中國外銅精礦生產電解銅優異冶煉

工藝技術綜述

材料撰寫：技術中心有色研究所銅材室周灼剛

材料搜集整理：科技部項目管理科付麗

一O一。年H^一月

目錄

一、煉銅原料概述...........................錯誤!未定義書簽。

二、銅冶金方法概述.........................錯誤!未定義書簽。

1、火法冶金.........................錯誤!未定義書簽c

2、濕法冶金........................錯誤!未定義書簽。

3、火法煉銅和濕法煉銅比較...........錯誤!未定義書簽。

三、現代中國外銅精礦火法冶金優異技術概述....錯誤!未定義書簽。

1、熔煉優異技術（銅精礦一冰銅）……錯誤!未定義書簽。

2、吹煉優異技術（冰銅一粗銅）....錯誤!未定義書簽。

3、火法精煉優異技術（粗銅一陽極銅）錯誤！未定義書

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4、電解精煉優異技術（陽極銅一電解銅）錯誤！未定義書

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四、現代中國外銅精礦火法冶金優異技術應用概況錯誤！未定義書

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1、現代中國銅精礦火法冶金優異技術應用概況錯誤！未定義

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2、現代國外銅精礦火法冶金優異技術應用概況錯誤！未定義

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五、現代中國外銅精礦冶金前沿技術.........錯誤!未定義書簽。

