有色金属冶炼的工艺流程

鼓风炉炼铜(copper smelting in blast furnace)铜炉料与熔剂、焦炭在鼓风炉内熔炼产出铜锍(或粗铜)和炉渣的铜熔炼方法。铜炉料可以是混捏铜精矿、铜精矿烧结块或其他含铜块料。密闭鼓风炉一般处理经混捏的铜精矿料，而敞开式鼓风炉只能处理经过制团或烧结的块料。根据炉内不同的气相成分，鼓风炉炼铜可分为氧化炼铜和还原炼铜。氧化炼铜用于处理硫化矿，还原炼铜用于处理氧化矿或再生铜料。鼓风炉炼铜是一种古老的炼铜方法。这种方法的床能力大，热效率高，在20世纪30年代以前一直是世界上主要的炼铜方法。在中国，20世纪50年代以前，这种方法几乎是矿铜生产的唯一方法。传统的鼓风炉炉顶是敞开的，所产烟气的二氧化硫浓度很低(约0．5％)，难以回收，污染环境。为了克服传统鼓风炉的这种弊病，人们曾试图通过制团的途径，使铜精矿中的硫保留下来，以集中到鼓风炉中进行氧化，再加上炉顶采取密闭措施，使鼓风炉烟气中的SO2浓度达到能经济而有效地回收的程度。在工业实践中，团矿偶然自燃后，出现块状硫化物以及鼓风炉炉壁结块中也有硫化物等现象表明，铜精矿可在加压和加热条件下发生固结作用。于是，在20世纪50年代中期，在日本最先出现了炉顶密闭的密闭鼓风炉熔炼铜精矿的方法即百田法。此法的铜精矿只需加水混捏后即可直接加入炉内，在炉气加热和料柱的压力作用下，固结成块，使熔炼得以顺利进行。在鼓风炉炼铜的发展中，虽然也实现了富氧自热熔炼，强化冶金过程，并能更有效回收烟气中的SO2，仍也无法改变鼓风炉炼铜被其他更先进炼铜方法所取代的趋势。

原理 鼓风炉是一种具有垂直作业空间的冶金设备，铜炉料、熔剂和焦炭从炉子上部加料口分批加入，靠其自身重力垂直向下移动，在高温下，与从炉子下部两侧风口鼓入的空气或富氧空气相遇，发生各种反应，而达到熔炼目的。熔炼产出的混合熔体进入炉底，通过本床咽喉流入设于炉外的前床(见电热前床贫化)内进行铜锍与炉渣的澄清分离。炉渣连续排放，铜锍按转炉吹炼的需要间断放出。产出的高温烟气，通过炉内料柱的空隙上升，经炉顶排烟口进入排烟收尘装置。鼓风炉炼铜的一般特征有四。(1)燃料在炉内燃烧，炉料与高温炉气成逆流运动，因而热交换条件好，热利用率高达70％以上。(2)鼓风炉的最高温度带集中在风口稍上的焦炭或硫化物激烈燃烧的所谓焦点区，焦点区最高温度可达1723K。(3)焦点区的最高温度取决于炉渣的熔化温度和粘度等性质，以及焦点区的热平衡；当炉渣成分一定时，强化燃料燃烧只能增加炉料的熔炼量，而不能提高焦点区的温度。(4)在鼓风炉熔炼过程中，气相与炉料之间的化学反应具有重要意义。

炼铜密闭鼓风炉 一种炉顶具有密封装置的鼓风炉。将传统敞开式鼓风炉的烟罩取消，于加料台平面上安设一个加料斗把炉口封住，炉气由加料台平面以下的排烟口进入排烟收尘系统。加料斗中经常保持有必要数量的炉料，特别是致密性较好的混捏铜精矿，以保证炉口密闭。炉子结构的其他部位，与传统敞开式鼓风炉大体相同。

密闭鼓风炉炼铜 铜精矿加水混捏(见铜精矿混捏)后，按规定比例配入块状的熔剂、转炉渣和焦炭等，按焦炭-转炉渣-熔剂-混捏铜精矿，或转炉渣与熔剂颠倒的顺序分批经由加料斗加入炉内。当炉料离开加料斗下口时，块料自然地向两侧滚动，混捏精矿沿加料斗下口垂直下降到炉子中心形成精矿料柱。于是炉子两侧便出现以块料为主而炉子中央则以混捏精矿为主的状况，使炉内炉料分布不均匀。

