【正文】 ⑸ 實(shí)現(xiàn)無碳底吹連續(xù)煉銅清潔生產(chǎn) 山東東營方圓銅業(yè)集團(tuán)和北京有色研究總院聯(lián)合開發(fā)的、擁有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)的第一期工程“氧氣底吹無碳熔煉多金屬捕集新工藝”，及國產(chǎn)化的核心設(shè)備“氧氣底吹熔池熔煉爐”，經(jīng)過全國百余家企業(yè)和資深煉銅的專家院士組鑒定，已向世界宣告，無碳銅熔煉氧氣底吹新工藝在黃河三角洲的山東東營方圓銅業(yè)集團(tuán)試驗(yàn)成功并推廣應(yīng)用。工業(yè)化試驗(yàn)開發(fā)的內(nèi)容主要包括：連續(xù)煉銅工藝技術(shù)，含工藝條件、工藝參數(shù)和過程控制等；包括噴槍、爐體在內(nèi)的連續(xù)吹煉爐規(guī)格和結(jié)構(gòu)的選擇開發(fā)；熔煉爐與連吹爐相配套的成套裝置的研究開發(fā)。我國不少企業(yè)和學(xué)者進(jìn)行了永久陰極銅電解技術(shù)和傳統(tǒng)銅電解工藝的工程投資和經(jīng)濟(jì)效益詳細(xì)論證分析比較，闡明了永久陰極銅電解技術(shù)的先進(jìn)性，從而提出永久陰極銅電解技術(shù)是我國大中型銅電解工廠的發(fā)展方向，永久不銹鋼陰極電解法可以應(yīng)用于銅精礦或廢雜銅為原料的冶煉廠。傳統(tǒng)法銅電解生產(chǎn)中始極片的制作與組裝是一項(xiàng)勞動強(qiáng)度大、消耗人工多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，所需的工作量占全部極板處理作業(yè)工作量的50%以上，其缺點(diǎn)是工人勞動強(qiáng)度大、機(jī)械化自動化水平低、生產(chǎn)效率低、工藝質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量和技經(jīng)指標(biāo)的優(yōu)化難于保證和實(shí)現(xiàn)，一般適合中小規(guī)模企業(yè)生產(chǎn)，目前仍為國內(nèi)外絕大多數(shù)中小企業(yè)采用。此外這種傳統(tǒng)圓盤澆鑄機(jī)還存在可靠性能差、自動化信息化水平落后、維修保養(yǎng)工作量大、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。具體優(yōu)點(diǎn)①勞動條件好，操作方便。當(dāng)代國內(nèi)外得以實(shí)際應(yīng)用推廣的先進(jìn)火法精煉技術(shù)包括回轉(zhuǎn)式陽極爐和銅陽極板全自動定量澆鑄圓盤機(jī)組，而傳統(tǒng)的火法精煉技術(shù)固定式反射爐和機(jī)械式圓盤機(jī)+人工澆鑄方式正在逐步被先進(jìn)火法精煉技術(shù)取代。 其余先進(jìn)技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)仍為外國掌握。這種方法主要用于銅、鎳等硫化礦的造锍熔煉。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，增加了社會資源供給。 　　　 　表2　粗銅化學(xué)成分　% （YS/T 70—93）品級牌號Cu不小于雜質(zhì)含量 不大于AsSbBiPb一號二號三號　 陽極銅：是粗銅在陽極爐中精煉火法精煉后的產(chǎn)物，鑄成陽極銅板，為各企業(yè)自主內(nèi)定標(biāo)準(zhǔn)。熔煉：主要是造锍熔煉，目的是使銅精礦或焙燒礦中的部分鐵和其他金屬雜質(zhì)氧化，并與脈石和熔劑等造渣除去，產(chǎn)出含銅較高的冰銅。用銅精礦和廢雜銅生產(chǎn)電解銅的比例大致為7：3，銅精礦依然是當(dāng)今生產(chǎn)電解銅的主要原料。