【正文】 流，減少人流與火流的交叉線路，實(shí)在在要交叉時(shí)，設(shè)置緩沖設(shè)施和安全設(shè)施。有色冶金是連續(xù)性的，物料吞吐量一般較大，此工廠日處理量達(dá)千噸以上，可見運(yùn)輸量是非常大的，如不及時(shí)吞吐，勢必影響生產(chǎn)，因此要考慮交通問題，在既保證良好的運(yùn)輸條件，又靠近原料基地。公路四通八達(dá)，3206國道縱橫境內(nèi)，上海至瑞麗高速公路穿境而過，高速掛線一期工程已建成通車，到杭州4小時(shí)，市、鄉(xiāng)、村公路網(wǎng)絡(luò)相通。實(shí)行成片式布置是適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性和自動(dòng)控制要求，有節(jié)約用地、便于生產(chǎn)管理，使建筑群體主次分明等特點(diǎn)。生產(chǎn)線方面，通順、連續(xù)及短捷，避免作業(yè)線交叉往返，按工藝流程布置各生產(chǎn)車間，主要輔助車間和生產(chǎn)車間靠近，盡可能將工作性質(zhì)、用電要求、貨運(yùn)量及防火標(biāo)準(zhǔn)、衛(wèi)生條件等同類的車間靠近，配電站、變電站、空壓機(jī)房應(yīng)布置正在空氣清潔的地方；對于儲(chǔ)量大的原料、燃料倉庫和堆放場地，在不影響其為相應(yīng)部門服務(wù)的前提下，盡可能布置在工業(yè)場地邊緣地帶，以利于與外部的鐵路、公路的銜接，盡可能做到物料運(yùn)輸自流?，F(xiàn)為“全國文化先進(jìn)市”、“全國科技先進(jìn)市”、“全國全民健身先進(jìn)市”、“全國雙擁模范城”，被譽(yù)為“銅都銀鄉(xiāng)”。轄區(qū)面積2480平方公里，55萬人，轄18個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、3個(gè)街道辦事處、7個(gè)林(墾殖、園藝)場。自唐永泰元年(公元765年)建縣，至今已1240年。是國家銅冶煉基地、全國商品糧基地、江西省重點(diǎn)產(chǎn)材基地、長江防護(hù)林基地、國家貯備糧基地?？偯娣e2480平方千米。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)約投資；要靠近原材料、水、電供應(yīng)充足和產(chǎn)品銷售便利的地方，有良好的交通運(yùn)輸條件；要注意節(jié)約用地，少占或不占農(nóng)田，留有發(fā)展余地；要有適當(dāng)?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[4]。但是，由于我國銅資源貧礦多、富礦少，而且礦石品味低，正常生產(chǎn)的銅礦山在采選過程中都產(chǎn)生了大量的外表礦、廢石和尾礦，并且這些難選冶和低品位銅資源用常規(guī)的采、選、冶方法均不能經(jīng)濟(jì)地回收，因此濕法煉銅的技術(shù)在我國正在被積極的研究的應(yīng)用，擁有廣闊的市場前景，這對于我國銅工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。由于世界各地銅礦山中的富礦、易開采礦逐漸減少，同時(shí)人們的環(huán)保意識逐步增強(qiáng)，致使火法煉銅面臨越來越大的困難，從而使銅的濕法冶煉工藝得到了迅速發(fā)展。并且由于2013年，全國各大城市相繼出現(xiàn)的霧霾天氣，更是把環(huán)保的概念深入人心，環(huán)境治理刻不容緩，煉銅廠的環(huán)保要求也是更加嚴(yán)格。例如在20世紀(jì)70年代時(shí)的二氧化硫控制率為90%，到了80年代是95%，%?