由于炉料分布不均匀，炉气通过两侧较多，而流经中心的则很少。如此，就导致炉子两侧温度比炉子中心高，越往上部，这种温差越大，在接近风口水平时，这种温差变小。这种状况有利于混捏铜精矿在炉内发生固结或烧结作用，为在鼓风炉内直接熔炼铜精矿创造了条件。但另一方面，由于物料的偏析和炉气分布不均，使炉气与炉料之间以及炉料各组分之间接触不良，削弱了硫化物氧化和造渣反应，这是密闭鼓风炉炼铜床能力低[40～50t／(m2?d)]和铜锍含铜品位低的根本原因。

根据熔炼过程的特点，沿炉子高度可分为预备区，焦点区和本床区。

预备区 位于炉子上部，温度为523～873K至1273～1373K。在此区域中进行炉料的干燥和预热，并发生铜和铁的高价硫化物离解及碳酸钙的离解反应。预备区的气氛属于氧化性，部分硫化物被氧化。在预备区下部，于温度较高的中央铜精矿柱的交界面上发生烧结作用。在料柱里面的铜精矿，受到两侧上升气流的间接加热以及料柱重力的压力作用，而发生固结，变成具有一定强度的精矿块。

焦点区 此区温度最高，为1523～1573K，气氛属强氧化性，进行半自热熔炼的主要反应。几乎所有的焦炭都是在焦点区依靠鼓风中的氧来燃烧。在焦点区内，被氧化的硫化物主要是FeS，其氧化产物随即与炉料中的SiO2造渣。此外，在SO2存在的条件下，入炉转炉渣中的Fe3O4和预备区形成的Fe3O4成为FeS的固体氧化剂，对反应(1)而言，1molO2的热效应为406kJ；而反应(2)，1molO2的热效应为343kJ，即焦炭燃烧的热效应大于FeS氧化造渣的热效应。从热力学观点看，在焦点区焦炭优先被氧化。而且，焦炭是以灼热固体状态进入焦点区，在被烧尽以前始终保持固态不变；而FeS则以熔体状态通过焦点区，迅速地向下流动。由于液体硫化物在焦点区停留时间很短，从动力学观点看，在焦点区FeS争夺鼓风中氧的能力远远不如焦炭。所以硫化物的氧化主要在预备区进行，它在焦点区被氧化的程度，主要取决于该处的焦炭量，亦即取决于焦率。在工厂的生产实践中，通过调整焦率，即可有效地调节熔炼过程的脱硫率和铜锍品位。在熔炼热平衡允许的条件下，要力求降低焦率以增加硫化物的氧化程度，达到提高烟气中SO2浓度和获得较高品位铜锍的目的。

本床区 炉子的风口水平以下部分为本床区，温度达1473～1523K。熔炼的熔炼产物汇集于此，并连续地通过咽喉口和流槽流入前床，在前床进行熔炼产物的澄清分离。本床在完成熔炼产物汇集、澄清的同时，还起调整熔体成分的作用。其中最主要的反应是熔解在炉渣中的Cu2O被铜锍中的FeS再硫化。鼓风强度是影响鼓风炉熔炼的一个重要参数，密闭鼓风炉的基本原料铜精矿是以混捏料的形式加入炉内，从而限制了鼓风强度。炉料中块料的比例对熔炼的技术经济指标有着明显的影响。

展望 由于氧气在冶金工业中的广泛使用，也给鼓风炉炼铜技术带来了新的生机。前苏联的一项硫化铜矿鼓风炉富氧自热熔炼专利，每吨料在供氧量为300～400m。下进行自热熔炼，脱硫率高达76％～95％，可以很好地回收原料中的硫，用以生产元素硫和硫酸。中国铜陵有色金属公司第二冶炼厂于1986年在两座10m。密闭鼓风炉进行富氧鼓风的生产性熔炼试验，取得了较好效果。当鼓风含氧30．5％时，同空气鼓风熔炼相比，床能力和脱硫率分别由42．7t／(m?d)和46．8％，提高到62．4t／(m?d)和57．2％，而焦率则由10．2％降到6．46％。

然而，不论敞口鼓风炉炼铜法还是由它发展而来的密闭鼓风炉炼铜法，由于其烟气SO2浓度低，不能经济地回收，能源消耗高，难以大型化等，已陆续停止使用或被先进炼铜方法所取代。中国的几家主要密闭鼓风炉炼铜厂也准备用比较先进的炼铜方法取代密闭鼓风炉炼铜法。

