【正文】 精礦的生產(chǎn)主要來自安徽、江西、湖北、石南及甘肅。以2004年為例，這五個省的銅精礦產(chǎn)量約占到全國總量的75%與此對應(yīng)，%，%，查明資源儲量將近占到全國的50%。因此，這五個省是我國銅工業(yè)的重要原料基地除湖北與石南外，其他三個銅精礦生產(chǎn)大省的共同特點是：它們的銅儲量保障程度都比較高，且基礎(chǔ)儲量及查明資源儲量都不錯，具備資源儲量級別升級的資源基礎(chǔ)?？紤]到地質(zhì)勘查促進資源儲量級別升級情況，未來20年內(nèi)銅精礦生產(chǎn)大省的產(chǎn)能都能夠穩(wěn)住，甚至通過新建礦山及現(xiàn)有礦山產(chǎn)能的擴建，其銅精礦產(chǎn)量還有望擴張。但是也應(yīng)看到，我國銅儲量絕大部分都已被開發(fā)，在未來20年內(nèi)還有一部分產(chǎn)能要消失，估計近幾年新建的銅陵冬瓜山銅礦、石南大紅山銅礦一期工程等重點工程，建成后只能彌補銅礦山消失產(chǎn)能。如果今后不增加大型銅礦床工程建設(shè)，估計銅精礦產(chǎn)量不會有多大的變化，基本維持在年產(chǎn)銅精礦(金屬量)60萬t的水平。據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會提供的統(tǒng)計資料顯示，，5年間增長100余萬噸以上，居世界第二位；精銅消費量也呈快速增長態(tài)勢，2000年精銅消費量為190萬噸，2005年達到368萬噸，居世界第一位。 中國銅產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造步伐明顯加快，裝備水平大幅提高。江西銅業(yè)集團公司、銅陵有色金屬集團公司、云南銅業(yè)集團公司等骨干銅冶煉企業(yè)，先后引進了奧托昆普閃速熔煉、諾蘭達熔煉等一批先進工藝和裝備，使得中國銅企業(yè)的冶煉綜合能耗呈現(xiàn)相當幅度的下降。目前，中國銅企業(yè)的經(jīng)濟實力不斷提高。2000年，中國銅冶煉企業(yè)(含礦山、冶煉聯(lián)合企業(yè)和獨立冶煉企業(yè))實現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入337億元人民幣。2005年。在中國國內(nèi)銅產(chǎn)品需求增長和產(chǎn)量增加的帶動下，中國銅產(chǎn)品進口快速增長。其中銅原料部分增加顯著，特別是銅精礦和精銅的進口量增幅很大。2000年～%%。在中國政府的大力支持下，中國銅工業(yè)在國際化經(jīng)營和境外投資取得初步進展。目前，中國國內(nèi)4家銅企業(yè)4個牌號的精煉銅產(chǎn)品已在倫敦金屬交易所(LME)注冊，成為國際認可的品牌。目前，中國在境外已獲得投資權(quán)益銅金屬基礎(chǔ)儲量約650萬噸，形成了近8萬噸/年的礦銅精礦(金屬量)產(chǎn)能。我國既是銅資源較貧乏的國家又是世界上第二大銅消費國。從2001 年到2005 年， 萬噸， 萬噸，占全球增量的63%。中國銅消費行業(yè)主要是帶動了電力、電纜行業(yè)的發(fā)展。%，%，2000年到2005年是12%，也就是說中國電力發(fā)展在近五年發(fā)展速度逐漸加快。裝機容量應(yīng)該從2005年9月份發(fā)電裝容量突破5萬億千瓦。推動電力發(fā)展主要是電線、電纜主要大產(chǎn)品，其中中國電線、電纜在全球占的份額是20%。電信、電纜行業(yè)的用銅量是銅的絕對量，去年大概算下來是310萬，這樣一算國內(nèi)電線、電纜行業(yè)占了將近60%，這是國內(nèi)目前最大的用銅的情況。 