1、中國銅精礦冶金前沿技術..........錯誤!未定義書簽。

2、國外銅精礦冶金前沿技術..........錯誤!未定義書簽。

附圖：銅火法冶金優異技術設備或步驟示意圖.…錯誤!未定義書簽。

一、煉銅原料概述

世界上生產電解銅（陽極銅）原料分為銅精礦和廢雜銅。用銅精礦和廢雜銅

生產電解銅百分比大致為7：3,銅精礦仍然是當今生產電解銅關鍵原料。

銅精礦：在自然界中自然銅存量極少，通常多以金屬共生礦形態存在。銅

礦石中常伴生有多個重金屬和稀有金屬，如金、銀.碑、錨.錨、硒，鉛，錦，

鉆、銀、銅等。依據銅化合物性質，銅礦物可分為自然銅、硫化礦和氧化礦三種

類型，關鍵以硫化礦和氧化礦，尤其是硫化礦分布最廣，現在世界電解銅產量

90%左右來自硫化礦。金銀等貴金屬常和銅共生，通常銅礦全部是含有金銀等貴

金屬。銅礦石經采礦和選獷富集取得銅精礦，常見為褐色、灰色、黑褐色、黃綠

色，粉狀，粒度通常小于0.074mm。含銅量13-30%,中國銅精礦標準現在實施

YS/T318-1997《銅精礦》行業標準要求，其產品分類和化學成份如表1。

表1銅精礦化學成份%（YS/T318—1997）

Cu雜質含量，WCu雜質含量，W

品級品級

2AsPb+ZnMgOBi2AsPb+ZnMgOBi

三級

一級品300.05210.05200.30840.30

品

四級

二級品250.20530.20130.401250.50

品

二、銅冶金方法概述

銅冶金方法是指由銅精礦獲取金屬銅（精煉銅或電解銅）所采取工藝技術路

徑和手段。世界上由銅精獷生產電解銅冶煉方法分為兩大類：火法冶金和濕法冶

金。現在世界上精煉銅產量85%以上是用火法冶金從硫化銅精礦和再生銅中回

收，濕法冶金生產精煉銅只占15%左右。

1、火法冶金

火法冶金是指在高溫下應用冶金爐把銅精礦中大量脈石分離開，脫除多種雜

質元素，提取純金屬銅最古老、最常見方法。火法煉銅經過熔融冶煉和電解精火

煉生產出陰極銅，也即電解銅，通常適于高端硫化銅精礦。現在全世界火法煉銅

工藝全部分為兩段，第一段是造銃熔煉，由銅精礦煉成含銅40?75%銅銃（或稱

冰銅），第二段是將銅銃煉成含銅98%以上粗銅。火法煉銅所采取步驟有焙燒、

熔煉、吹煉、火法精煉和電解精煉。焙燒：分半氧化焙燒和全氧化焙燒（死焙燒）,

目標是脫除精礦中部分或全部硫，同時除去部分碑和睇等易揮發雜質。伴隨銅冶

金技術進步，現代銅冶煉廠已經能夠直接進行生精礦冶煉，現代絕大多數銅冶煉

廠已經取消了焙燒步驟。熔煉：關鍵是造統熔煉，目標是使銅精礦或焙燒礦中部

分鐵和其它金屬雜質氧化，并和脈石和熔劑等造渣除去，產出含銅較高冰銅。吹

煉；目標是深入脫除冰銅中硫、鐵等雜質，回收精礦中硫，獲取粗銅。精煉；

分火法精煉和電解精煉，火法精煉是利用一些雜質對氧親和力大于銅，而其氧化

物又不溶于銅液等性質，經過氧化造渣或揮發除去，取得純度較高陽極銅或火精

銅。電解精煉能夠使用火法冶金煉出來陽極銅達成更廢純度。

現代銅精礦火法冶金通常步驟和工藝步驟以下：

步驟：銅精礦（含銅13?30%）f冰銅或銅銃（含銅40?70%）一粗銅（含

銅-97%）—陽極銅（含銅-99%）電解銅（含銅-99.95%）

工藝步驟：銅精礦一熔煉一冰銅（銅銃）一吹煉一粗銅一火法精煉一陽極銅

一電解精煉一電解銅（陰極銅）

傳統火法煉銅步驟通常是將含銅百分之幾或千分之幾原礦石，經過選礦提升

到含銅20?30%作為銅精礦，在密閉鼓風爐、反射爐、和礦熱電爐內進行造銃

熔煉，產出熔融銅銃（冰銅）接著送入轉爐吹煉成粗銅，粗銅再在固定式精煉反射

爐內經過氧化精煉脫雜，鑄成陽極板，陽極板最終采取傳統法電解精煉，取得品

位高達99.95%以上電解銅。在硫化銅精礦冶煉過程中同時還能夠回收和提取硫、

金、銀、鍋、鏗_、銀、硒等有價元素。

銅精.―鼓風爐反射爐電爐熔域印銅一會爐吹煽"相爐T反射爐精斕

I,

陽極板一I電解精煉I—電解銅

圖-1傳統火法煉銅步驟圖

該工藝步驟特點是：簡短、工藝傳統成熟、適應性強，銅回收率可達95%。

嚴重缺點是熱效率低、能耗高、環境保護差、裝備自動化程度低，生產效率低下，

尤其對礦石中硫在造銃和吹煉兩階段以二氧化硫廢氣排出時回收率低，污染大，

為經典高能耗高污染工藝，多年來出現了如閃速爐閃速煉銅工藝，白銀法、諾蘭

達法和艾薩發等熔池熔煉工藝，日本三菱法連續煉銅工藝和永久不銹鋼電解法等

優異工藝，現代火法煉銅正逐步向連續化、自動化、高效節能和清潔環境保護方

向發展。在現代中國從銅精礦中提取金屬銅，關鍵采取火法冶金方法，中國銅

冶金生產步驟以從銅精礦至取得粗銅火法冶煉為主導。

火法冶金中間產物包含冰銅或銅統粗銅陽極銅，最終產成品為電解銅(陰極

銅)。冰銅：冰銅關鍵由硫化銅和硫化鐵相互熔解形成，它含銅在20%?70%之

間，含硫在15%?25%之間。冰銅較重，沉于下層，從熔煉爐排銅口流出來，

熔煉渣則從上部渣層排渣口排出。冰銅關鍵作為吹煉爐生產粗銅原料使用，冰銅

為各企業自主內定標準。粗銅：是經吹煉爐蟾后取得含銅約98%左右銅，其

外表粗糙含氣孔,由此得名，又稱“泡銅”(英文名：BlisterCopper),,中國粗銅

行業標準(YS/T70—93)：粗銅按化學成份分為3個牌號：Cu99.30C、Cu99.00C>

Cu97.50C,化學成份應符合下表要求。

表2粗銅化學成份%(YS/T70—93)