废铜分为好几种，我们普通人能接触到的废铜主要有:黄铜、青铜、紫铜、白铜等，而我们普通人回收废铜，最常见的就是铜制电缆、电线、电动机、电器以及汽车中的铜制品等等。除了我们普通人能接触到的废铜以外，现在还有人在专门回收废旧电路板，进行提炼贵金属，这其中就能提炼出来大量废铜，据有关研究分析结果显示，1吨废弃的电路板，就可以分离出300斤左右的废铜。

回收废铜的利润高，这主要是因为铜这东西本来价格就贵，回收废铜的利润空间就高。其次我们回收的一般都不是纯废铜，而是带铜的产品，这还需要我们将其拆卸下来，而每种产品里面含有的铜数量不一样，所以我们又还能从这个铜含量方面赚钱。毕竟我们是专业做回收的，什么东西里面有多少铜，我们肯定都一清二楚，顾客卖给我们，他们怎么也不可能算得过我们吧？

回收废铜需要做的准备

普通人做废铜回收，需要的启动资金还是比较低的，这最主要就是要准备一些周转资金了，而这资金的多少就完全取决我们想做多大的规模。如果我们只做最低一级的回收人，那么准备一两万元就够了，因为我们回收到了废铜，马上就会转手卖出去，所以不需要准备太多资金。

需要做的准备如下:首先准备一块场地，越宽越好，农家小院落也是可以的，其次要准备一辆三轮车或者小货车，如果有条件的话还可以准备一辆叉车和电子地磅，没有条件也可以不用。回收废铜是需要拆卸加工的，只有依靠拆卸才能赚到钱，所以还要购买一些拆卸设备，比如剥线机、拔铜机、拆铜工具等。

回收废铜需要注意的事

1、回收废铜一定要多学习专业知识，前面有已经说过了，回收废品也是专业性很强的行业，想做废铜回收，最起码要能分清楚什么是铜，什么不是铜，其次还要能分辨具体是什么铜，并且要了解每种铜的价格，如果新手实在不会分辨不出来是什么铜，那么就一律按最便宜的铜来回收，这样总不会吃亏吧。

另外还有一点也是特别重要的，要会计算或者会估算每种废品能出多少铜，比如我们要能估算出来一台电动机能出多少铜、一米电线能出多少铜，只有懂这些最基本知识，我们做废铜回收才不会被坑。其实这些知识也不是很难学的，平常多跟同行交流，多看看网上资料，或者做的时间久了也自然就懂了。

2、做废铜回收，一定要自己拆卸，自己分类出售，以达到最高利润，对于废铜回收行业，我们一定要学会自己拆卸废铜，这样才能赚钱，比如我们回收一台废旧电动机，里面有铜线，如果不会拆卸，直接拉去出售的话，上家给的价格肯定会很低，我们赚的钱也就非常少。相反如果我们自己会拆卸，并且还把每种不同材质的铜给分类出来，这样再出售的话，才能让其发挥出高价值，利润才会更高。还有，如果有条件的话，我们也可以精炼废铜，将一些带杂质的铜给熔炼，去除其中的杂质，这样的铜价值更高，卖出去的利润也非常不错。

废铜在回收过程中按铜的含量主要可分为：废磷铜，废铍铜，光亮铜，紫铜，黄铜，马达铜这几种大类。

废磷铜也叫磷青铜，是一种锡含量为5%以上 ，铜的含量为94%的一种合金铜，在回收过程中一般要用光谱仪来检测。

找个容器（一般是特制的砂锅,不过用厚一点的铁容器也可以）,找点焦炭,量要多一点,能把容器几乎埋起来,弄个炉子,用鼓风机,基本上可以做到。虽然氧炔焰能把铜融化掉,但是只能融化特少量的铜。

融化铜常用的是焦炭火,再用鼓风机送入大量空气使焦炭的火苗窜起来,很快铜就会融化。

扩展资料：

铜的种类：

1、黄铜：系指铜与锌为基础的合金，又可细分为简单黄铜和复杂黄铜，复杂黄铜中又以第三组元冠名为镍黄铜、硅黄铜等。

2、青铜：系指除铜镍、铜锌合金以外的铜基合金，主要品种有锡青铜、铝青铜、特殊青铜（又称高铜合金。

3、白铜：系指铜镍系合金。

参考资料：百度百科-脱氧铜

1、广西金川有色金属有限公司提炼铜方法为火法炼铜。火法炼铜是当今生产铜的主要方法，世界上80%以上的铜是用火法从硫化铜精矿中提取的。火法炼铜最突出的优点是适应性强，能耗低，生产效率高。

