廢雜銅回收：工藝革新是關(guān)鍵

　　近日，中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司為主研發(fā)的NGL爐精煉廢雜銅成套工藝及裝備經(jīng)過(guò)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鑒定，其工藝水平和裝備水準(zhǔn)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。這是我國(guó)廢雜銅綜合回收利用領(lǐng)域的一次裝備革新，對(duì)于提高廢銅利用率、提高綠色回收工藝水平意義非凡。

　　眾所周知，銅是與人類關(guān)系密切的有色金屬，被廣泛地應(yīng)用到電器、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)等領(lǐng)域，有效地推動(dòng)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，促進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展。

　　20世紀(jì)90年代以前，我國(guó)銅冶煉主要是立足于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，廢雜銅的進(jìn)口量很少甚至沒(méi)有進(jìn)口。然而，作為銅資源較貧乏的國(guó)家，我國(guó)同時(shí)又是銅消費(fèi)大國(guó)，隨著工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的銅礦儲(chǔ)量逐年減少，只能依賴成本越來(lái)越高昂的進(jìn)口銅礦石，這既影響著我國(guó)銅行業(yè)整體的發(fā)展，也勢(shì)必造成長(zhǎng)久隱患。

　　鑒于銅資源現(xiàn)狀和廢雜銅再生投資小、能耗和成本低、污染小、工藝較簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，廢雜銅回收利用在我國(guó)極受重視。相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，國(guó)內(nèi)三分之一的精煉銅來(lái)自再生銅，廢雜銅中有60%左右用來(lái)作為再生銅的原料，另外40%左右被直接使用。因此，提高銅的回收率——特別是廢雜銅的回收利用率就成為行業(yè)的首選。

　　工藝裝備仍待進(jìn)步

　　實(shí)際上所有的廢銅都可以再生，技術(shù)工藝也并不復(fù)雜。

　　首先把收集的廢銅進(jìn)行分揀。沒(méi)有受污染的廢銅或成分相同的銅合金，可以回爐熔化后直接利用；被嚴(yán)重污染的廢銅要進(jìn)一步精煉處理去除雜質(zhì)；對(duì)于相互混雜的銅合金廢料，則需熔化后進(jìn)行成分調(diào)整。通過(guò)這樣的再生處理，銅的物理和化學(xué)性質(zhì)不受損害，使它得到完全的更新。

　　再生的廢雜銅應(yīng)按兩步法處理，第一步是進(jìn)行干燥處理并燒掉機(jī)油、潤(rùn)滑脂等有機(jī)物；第二步才是熔煉金屬，將金屬雜質(zhì)在熔渣中除去。由于廢銅可以再生，從而有較高的價(jià)值。例如，清潔的1級(jí)廢銅的價(jià)格可以達(dá)到新精煉銅價(jià)格的90%以上；黃銅新廢料的價(jià)格也可達(dá)到相應(yīng)黃銅價(jià)格的80%以上。

　　目前國(guó)內(nèi)外回收利用廢雜銅的方法很多，主要可分為兩大類：第一類是將高質(zhì)量的廢雜銅直接冶煉成紫精銅或銅合金后供用戶使用，稱作直接利用；第二類是將廢雜銅冶煉成陽(yáng)極板后經(jīng)電解精煉成電解銅后供用戶使用，稱為間接利用。其中第二類方法又可分為三種：一段法，即將雜銅直接加入陽(yáng)極爐精煉成陽(yáng)極板后，再經(jīng)電解精煉成電解銅的方法。一段法的優(yōu)點(diǎn)是流程短、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，缺點(diǎn)是處理成分復(fù)雜的雜銅時(shí)產(chǎn)出的煙塵成分復(fù)雜、難于處理，同時(shí)精煉操作的爐時(shí)長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低、金屬回收率低。二段法，即將雜銅加入鼓風(fēng)爐或轉(zhuǎn)爐熔煉成粗銅，粗銅又加入陽(yáng)極爐熔煉成陽(yáng)極板后再電解精煉成電解銅的方法；含鋅高的雜銅采用鼓風(fēng)爐-陽(yáng)極爐；含鉛、錫高的雜銅采用轉(zhuǎn)爐-陽(yáng)極爐。三段法，即將雜銅加入鼓風(fēng)爐煉成黑銅，黑銅加入轉(zhuǎn)爐煉成次粗銅，次粗銅再加入陽(yáng)極爐煉成陽(yáng)極板后電解精煉成電解銅的方法。三段法原料綜合利用率高，產(chǎn)出的煙塵成分簡(jiǎn)單、容易處理，粗銅品位較高，精煉爐操作比較容易，設(shè)備生產(chǎn)率也比較高等優(yōu)點(diǎn)，但又有過(guò)程復(fù)雜、設(shè)備多、投資大且燃料消耗多等缺點(diǎn)。