雜質含量小于

品級牌號Cu大于

AsSbBiPb

一號Cu99.30C99.300.060.050.010.08

二號Cu99.00C99.000.120.100.020.12

三號Cu97.50C97.500.340.290.070.40

陽極銅：是粗銅在陽極爐中楂底火法精煉后產物，鑄成陽極銅板，為各企

業自主內定標準。

陰極銅：是陽極銅經過電解精煉取得產物，現在實施國家標準

GB/T467-1997：陰極銅劃分為兩類標準陰極銅(牌號Cu-CATH-2)和高純陰

極銅(牌號Cu-CATH-1)。二者化學成份以下表3和表4。

表3GB/T467-1997標準陰極銅(Cu-CATH-2)化學成份%

Cu+Ag雜質含量，小于

大于AsSbBiFePbSnNiZnSP

99.950.00150.00150.00060.00250.0020.0010.0020.0020.00250.001

注:供方需按批測定標準陰色銅中銅、碑、睇、例含量，并確保其它雜質符合本標準要

求。

表4GB/T467-1997高純陰極銅(Cu-CATH-1)化學成份%

元素組雜質元素含量，小于元素組總含量，小于

Se0.00020

0.00300

1Fe0.000200.0005

Bi0.00020

Cr-

Mn-

Sb0.0004

20.0015

Cd-

As0.0005

P-

3Pb0.00050.0005

4S0.001500.0015

Sn-

Ni-

Fe0.0010

50.0020

Si-

Zn-

Co-

6Ag_0.00250.0025

2、濕法冶金

因為銅礦石品位不停下降，難處理復雜礦增加等原因，大家對濕法冶煉越來

越重視。濕法冶金過程關鍵化學反應是在水溶液中進行，在很多情況下它需要和

火法冶金相配合來完成，芻產出精銅稱為電積銅。通常銅礦物預先經過氧化或硫

酸化焙燒，轉變可溶狀態，然后再進行浸出、凈化和電枳獲取電解銅。溶劑萃取

電積法（SX—EW）提取銅技術已在美國、智利、贊比亞、秘魯、澳大利亞和墨西

哥等地推廣應用，大大提升了銅回收率并降低了生產成本。現代濕法煉銅技術通

常有硫酸化焙燒-浸出-電積（簡稱RLE法）、浸出-萃取-電積、常壓氨浸出法

（阿比特法）、高壓氨浸出法、細菌浸出法等，通常適適用于低品位復雜礦、氧

化銅礦、浮選尾礦和含銅廢礦石堆浸槽浸或就地浸出。濕法冶煉工序可簡單地分

為三個步驟：浸出、萃取、電解。

銅礦濕法冶金通常工藝步驟為：

銅礦f焙燒-浸出f凈化除雜f萃取f電積f電稅銅（陰極銅）

濕法冶煉技術正在逐步推廣，濕法冶煉推出使銅冶煉成本大大降低，估計本

世紀濕法冶銅占總產量百分比將逐步提升，在現代中國銅礦物濕法冶金生產步

驟還不占主導地位。

3、火法煉銅和濕法煉銅比較

（1）濕法煉銅設備更簡單，但雜質含量較高，是火法煉銅有益補充。

（2）濕法煉銅有不足，受制于礦石品位及類型。

（3）火法煉銅成本要比濕法煉銅高。

⑷濕法煉銅技術含有相當大優越性，但其適用范圍卻有不足，并不是全部銅

礦冶煉全部可采取該種工藝。不過經過技術改良，這幾年已經有越來越多國家，

包含美國、智利、加拿大、澳大利亞、墨西哥及秘魯等，將該工藝應用于更多銅

礦冶煉上。濕法冶煉技術提升及應用推廣，降低了銅生產成本，提升了銅礦產能,

增加了社會資源供給。

⑸濕法煉銅周期長、效率低、產能規模小，而火法煉銅周期短、效率高、產

能規模大。

三、現代中國外銅精礦火法冶金優異技術概述

現代中國外火法冶金技術正朝著：短步驟連續煉銅、高富氧、低能耗、高

效率、低碳冶金、清潔生產、自動化、信息化和智能化優異方向發展。現代

銅精礦火法冶金獲取電解銅需經熔煉、吹煉、火法精煉和電解精煉四大工序，四

大工序現代優異技術歸納以下。

1、熔煉優異技術（銅精礦f冰銅）

關鍵任務是對硫化銅精礦熔煉，脫除硫、鐵、鋁、鋅、錫、碑、睇、秘、B

等雜質和精礦中大量脈石.火法熔煉關鍵化學反應是氧化-還原反應，產物為冰