火法煉銅所采用的步驟有焙燒、熔煉、吹煉、火法精煉和電解精煉。冰銅主要作為吹煉爐生產(chǎn)粗銅的原料使用，冰銅為各企業(yè)自主內(nèi)定標(biāo)準(zhǔn)。 （3）火法煉銅的成本要比濕法煉銅高。閃速熔煉（flash smelting）包括國際鎳公司閃速爐、奧托昆普閃速爐和旋渦頂吹熔煉3種，目前閃速熔煉先進(jìn)技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)仍為外國掌握。有的廠在沉淀池后部安裝電極加熱，使貧化和熔煉在同一設(shè)備中進(jìn)行。當(dāng)代傳統(tǒng)成熟的吹煉技術(shù)包括PS轉(zhuǎn)爐吹煉、固定反射爐側(cè)吹式連續(xù)吹煉?；剞D(zhuǎn)爐式陽極爐的氧化還原噴管嵌在爐襯之中，需要氧化或還原時，只要導(dǎo)人足夠壓力的空氣或還原劑，然后把爐體轉(zhuǎn)到一定位置上，使噴口浸沒在熔池面下400~50Omm深，即可自行進(jìn)行氧化或還原，操作者只需調(diào)節(jié)有關(guān)的操作參數(shù)。（2）銅陽極板全自動定量澆鑄先進(jìn)技術(shù) 傳統(tǒng)生產(chǎn)陽極板的澆鑄通常采用半自動化的圓盤澆鑄機(jī)，它由渦輪蝸桿減速機(jī)驅(qū)動的圓盤澆鑄機(jī)、人工控制澆鑄包及撈取板三部分組成。銅電解生產(chǎn)工藝目前劃分法為：傳統(tǒng)法（常規(guī)法）和現(xiàn)代法，大極板長周期工藝和小極板短周期工藝。其中最大工廠是智利楚基卡馬塔冶煉廠,陰極銅生產(chǎn)能力達(dá)87萬t/a。為解決該技術(shù)難題，國內(nèi)正在研究的有兩種工藝技術(shù)路線，一是氧氣底吹爐連續(xù)煉銅技術(shù)；二是閃速爐短流程一步煉銅技術(shù)。長期以來，許多企業(yè)對伴生復(fù)雜元素的銅精礦望而生畏，而我國銅精礦資源的短缺又限制了企業(yè)對銅精礦來源的選擇性，無論自產(chǎn)礦還是進(jìn)口礦都存在有害元素增高的情況。這種“氧氣底吹無碳連續(xù)煉銅的清潔生產(chǎn)新工藝”預(yù)將于計2012年建投產(chǎn)，方圓集團(tuán)銅冶煉工將率先成為無碳連續(xù)煉銅的清潔生產(chǎn)的榜樣，提前跨入世界先進(jìn)行列，并將引領(lǐng)中國銅冶金行業(yè)走出一條低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新路子。⑵ 難冶煉復(fù)雜銅資源復(fù)合型冶煉新工藝與成套裝置我國自上世紀(jì)末以來巳陸續(xù)引進(jìn)了閃速熔煉的芬蘭奧托昆普技術(shù)以及熔池熔煉的澳大利亞奧斯麥特/艾薩煉銅技術(shù)、加拿大諾蘭達(dá)煉銅法等。艾薩礦物控股有限公司硫化銅精礦大極板高純陰極 銅3項(xiàng)自主研發(fā)艾莎熔煉爐（研發(fā)者）艾薩爐連續(xù)吹煉（研發(fā)者）永久不銹鋼陰極電解法（ISA法研發(fā)者）艾薩煉銅法國際領(lǐng)先4澳大利奧斯麥特公 司硫化銅精礦2項(xiàng)自主研發(fā)奧斯麥特熔煉爐（研發(fā)者）奧斯麥特吹煉爐（研發(fā)者）國際先 進(jìn)5加拿大諾蘭達(dá)公 司硫化銅精礦40大極板高純陰極 銅1項(xiàng)自主研發(fā)諾蘭達(dá)熔煉爐（研發(fā)者）諾蘭達(dá)連續(xù)煉銅法國際先 進(jìn)6美國尤他肯尼柯特冶煉廠硫化銅精礦大極板高純陰極 銅2項(xiàng)（引進(jìn)+自主研發(fā)）閃速熔煉技術(shù)（引進(jìn)奧托昆普）閃速吹煉技術(shù)（研發(fā)者）雙閃工藝國際領(lǐng) 先 7智利國營銅公司所屬特尼恩特分公司硫化銅精礦1項(xiàng)自主研發(fā)特尼恩特熔煉爐（特尼恩特改良轉(zhuǎn)爐）（研發(fā)者）國際先 進(jìn)8加拿大鷹橋公司1項(xiàng)自主研發(fā)永久不銹鋼陰極電解法國際先 