　　因而，廢雜銅的冶煉一般采用兩段法與三段法相結(jié)合的工藝流程，此法有利于降低能耗并提高有價(jià)金屬的綜合回收利用。生產(chǎn)設(shè)備為傳統(tǒng)的鼓風(fēng)爐、轉(zhuǎn)爐、固定式反射爐與常規(guī)的電解設(shè)備。例如利用兩臺(tái)鼓風(fēng)爐，其中一臺(tái)用來(lái)處理碎屑粉狀含銅物料，要經(jīng)過(guò)制團(tuán)，物料平均含銅30%；另一臺(tái)處理黃雜銅及塊狀含銅渣料。鼓風(fēng)爐產(chǎn)出品位為75%～85%的黑銅在兩臺(tái)30t轉(zhuǎn)爐中吹煉。用橋式加料機(jī)給料，氧氣氧化，插木還原。電解精煉使新老電解車間同時(shí)并存，始極片生產(chǎn)采用鈦母板，電解槽用塑料蓋板加蓋以減少熱損失。線錠爐為85t固定式反射爐兩臺(tái)，鉻鎂磚砌，氧氣氧化，插木還原。油耗80kg/t銅，產(chǎn)品含氧<01025%、含硫<01002%，原料除電銅外，還配入約7%的高品位紫雜銅。其工藝特點(diǎn)和雜銅的分類管理十分完善，按品位、雜質(zhì)類別、物料形態(tài)分別堆放，分別處理，銅的回收率高。原料中的鉛、錫、鋅均得到綜合回收，銅電解的始極片生產(chǎn)線設(shè)計(jì)成階梯形始極片架，有獨(dú)到之處。

　　然而，與國(guó)外先進(jìn)的再生處理工藝相比，我國(guó)對(duì)廢雜銅的預(yù)處理及再生利用工藝及裝備整體水平相對(duì)落后，廢雜銅的預(yù)處理及再生利用兩大環(huán)節(jié)脫鉤。

　　目前，世界上廢雜銅處理已形成了傾動(dòng)爐火法精煉工藝加ISA電解工藝的廢雜銅先進(jìn)處理工藝。西德精煉公司NA胡藤維克凱撒工廠HK是目前世界上最大、最先進(jìn)的廢雜銅精煉廠，它采用一臺(tái)傾動(dòng)爐350t/f和一臺(tái)反射爐200t/f處理廢雜銅，采用ISA工藝DK=313A/m2生產(chǎn)陰極銅，產(chǎn)能17萬(wàn)噸/年。

　　但我國(guó)仍然缺乏從廢雜銅拆解到陰極銅精煉的完整的廢雜銅工廠，廢雜銅精煉工廠大多規(guī)模小、工藝落后、裝備差、環(huán)保問(wèn)題嚴(yán)重，更缺少現(xiàn)代化的雜銅精煉工廠或車間?，F(xiàn)有的一些工廠規(guī)模一般在0.5萬(wàn)~3萬(wàn)噸級(jí)，火法精煉基本采用反射爐，爐能 25~110噸大小不等，這種爐子熱效率低、能耗大，還原作業(yè)時(shí)黑塵污染嚴(yán)重，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。產(chǎn)品質(zhì)量只能達(dá)到甚至低于GB/T467-1997中標(biāo)準(zhǔn)陰極銅的水平。相當(dāng)數(shù)量的高品位廢雜銅未經(jīng)精煉即被直接生產(chǎn)銅線錠和銅“黑桿”。

　　最近幾年，我國(guó)再生銅產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，進(jìn)口數(shù)量逐年增加，企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，企業(yè)利用廢銅量增加較快。但我國(guó)廢銅的再生利用還存在不少問(wèn)題：如企業(yè)規(guī)模小、工藝技術(shù)水平低下、廢銅利用水平不高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、環(huán)保問(wèn)題仍然嚴(yán)重、廢銅貿(mào)易市場(chǎng)秩序和企業(yè)經(jīng)營(yíng)行為不很規(guī)范，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距。

　　工藝革新正在行動(dòng)

　　隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和銅消費(fèi)量的增加，我國(guó)對(duì)于銅的需求日益增加，許多人認(rèn)為，直接應(yīng)用廢雜銅的多少，大體上反映了一個(gè)國(guó)家銅的再生水平。因此，提高再生銅的工藝水平迫在眉睫。

　　首先，在廢銅回收利用形式方面，要規(guī)?；?jīng)營(yíng)，以先進(jìn)的技術(shù)和高利用率取勝。

　　由于廢銅資源競(jìng)爭(zhēng)激烈，品質(zhì)高的雜銅價(jià)格也相當(dāng)高，加上重熔和電解的成本，廢銅精煉的利潤(rùn)空間很小。建議直接利用廢銅生產(chǎn)銅合金、銅材或銅制品，因?yàn)橹苯永脧U銅具有工藝簡(jiǎn)化、設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗少、成本低、污染輕等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于銅基體表面有鍍層的廢雜銅，建議用物理或化學(xué)的方法預(yù)先分離開(kāi)表面層，再進(jìn)行后續(xù)處理，因?yàn)殄儗游镔|(zhì)通常都是有價(jià)的金屬如錫、鎳等，如果不分離直接進(jìn)行重熔或熔煉，鍍層金屬成為雜質(zhì)得不到回收利用，同時(shí)會(huì)使處理工藝復(fù)雜化。

