第二节铜冶炼工业的污染核算.pdf

第二节 铜冶炼工业的污染核算 铜是一种浅玫瑰色或淡红色金属物质。金属铜具有优良的物理和化学特性，如高热导率和电 导率，化学稳定性强，抗张强度大，易熔接，具抗蚀性、可塑性、延展性，•纯金属铜可拉成细 丝，制成很薄的铜箔；能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金。 铜形成的合金 主要分成三类：黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金，白铜是铜钴镍合金。 2006年我国金属铜年总产量为299.89万t，我国金属铜需求量接近390万t。全国八大铜冶 炼厂粗铜生产能力占全国产量90%以上，我国铜冶炼工业属于集中度较高的行业。 规模化铜冶 炼厂的铜冶炼技术和装备水平基本达到发达国家20世纪90年代水平，铜冶 炼综合能耗已从 1.1t标煤降到0.65 t标煤以下，S02利用率从65%提高到95%以上。工 业上使用的铜有电解铜 （含铜99.9%〜99.95%)和精铜 （含铜99.0%〜99.7%)两种。前者用于电器工业，用来制造特种合 金、金属丝及电线。后者用来制造其他合金、铜管、 铜板、轴等。 一、 金属铜冶炼的设备和原料 (一）铜冶炼的设备 现在大型炼铜厂，粗铜生产多采用两段炼铜法，即先熔炼，后吹炼。金属铜熔炼的 主要设备 有：密闭鼓风炉二白银熔池炉、闪速炉、电炉、反射炉；吹炼设备多使用转炉。 精铜的火法精 炼设备主要采用精炼反射炉或回转炉；铜的水法精炼在电解槽内进行。 (二）铜冶炼使用的原料 溶炼铜主要原料有铜精矿、焙剂 （石灰石、砂等）和燃料 （焦炭、无烟煤、重油等)。 一般火法炼铜是先将含铜百分之几或千分之儿的原矿石，通过选矿将铜品位提高至 20%〜40% 的铜精矿。铜冶炼厂使用的原料 （铜精矿）主要以硫化铜矿 （Cu2S）、黄铜矿 (CuFe2S2)、硫砷 铜矿 （Cu3AsS4)为主，一般含铜含量在20%〜40%，硫含量一般为铜含 量的1〜3倍，铜精矿还 含有氟、铅、锌、金、银、砷等多种元素。铜冶炼工艺中分火法 冶炼和湿法冶炼，我国85%的 铜冶炼是采用火法冶炼。对于火法炼铜工艺流程，如采用 硫铜比大于1.5的铜精矿为原料，需 经过焙烧脱硫工序；釆用硫铜比小于1.5的铜精矿为 原料，可以不经过焙烧直接投入反射炉（或 电炉）进行熔炼。炼铜生产过程会产生大量S〇2，可以回收生产硫酸，还可以回收铅、锌、镉、 金、银等金属产品。铜精矿中的硫在冶炼 过程中会产生大量的热，不仅可以回收利用，节省燃 料，通过余热发电还可为后续生产 提供电和热。 目前我国在铜冶炼过程中铜冶炼综合能耗还在1100〜1500 kg标煤/t铜，平均水平 1 200kg 标煤/t铜。其中消耗焦炭700〜1000kg焦/t铜，平均820 kg焦/t铜；无烟煤消耗300〜500kg 煤/t铜；电耗300〜500kwh铜，平均 350kwh/t铜。 在铜冶炼过程中，除了铜精矿作为原料，废铜也是精炼铜的主要原料，包括旧废铜和新废铜， 旧废铜来自旧设备机器、废钢制管件；新废铜来自加工废弃的铜屑（铜材的 产出比为50%左右）。 一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜，品位在90%以上； 黄杂铜 （电线），含铜物料 （旧马达、电路板）；由废铜和其他类似材料生产出的铜。利 用这些废旧原料生产的铜，我们 称为再生铜。 二、 铜冶炼加工的主要工艺 金属铜的冶炼主要包括三段工艺：原矿的采选工艺、粗炼工艺和精炼工艺。 (一）铜精矿的采选工艺 我国开采的铜矿石 （硫化铜矿）含铜品位在1%左右，釆取浮选、重选、离析、溶浸 等选矿法 用药剂把铜和其他金属富集加工成铜精矿。铜精矿的含铜一般为12%〜30%。| 我国铜冶炼厂的 铜精矿一般含铜18%〜24%,含铁21%〜30%，含硫14%〜33%，含二氧i 化桂6%〜18%。铜精矿中 还含有许多非常有价值的金属，如铅、锌、镇、钴、金、银、| 铂、钯等重金属和贵金属。在铜 冶炼过程中也要把它们以不同的形式回收。铅、锌以氧化物形式回收，镍、钴以硫酸镍形式回收， 金、银、铂、钯等贵金属以纯金属形式回收。 (二)铜精矿的粗炼 金属铜的粗炼分两步，先将铜精矿熔炼成冰铜，再将冰铜吹炼成粗铜。 1•铜的熔炼 （冰铜） 冰铜 （造锍）熔炼工艺包括物料储存、配料、干燥和熔炼等生产工序。原料干燥加熔 剂、燃 料，经配料后在熔炼炉中熔炼。铜精矿经熔炼，产生冰铜 （也叫铜锍），铜锍以硫 化铁硫化亚 铜聚合物 （FeS-Cu2S)为主，并含有金、银。铜锍组成含铜41%〜70%，含铁8%〜 29%，含硫21% 〜24%，含钯0.3%〜5%，含锌0.3%〜2