2、广西金川有色金属有限公司提炼铜方法为湿法炼铜。湿法炼铜是在溶液中进行的一种提铜方法。贫矿或富矿、氧化矿或硫化矿，湿法炼铜的方法将铜提取出来。

废杂铜的种类繁多，回收利用技术和工艺也有所不同，但一般都将其分为预处理和再生利用两部分。所谓预处理就是 对混杂的废杂铜进行分类、挑选出机械夹杂的其它废弃物，除去废铜表面的油污等，最终得到品种单一，相对纯净的废铜，为熔炼提供优良的原料，从而简化了熔炼 过程。废杂铜再生利用的方法很多，主要可分为两大类，即废杂铜的直接利用和间接利用。直接利用是将高质量的废铜直接熔炼成精铜或铜合金，间接利用是通过冶 炼除去废杂铜中的贱金属，并将其铸成阳极板，再经过电解得到电解铜。

本文予处理部分将重点介绍废铜电线、电缆的预处理技术，再生利用部分将重点介绍国外一些再生铜厂的工艺和专利。

(一)废电线、电缆的预处理

废电线、电缆的预处理目的主要使铜线和绝缘层分离，方法主要有四种：

1.机械分离法,该法又可分为两种。

(1)滚筒式剥皮机加工法。该法适合处理直径相同的废电线和电缆。我国已有这种设备。英国沃尔费汉普顿厂就是采用此种设备进行废电线、电缆剥皮，效果很好。

废电线、电缆首先剪切成长度不超过300毫米的线段，然后人工送入特制的转鼓切碎机，在转鼓切碎机内，电线和电缆被破碎脱皮，碎屑从转鼓刀片底部直径5 毫米的筛孔漏出，转鼓转速3000转/分，转鼓直径30英寸，转鼓刀片与底部筛板面的间隙为1.5毫米，转鼓切碎机处理能力为1吨/时，电机功率30千 瓦。从筛孔漏出的碎屑用皮带送到料仓，再通过振动给料机将碎屑送到摇床上进行选别，最终得到铜屑、混合物和塑料纤维，铜屑可直接作为炼铜的原料，也可用作 生产硫酸铜的原料，混合物返回转鼓切碎机处理，塑料纤维可作为产品出售。每吨废电线电缆可生产450—550公斤铜屑，450—550公斤塑料。一周可处 理60吨料，产铜屑30吨，塑料30吨。每处理30吨废电缆电线，更换一次刀片。刀片用高速工具钢制造。

本工艺有如下特点：

A、可综合回收废电线电缆中的铜和塑料，综合利用水平较高

B、产出的铜屑基本不含塑料，减少了熔炼时塑料对大气的污染

C、工艺简单，易于机械化和自动化

此种设备的缺点是工艺过程中耗电较高，刀片磨损较快。

(2)剖割式剥皮机加工法。该法适合处理粗大的电缆和电线，我国襄樊某厂已能生产这种设备。

2.低温冷冻法

美国专利3990641号提出用低温冷冻法使废电线的铜与绝缘层分离。

低温冷冻法适合处理各种规格的电线和电缆。废电线电缆先经冷冻使绝缘层变脆，然后经震荡破碎使绝缘层与铜线分离。

3.化学剥离法

该方法采用一种有机溶剂将废电线的绝缘层溶解,达到铜线与绝缘层分离之目的。此法的优点是能得到优质铜线,但缺点是溶液的处理比较困难，而且溶剂的价格较高，该技术的发展方向是研究一种廉价实用的有效溶剂。

4.热分解法

美国专利4040865号提出了用热分解法烧掉绝缘层，然后得到铜线。

废电线电缆先经过剪切，然后由运输给料机加入热解室热解，热解后的铜线由炉排运输机送到出料口水封池，然后被装入产品收集器中，铜线可作为生产精铜的原 料。热解产生的气体送到补燃室中烧掉其中的可燃物质，然后再送入反应器中用氧化钙吸收其中的氯气后排放，生成的氯化钙可作为建筑材料。

