现代强化熔炼工艺
铜精矿熔炼： Outokumpu闪速炉 Inco闪速炉，三菱 炉 诺兰达炉， Isa/Ausmelt炉 Teniente转炉，瓦 钮可夫炉 Contop炉，白银炉 ，水口山炉 电解精炼： 冰铜吹炼： PS转炉 Ausmelt炉
阳极 浇铸
烟气制酸
常规始极片工艺
PC工艺
现代强化熔炼工艺的特点
1992 1992 1996 1997 2002 2002 2005 2006 2007
塞浦路斯迈阿密矿业 芒特艾萨矿业有限公司 Sterlite工业有限公司 联合矿业 云南铜业 Huttenwerke Kayser AG Sterlite工业有限公司 Mopani铜矿 南秘鲁铜业
美国亚利桑那 澳大利亚芒特艾萨 印度Tuticorin 比利时霍博肯 中国昆明 德国Lunen 印度Tuticorin 赞比亚，Mufulira 秘鲁，Ilo 哈萨克斯坦 秘鲁La Oroya
同的原料采用不同的熔炼工艺
炼铜工艺的比较

火法工艺：受到环境和成本的压力，传统工艺逐步为现
代强化熔炼工艺所取代，生产规模不断扩大，成本优势明 显，硫的捕集率超过99%，改变了高能耗、高污染的形象

湿法工艺：火法难以利用的铜原料，包括低品位废石的
利用；尾矿处理；难选硫化矿；难熔矿；废弃的矿山；开 采成本很高的深矿井；高杂质（As、Sb、Bi）原料，多 金属（Ni、Co、Zn)原料。小规模生产的投资低，生产成 本低成本低，不生产硫酸，无SO2污染。操作简单，在矿 山附近就近生产。贵金属回收困难，回收率不确定。处理 黄铜矿精矿的湿法工艺还没有工业应用，存在技术障碍。
S捕集率 炉寿命
150天
业内认可的先进熔炼工艺
闪速熔炼和熔池熔炼： ※Outokumpu闪速熔炼 ※ 浸没喷枪式熔炼（ISA/Ausmelt） ※ 三菱熔炼
闪速熔炼技术的进展
闪速炼铜工艺
●第一座炼铜闪速炉于1949年在芬兰哈里亚瓦尔塔 冶炼厂投入工业生产；目前还用于镍精矿的熔炼 ；1978年开始进行铜精矿的一步炼铜；1995年开 始进行冰铜的吹炼。 ●至今已有40台炼铜闪速炉建成投产，目前在运行 的有37台（其中有3台一步炼铜闪速炉，2台冰铜 吹炼闪速炉），6台炼镍闪速炉在生产。 ●炉体冷却结构的改进、冷却强度的提高，闪速炉 的单炉产能提高，最大达到原设计的3.65倍；闪 速炉的炉寿命延长，最长达到15年，一般10年左 右
~90%
任意 60%~75%
~65%
~55%
~45%
32%～36%
40%~50%
冰铜品位
烟气SO2%
~62%
20%～27% ~95% 3
68%
20%~30% 99% 2年
~75%
15%~25% ~90% 1年
~75%
12%~25%
60%～90%
~62%
11%～15% ~95 1年
50% ~99.9% 8年以上
沃克拉连续熔炼
QS工艺 艾萨/奥斯麦特熔炼
1968
1972 1992
澳大利亚
美国 澳大利亚
停产
用于炼铅 应用在迅速增长 在智利、墨西哥、赞比 亚等应用 在俄罗斯应用 在中国应用 在中国、印度应用
特尼恩特炉
瓦钮可夫炉 白银炉 氧气底吹
1977
1977 1981 1992
智利
俄罗斯 中国 中国
主要强化熔炼工艺的比较

闪速炉扩产实例
冶炼厂 玉野 温山
投产年份
R/S尺寸 6*6.5 4.9*6
R/S体积 /m3 183.7 113.1
最初生产能 力/万吨/年 8.4-矿铜 8-矿铜
目前生产能力/ 万吨/年 26-矿铜 20-矿铜
1972 1979
Huelva 贵溪 NA
东予
Kennecott
1975 1985 1972
项目
应用时间 首次炼铜 矿铜冶炼
闪速熔炼
1949年 1949 37台 140万吨铜 精矿
艾萨熔炼
1983 1987 9台 130万吨铜 精矿
三菱熔炼
1974年 1974 5 26.2万吨/ 年矿铜
诺兰达熔炼
特尼恩特转炉
奥斯麦特熔炼
1973 1973 3 ＜20万吨/ 年矿铜
1977年 1977 10台 ＜15万吨/ 年· 矿铜 炉
27.5万吨/年
镍冰铜
ISA工艺炼铜业绩
投产时间 所属公司 工厂位置 工厂类型 工厂能力
1987
芒特艾萨Байду номын сангаас业有限公司
澳大利亚芒特艾萨
铜冶炼厂
15~20吨/小时的铜精 矿
70万吨/年铜精矿 100万吨/年铜精矿 年产6~10万吨铜 年装料量30万吨 80万吨/年铜精矿 年处理15万吨二次 物料 130万吨铜精矿 85万吨铜精矿 120万吨铜精矿 25万吨铜精矿 28万吨铜精矿