銅或銅銃（中間產品）。火法熔煉同時還能夠富集金、銀、鉗、把、硒、碗等稀

貴有價元素。20世紀7（）年代以前，傳統火法熔煉方法，包含鼓風爐熔煉、反射

爐熔煉和電爐熔煉，這多個工藝共同和難以克服缺點是能耗大、硫利用率低、環

境污染嚴重和勞動生產率低等。因為20世紀中葉以來全球性能源和環境問題突

出，能源日趨擔心，環境保護法規日益嚴格，和勞動代價逐步上漲，促進銅冶金

技術從20世紀80年代起取得飛速發展，迫使傳統火法冶金方法不得不被新強化

熔煉方法來替換，傳統冶煉方法逐步被淘汰。隨之興起是以閃速熔煉和熔池熔煉

為代表強化冶煉優異技術，其中最關鍵突破是氧氣或富氧廣泛應用。經過二三十

年努力，閃速熔煉和熔池熔煉已成為現在替換傳統火法冶金最有前途方法。據統

計，現在世界銅產量中，這兩類火法煉銅方法所產粗銅分別占到總產量1/3。二

者之間區分在于，閃速熔煉關鍵反應發生在爐膛空間，反應體系連續相是氣相（爐

氣丫熔池熔煉關鍵反應發生熔池內，反應體系連續相是液相（銃、金屬或爐渣）。

閃速熔煉（flashsmelting）包含國際銀企業閃速爐、奧托昆普閃速爐和旋渦

頂吹熔煉3種，現在閃速熔煉優異技術知識產權仍為外國掌握。閃速熔煉是充足

利用細磨物料巨大活性表面，強化冶煉反應過程熔煉方法。將金屬硫化物精礦細

粉和燎劑經干燥和空氣?起噴入熾熱閃速爐膛內,造成良好傳熱、傳質條件，使

化學反應以極高速度進行，這種方法關鍵用于銅、銀等硫化礦造毓熔煉。將細粒

硫化物精礦和熔劑干燥至含水0.3%以下，和空氣或富氧空氣一并噴入熾熱閃速

爐膛內，固體顆粒懸浮在紊流氣流中，造成氣、固、液三相間良好傳質、傳熱條

件，使化學反應以極高速度進行。熔煉銅精礦生產過程中，懸浮在爐膛空間物料

顆粒熔融后，落入沉淀池繼續進行造冰銅（銅統）和造渣反應。反應生成冰銅和

爐渣，按比重在池內分層，定時分別將它們放出。含高濃度S02爐氣，可用以制

取硫酸或單質硫。

閃速熔煉優點：脫硫率高，煙氣中S02濃度大，有利于S02回收，并可經過

控制入爐氧量，在較大范圍內控制熔煉過程脫硫率，從而取得所要求品位冰銅，

同時也有效地利用了精礦中硫、鐵氧化反應熱，節省能量，所以閃速熔煉適于處

理含硫高浮選精礦。使用空氣時，熔煉反應放出熱，不足以維持熔煉過程自熱

進行，須用燃料補充部分能量，如使用預熱空氣、富氧空氣或工業純氧，降低爐

氣帶出熱，可節省燃料，維持熔煉自熱進行。閃速熔煉是近代發展起來一個優異

冶煉技術，能耗低，規模大，含有勞動條件好、自動化水平和勞動生產率高優點，

其金屬回收率甚至高于傳統法工藝，還能處理難以分選混合精礦，克服了傳統火

法煉銅無法克服間接加熱缺點。因為閃速熔煉含有上述優點，所以發展很快，全

世界新建大型煉銅廠幾乎全部采取這一方法。到20世紀70年代末，用閃速熔煉

法生產銅年產量已超出100萬噸。除銅、銀冶煉外，用閃速爐處理高端硫化鉛

精礦試驗也已取得良好成績；有工廠還用閃速爐處理硫化鐵精礦，生產單質硫。

閃速熔煉關鍵缺點是渣含主金屬較多，須經貧化處理，加以回收。貧

化方法有電爐法和浮選法。有廠在沉淀池后部安裝電極加熱，使貧化和熔

煉在同一設備中進行。

熔池熔煉：包含特尼恩特煉銅法、三菱法、奧斯麥特法、瓦紐柯夫煉銅法、

艾薩熔煉法、諾蘭達法、頂吹旋轉轉爐法(TBRC)、白根煉銅法、水口山煉銅法

和東營底吹富氧熔煉法等10種。其中白銀煉銅法、水」山煉銅法和東營底吹富

氧熔煉法為中國研發擁有自主知識產權國產化優異技術。其它優異技術知識產

權仍為外國掌握。熔池熔煉是在細小硫化精礦加入熔體同時，向熔體鼓入空氣或

工業氧氣，供氣方法有頂噴槍或經過埋入溶池風口。因為鼓風向溶池中壓人了氣

泡，當氣泡經過熔池上升時，造成“熔體柱”運動，這么便給熔體輸入了很大功

效。

熔池熔煉特點是：(1)含有很大攪拌能，熔體和爐料傳熱、傳質速率很大，

可使精礦快速熔入熔體。如諾蘭達煉銅法，精礦熔入熔體速率達1.5t/(m2?h)。

(2)硫化物氧化、造渣反應放出熱起源于熔體，傳熱在強烈攪拌熔體內進行，而