，F(xiàn)代冶煉廠中的高危險(xiǎn)、高負(fù)荷崗位，多由機(jī)器來完成，通過實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化與智能化，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且很大程度上提高了對工藝過程及產(chǎn)品質(zhì)量的控制與檢測。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和銅冶金市場的擴(kuò)大，只有大型的煉銅廠才具有競爭力，才能夠長存。這一方面促進(jìn)了我國銅冶金企業(yè)原料的國際化，另一方面也迫使銅行業(yè)對資源相對貧乏、分散的國內(nèi)原料開采和不同原料冶煉工藝過程進(jìn)行研究。總體看來，我國銅冶金發(fā)展的現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展方向有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （1）資源減少、礦的品味低下迫使開采及冶煉工藝技術(shù)改進(jìn)，原料市場走向國際化。但是，受各方面因素的制約，今年來，我國銅價(jià)狀況不能令人十分滿意。到了2013年，%，%的增長速度，且精煉銅月產(chǎn)量屢屢創(chuàng)出歷史新高。2010年進(jìn)口銅精礦162萬噸，% ，精煉銅292萬噸，%，廢雜銅436萬噸，%。% 。電積回收率一般為99%左右[3]。 電積即將萃取富集后的含銅離子的溶液電解沉積產(chǎn)出陰極銅。常用的萃取設(shè)備有萃取塔、離心萃取器、混合澄清萃取箱等多種，其中以結(jié)構(gòu)簡單、投資少、操作方便、效率高的淺池式混合澄清萃取箱應(yīng)用最多。一般銅萃取分離所使用的萃取劑主要包括肟類、二酮類、三元胺類、醇類和酯類及其復(fù)配物。就地浸出是對破碎深堆的低品位大型銅礦床，以及礦山陷落區(qū)礦體，采用將浸出劑注入氧化銅礦體，溶解礦床中有價(jià)金屬的浸出辦法。新發(fā)展的堆浸方式有硫酸熟化薄層堆浸法，優(yōu)點(diǎn)是酸耗低，浸出周期短，占地面積小。堆浸用于難選氧化礦、低銅表外礦、廢礦石的浸出，即將礦石堆成堆后在其表面噴灑浸出劑，當(dāng)浸出劑滲過礦堆時(shí)銅被溶出流到集液池。氧化銅礦的浸出也可采用攪拌浸出方式，有空氣攪拌和機(jī)械攪拌兩種方式。槽浸適合處理高品位的氧化礦，浸出周期較短，浸出液含銅高時(shí)，可直接送電積。③電積硫酸銅溶液得電銅，電解后液返回用作反萃劑。②用濃度較高的H2SO4溶液反萃銅，得到含銅約50g/L的溶液。近年來，萃取電積法發(fā)展較快。氨浸在加蓋浸出槽中進(jìn)行，浸出礦漿經(jīng)過濃度機(jī)液固分離，浸出液送去萃取底流過濾后浸渣堆存，濾液返回用于濾渣洗滌。本工藝適用于處理堿性脈石含量高的銅礦石或焙砂。浸出液含銅濃度≧1g/L，pH ，有機(jī)相中萃取劑5%左右，萃取相比1:1，混合時(shí)間3 min，反萃取劑中H2SO4 160210 g/L，Cu2＋3035 g/L，F(xiàn)e＜5 g/L。h/t，冶煉銅回收率9496%，%，電流效率7792%。電解液成分（g/L）：Cu7090，H2SO42030。浸出液含銅8090 g/L。 其包括硫化銅精礦硫酸化焙燒，焙砂于煙塵的浸出與電積。 該法是用酸性或堿性熔劑從含銅物料中浸取銅再從浸出液中還原制取金屬銅或銅的化合物產(chǎn)品。操作技術(shù)條件：主要有電流密度、電解液組成、添加劑等。電解設(shè)備：主要設(shè)備有電解槽、陰極片、陽極板、整流電源、陽極作業(yè)線、陰極作業(yè)線以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等。