传统炼铜工艺
熔炼：反射炉 精矿预 处理： 焙烧
冰铜吹炼： PS转炉 阳极精炼、浇铸
鼓风炉、电炉
烧结
混捏 制团 烟气制酸 电解精炼： 常规始极片工艺
传统熔炼工艺的问题
●传统熔炼工艺：反射炉、电炉、鼓风炉，以反射
炉为主； ●熔炼强度低：送风氧浓低，冰铜品位低，生产效率 低，能耗高，成本高 ●生产能力低：单炉年产铜几千吨到几万吨 ● 环境污染严重：SO2回收率低 ●自动化程度低，劳动强度大 ● 60年代后期世界各地纷纷研究强化熔炼工艺
浸没喷枪顶吹技术（TSL）的进展
-----艾萨/奥斯麦特熔炼
Ausmelt工艺炼铜业绩
投产时间 1999 1999 2002,2004 2003 2004 2003 2005 2005 2008 所属公司 中条山 中条山 Amplats 安徽铜都 韩国锌业 Birla铜业 韩国锌业 Start project 赤峰金剑铜业

再生铜：单位能耗为矿产铜的20%，每利用1吨废杂铜
，可少开采矿石130吨，少产生2吨SO2 和100多吨工业废 渣，节约用水535立方米
二、火法炼铜工艺的进展
硫化铜精矿火法冶炼的特点

精矿中的S和Fe与氧反应，大量放热，过程可以 自热进行，无需燃料。 精矿的S氧化产生的SO2生产硫酸副产品；SO2必 须有效捕集，否则将造成环境污染 铜精矿80%小于200目（-74μ），通过工业氧可以 实现强化熔炼，产能大。 铜精矿中的金、银、铂、钯等稀贵金属在铜冶炼 中随铜富集，回收率可以达到98%


主要强化熔炼工艺的应用情况
工艺
因科闪速熔炼 奥托昆普闪速熔炼 氧气喷洒熔炼 Contop熔炼 诺兰达连续熔炼 三菱连续熔炼
工业生产时间
1952 1949 1979 1980 1973 1970
发明国
加拿大 芬兰 美国 EU 加拿大 日本
现状
2家应用 37台，矿铜产量的一半 停产 停产 2家应用 5家应用
1992 1999 5家投产 16万吨/年矿 铜
单炉最高 产能
原料适应 性
原料预处 理 送风氧浓
较差
粒度＜1mm， 深度干燥， H2O＜0.3%
适应性强
制粒或增湿， H2O 9%~11%
强
干燥，H2O＜ 1%
适应性强
适应性强
适应性强
粒度＜100mm， 粒度＜100mm， 制粒或增湿， H2O 10%~12% 不需要干燥。 不需要干燥。
葫芦岛有色金属集团
工厂位置 中国，侯马市 中国，侯马市 南非，吕斯滕堡 中国，铜陵 温山，韩国
炉料类型 铜精矿 铜冰铜 水淬镍/铜/铂族金 属冰铜 铜精矿 铜渣 铜精矿熔炼+冰铜 吹炼
加料量 200,000t/a 60,000t/a 213,000t/a 330,000t/a 7万吨/年 32~35万吨 /年 7万吨/年 50万吨/年 48万吨/年
1971 1995
1970/1973
6.5*6.8 6.8*7 6*8
6*6.6 7*7.75 6.2*5.9 5.53*6.64
225.5 254 226
186.5 298.1 178 159.4
10-矿铜 9-矿铜 40-精矿
30-矿铜 30-矿铜 110-精矿
850tpd-精矿 ＞4000tpd精矿 100-精矿 90-精矿 10-矿铜 110-精矿 120-精矿 35矿铜
产能大：单套系统最大铜产能超过40万吨/年
送风氧浓高：闪速熔炼氧浓达90%，ISA、
三菱、诺兰达熔炼氧浓达到65%，55%和 45%
自热或半自热熔炼：有效利用硫化矿物燃烧
所产生的热量；
冰铜品位高：均超过60%，可以高达75%
现代强化熔炼工艺的特点

高熔炼强度：闪速熔炼单炉铜精矿处理量首先突 破100万吨/年以上；Isa炉单炉铜精矿处理量达到 130万吨/年；三菱炉精矿处理量将超过100万吨/年 （温山）。 硫捕集率高，环保好：一般均超过95%。闪速熔 炼和三菱熔炼超过了99%，吨铜S的排放量不到 2kg，是最清洁的铜冶炼工艺 工艺控制自动化程度高：闪速炉实现了计算机在 线控制。
产品 铜冰铜 粗铜 镍/铜吹炼 冰铜 铜冰铜 铜冰铜 粗铜 冰铜 冰铜 冰铜
温山 俄罗斯， Chelyabinsk
铅厂含铜残渣等 铜精矿 铜精矿
2008 2007
2006 2008
铜精矿 日本 铜/多金属二次冶炼
铜精矿 Ni/Cu精矿
50万吨/年 15万吨/年
冰铜 粗铜
同和矿业
俄罗斯铜业公司 吉林镍业
铜冶炼技术的进展 与中国铜冶炼业的发展趋势
铜陵有色金属集团控股有限公司 周 俊
一、炼铜原料与炼铜工艺
炼铜原料
硫化矿：铜或铜铁硫化物，由原生硫化矿如黄