王 强

（江西铜业（清远）有限公司，广东 清远 511500）

随着我国炼铜工业不断发展过程中，铜矿资源不断枯竭，现阶段含铜0.2%-0.3%的铜矿充分利用，但是在铜冶炼中出现的炉渣经贫化后含铜量仅仅在0.5%铜熔炼渣作为铜的二次资源，我国每年均有较大量的新增铜熔炼渣量，甚至超过1500万吨，含铜75万吨，所以有必要尽快研发减少炼铜弃渣含铜的技术，以切实提升其深度贫化率，减少弃渣含铜，也就是说由此有助于提升铜回收率，也能够推动铜冶炼行业进一步发展，因为传统炼铜工艺受到的影响因素较多，导致铜渣中的残余桶也有明显的增加，采用何种方式使用此部分资源能够有助于提升资源的循环使用，以及推动生产发展。

1 目前我国炼铜的工艺分析

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，可以进一步参与对低质量氧化矿的处置、废铜资源的回收等方面。

1.1 火法冶炼铜工艺

现阶段相关企业在借助火法炼铜的过程当中，大多有:铜精矿的造锍熔炼，铜锍吹炼成粗铜，粗铜火法精炼，阳极铜电解精炼，进而生成了所需要的电解铜，也就是阴极铜。现阶段，国内外铜冶炼企业大多借助闪速熔炼与熔池熔炼的方式进行铜冶炼。对于后者来说,精矿往往会进入熔体的表面、被喷入熔体中，一般对熔池内喷入氧气和氮气使熔池发生剧烈搅拌,精矿颗粒被液体包围迅速融化，因此，使含有氧气的气泡和包裹硫化铜/铁的溶液出现质量输送。而闪速熔炼中的干精矿是广泛存在于氧气和氮气气流内，存在硫元素和铁元素的金矿具有可燃性和易燃性，对于反映空间的熔融颗粒，将会极速完成熔炼和吹炼活动。如果将颗粒和溶池进行有效的融合，将会使得反应持续性推进，然而大多数将会出现在飞行阶段。现阶段，在吹炼工艺上往往借助ps转炉，1990年前后，吹炼技术开始应用于商业与工业领域，获得了较大的进步与发展，在上世纪90年代中期，美国肯尼科特冶炼厂首次尝试借助闪速吹炼的工艺，将闪速炼铜整体工艺(闪速熔炼+闪速吹炼)，将会回收将近100%的硫，另外大多需要多样化的精矿，充分借助闪速炉生成最终的冰铜，进而进行水淬、磨碎、干燥等活动，在另一规格较小的闪速炉中用富氧空气吹炼成粗铜,产出的粗铜通过溜槽加至阳极炉闪速吹炼能够更快的生成最终产品，其工艺技术相对先进且高级，能够有效的解放人力，避免出现对外部环境的污染，另外拥有二氧化硫浓度高且稳定等优点,可以广泛应用于多个领域，特别是对于首次进入这一行业的龙头企业来说，可以借助这一工艺满足对于环保的要求。粗铜火法精炼最为主要的是回转炉精炼。通过观察传统的固定式精炼炉，能够发现需要长时间的人工调整、也将会排出一定量的污染环境的气体、蒸发量相对较高，可控性相对较差，现阶段许多行业主体选择了相对先进且科学的回转式阳极炉。

火法炼铜技术本身存在高生产力、高技术水平、环保性与自动性强、所需资金少、二氧化硫浓度高等竞争优势，在未来发展阶段，将极有可能被广泛用于各个领域，同时受到诸多行业主体的重点关注，然而无论借助怎样的技术和工艺，都必须充分保障铜冶炼工艺的速度、环保性与低污染性，此次研究涉及到了诸多的新型技术，将会在不同程度上完善当前的火法冶炼工艺。

1.2 湿法冶炼铜工艺

近年来，经济与科技获得了较大的进步与发展，铜产品在国内外均拥有广泛的市场空间，然而由于环保理念的升级和强化，铜矿石的开采量相对较少，整体的质量水平也不佳，出现了大量的难处理矿石，生成了高浓度的二氧化硫，极大影响整体的环境，我国当前的铜原料和铜制品大多都来自于进口，出现了显著的国内外收支不平衡现象。湿法冶炼铜技术的水准相对较高，使得许多行业主体实现了广泛的应用，那么从我国的铜工业方面来看，要充分给予湿法冶炼铜工艺的关注和创新，进而推动行业的进步。

湿法冶金的主要技术是“浸出→萃取→电积”，其工艺流程如图1所示。

图1 铜湿法冶金工艺简易流程

随着时间的推进，湿法炼铜技术获得了较大的进步与创新，在整个工业生产领域当中获得了广泛的运用，将在一定程度上引领整个同行业生产技术的发展导向，借助这一方法能够提取Au、Sn、Bi 等金属元素，拥有显著的工业应用价值与广阔的上升空间，对于国内的湿法冶炼铜技术来说，其水平相对较低，生产力存在较大的上升空间，急需相关学者与专家的钻研与创新。

