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冶金行业中火法炼铜的技术
冶金行业中火法炼铜的技术
摘要：由于各个铜矿山地区中的富矿和容易开采的矿石数量在逐渐减少，同时人们的环保意识在逐渐增强，而铜冶金技术面临的困难在不断加大，多年来各个地区的冶金工作人员普遍对冶金技术进行了研究。
文章对火法冶炼铜技术的现状进行了分析，并对其应用前景进行了展望。
关键词：铜冶金;熔炼技术;闪速熔炼;熔池熔炼;铜硫吹炼技术;火法精炼技术
铜的用途十分广泛，一直是各行业不可缺少的原材料，随着社会经济和科学技术的不断发展，国内外对铜产品的要求越来越高。
尤其在近几年来铜价的不稳定性，人们对铜冶金行业的技术越来越关注，火法冶炼制铜作为铜生产方法的重要组成而备受关注。
由于各个铜矿山地区中的富矿和容易开采的矿石数量在逐渐减少，同时人们的环保意识在逐渐增强，而铜冶金技术面临的困难在不断加大，多年来各个地区的冶金工作人员普遍对冶金技术进行了研究和探讨，研发出一些新的工艺和技术。
本文主要对火法冶炼铜技术的现状做了分析和探讨，并对其进行了论述和展望。
1 铜冶金行业技术发展的现状
1.1 熔炼技术
熔炼是火法冶炼铜最重要的冶炼过程。
现代铜熔炼的共同特点是提高铜硫品位，加大过程的热强度，增加炉子单位熔炼能力。
这些方法可以分为两大类：闪速熔炼和熔池熔炼。
随着社会科技的不断发展，对熔炼系统技术的改进越来越重视，并不断对符合自身需求的先进熔炼技术和设备进行研究。
第一，闪速熔炼克服了传统方法未能充分利用粉状精矿的巨大表面积，将焙烧和熔炼分阶段的缺点，从而大大减少了能源消耗，提高了硫利用率，改善了环境。
闪速熔炼技术的冶炼方法主要有：奥托昆普炉，炉和炉三种。
闪速熔炼技术以其具有：可靠性强、热强度高、单炉处理量大、耐用性强、环保效果好等优点，在大、中铜冶炼厂中被大量运用，其中比较有代表性的贵溪冶炼厂采用的闪速炉冶炼取得不断成功。
使单台炉子的铜产量从10万t/a提高到32万t/a，单炉生产能力也在不断的增强。
第二，熔池熔炼是让铜精矿颗粒在强烈搅动着的三相流体的熔池中发生强烈的氧化反应而实现其熔炼目的。
熔池熔炼技术按照送风的方式可分为底吹、侧吹以及顶吹。
其中底吹的方法为水口山法;侧吹的方法主要包括：白银法、诺兰达法、特尼恩特法和瓦约可夫法;顶吹的方法主要有：TBRC法、艾萨法和澳斯麦特法。
诺兰达法熔炼技术在大型冶炼厂中运用较为广泛。
目前较为先进的是由澳大利亚引进的芒特艾萨熔炼技术和澳斯麦特熔炼技术，由于其具备适应性强、处理较为简单、湿润度高、成本较低以及对入炉物料的要求不高等优点，从而在很多金属公司中被广泛采用。
其中云南云锡公司采用奥斯麦特技术进行炼锡。
云南铜业股份有限公司采用艾萨熔炼技术进行电炉熔炼，并逐渐取得良好的发展。
云南铜业股份公司采用的艾萨熔炼炉能力不断增长到30万t/a，并不断实现了节能减排和资源的可持续利用。
1.2 铜硫吹炼技术
选硫过程完成了铜与部分或绝大部分铁的分离，最后要除去铜硫中铁和硫以及其它杂质，从而获得粗铜，还需要进行铜硫的吹炼。
铜硫吹炼是硫化铜精矿火法冶炼工艺流程中的最后工序，在吹炼过程中金银及铂元素等贵金属几乎全部富集于粗铜中，为之后方便有效地回收提取这些金属创造了良好的条件。
铜硫吹炼技术的吹炼方法主要分为转炉吹炼和连续吹炼炉。
第一，在对转炉进行操作的过程中，普遍采用的吹炼方法是25%的富氧吹炼和63%的高品位冰铜吹炼，从而能够不断强化吹炼的过程。
在转炉的主要设备方面，普遍采用大型的转炉设备。
其中贵溪冶炼厂运用的是￠4m×13.6m;葫芦岛有色金属集团有限公司在对铜冶炼系统进行改造中，把原来的两台30t转炉、一台50t和60t转炉的尺寸分别进行加大，对与其相配套的余热锅炉系统和制酸系统的能力不断增大，将转炉D450风机成功的进行高压变频技术改造，从而不断降低电能的消耗。
总而言之，转炉吹炼技术的设备和操作技巧方面具有了很大的改善，但与此同时，操作过程中由于烟气量的增多、炉口漏风、烟气so2浓度较低，吊车运作次数频繁造成烟气对空气的污染问题亟待解决。
第二，由于连续吹炼炉具有：炉体封闭严实、出炉烟气浓度适宜、烟气量均衡等优势，并且当和封闭鼓风炉烟气混合进入制酸系统后，能够运用两转两吸的方式进行制酸，将尾气顺利的排放出来。
所以在很多冶炼厂中被广泛采用。
其中浙江的富春江冶炼厂、山东的烟台冶炼厂、辽宁抚顺红透山矿业公司冶炼厂和包头冶炼厂等都采用这种冶炼方法。
但在冶炼的过程中由于密闭鼓风炉耗能高，且吹炼炉技术本身具有的环保方面的缺陷，所以不能长期持续的发展和运用。
1.3 火法精炼技术
粗铜铜含量一般为98.5%～99.5%，含有多种对铜性质产生了不良影响，降低铜使用价值的杂质，且其中某些杂质自身具有使用价值和经济效益，需要回收加以利用，从而为满足铜的各种用途要求，需将精铜精炼提纯，而粗铜火法精炼是粗铜精炼提纯的重要途径。
对于粗铜的火法精炼采用的方式有：固定式反射炉和回转式阳极炉。
第一，传统的固定式精炼炉主要是依靠人工扒渣的方式进行操作，这样不仅仅劳动强度大和难控制，而且造成铜的流失和环境污染。
目前普遍运用的是机械操作能力强、炉体密实、操作方便的回转式阳极炉，而且精炼炉越来越朝着大型化的趋势发展。
目前贵溪冶炼厂采用的阳极炉为350t，金隆公司采用的阳极炉为300t，云南铜业公司采用的阳极炉为350t，其中贵溪冶炼厂自行改造的350t阳极炉并采用100t/h的双圆盘阳极板浇铸机。
第二，回转式阳极炉一般运用重油和可燃气体为燃料，而运用还原剂为气体。
云南铜业股份有限公司采用固体的还原剂通过回转式阳极炉进行运作。
铜陵金昌冶炼厂采用粉煤和裂化剂结合成新的还原剂，从而防止了黑烟的污染。
葫芦岛有色金属集团有限公司对加料设备进行了改进，并运用固体还原剂，从而起到了节能和环保的作用。
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