圖12 銅電解精煉過程示意圖與銅電位接近的As、Sb可與銅一起溶入電解液，當(dāng)積累到一定程度時(shí)就會(huì)在陰極上析出，降低電解銅的質(zhì)量。點(diǎn)解是在直流電壓作用下，陽極銅發(fā)生電化學(xué)溶解溶入電解液，電解中銅離子趨向陰極，并在陰極上沉積為金屬銅。%左右的雜質(zhì)，采用電解精煉可將火法精銅中的雜質(zhì)進(jìn)一步降低符合產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)?；剞D(zhuǎn)爐是一種新型銅精煉設(shè)備，它的密封性好，無煙氣泄露，環(huán)境清潔，能耗低，機(jī)械化程度高，但比反射爐一次投資大。以Cu2O形態(tài)存在的氧在下一步還原過程除去。（1）火法精煉氧化過程 空氣吹煉時(shí)，銅首先被氧化：4Cu+O2 = 2Cu2O 生成的Cu2O可溶于銅水中，經(jīng)再與熔銅中雜質(zhì)元素作用，將他們氧化，本身被還原為金屬：Cu2O+Me = MeO+2Cu 雜質(zhì)中的Zn、As和Sb的低價(jià)氧化物均可在高溫條件下變成氣體揮發(fā)除去，而Fe、Pb、Co、Sn以及As、Sb高價(jià)氧化物則與加入的石英、石灰、碳酸鈉等熔劑生成各種鹽類進(jìn)入爐渣。銅的電解精煉是將火法精煉銅鑄成陽極板，以電解產(chǎn)出的薄銅片（始極片）作為陰極，二者相間地裝入盛有電解液（硫酸銅與硫酸的水溶液）的電解槽中，在直流電的作用下，陽極銅進(jìn)行電化學(xué)溶解，陰極上進(jìn)行純銅的沉積。 銅的精煉分為火法精煉和電解精煉。為提高生產(chǎn)率和煙氣SO2濃度，現(xiàn)普遍采用轉(zhuǎn)爐富氧鼓風(fēng)吹煉。第二周期爐內(nèi)不加任何物料，只通過風(fēng)口鼓風(fēng)使部分Cu2S氧化成Cu2O和SO2，再靠Cu2O與Cu2S反應(yīng)獲得粗銅。表13 主要轉(zhuǎn)爐規(guī)格指標(biāo)規(guī)格粗銅容量/t155080100直徑爐長/m494風(fēng)口直徑個(gè)數(shù)5013483449484948送風(fēng)量/(m3/min)140340500540處理锍量/（t爐）20100160204 工藝操作:銅锍轉(zhuǎn)爐吹煉成粗銅的過程分為兩個(gè)周期。爐口上有水冷或氣化冷卻煙罩。在轉(zhuǎn)爐工作位置后側(cè)沿爐子軸線方向設(shè)有等距離的一系列風(fēng)口，風(fēng)口上裝有可用于清理風(fēng)口結(jié)渣的風(fēng)盒，壓縮空氣經(jīng)由風(fēng)口進(jìn)入爐內(nèi)。爐殼由鍋爐鋼板制成圓筒狀，內(nèi)襯優(yōu)質(zhì)耐火磚，爐殼外固定有兩圈鋼環(huán)，借助鋼圈將轉(zhuǎn)爐體支撐在4對滾輪上。SiO2 6FeO+O2 = 2Fe3O4 鼓入爐內(nèi)熔體中的氧，部分直接地將FeS氧化，部分將Cu2S氧化成Cu2O后，再由Cu2O氧化FeS，Cu2O成為O2的傳遞者。由于銅锍吹煉放出熱量過剩，為保護(hù)爐襯，常加入一定數(shù)量的精煉爐渣、包子殼等冷料。 吹煉原理:吹煉時(shí)，經(jīng)過風(fēng)口向熔融锍中鼓入空氣，并加入石英熔劑，在完全自熱條件下，使銅锍中FeS成分全部氧化，大部分生成FeO并與石英結(jié)合生產(chǎn)2FeO能將銅锍吹煉成粗銅的方法，還有閃速爐吹煉法、奧斯麥特法、連吹爐法，但都比不上轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)的普遍性。h/t料。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： t/(m2 主要技術(shù)操作條件：要求對含硫高的銅精礦必須干燥、預(yù)脫硫，以防止水分急劇蒸發(fā)造成礦內(nèi)翻料事故，保證產(chǎn)出較高品位的銅锍。