内蒙古铜冶炼.doc

年产500吨阴极铜湿法炼铜项目
可行性研究报告
一、  项目性质、可行性研究的背景及依据
本项目属利用铜矿开采废弃的低品位氧化矿石和硫化矿选冶废弃低品位矿石及废旧二次废铜资源采用全湿法浸出-萃取-电积工艺获得电积精铜项目。浸出-萃取-电积工艺处理低品位氧化矿及废旧二次废铜资源新技术，对促进当地循环经济发展有积极的意义。
低品位难选氧化铜矿，采用常规传统选冶工艺开采很不经济，故未能有效利用开发。废旧二次废铜资源火法冶炼的环境污染问题也未很好解决。目前，国内外对氧化铜矿石和废旧二次废铜资源性质进行了大量的试验研究和生产实践，采用全湿法浸出-萃取-电积工艺处理低品位氧化矿矿石和废旧二次废铜资源的生产新工艺生产合格的阴极铜，具有环境效益好、投资省和生产成本低的最大优越性，能够获得较好的经济效益和环境社会效益。 
我国是一个铜紧缺国，每年铜需要量约100万吨以上，缺口部分尚需进口，虽然我国铜总储量不少，但能经济地利用传统选冶工艺处理的铜矿越来越少，过去一直未被开发利用的难选氧化铜矿和低品位铜矿的开发，目前已取得了进展，北京矿冶研究院早在1995年就在多宝山铜矿利用氧化铜矿建立了一座年产200吨电积铜的浸出-萃取-电积试验工厂，该工厂于1995年6月投产，取得了良好的技术经济指标，说明铜矿氧化矿和低品位矿石的浸出-萃取-电积工艺是行之有效的。近年来我国引进消化了国外氧化铜矿石预处理、薄层浸取及永久不锈钢阴极电积等新工艺新技术，为我国氧化铜矿石资源的有效利用创造了更加有利的技术条件。
湿法炼铜给铜工业带来的影响： 　　
(1) 可以处理低品位铜矿，美国采用堆浸处理的铜矿石品位甚至低到0.04％。过去认为无法处理的表外矿、废石、尾矿等均可作为铜资源被重新利用，因此大大扩大了铜资源的利用范围；
　　(2) 湿法炼铜由于工艺过程简单，能耗低，因此生产成本低。1997年西方SX－EW 铜平均的生产成本为43美分/ 磅，这包括8美分/磅采矿费、15美分/磅浸出费用、18美分/磅的SX－EW费用、2美分/磅的管理费用。而1997年西方火法铜的平均生产成本为70美分/磅；
　　(3) 投资费用低、建设周期短。国外大型的湿法炼铜厂的单位投资费用为2300$/tCu，而火法铜的单位投资费用超过4500＄/tCu。中国湿法炼铜厂由于设备简陋，单位投资费用只有1 ～1.2 万元/t；
　　(4) 没有环境污染问题。湿法炼铜工艺没有SO2烟气排放，硫化矿加压浸出时硫可以S 。的形式产出，避免了硫酸过剩问题。特别是地下溶浸技术不需要把矿石开采出来，不破坏植被和生态，从根本上改善了采矿工人的劳动条件；
　　(5)阴极铜产品质 量高。由于溶剂萃取技术对铜的选择性很好，因此铜电解液纯度很高，产出的阴极铜 质量可以达到99.999％，再加上采用了Pb-Ca-Sn合金阳极以及在电解液中加Co2+等措 施，有效地防止了铅阳极的腐蚀，保证了阴极产品的质量；
　　(6)生产规模可大可小， 这尤其适合于中国企业的特点。 正因为湿法炼铜有这样一些显著的优点才使其得以迅速的发展，当1997年下半年 到1998年由于亚州金融危机而引发了有色金属价格急剧下滑，铜价持续走低，西方一些铜公司关闭了他们成本较高的火法炼铜厂，但在此期间世界湿法炼铜产量仍然强劲地增长著，由此可以说明湿法炼铜技术的生命力。