對于未來的情況來看，電線、電纜未來用銅情況怎么樣，主要看中國電力發(fā)展情況。十一五期間電力投資還是比較大，根據(jù)電力行業(yè)資料，未來五年的投資在3萬億左右，其中是電網(wǎng)、電站一半的格局。裝機容量未來增長78%，這個速度未來電力發(fā)展增長速度應(yīng)該比過去五年要放慢了。總體來說是增長，所以對電線、電纜行業(yè)發(fā)展情況來看，這個也是發(fā)展相對匹配的。78%的樣子，所以電線、電纜這個行業(yè)有一個電力行業(yè)大概在增長9%。 從銅礦石中或精礦提取煉銅的方法較多，總括起來分火法和濕法兩大類。一般適于低品位的氧化銅，生產(chǎn)出的精銅稱為電積銅。濕法煉銅目前主要用于處理氧化銅礦。有氧化銅礦直接酸浸和氨浸（或還原焙燒后氨浸）等法；酸浸應(yīng)用較廣，氨浸限于處理含鈣鎂較高的結(jié)合性氧化礦。處理硫化礦多用硫酸化焙燒浸出或者直接用氨或氯鹽溶液浸出等方法。①硫酸化焙燒浸出法是將精礦中的銅轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄粤蛩徙~溶出；②氨液浸出法是將銅轉(zhuǎn)變?yōu)殂~氨絡(luò)合物溶出，浸出液在高壓釜內(nèi)用氫還原，制成銅粉，或者用溶劑萃取電積法制取電銅；氯鹽浸出法是將銅轉(zhuǎn)變?yōu)殂~氯絡(luò)合物進入溶液，然后進行隔膜電解得電銅。(1) 氧化銅礦酸浸法流程 氧化銅礦一般不易用選礦法富集，多用稀硫酸溶液直接浸出，所得溶液含銅一般為1～5g/L，可用硫化沉淀、中和水解、鐵屑置換以及溶劑萃取電積等方法提取銅。近年來，萃取電積法發(fā)展較快。其主要過程包括：①用對銅有選擇性的肟類螯合萃取劑（LiX－64 N，N－510，N－530等）的煤油溶液萃取銅，銅進入有機相而與鐵、鋅等雜質(zhì)分離。②用濃度較高的 H2SO4溶液反萃銅，得到含銅約50g/L的溶液。反萃后的有機溶劑，經(jīng)洗滌后，返回萃取過程使用。③電積硫酸銅溶液得電銅，電解后液返回用作反萃劑。 氧化銅礦酸浸法流程(2) 硫化銅精礦焙燒浸出法 硫化銅精礦經(jīng)硫酸化焙燒后浸出，得到的含銅浸出液，經(jīng)電積得電銅。此法適于處理含有鈷、鎳、鋅等金屬的硫化銅精礦，但銅的回收率低，回收貴金屬較困難，電能消耗大，電解后液的過剩酸量須中和處理，所以一般不采用。(3) 從貧礦石和廢礦中提取銅 銅礦開采后坑內(nèi)的殘留礦、露天礦剝離的廢礦石和銅礦表層的氧化礦，含銅一般較低，多采用堆浸、就地浸出和池浸等方法，浸出其中氧化形態(tài)的銅，而所含硫化銅則利用細菌的氧化作用，使之溶解。浸出液中的銅可用鐵置換得海綿銅，或者用溶劑萃取電積法制取電銅?；鸱掋~是將銅礦（或焙砂、燒結(jié)塊等）和溶劑一起在高溫下熔化，或直接煉成粗銅，或先煉成冰銅（銅、鐵、硫為主的熔體）然后在煉成粗銅。該法除部分預(yù)備作業(yè)及電解精煉作業(yè)外，均在高溫下進行。： 銅火法冶金的一般流程火法流程最大的優(yōu)點是適應(yīng)性廣，對各種不同的銅礦均能處理，特別是對一般硫化礦和富氧化礦很適用?；鸱ê蜐穹▋煞N工藝的特點 比較火法和濕法兩種銅的生產(chǎn)工藝，有如下特點： （1）后者的冶煉設(shè)備更簡單，但雜質(zhì)含量較高，是前者的有益補充。 （2）后者有局限性，受制于礦石的品位及類型。 （3）前者的成本要比后者高。 可見，濕法冶煉技術(shù)具有相當大的優(yōu)越性，但其適用范圍卻有局限性，并不是所有銅礦的冶煉都可采用該種工藝。不過通過技術(shù)改良，這幾年已經(jīng)有越來越多的國家，包括美國、智利、加拿大、澳大利亞、墨西哥及秘魯?shù)?