在爐子短端墻上一端開有放銅口，另一端配置排渣口。爐頂采用耐火磚砌成拱頂，其上設(shè)有加料口、排煙孔和電極孔。爐體為長方形，由爐底、墻和爐頂組成，鉻鎂質(zhì)爐底砌筑在銅筋混凝土支柱上。生成物Cu2S和FeS組成熔煉產(chǎn)品銅锍，送轉(zhuǎn)爐吹煉；CaO、MgO、FeO等氧化物與SiO2生成各種硅酸鹽形成爐渣，水淬后綜合利用。 基本原理：電爐煉銅是將電流經(jīng)插入熔池渣層的電機(jī)送入爐內(nèi)，部分電流在電極與熔渣接觸面上以微弧形式轉(zhuǎn)變成熱能，部分電流通過固體和熔體形成的電阻變成熱能。其有兩個(gè)特點(diǎn)：一是適用于電力豐富、電價(jià)便宜的地區(qū)；二是適于熔煉含鈣鎂等高熔點(diǎn)礦物成分高的含銅物料。同時(shí)由于氣流高速通過噴槍，產(chǎn)生了自身冷卻作用，使接觸上噴槍的熔渣在其表面上形成冷凝渣保護(hù)層，延長了噴槍的使用壽命。銅锍送去吹煉成粗銅，爐渣水淬后出售。爐頂收攏成傾斜的排煙道，其上布置有加料口和正對爐子中心的噴槍插入口孔。缺點(diǎn)是工業(yè)應(yīng)用與實(shí)踐尚少，工藝與設(shè)備需要完善。該技術(shù)為澳大利亞所開發(fā)，中國中條山有色金屬公司山西侯馬冶煉廠采用該技術(shù)建成一座煉銅廠。 大冶冶煉廠諾蘭達(dá)爐的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)： t/h；%；燒嘴燃油量300 kg/h；銅锍品位70%；%；%；煙氣SO2濃度19%；冶煉回收率98%； t標(biāo)準(zhǔn)煤/t銅；煙塵率3%；原料硫?qū)嵤章?6%；制酸尾氣SO2濃度小于400 g/m3。整個(gè)爐體借助輪圈支撐在兩端有地基的托輪上，由電動(dòng)機(jī)通過齒輪帶動(dòng)爐體轉(zhuǎn)動(dòng)，角度可到48度。爐內(nèi)分為熔煉和沉淀兩個(gè)區(qū)，熔煉區(qū)長10 m，等距排列風(fēng)口37個(gè)，頂部設(shè)有加料口。后因粗銅含硫高，精煉困難，改為生產(chǎn)高品位銅锍。銅陵金隆銅業(yè)公司：精礦品位25%30%；%%；投料量1344 t/d；銅锍品位50%；煙氣SO2濃度8%11%；富氧濃度54%。 m。銅陵金隆銅業(yè)公司建有中國第二座奧托昆普閃速爐。沉淀池渣線區(qū)也設(shè)有水冷卻銅水套，用于保護(hù)爐墻。環(huán)形內(nèi)外空氣室、中心風(fēng)管、加管料、氧氣管、分配器組成。該廠閃速爐的主體是由垂直圓筒狀反應(yīng)塔、與其相連的下部臥式矩形沉淀池和與沉淀池相連的上升煙道三部分構(gòu)成。熔煉產(chǎn)生的熔融體在沉淀池中分為爐渣和銅锍上下兩層，銅锍經(jīng)放銅口放出，送轉(zhuǎn)爐吹煉；爐渣經(jīng)渣口連續(xù)放入電爐進(jìn)一步貧化以回收渣中銅，煙氣經(jīng)余熱鍋爐回收余熱、收塵系統(tǒng)手下煙塵后，送去生產(chǎn)硫酸。熔煉過程是，%的銅精礦用高速氣流（100 m/s）噴入反應(yīng)塔垂直反應(yīng)空間內(nèi)，在礦物氧化和輔助燃料燃燒產(chǎn)高溫下，銅精礦發(fā)生熔煉反應(yīng)。缺點(diǎn)是設(shè)備龐大，原料準(zhǔn)備復(fù)雜，煙塵率高，爐渣含銅高，需要處理。閃速熔煉有兩種爐型：一位芬蘭奧托昆普閃速爐，一位加拿大國際鎳公司閃速爐。表12 白銀煉銅法主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)項(xiàng)目雙室爐（100 m2）單室爐（44 m2）床能力/[t/(m2爐渣與锍從隔墻下空洞流入沉降區(qū)進(jìn)行沉降分離，锍經(jīng)虹吸口間斷放出送轉(zhuǎn)爐吹煉，爐渣從渣口放出送渣場堆存，煙氣經(jīng)余熱鍋爐回收余熱和除塵后，送至酸廠生產(chǎn)硫酸。 