不是靠輻射或對流從外部供熱，熔體和乳化狀固體粒子之間傳熱系數為

56.78W/(m2-K),傳熱效果優于閃速熔煉。(3)因為分散性氧化性氣泡和熔體間

接觸面很大，傳質系數和氧化反應速度也應很大，盡管氣泡在熔池中停留時間很

短，但氧利用系數很高。如諾蘭達煉銅法，氧利用率超出98%。因為熔池熔煉過

程中傳熱和傳質效果好，可大大強化冶金過程，達成「亮升設備生產率和降低冶

煉過程能耗目標，所以70年代后得到了快速發展。依據供風和加料方法不一樣,

熔池熔煉又可分為側吹、頂吹和底吹三種類型(見表2)。

表2熔池熔煉供風和加料方法

供風方式加料方式

熔池熔煉方法氧化性氣體固體物料

他吹

諾絲達法浸沒風眼上部加制粒料

瓦紐科夫法浸沒風眼上部加制粒料

白銀法浸沒風眼上部加料

特尼恩特法浸沒風眼從風眼噴吹

頂吹

三菱法以吹噴槍頂吹噴槍

艾產臨煉法浸沒噴槍上部加1W粒料

奧斯麥特法浸沒噴槍上部加料

枚吹旋轉轉爐法澳吹噴愴頂吹噴槍

底吹

QSL法底吹噴槍上部加制粒料

水口山熔臨法底吹噴槍上部加制粒料

東營富氧良吹熔嫉法庭吹吸槍上部加料

表-3現代銅精礦優異熔煉技術匯總表

優異煉

銅法類方法種類研發國家原料產物送風方法

型

閃速熔奧托昆普閃速爐芬蘭銅精礦冰銅頂送風加料

煉法國際銀企業Inco閃加拿大銅精礦冰銅頂送風加料

速爐

旋渦頂吹熔煉-銅精礦冰銅頂送風加料-

Contop爐

熔池熔艾薩熔煉法澳大利亞銅精礦冰銅頂吹

煉法奧斯麥特熔煉法澳大利亞銅精礦冰銅頂吹

諾蘭達法、加拿大銅精礦冰銅側吹

三菱法日本銅精礦冰銅頂吹

特尼恩特煉銅法智利銅精礦冰銅側吹

瓦紐柯夫煉銅法蘇聯銅精礦冰銅側吹

白銀煉銅法、中國銅精礦冰銅側吹

水口山煉銅法中國銅精礦冰銅富氧底吹

頂吹旋轉轉爐法加拿大高鍥銅精礦冰銅頂吹

（TBRC）

東營富氧底吹熔煉中國銅精礦冰銅富氧底吹

法

2、吹煉優異技術（冰銅一粗銅）

任務是把火法熔煉工序取得冰銅，在高溫和氧化氣氛下吹煉，深入脫除硫和

鐵等雜質，產物為中間產品粗銅，含銅98%?99%,貴金屬也進入粗銅中。現

代傳統成熟吹煉技術包含PS轉爐吹煉、固定反射爐側吹式連續吹煉。現代中國

外得以實際應用推廣優異高效吹煉技術包含閃速爐吹煉、三菱法吹煉爐、奧斯麥

特爐吹煉，很有發展前景和潛力優異高效吹煉技術如艾薩爐吹煉法、諾蘭達爐吹

煉法和富氧底吹爐吹煉法正處于工業試驗階段，從發展趨勢看，傳統吹煉技術正

在逐步讓在優異高效吹煉技術，現在優異吹煉技術知識產權仍關鍵為外國掌握。

3、火法精煉優異技術（粗銅一陽極銅）

任務是高溫條件下把吹煉工序取得粗銅深入精煉，深入脫除雜質，取得適合

銅電解陽極銅或陽極板。現代中國外得以實際應用推廣優異火法精煉技術包含回

轉式陽極爐和銅陽極板全自動定量澆鑄圓盤機組，而傳統火法精煉技術固定式反

射爐和機械式圓盤機+人工澆鑄方法正在逐步被優異火法精煉技術替換。

正的爐坡單獨處泥圜史

nn

送電解物煉

粗銅火法精煉的一般流程

(1)回轉式陽極爐是相對于固定式陽極爐而言一個火法精煉爐型，二者工

藝原理相同，但結構和作業方法完全不一樣，中國現在巳有3臺，其中江西銅業

集團2臺是從國外成套引進，大冶有色企業1臺是在消化引進技術基礎上自行設

計。和固定式陽極爐相比，回轉爐陽極爐是一個優異精煉爐型，是和現代化大生

產方法相適應新精煉爐型，尤其適合生產量大、機械化自動化程度高條件下應用。

和冰銅吹煉轉爐相同，回轉式陽極爐爐體橫臥在四組托輪上，可在一定范

圍內轉動，回轉陽極爐作業時其轉動角度大約13()度，為了滿足出港和出銅時爐

體角度微量調整需要，回轉爐設置了快速驅動和慢速驅動，爐體轉速分別為

0.56r/min和0.05r/min,相差十倍。另外考慮到交流停電事故,為了使出銅口和

氧化還原口能夠離熔體，還要備有事故復位。貴冶陽極爐事故復位單獨采取專門

氣動馬達，動力源是貯存在氣罐中高壓空氣。有廠則把事故復位和慢速驅動合二

而一，用小功率直流電機，電源是蓄電池，這種設計更簡明而實用。回轉陽極爐