，將該工藝?yīng)用于更多的銅礦冶煉上。濕法冶煉技術(shù)的提高及應(yīng)用的推廣，降低了銅的生產(chǎn)成本，提高了銅礦產(chǎn)能，短期內(nèi)增加了社會資源供給，造成社會總供給的相對過剩，對價格有拉動作用?？傊?，火法和濕法煉銅都各有利弊，選用哪種方法，應(yīng)根據(jù)礦物的特點，當?shù)氐慕?jīng)濟情況，交通運輸情況，地理條件，氣候條件，特別是應(yīng)根據(jù)礦物特點（化學(xué)成分，物相組成，含銅量，脈石組成等）和當?shù)亟?jīng)濟條件（燃料，水，設(shè)計之初，在老師的指導(dǎo)下進行資料收集，了解銅的性質(zhì)、生產(chǎn)工藝以及我國現(xiàn)有的銅生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工藝。在做了深入的學(xué)習(xí)后，我們?nèi)チ岁兾魃搪鍩掍\廠現(xiàn)場實習(xí)，實地考察該公司的成熟生產(chǎn)工藝、廠區(qū)布置、有關(guān)技術(shù)參數(shù)等等。為本次設(shè)計收集了大量的資料數(shù)據(jù)，為我們的設(shè)計也提供了良好的借鑒作用。實習(xí)結(jié)束后，回校進行論文的撰寫及繪圖等相關(guān)工作。銅電解精煉冶金計算包括：電解過程金屬平衡和物料平衡，凈液量的計算。硫酸鹽生產(chǎn)物料平衡計算。硫酸耗量，電解槽熱平衡及蒸汽消耗等。根據(jù)工藝流程各個主要過程，合理地選擇主要冶煉設(shè)備和確定個數(shù)、容量、對其主要尺寸加以計算，計算中采用的數(shù)據(jù)應(yīng)當有根據(jù)地引用文獻和生產(chǎn)實踐資料。輔助設(shè)備應(yīng)進行選擇和計算，確定其規(guī)格和數(shù)量。運輸設(shè)備的選擇和計算時，應(yīng)說明冶煉工藝流程各主要工序的聯(lián)系，物料運輸方式，運輸及提升設(shè)備型號選擇依據(jù)及采用的運輸方法并進行計算。銅電解精煉主要設(shè)備和輔助設(shè)備計算包括：電解槽的計算（普通槽和種板槽）。整流器及導(dǎo)電材料的計算和選擇，電解液循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備及管道計算，車間運輸設(shè)備計算與選擇，其他設(shè)備及設(shè)施。銅電解精煉車間設(shè)計的圖紙包括：工藝流程圖、電解槽構(gòu)造圖、設(shè)備連接圖和車間平面布置圖共三張，其中包括CAD和手工繪制。2 廠址選擇廠址選擇要根據(jù)國民經(jīng)濟建設(shè)計劃和工業(yè)布局的要求進行。廠址選擇適當與否，對企業(yè)的建設(shè)速度、建廠投資、生產(chǎn)發(fā)展、經(jīng)濟效益、環(huán)境保護及工農(nóng)關(guān)系等會帶來重大影響。廠址選擇的一般原則是：應(yīng)符合工業(yè)布局及區(qū)域性總體規(guī)劃和城市建設(shè)規(guī)劃的要求；要盡可能利用城鎮(zhèn)設(shè)施，節(jié)約資源；要靠近原材料、水、電供應(yīng)充足和產(chǎn)品銷售便利的地方，有較好的交通運輸條件；要注意節(jié)約用地，盡量不占或少占農(nóng)田，留有發(fā)展余地；要有適當?shù)淖匀坏匦魏瓦m宜的工程地質(zhì)、水文、地震等級條件及較好的協(xié)作條件等[9]。