(二)废杂铜再生工艺介绍

德国凯塞冶炼厂是典型的再生铜厂，也是一个有代表性的老企业。该厂位于特蒙德市，建于1861年，现有700名职工，厂区面积约30平方公里，年产电解铜11.5万吨，同时还生产铜线锭、硫酸铜、硫酸镍、氧化锌、铅锡合金等产品。

1、 工艺说明

凯塞厂采用两段法与三段法相结合的工艺流程，采用此种流程有利于降低能耗并能提高有价金属的综合回收率。生产设备为传统的鼓风炉、转炉、固定式反射炉与 常规的电解设备。该厂有两台鼓风炉，风口区截面积3.75平方米(2.5×1.5米)，日处理量为150吨，床能率40吨/平方米.昼夜，焦率17%，鼓 风炉废渣含铜〈1%。其中一台鼓风炉用来处理铜碎屑和粉状含铜物料，物料在入炉之前要经过制团另一台鼓风炉处理黄杂铜及块状含铜渣料。鼓风炉产出的品位 为75-85%的黑铜在两台30吨转炉中吹炼。两台阳极炉为固定式反射炉，床面积60平方米.日，单位油耗70-80公斤/吨阳极，炉内衬为铬镁砖。反射 炉熔炼过程中，采用氧气氧化，插木还原法。

电解精炼的始极片生产采用钛母板，电解槽用塑料盖板加盖以减少热损失。蒸汽消耗为 0.8吨/吨铜，电流密度为200安/米2 ，电流效率95-97%，电力消耗250度/吨铜。线锭炉为85吨固定式反射炉两台，内衬为铬镁砖，用氧气氧化，插木还原。油耗80公斤/吨铜，产品含氧 〈250ppm，硫20ppm，原料除电解铜外，还配入约7%的高品位紫杂铜。

2、工艺特点

该厂废杂铜的分类管理十分完善，按品位、类别、物料形态分别堆放，分别处理，铜的回收率高，并且原料中的铅、锡、锌均能得到综合回收。此外，铜电解车间的始极片生产线设计成阶梯形始极片架，有独到之处。

(三)、再生铜加工铜材

德国好望金属制品厂是一个大型铜加工厂，以电解铜为原料生产各种铜材。同时利用部分高品位(92%以上)的紫杂铜，经过相当于阳极炉的火法精炼后，直接 与其它铜熔融体混合浇铸成棒坯或板坯。该厂有2700名职工，年产值6.5亿马克。主要产品有各种类型的紫铜管、紫铜带、紫铜板、铜合金棒材、型材。月产 各类铜材约12000吨。

1、工艺说明.好望金属制品厂有(ASDRCO-SHAFT-RURNACE)竖炉一台。竖炉的熔炼能力为20吨/时，1000标米3 /时.天然气，采用SiC内衬。

竖炉按不同铜料熔化出来的铜液作不同的处理。当熔炼高于99%的紫杂铜及阴极铜时，铜液经保温炉后进入连续浇铸机，或直接将铜液送往半连续浇铸机生产各 类棒坯或板坯。当竖炉熔炼92%-99%废铜物料时，则铜液送往转炉或平炉进行火法精炼，然后经连续浇铸机或半连续浇铸机生产棒坯或板坯。

2、工艺特点.

(1)、为保证产品质量，废杂铜的分类与管理十分严格。

(2)、对于铜品位在92-99%之间的紫杂铜，经竖炉熔化后进入转炉或平炉精炼。精炼后的铜液直接浇铸成各类板坯、棒坯，避免了反复熔炼，可提高铜的回收率0.2%以上，节约燃料折合标煤400公斤/吨铜，经济效益好。

(3)、该厂具有目前世界上唯一的大直径铜管铸造生产系统，其直径为300-1500毫米，最长可达11000毫米。

(四)从混合废料中回收铜

美国专利3905556号提出了一种处理含铜量波动很大的高含铜量混合废料的方法。在工艺过程中，高含量的混合废料经过破碎—风选—磁选—切碎处理后，用三层筛分成粗、中、细三种物料，然后三种物料根据所含的金属量、形态和种类不同，则采用不同的重选工艺进行处理。

(五)从含砷的废料中回收铜

美国专利4149880号提出了从含砷废料中回收铜的方法。该法将含砷高的烟尘造浆后加入高压釜中浸出，浸出液除钼后用铁屑置换，产出的海绵铜返回熔炼系统生产金属铜，置换沉铜后的母液再回收锌和镉，然后再送水处理车间回收砷。