金属冶炼（铜冶炼）安全现状与防治新技术

金属冶炼（铜冶炼）安全现状与防治新技术

刘伯衡

中铜东南铜业有限公司352000

摘要：金属铜冶炼是以铜为原料，经炼铜、熔炼、提纯、电解、冶炼等工序制成各类合金或其他金属的综合性工业。我国是铜消费大国，在国民经济中占有重要地位。我国铜冶炼行业目前主要以氧化铝法和湿法冶炼为主，而湿法冶炼具有能耗低、无粉尘污染等特点，具有发展前景。但是由于传统工艺所造成的能耗高、污染重、产品质量差、市场竞争激烈等问题，使我国铜冶炼产业面临着严峻形势。

关键词：金属冶炼 铜冶炼 安全现状 防治技术

正文：根据国际铜产业发展规划预测，到2035年我国铜产量将达300万 t,占世界总产量的30%。近年来，我国铜行业取得了巨大进展，但随着国民经济不断增长，有色金属冶炼工业日益发展，造成了环境保护、经济增长、就业压力增大等一系列问题，严重影响了国民经济稳步发展和人民群众生命财产安全。因此，必须采取有效措施，对铜冶炼安全进行有效地控制，从而减少对社会和人民群众造成巨大损失和影响，实现经济效益和社会效益共赢。

一、金属铜冶炼安全现状

我国金属铜冶炼事故主要发生在2004年到2008年间，因铜冶炼企业发生事故共6起，造成15人死亡,9人受伤，直接经济损失2.6亿元，为我国铜业带来了巨大的经济损失和人员的伤亡。其中，死亡1人，受伤2人，直接经济损失223万元。事故分析表明，铜冶炼事故主要是冶炼企业设备故障、操作不当及工人违章作业等多种因素所致。因此企业必须对铜冶炼产业进行重新评估、合理设计和施工，以提高设备稳定性、降低能耗并提高其运行水平，减少其故障率，减少其引发生产安全事故。只有在掌握了企业生产中存在的各种隐患之后，才能制定出相应的预防措施，进而降低危险因素产生量，从而降低生产成本，提高经济效益。从我国有色金属工业生产实际来看,有色金属冶炼企业在实际生产过程中会产生大量的含SOSO4废气等烟尘、粉尘和噪声等治理设施、设备、材料设备.对其进行清洗（或改造）或腐蚀之后形成固体废气排放量大、排放浓度高；造成噪声扰民等问题。对其进行治理对消除生产安全隐患起到重要作用。我国金属冶炼行业存在着重大安全隐患问题一直没有得到有效解决：从国家到地方管理制度不健全、缺乏相应设计规范、工艺指标不达标、操作规程不正确、生产设备没有安装使用防尘除尘设施、缺乏安全防护措施、劳动保护用品配置不到位等情况十分普遍，造成安全生产事故时有发生。

1、冶金行业用电管理

电设施设备及其防护设施要符合国家安全标准，避免电气设备线路及用电不当引发事故。电气安全是生产自动化过程中的重要组成部分，是包括工业电气和电器系统安全的重要组成部分，也是铜冶炼作业的一部分。铜冶炼的工艺包括炼制、阴极铜精炼等过程。当需要在高温熔炼时，由于冶炼温度高达4000℃以上，产生大量的气体蒸气及其它有害物质，如SO2、NH3等。高温熔融金属与熔融气体反应放出大量有毒害气体和有毒物质影响人体健康。
二、铜冶炼新技术

随着铜冶炼生产技术的不断提高，传统的冶炼技术逐渐被淘汰。但随着世界经济的快速发展，特别是近年来我国“一带一路”建设、工业4.0时代的到来和国家对环保要求越来越高，在全球矿业市场激烈竞争下，铜冶炼企业必将面临严峻的生存挑战。但也正是由于受“三废”（废水、废气及废渣）问题困扰，世界各国政府对铜行业采取了一系列措施以保障其正常生产和环境保护。目前中国已经建立起较为完善的环保体系，尤其是在“三废”治理方面。我国也采取了一系列有效措施保证和改善生态环境。
1冶炼副产水处理技术