在進行廠址選擇時，應(yīng)根據(jù)有色生產(chǎn)的特點，應(yīng)充分論證以下幾個問題：(1)工業(yè)布局問題 建設(shè)一座有色冶金廠，對全國的工業(yè)布局、一個區(qū)或一個城市的合理發(fā)展、各個工業(yè)區(qū)之間的經(jīng)濟協(xié)調(diào)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展等起著重要的作用，應(yīng)根據(jù)工業(yè)布局“大分散，小集中、多搞小城鎮(zhèn)”的方針，按“工農(nóng)結(jié)合，城鄉(xiāng)結(jié)合，有利生產(chǎn)，方便生活”的原則，進行廠址選擇和居住區(qū)規(guī)劃，使之符合工業(yè)布局總體規(guī)劃及城市建設(shè)規(guī)劃的要求。(2)原材料供應(yīng)及交通運輸條件 有色金屬冶煉是連續(xù)性的，物料吞吐量一般很大。因此在進行廠址選擇時必須充分考慮交通運輸問題。為了減少運輸費用，在保證良好的運輸條件下，進行廠址盡可能接近原材料基地和銷售市場。(3)供水、供電條件 有色冶煉廠一般是大量用水和耗電多的企業(yè)。因此希望廠址附近有充分的水源和電源。以供電為例，廠址距離電源每增加一公里，就需增加外部高壓輸電線投資3~4萬元， 這不僅大大增加投資，而且影響建設(shè)進展，所以冶金企業(yè)盡可能的選擇在供電網(wǎng)經(jīng)濟供電半徑之內(nèi)是至關(guān)重要的。(4)環(huán)境保護和節(jié)約用地問題 有色冶金生產(chǎn)特點之一是無一例外地產(chǎn)出大量造成環(huán)境污染的“三廢”物質(zhì)，除必須有完善的“三廢”治理工程設(shè)計外，在選擇廠址時，必須盡量考慮在主導(dǎo)風(fēng)向和主要水流的下游位置，安排好“三廢”處理場地和廢渣堆放場地，要有良好的自然通風(fēng)條件，并應(yīng)考慮廠址附近居民點、城市發(fā)展規(guī)劃、農(nóng)木漁業(yè)及旅游勝地、自然資源保護區(qū)等問題。(5)廠址的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 冶煉廠的土建投資是相當大的，廠址地震等級的不同會對建筑結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)工程的投資帶來很大影響，所以廠址不能選在發(fā)震斷層地區(qū)和基本烈度為9級以上的地震區(qū)。此外，~，；不能選在厚度較大的III級自重濕陷性黃土地區(qū)和有泥石流或滑坡等危害的山區(qū)，廠址底下不宜又有用礦物礦藏或以開采的礦坑和溶洞等。(6)廠址的協(xié)作條件 冶煉廠一般是機械化自動化水平比較高的現(xiàn)代化企業(yè)，為保證企業(yè)生產(chǎn)順利進行，必須有充足的設(shè)備及備品備件供應(yīng)，要有強有力的機械加工和維修能力。若廠址附近具備這些條件，便可發(fā)揮專業(yè)協(xié)作的優(yōu)越性，減少輔助設(shè)施投資和降低生產(chǎn)成本。工廠在建設(shè)過程中的施工條件諸如磚瓦、砂石、石灰、水泥、木材等能否就地取材，施工力量和施工場地是否具備等，都對建設(shè)進度起著一定的作用。在廠址選擇時，應(yīng)充分考慮廠址附近是否具備這些條件，那種片面強調(diào)“小而全”不重視專業(yè)化協(xié)作的做法是不恰當?shù)?，甚至是錯誤的考慮到上述的一些條件，我要將此廠建在陜西省寶雞市三橋鎮(zhèn)，這里交通發(fā)達，人員稀少，離原料供應(yīng)地近，離它不遠處有一個發(fā)電站，能確保供電方便。3 銅電解精練工藝流程的確定火法精煉產(chǎn)出的精銅品位一般為99．2~99．7％，其中還含有0．3~0．8％雜質(zhì)。