重油燃燒器由重油燒嘴和配風器組成，為方便清打燃燒噴口粘結物，通常只把配

風器固定在端蓋上，而重油燒嘴只是套裝在配風器中，便于拆卸。出煙口和燃燒

口相對.，S型出煙短管一端固定在端蓋上，和出煙口時正，另一端為自由端，但

和爐體軸線同心，所以不管爐體怎樣轉動，它全部和余熱鍋爐進煙口對齊。回轉

式陽極爐關鍵有氧化、出渣、還原、燃燒等項操作，回轉式陽極爐通常見重油作

燃料，適于用氣態還原劑，如液化石油氣、氨氣等。

和固定式陽極爐相比，回轉爐優點關鍵表現在其氧化、出渣、還原操作方法

上。固定式陽極爐上述作業，要依靠人工插管、人工扒渣來完成，勞動條件之惡

劣，勞動強度大;同時因為人力條件限制，爐子不能做得太寬，熔池也不能太深,

所以爐子容量也受到制約，回轉爐式陽極爐氧化還原噴管嵌在爐襯之中，需要氧

化或還原時，只要導人足夠壓力空氣或還原劑，然后把爐體轉到一定位置上，使

噴口浸沒在熔池面下400?500mm深，即可自行進行氧化或還原，操作者只需調

整相關操作參數。出渣時，打開爐口蓋，把爐體轉到爐口下沿和熔體面相平位置，

這時在氧化空氣鼓動下，熔池表面浮渣被一陣一陣地推涌到爐口處自行流下來。

回轉陽極爐氧化、出渣和還原操作比固定式陽極爐優越得多，也正因為這一點，

爐子尺寸不受人工插管和小渣限制，容量能夠做到兩三百噸以上從而大大提升

了生產效率，取得很好技術經濟指標，這是回轉陽極爐發展快速原因之一。具體

優點①勞動條件好，操作方便。因為整體密封密封好，所以除了還原期間內基礎

上不冒黑煙，即使在還原期，也能夠采取微負壓操作，把大部分黑煙吸入煙道，

以降低廠房低空污染。回轉式陽極爐因為取消了人工插管、人工扒渣，工人勞動

強度低，所以深受工人歡迎。②回轉式陽極爐出銅時，能夠轉動爐體來調整出銅

口高度，使銅水流出速度和澆鑄速度保持同時。利于任極澆鑄采取自動生產線，

縮短出銅作業時間。③回轉式陽極爐最突出優點是其公稱能力大，所以生產效率

高，能耗低，重油耗也可降到60~70kg/t銅（包含還原用重油），經濟效益好，這

是固定式陽極爐無法相比，

現在中國回轉式陽極爐已經國產化，設計成熟，'使備精良，操作已實現標

準化。這種陽極爐，大大改善了氧化、還原和出渣操作條件，爐子容量大，技術

經濟指標優異，勞動生產率高，爐體密封很好，有利于保護環境。出銅時因為能

夠隨意調整出銅口高度，可和澆鑄作業保持同時。回轉式陽極爐優點①集中表現

在大型化和能力大上，大型化是回轉爐發展趨勢。②回轉式陽極爐配置有一套穩

定、可靠、正確自動控制系統，使其作業控制在最好狀態下。③適應了大陽極

板電解工藝發展方向。

中國回轉式陽極爐工藝實踐中存在需要繼續改善問題：①不宜處理冷雜銅；

②氧化還原噴管使用壽命不長(只用一個爐次)，更換噴管，既費力，又占用了作

業時間，還消耗較多鋼管和氧氣；③風口區域爐襯損壞快；④回轉陽極爐適宜于

快速出銅，需要配置優異高效可靠澆鑄設備；⑤熱損失仍然較大，除了爐口水套

耗熱、爐口處煙氣外溢損失外，爐襯較薄造成爐殼溫度高，輻射散熱較固定式爐

大；⑦回轉式陽極爐只有和現代化大生產方法相適，只有在生產量大、機械化自

動化程度高條件下，其優點才能得到最充足表現，而缺點也才能得到有效控制，

不然難以取得良好效益。

(2)銅陽極板全自動定量澆鑄優異技術傳統生產陽極板澆鑄通常采取半自

動化圓盤澆鑄機，它由渦輪蝸桿減速機驅動圓盤澆鑄機、人工控制澆鑄包及撈取

板三部分組成。這種方法缺點是，采取機械驅動式圓盤澆鑄機，需要車輪沿路軌

轉動，沒有剎車制動，存在摩擦力大，車輪和路軌易磨損，開啟和停止時機組因

慣性而造成擺動大，運行穩定性差，輕易使陽極板產生毛刺飛邊等等嚴重質量問

題。人工控制澆鑄包更是落后澆鑄方法，人為原因影響大，人員勞動強度大，易

疲憊，陽極板單重和厚度均勻性差，誤差大，物理規格不合格率高，給電解工序

和產品質量造成了極大影響，也影響了技術經濟指標優化。另外這種傳統圓盤澆

鑄機還存在可靠性能差、自動化信息化水平落后、維修保養工作量大、生產效率