進(jìn)9前蘇聯(lián)諾里爾斯克銅鎳礦業(yè)公司硫化銅精礦1項(xiàng)自主研發(fā)瓦紐科夫熔煉爐（研發(fā)者）瓦紐科夫工藝國際先 進(jìn)10加拿大銅崖冶煉廠銅鎳精 礦1項(xiàng)自主研發(fā)頂吹旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐法（TBRC法研發(fā)者）國際先 進(jìn)11美國尤他洲煉銅廠硫化銅精礦201項(xiàng)引進(jìn)諾蘭達(dá)熔煉爐（引進(jìn)）國際先 進(jìn)12比利時霍博肯冶煉廠硫化銅精礦1項(xiàng)引進(jìn)+1項(xiàng)自主研發(fā)艾薩熔煉爐（澳大利亞引進(jìn)）艾薩爐連續(xù)吹煉（合作研發(fā)者）雙閃工藝國際先進(jìn)13北德精煉公司凱撒冶煉廠硫化銅精礦2項(xiàng)引進(jìn)艾薩熔煉爐（澳大利亞引進(jìn)）艾薩爐連續(xù)吹煉（引進(jìn)）國際先進(jìn)五、當(dāng)代國內(nèi)外銅精礦冶金的前沿技術(shù)國內(nèi)銅精礦冶金的前沿技術(shù)根據(jù)國家中長期科技規(guī)劃（20062020年）、有色金屬工業(yè)中長期科技規(guī)劃（20062020年）和有色金屬工業(yè)“十二五”科技發(fā)展規(guī)劃（初稿）相關(guān)內(nèi)容和精神，當(dāng)代我國銅精礦火法冶金發(fā)展的前沿技術(shù)歸結(jié)如下。它是以不銹鋼陰極技術(shù)為核心，集成了當(dāng)今銅電解領(lǐng)域的各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)而衍生的先進(jìn)銅電解技術(shù)，它整體上解決了傳統(tǒng)銅電解工藝存在的問題，并衍生出了一系列成套高效能、高自動化和信息化的技術(shù)和裝備，包括不銹鋼陰極技術(shù)和裝備、成品陰極剝離技術(shù)和裝備、陽極校正技術(shù)和裝備、殘陽極洗滌技術(shù)和裝備、電解專用吊車、添加劑自動探測監(jiān)控技術(shù)、電解槽短路和槽電壓自動探測監(jiān)控技術(shù)、新型電解液循環(huán)方式、電解液精細(xì)過濾技術(shù)等。定量澆鑄實(shí)現(xiàn)了澆鑄包動作全自動化，陽極板重量或厚度精確度高達(dá)到 ；圓盤澆鑄機(jī)集成了液壓驅(qū)動、液壓制動剎車和光電控制等新技術(shù)，無路軌行走，啟動、行走和停止的平穩(wěn)性大大提高，有效地克服了陽極板的毛刺飛邊等嚴(yán)重質(zhì)量問題。②回轉(zhuǎn)式陽極爐出銅時，可以轉(zhuǎn)動爐體來調(diào)節(jié)出銅口的高度，使銅水流出的速度和澆鑄速度保持同步。與冰銅吹煉轉(zhuǎn)爐相似，回轉(zhuǎn)式陽極爐的爐體橫臥在四組托輪上，可在一定的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，回轉(zhuǎn)陽極爐作業(yè)時其轉(zhuǎn)動角度大約130度，為了滿足出渣和出銅時爐體角度微量調(diào)節(jié)的需要，回轉(zhuǎn)爐設(shè)置了快速驅(qū)動和慢速驅(qū)動，相差十倍。熔池熔煉特點(diǎn)是：(1)具有很大的攪拌能，熔體與爐料的傳熱、傳質(zhì)速率很大，可使精礦迅速熔入熔體。反應(yīng)生成的冰銅和爐渣，按比重在池內(nèi)分層，定時分別將它們放出。當(dāng)代銅精礦火法冶金獲取電解銅需經(jīng)熔煉、吹煉、火法精煉和電解精煉四大工序，四大工序的現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)歸納如下。表3 GB/T4671997標(biāo)準(zhǔn)陰極銅(CuCATH2)化學(xué)成分 %Cu