為了提高銅的性能，使其達到各種應(yīng)用的要求，同時回收其中的有價金屬，特別是貴金屬、鉑族金屬和稀散金屬，必須進行電解精煉。以火法精煉產(chǎn)出的陽極板為原料，經(jīng)電解精煉，生產(chǎn)電解銅，并富集貴金屬和其它有價元素的銅冶煉廠車間設(shè)計。設(shè)計主要內(nèi)容包括：工藝流程、設(shè)備選擇和主要技術(shù)經(jīng)濟指標。中國在銅電解精煉設(shè)計中采用了大型電解槽、全套機械化極板作業(yè)線、大型可控硅整流器、多功能專用起重機和鈦板換熱器等新型設(shè)備，以及電解液平行流動循環(huán)、誘導(dǎo)法脫砷等新技術(shù)。工藝流程包括電解精煉和電解液凈化兩部分。以銅陽極板為陽極，純銅始極片或不銹鋼板為陰極，以硫酸銅和硫酸溶液為電解液，將極板按一定的極距相間排列于電解槽內(nèi)，通入直流電，陽極不斷溶解，便在陰極上析出電解銅。電解過程中，陽極銅中的貴金屬和硒、碲等有價元素進入陽極泥，沉積于電解槽底，定期排出，送陽極泥車間提取貴金屬。鎳、砷、銻、鉍等雜質(zhì)大部分進入電解液，需從循環(huán)液中抽取一部分進行凈化處理。電解精煉有常規(guī)電解、周期反向電流電解和永久陰極電解可供選用。(1)常規(guī)電解。以純銅始極片為陰極，電源為恒向直流電，電流密度為220～280A／m2。其特點是技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，電耗低。(2)周期反向電流電解。周期性短時間改變直流電流方向的電解方法。電解陰極及陽極和常規(guī)電解相同，周期性短暫反向，是為了克服陽極鈍化，電流密度達300～350A／m2。，可強化生產(chǎn)，節(jié)省投資，縮短電解銅在產(chǎn)周期。缺點是電流效率低，電耗高于常規(guī)電解。適于老廠擴大生產(chǎn)能力和電價低廉地區(qū)采用。銅電解精煉于1869年在英國首先用于工業(yè)生產(chǎn)，隨后在世界上得到廣泛應(yīng)用。20世紀70年代出現(xiàn)周期反向電流電解和不銹鋼永久陰極電解等新的電解法。隨著生產(chǎn)技術(shù)不斷完善，電解極板作業(yè)等機械化和自動化程度逐步提高，銅電解精煉生產(chǎn)規(guī)模日趨大型化。到80年代，世界上最大單一生產(chǎn)電解銅的工廠生產(chǎn)規(guī)模已達到40萬t／a。（3）永久陰極電解。和常規(guī)電解不同，陰極是永久性的不銹鋼板，在不銹鋼陰極板上析出的電解銅定期取出剝離作為成品。1979年澳大利亞精煉銅公司(Coppei refinet iesplyLtd．CRL)首先將此法用于銅電解精煉工業(yè)生產(chǎn)，又名艾薩(ISA)電解法。以后美國、加拿大和聯(lián)邦德國等精煉廠也應(yīng)用了這一方法。它的優(yōu)點是可省掉銅始板片生產(chǎn)系統(tǒng)，不銹鋼陰極平直，短路發(fā)生率低，陰極質(zhì)量高。電解液凈化為除去電解液中的雜質(zhì)，并調(diào)整其銅成分而進行的作業(yè)。凈化流程通常依陽極板的雜質(zhì)含量、需脫除的雜質(zhì)種類和產(chǎn)品方案確定。一般包括脫銅，脫砷、銻、鉍和脫鎳等。脫銅方案有兩個。一是硫酸銅結(jié)晶脫銅電解。根據(jù)硫酸銅需要量，選用直接濃縮或加銅中和工藝生產(chǎn)硫酸銅。結(jié)晶后液再經(jīng)電解產(chǎn)出黑銅粉。二是二段脫銅電解。第一段電解產(chǎn)出含銅99．5%的二級電解銅；第二段電解產(chǎn)出黑銅板和黑銅粉，返回熔煉工序處理，本設(shè)計采用第二個方案。電解液中的砷、銻、鉍等