在当前国内铜冶炼行业发展过程中，副产废水作为整个工艺的重要组成部分，其污染程度与废水的排放方式有着直接关系，但目前国内外铜冶炼企业副产废水处理效果并不理想。从我国目前铜冶炼行业的发展状况来看，在目前企业发展过程中，无论是对铜冶炼的副产废水还是其他废水都采取了一定的方式来实现其治理，但对于副产废水的处理方式以及效率还有待进一步探究。1)预处理技术：目前国内铜冶炼企业采用预处理工艺以控制含杂量及水中有毒有害物质等。通过预处理工艺后会产生大量含有铜离子的废水，其中含有氨氮等有害物质，处理难度较大。通过对该工艺的研究就能够有效解决该问题。2)酸碱中和技术：针对铜冶炼企业中存在的大量酸碱废水来说，酸碱中和就是指将废水中呈碱性且具有腐蚀性的物质与废水进行充分地中和从而达到废水处理的目的。对酸碱中和方法进行有效的研究则可以有效减少废水处理难度中出现此类问题。

2高纯铜冶金技术

我国在铜冶炼生产过程中，由于生产工艺的限制，其高纯铜在国际市场上的供应十分紧张，而高纯铜的质量往往决定着铜冶炼企业的产品质量。但随着社会经济水平的不断发展，铜在终端消费领域也逐渐成为了一个重要的消费领域。对于高纯铜冶金技术而言，我国已在相关领域进行技术开发，取得了一定成果。目前在高纯铜冶炼技术方面我国正处于逐步完善阶段。

3含硫黄渣回收与综合利用技术

传统黄渣的主要成分为 Cu、SiO2、Fe2+,该部分会与铜矿反应生成硫化氢和酸性气体，其排放对环境造成了一定污染。传统的铜冶炼方法对黄渣进行处理一般采用硫酸与硫化硫混合床气化回收铜的工艺，这一工艺可在短期内降低炼铜企业的生产成本。但随着我国国民经济水平不断提高，越来越多人开始关注环保问题。因此，目前国内外开发出多项技术以提高黄渣的资源利用率。
4尾渣处理

目前我国铜冶炼生产过程中，通常会产生大量废渣，主要包括粉状及液态废渣。在对尾渣处理时，可以根据其成分对其进行分离，提高铜回收率。同时还可以对其进行综合利用以减少环境污染，减少固体废物产生。针对粉状及液态废渣，则可以采取湿法除尘、吹扫、净化等综合措施。针对液态废渣可采用真空冷凝沉淀、氧化还原反应、高真空闪蒸、蒸发结晶、电积结晶等方法实现精制；针对液态废渣则可采用浮选、电积浸出等方法实现回收利用或综合利用。

5循环经济利用工艺及装备

该工艺与传统电解工艺相比，不仅能够有效地实现资源的回收利用，而且实现了经济效益的最大化。其主要优势体现在以下几个方面：一是不需要高温下浸出物的大量消耗，二是可以有效地回收其中铜精矿的微量元素，三是可以保证后续生产工艺的持续稳定运行。该工艺与传统的电解法相比其具有以下优点：一是能够回收浸出物中的少量铜精矿等微量元素，二是能够大大降低生产成本并可提高生产效率。例如：某企业在处理废液时添加了石灰进行酸碱中和，在冶炼过程中铜精矿经过硫酸的电解去除了其中杂质，减少了水中游离铁的含量，降低了成本。同时在处理尾矿时添加了硫酸来中和并氧化了铜矿中的氢离子，在电解槽中形成了酸性电解液以及电解过程中产生的CO2气体。该工艺为目前国内首家实现了循环经济。

结束语：我国铜冶炼工业已走过30多年的历程，但目前仍处于探索阶段。由于历史原因，造成我国冶炼企业大多数是国有企业，因此在我国经济发展史上具有重要的地位。近些年来，随着国家经济建设等各方面的快速发展，国家不断加大对有色金属建设的投入。为了缓解资源的约束问题以及环境保护等问题，国家对有色金属工业发展给予了极大的支持和鼓励政策。国家也在不断提高产品质量及竞争力，以适应国民经济不断发展所需要的各种有色金属制品。

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