2 降低炼铜弃渣含铜技术背景技术

据不完全统计，市场中流通的八成以上的铜是借助火法冶炼工艺生成的，仅有不到两城市建筑施法冶炼，大多数情况下一吨的冰铜将会伴随着2～3吨的铜渣，对于我国的铜产品来说，绝大多数都是借助火法冶炼生成，最为常见的有反射炉熔炼、闪速炉熔炼、电炉熔炼和转炉熔炼等。据统计，我国在二零一五年的精炼铜产量将近800万吨，并带来了1,500万吨的铜渣，整体产出量大于1.2亿吨，铜渣存在诸多可回收的有色资源，包括1%含铜量产品，要大于国内铜的开采品位，所以需要进行一定的回收和利用。

铜冶炼伴随的冶炼渣存在Cu、Fe等金属元素，占比最大的依次是铁橄榄石、少量磁铁矿、脉石相关的无定形玻璃体与冰铜。

现阶段，对于回收铜渣中的铜，大多会借助渣桶法，在实现缓冷结晶后，调整铜聚集形式，进而借助磨矿浮选回收，因此具有较强的可操作性，资金投入相对较少，然而差异化的冶炼炉生成的炼铜渣也是各有不同的，铜矿物结晶粒度相对较小，浮选指标不稳定，难以有效调控整个的生产活动，不利于铜的回收。

3 降低炼铜弃渣含铜技术

3.1 技术路线

新型贫化炉借助喷枪实现与氧气、天然气、空气和氮气的棍哥，燃料借助熔体完成预加热，同时各类进入的气体在相关工艺与技术的作用下，生成特定的比例，整个配料需要一定的硫化剂，从而保证整体的温度，也将避免出现大量的残渣和废物；对于熔炼活动来说，添加一定量的气体还原剂，能够提高还原活动的效率，减少磁铁含量；充分借助组合型溶剂，也将得到完美的渣型，实现对渣黏度和温度的有效把控，另外浸没式燃烧到达沉降区的微搅拌作用，可以加快冰铜颗粒碰撞凝聚长大沉降分离。充分把握优化技术规范，在调整氧气和天然气比例后，也将获得良好的还原效果，使得弃渣含铜0.26%远超于国外其他国家。

3.2 研究方法与条件

本文充分借助单炉作业模式，也就是在炉渣完全贫化后，可以实行下一步的作业，通常需要在一炉作业中添加80吨的铜熔炼渣。在最初进行实验的过程当中，要使得烘炉保持一定的温度，耐火材料升温曲线要充分根据厂家要求的参数展开，当温度到达一定高度时，开始造熔池作业，结束该活动后，能够将天然气、氧气与空气在一定比例下进行作用，同时把炉体调整在生产位，其中保持氧气与天然气1.6比重，富氧60%的浓度，当生产活动相对稳定时，按照工艺条件，使得在气枪当中注入的各个气体，形成特定的比例。同时要把容量温度设置在1200℃和1250℃，先后进行半个小时和一小时的沉降活动，另外要求铁硅比在1.7～1.5范围内，在有效调节溶剂、硫化剂与还原剂之后，调控不同的渣贫化效果，进而明确对于试验的影响作用，找到最为合理，且高效的状态和要素条件。

3.3 还原剂对弃渣含铜的影响

当充分把握综合技术条件时，最为合理的状态是1200℃下、沉降一个小时，铁硅比为1.7，并且要依次添加10%浓度的二氧化硫、5%的B2O3或CaF2、9%的FeS，在有效改变氧气和天然气比重之下，明确天然气本身的还原性在贫化活动中发挥的作用。要充分了解上一阶段实验是小型实验的具体表现，进而把控氧气和天然气比在1.6和1.8，开始开展天然气还原效果试验。通过观察下，图2能够了解到，当氧气和天然气在1.8时，渣中同时存在尖晶石和冰铜，尖晶石相的一部分还原，其他底端沉积，将氧气和天然气的比值是1.6，并不会出现尖晶石相，冰铜滴悉数沉淀在底部。氧气与天然气保持1.8比重，弃渣含铜是0.33%，而氧气与天然气比值在1.6时，弃渣含铜可达到0.26%。

图2 不同O2/CH4淬火样品的微观形貌

4 结语

降低炼铜弃渣含铜技术已成功应用到粗铜冶炼项目中，运行稳定，使用可靠，安全环保，生产效率高，技术指标先进，弃渣含铜是0.28%，相较于其他外国国家来说水平较高，充分借助这一工艺，我国一千万t铜冶炼将能够回收3万吨的铜，能够再次获得15.6亿元收入。