047—2020，通过规范经过加工处理后的材料的质量要求，实现废物管

理向产品管理的转变。此外，有机硅行业已形成完善的原料及产出物成分检测体

系，国家已有危险废物危险性评价体系等，可为本标准提供技术支持。

7.重大分歧意见的处理过程及依据

无。

8.废止现行有关标准的建议

无。

9.涉及知识产权或专利的有关说明

有机硅行业也申请了很多专利，但都属于技术类，未发现有和副产物产品标

准相关的知识产权。本产品标准不对具体的技术路线进行规定，只对最终产物进

行质量规定，因此不涉及知识产权的问题。

10.其他应予以说明的事项

依据GB34330-2017《固体废物鉴别标准通则》，编制本冶炼材料在出厂前

的加工过程污染物排放控制技术规范已列入下一步工作计划，保证有机硅企业在

出厂前处理含铜硅渣的过程中产生的污染物减量化、达标排放。

11.附件

1、中石化联质环发[2020]55号，《石化废催化剂环境管理指南》-含铜废催化剂

处置座谈会会议纪要

2、中化环协发[2020]34号关于召开有机硅含铜废催化剂环境管理座谈会的通

知

20

《有机硅含铜硅渣制冶炼材料》编制说明

3、中石化联质环发[2020]140号，关于印发2020年第二批中国石油和化学工业

联合会团体标准项目计划的通知

4、中化环协发[2020]54号《关于召开有机硅废催化剂制铜冶炼材料产品标准》

工作启动会的通知

5、标准编制推动会会议纪要2021年2月4日，2021年5月24日，2021年9

月9日；2022年1月26日。

6、陶氏硅氧烷（张家港）有限公司有机硅单体生产过程中产生的含铜废硅危险

特性初步分析报告，南大盐城环境检测科技有限公司，2022年2月

7、浙江新安迈图有机硅有限责任公司，含铜硅渣检测报告，浙江方圆检测集团

股份有限公司，2022年4月25日

8、镇江江南化工有限公司，含铜硅渣检测报告，浙江方圆检测集团股份有限公

司，2022年5月13日

9、镇江江南化工有限公司，含铜硅冶炼材料检测报告，国土资源部杭州地质资

源监督检验中心，2022年5月24日。

10、浙江新安迈图有机硅有限责任公司，含铜硅冶炼材料检测报告，国土资源部

杭州地质资源监督检验中心，2022年5月30日。

11、材料下游综合利用企业的应用证明。

21

中国化工环保协会

《有机硅含铜废催化剂制铜冶炼材料》

标准编制推动会会议纪要

各有关单位：

《有机硅含铜废催化剂制铜冶炼材料》标准（以下简称

《标准》）编制课题组于2021年5月21日采取线上会议形

式，召开了编制工作推动会,课题组成员各企业代表参加了

会议。

会议由中国化工环保协会副秘书长孙丰阁主持，《标准》

牵头单位浙江新安化工有限公司汇报了编制工作进展，与会

代表对标准内容及下一步的工作提出了建议。会议纪要如

下：

一、《标准》技术指标表中应包含两种产物指标体系，

铜冶炼材料和硅冶炼材料，铜含量等指标应有所区别。

二、部分企业提出的未水解和钝化的硅渣直接装罐氮

封外运的情形，有待中国化工环保协会进一步征求行业专家

意见再定是否提出标准要求。

三、钝化后的产物水份、氯离子含量要求，有处理经验

的企业尽快提供检测及建议指标。

四、各编制单位根据《标准》中检测规范和检测指标，

开展自行检测，并将数据汇总到协会。

五、编制组成员单位可联系推荐非专业危废处理的铜

1

冶炼企业（湿法、火法）及硅冶炼等企业名单，中国化工环

保协会将尽快牵头联系相关企业进行现场调研。

中国化工环保协会

2021年5月24日

2

中国化工环保协会

《有机硅含铜废催化剂制铜冶炼材料》

标准编制推动会会议纪要

各有关单位：

《有机硅