低等缺點。

現在中國外優異企業普遍應用全自動定量圓盤澆鑄機技術，它是芬蘭奧托昆

普企業研制技術，為現代世界上優異銅陽極板生產技術。它由定量澆得系統、圓

盤澆鑄機、取板系統和計算機控制系統四大部分組成。定量澆鑄實現了澆鑄包動

作全自動化，陽極板重量或厚度正確度高達成；圓盤澆鑄機集成了液壓驅動、

液壓制動剎車和光電控制等新技術，無路軌行走，開啟、行走和停止平穩性大大

提升，有效地克服了陽極板毛刺飛邊等嚴重質量問題。另外澆鑄系統、圓盤機系

統和取板系統經過PLC實現計算機集成在線控制，使澆鑄作業實現了次序控制

和全自動化，對提升生產效率、確保高質量陽極板生產發揮關鍵作用，現在該技

術在中國外銅電解廠得到了廣泛應用。中國上個世紀80年代中期由江西銅業集

團從芬蘭奧托昆普企業首家成套引進，經近30年消化吸收和再創新，現在該技

術已經完全國產化，它對提升銅電解工序和產品質量、實現高效節能及改善電解

工序技術經濟指標是關鍵支撐。

中國現在應用該技術廠家靠近10家。包含江西銅業企業、安徽金隆銅業企

業、云南銅業企業、湖北大冶有色企業、金川集團銅冶煉廠和山東祥光銅業企業

等。中國有色金屬報［/6/1］報道，江西華正新技術為山東祥光銅業設計制造全自

動定帚圓盤澆鑄機經過3個月試生產，已經經過驗收。?亥全自動定量圓盤澆鑄機

是含有世界優異水平陽極銅澆鑄設備,自主開發定量澆鑄系統含有完全自主知識

產權,定量精度達成±2kg即±0.533%（陽極板重量375kg）,含有定量精度高、性能

穩定、適應性強等優點，能夠生產出滿足高品質陰極銅生產所需要陽極板。

4、電解精煉優異技術（陽極銅一電解銅）

任務是在電解槽中通入直流電，把陽極板精煉成純度更高和用途更廣成品電

解銅。銅電解生產工藝現在劃分法為：傳統法（常規法）和現代法，大極板長周

期工藝和小極板短周期工藝。

傳統法銅電解精煉工藝，不管是大極板長周期電解，還是小極板短周期電解,

其陰極均用厚度為0.6mm左右薄銅片制成，又稱始極片。一片始極片使用壽命

只有一個陰極周期，所以傳統法工廠全部配置一定數量種板槽和始極片加工機

械，生產制作始極片，傳統銅電解工藝是一個有種板或始極片銅電解法。傳統法

銅電解生產中始極片制作和組裝是一項勞動強度大、消耗人工多生產步驟，所需

工作量占全部極板處理作業工作量50%以上，其缺點是工人勞動強度大、機械化

自動化水平低、生產效率低、工藝質量、產品質量和技經指標優化難于確保和實

現，通常適合中小規模企業生產，現在仍為中國外絕大多數中小企業采取。

現代銅電解工藝為永久不銹鋼陰極電解法，也稱無種板或無始極片銅電解工

藝。永久不銹鋼陰極法是適應銅電解產業大規模、高效率、低成本、大極板（陰

極板規格長X寬=1000X1000)、高電流密度和高純陰極銅方向發展而開發現代世

界最優異銅電解技術。它是以不銹鋼陰極技術為關鍵，集成了當今銅電解領域各

項優異技術而衍生優異銅電解技術，它整體上處理了傳統銅電解工藝存在問題，

并衍生出了一系列成套高效能、高自動化和信息化技術和裝備，包含不銹鋼陰極

技術和裝備、成品陰極剝離技術和裝備、陽極校正技術和裝備、殘陽極洗滌技術

和裝備、電解專用吊車、添加劑自動探測監控技術、電解槽短路和槽電壓自動探

測監控技術、新型電解液循環方法、電解液精細過濾技術等。永久不銹鋼陰極電

解法使工人勞動強度大大降低，機械化自動化水平、生產效率低、工藝質量、產

品質量和技經指標得到了顯著優化和提升。現在永久不繡鋼陰極電解法關鍵關鍵

技術仍為外國企業掌握，壯界上擁有永久不銹鋼陰極法知識產權有澳大利亞PTY

銅精煉研制ISA法、加拿大鷹橋企業開發KIDD法和芬蘭Outokumpu企業開發0K

法三種。而且三種方法均得到了商業化應用。

永久性陰極銅電解技術最早由澳大利亞芒特艾薩(MountIsa)礦業企業湯斯

維爾精煉廠(CRL)在1978年研制成功并投入生產，稱為艾薩(ISA)電解法。芒特艾

薩企業從1978年開始把支薩技術賣到國際上，至世界上有54家得到芒特艾薩企