表11 白銀煉銅爐主要尺寸項(xiàng)目雙室爐（100）單室爐（44）項(xiàng)目雙室爐(100)單室爐（44）爐膛（ld）163高高沉降區(qū)長 白銀法的熔煉過程 含水銅精礦經(jīng)過回轉(zhuǎn)室干燥至含水7%左右，與熔劑和返料混合后經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)通過加料管連續(xù)加入爐內(nèi)，壓縮空氣或富氧空氣經(jīng)由熔煉區(qū)兩側(cè)風(fēng)口連續(xù)鼓入，在熔池中形成一強(qiáng)烈攪動(dòng)的熔煉區(qū)。在爐子中部的爐頂上設(shè)有輔助粉煤燃燒器，用以燃燒粉煤補(bǔ)充熔煉區(qū)熱量的不足。在沉降區(qū)的一側(cè)墻上設(shè)有虹吸放銅锍口，相對側(cè)墻上設(shè)爐渣放出口。爐體用燒結(jié)鎂磚和鋁鎂磚砌成，在沉降區(qū)的渣線部位采用銅水套冷卻，以延長爐子的壽命。 白銀法爐型結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 白銀法煉銅爐為一長方形箱裝結(jié)構(gòu)，爐內(nèi)分為熔煉區(qū)和沉降區(qū)，兩區(qū)之間用一水冷隔墻分開，墻下相通，爐渣與锍經(jīng)此通道進(jìn)入沉降區(qū)。d）；%%；煙塵率2%。反射爐煙氣經(jīng)煙道進(jìn)入收塵系統(tǒng)回收煙氣余熱和夾帶的煙塵，煙氣處理后放空，煙塵返回配料熔煉。產(chǎn)生的熔體因密度不同而分層，上層為爐渣層，下面為銅锍層，分別經(jīng)渣口和放銅口定時(shí)放出。爐體用耐火材料砌成，外部用鋼材加固。爐料由爐頂兩側(cè)皮帶輸送機(jī)經(jīng)多支加料管加入爐內(nèi)，沿爐墻形成料坡。反射爐熔煉熱收入的80%以上來自燃料燃燒熱，入爐物料帶入熱及熔煉反應(yīng)熱之和不大于20%。 中國仍在生產(chǎn)運(yùn)行的銅熔煉反射爐床面積270 m2， m， m， m。該方法應(yīng)用歷史悠久，工藝成熟，生產(chǎn)能力大，金屬回收率高，煙塵率低，對原料適應(yīng)性強(qiáng)。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：锍中銅品位25%35%；%%；床能力50 t/（）；脫硫率50%；焦率8%16%；煙氣SO2濃度%。SiO2 爐體結(jié)構(gòu)從斷面看，鼓風(fēng)爐有矩形和短端半圓形兩種。分解反應(yīng)產(chǎn)生的Cu2S和FeS形成銅锍，鐵的氧化物和脈石成分生成爐渣，這些熔體向下流入爐缸，并連續(xù)放進(jìn)前床，完成锍與爐渣的分離。加入爐內(nèi)的爐料首先進(jìn)入預(yù)備區(qū)，溫度約2501000 ℃，含水物料在此受熱脫水、干燥，F(xiàn)eS2和CuFeS2等硫化物發(fā)生分解放出硫并被氧化成SOCaCOMgCO3等碳酸鹽發(fā)生分解放出CO2氣體，精礦逐漸燒結(jié)固化。銅鐵硫化物被氧化，生成SO2煙氣和熔體冰銅。物料按上述順序分批加入爐內(nèi)，并自上而下運(yùn)行。爐子漏風(fēng)少，煙氣SO2濃度高可以經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)硫酸，消除煙氣污染。 密閉鼓風(fēng)爐熔煉，不再像敞開式鼓風(fēng)爐那樣需要預(yù)先把銅精礦燒結(jié)成塊，而是在混捏機(jī)中將銅精礦加水濕潤混捏成泥狀即可。煉銅原料銅精礦是一種細(xì)粉狀物料， mm的占80%以