　　其次，在廢銅貿(mào)易方面，目前由于我國(guó)廢銅產(chǎn)生量還不是很多，現(xiàn)有的以國(guó)內(nèi)廢料為主的集散地也被周邊的企業(yè)所利用，而且現(xiàn)在廢金屬回收利用的稅收政策不盡合理，因此，建議以進(jìn)口廢銅為

主，穩(wěn)定生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，在國(guó)內(nèi)的廢金屬集散地，選擇適當(dāng)?shù)貐^(qū)，設(shè)立廢銅分選、收集場(chǎng)地，使之逐步成為廢銅的供應(yīng)基地。在國(guó)外采購(gòu)廢銅要選擇有貨場(chǎng)、有信譽(yù)的大型貨商，采取嚴(yán)格的期貨保值措施降低風(fēng)險(xiǎn)，并加大質(zhì)量檢測(cè)力度和提高部分進(jìn)口商的業(yè)務(wù)素質(zhì)以防止西方發(fā)達(dá)國(guó)家向我國(guó)轉(zhuǎn)移洋垃圾。

　　最后，充分發(fā)揮人才、技術(shù)、資金的優(yōu)勢(shì)，研究開(kāi)發(fā)廢銅利用的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，提高廢銅利用水平，增加產(chǎn)品附加值。企業(yè)在提高廢銅資源利用率的同時(shí)，也應(yīng)該搞好“三廢”的回收利用，重視節(jié)能節(jié)水等工作，研究開(kāi)發(fā)對(duì)廢銅科學(xué)合理利用的新工藝，好的技術(shù)或研究成果要積極向國(guó)家有關(guān)部門(mén)申報(bào)示范項(xiàng)目或試點(diǎn)企業(yè)，爭(zhēng)取國(guó)家在資金和政策方面的支持，以促進(jìn)廢雜銅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　近年來(lái)，我國(guó)廢銅處理量逐年增加、利用率不斷提高，尤其以國(guó)有大型企業(yè)的利用量增加較快。據(jù)悉，中國(guó)最大的國(guó)有銅生產(chǎn)企業(yè)江西銅業(yè)集團(tuán)公司采用國(guó)際先進(jìn)的傾動(dòng)式精煉爐，年處理廢銅超過(guò)10萬(wàn)噸。云南銅業(yè)公司、銅陵有色金屬公司、天津大通銅業(yè)公司等大型企業(yè)利用廢銅數(shù)量也都大幅增加，我國(guó)廢雜銅再生、加工行業(yè)也正以蓬勃之力進(jìn)行著廢雜銅綜合回收利用的工藝革新，并朝著科技、節(jié)能、環(huán)保的健康之路邁進(jìn)。

　　●鏈接

　　我國(guó)廢雜銅的分類較為簡(jiǎn)單粗略，還沒(méi)有制定完善的雜銅分類標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)內(nèi)把廢雜銅分為三類:最高一級(jí)的廢雜銅是“一號(hào)銅線和粗導(dǎo)線”,其純度為99.19%,直接由銅軋制廠使用；二級(jí)廢雜銅為“二號(hào)銅線和粗細(xì)混合導(dǎo)線”；其純度為92%～99%，常常被再精煉,但是也有部分是直接應(yīng)用；其余的均為第三類，需要再次精練。
　

　　而美國(guó)對(duì)廢雜銅分類則十分詳細(xì)，美國(guó)的廢雜銅依據(jù)純度進(jìn)行分類，美國(guó)廢雜金屬再生研究所甚至把銅及其合金細(xì)分為53類。他們通常把含Cu量大于99%的銅材叫做1號(hào)銅，1號(hào)銅可以直接重熔和使用，不要求進(jìn)一步加工；把銅含量最低為94.15%的銅叫2號(hào)銅，這種廢雜銅在以金屬銅的形態(tài)使用之前,需要進(jìn)行重熔。其它常見(jiàn)的分類等級(jí)還包括加鉛黃銅、黃銅與低鋅黃銅、彈殼黃銅、汽車散熱片、高銅黃銅（紅色黃銅）以及應(yīng)用十分廣泛的高速切削黃銅——其車屑可以直接再生，以同成分合金的形式用于重新加工黃銅產(chǎn)品。對(duì)制造廠家而言，其優(yōu)點(diǎn)主要是能夠大幅度降低凈金屬消耗的成本。（袁曉東）

來(lái)源：中國(guó)有色金屬報(bào)

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