業專利許可證，用艾薩法生產陰極銅總能力已達500萬瓶,占全世界總陰極銅產量

33%。現在中國采取永久性陰極銅電解技術唯一工廠是江西銅業企業貴溪冶煉廠,

該廠三期電解采取ISA電解法，設計能力為20萬t/a,并于投產。使用ISA電解法

最大工廠是德國北德精煉廠，陰極銅生產能力達37萬t/ao

1986年加拿大鷹橋企業KiddCreek冶煉廠也開發了另一個不銹鋼陰極生產

工藝，稱為KIDD法。1992年KIDD工藝技術實現商業化，到現在為止，采取KIDD

工藝電解廠共有8家，生產能力達245萬t/a;其中最大工廠是智利楚基卡馬塔冶煉

廠，陰極銅生產能力達87萬t/a。

芬蘭奧托昆普企業利用其優異不銹鋼生產和制造技術，和在陽極機組、陰極

剝片機組、行車等方面良好業績，多年求開發OK不銹鋼陰極法也已投入了工業

化生產。中國山東陽谷銅業企業選擇了OK不銹鋼陰極法。

中國不少企業和學者進行了永久陰極銅電解技術和傳統銅電解工藝工程投

資和經濟效益具體論證分析比較，說明了永久陰極銅電解技術優異性，從而提出

永久陰極銅電解技術是中國大中型銅電解工廠發展方向，永久不銹鋼陰極電解法

能夠應用于銅精礦或廢雜銅為原料冶煉廠。

現代中國外銅精礦火法冶金優異技術設備或步驟見附圖。

四、現代中國外銅精礦火法冶金優異技術應用概況

1、現代中國銅精礦火法冶金優異技術應用概況

表?4中國優異銅冶煉工藝應用工廠實例

陰極優異銅冶煉工藝技術整

優異

銅產陰極體

原料技術

能規銅質電解工

種類

公司數量火法精煉

模量標熔煉吹煉藝

和類精煉

（萬準水

型

噸/年）平

閃速熔煉回轉式永久不銹

1江西銅硫化100大極3項-國

爐陽極爐鋼陰極電

業集團銅精板高引進（國產）解法（艾際

（日本引

+自動定莎ISA

貴溪冶礦純陰型先

進）量澆鑄法，澳大

煉廠.極銅（芬蘭利亞引進

引進）進）

閃速熔煉回轉式

2安徽銅硫化40大極2項-永久不銹國

爐陽rM極爐/y

陵有色銅精板高引進（國產）鋼陰極電際

（日本引

+自動定

集團金礦純陰型解法（OK先

進）量澆鑄

隆銅業極銅（芬蘭法，芬蘭進

企業引進）引進）

奧斯麥特-

3安徽銅硫化20中極1項--中

熔煉爐

陵有色銅精板高引進（澳大利國

亞引進）

集團金礦線陰型先

呂冶煉極銅進

r

艾莎熔煉回轉式

4云南銅硫化60大極2項--國

爐（澳大陽極爐

業企業銅精板高引進利亞引（國產）際

進）+自動定

礦純陰型先

量澆鑄

極銅（國產）進

諾蘭達熔回轉式

5湖北大硫化40大極2項國

煉爐（加陽極爐

冶有色銅精板高引進拿大引（國產）際

講）+奧斯+自動定

企業礦純陰型先

麥特熔煉量澆鑄

極銅爐（澳大（國產）進

利亞引

進）

奧斯麥特奧斯

6山西中硫化20中極2項國

熔煉爐麥特

引進

條山企銅精板高（澳大利吹煉際

型

亞引進）爐（澳

業侯馬礦純陰先

Hr茶1

冶煉極銅亞引進

r進）

閃速爐熔閃速回轉式

7山東祥硫化40大極4項永久不銹國

煉爐吹陽極爐

光銅業銅精板高引進煉（美（國產）鋼陰極電際

（美國引

國引+自動定

集團礦純陰型解KIDD先

進）進）量澆鑄

極銅（國產）法（加拿進

大引進）

1項富氧底吹

8山東東硫化40中極一國

熔煉爐

中國

營方圓銅精板高（中國自際

自主主研發）

集團礦、純陰領

研發

金銀極銅先

精礦

等

1項

9甘肅白硫化20中極白銀熔煉.,.中

中國

銀有色銅精板高爐（中國國

自主

企業礦純陰自主研領

研發

技銅發）先

,國

際

優

異

10甘肅金銅銀20大極1項頂吹旋轉---中

川有色精板高引進轉爐法國

企業礦純陰型（卡爾多先

極銅爐）進

1項

11湖南水硫化20（擬中極水口山煉中

中國

口山有銅精建板高銅法（中國

自主

色企業礦純陰國自主研領

研發

極銅發）先

,國

際

優

異

2、現代國外銅精礦火法冶金優異技術應用概況