　　过去认为浸出－萃取－电积工艺 只适于处理那些废石、氧化矿、低品位矿，即只适于处理那些火法冶金不好处理或不经济的矿石，但近几年由于生物技术、加压浸出技术的发展和工业化已经改变了人们这种认识，采用生物堆浸完全可以处理高品位的次生硫化矿，而且达到了很大的生产 规模，已成为一种很成熟的生产方法。采用加压浸出技术处理高品位的次生硫化矿也 已实现了工业化，并且达到了5 万t/aA级铜的生产规模，操作成本只有35美分/ 磅。
　　可以看到近年来湿法炼铜的主攻方向已经从氧化矿和废石转向了硫化矿，甚至把以黄 铜矿为主要成份的铜精矿作为了挑战的目标。相信在不久的将来人们可以实现采用湿 法冶金技术处理任何铜矿，而且在投资和成本上能与火法冶金展开竞争。

目前我国知道的有江铜德兴铜矿、紫金山金铜矿、浙江华友、浙江清峰、江苏雄风、黑龙江多宝山、西藏玉龙铜矿、中原黄金冶炼厂、广东清远市先导公司、南通新玮公司采用湿法冶炼。
二 、项目的资源条件
    本项目建于***地区，该地区和周边铜矿石企业开采的原料有许多为氧化铜矿石，被废弃未能利用，造成资源的大量浪费。区域附近废旧二次废铜资源市场较发达，废旧二次废铜资源多，按企业年产500吨电积铜计算，主要原料氧化铜矿石和废旧二次废铜资源是绝对可靠的。
三、企业的生产工艺选择
传统火法工艺不但投资大、生产成本高污染大，而且不适合处理低品位的氧化矿。关于湿法炼铜是采用萃取-电积还是铁屑置换，主要考虑厂的规模，资金能力，周围建厂条件来定。一般铁屑置换成本高，但投资少，基本上不需要很多设备。萃取--电积工艺需要投资相对大，但产品销售价格高，产品质量稳定。
目前国内外在处理低品位氧化矿方面有了很大发展，采用氧化铜矿石浸出-萃取-电积工艺，直接达到电积铜精铜产品，这种湿法冶金工艺，具有生产工艺先进，废液全部闭路循环利用、生产无三废排放，投资见效快的优点。近年来在国内特别是云南，氧化铜矿已普遍采用浸出-萃取-电积工艺，取得了良好的经济效益和环境效益。我厂对低品位氧化铜矿和废旧二次废铜资源进行了浸出-萃取-电积试验，也已取得了较好试验指标。因此，本可行性研究报告推荐采用氧化铜矿石和废旧二次废铜资源“全湿法浸出-萃取-电积生产工艺”。见附件。
四、湿法冶炼
   根据原料的性质，结合国内外生产实际情况，本可研拟采用“堆浸（池浸）-萃取-电积”工艺，产品质量不低于国标2号阴极铜标准。
1、原料
原料为含铜品位0.5%以上的低品位氧化铜矿石和废旧二次废铜。
本项目每年约需要2%以上的氧化铜矿石37000吨（1%以上的氧化铜矿石74000吨），按年生产300天计算，每天约需247吨矿石。
2、主要附助材料
     硫酸：工业级浓硫酸
     煤油：260″溶剂油
     萃取剂：采用汉高公司的LIX984或英国捷利康公司M5640作萃取剂。
 3、工艺流程的选择
    传统的炼铜方法为采矿—选矿—火法冶炼，该工艺处理铜的硫化矿是很有效的，但对铜的氧化矿而言，该工艺显示出其局限性，选矿的回采率很低，经济效益很差。随着铜的硫化矿资源日益减少，人们越重视低品位难选氧化铜矿资源的开发利用，研究出了“浸出—萃取--电积”新工艺来处理低品位难选氧化铜矿，取得良好效果。该工艺具有投资少、成本低、经济效益显著、无环境污染等优点，在国内外已被广泛应用。目前，世界上用该工艺生产的电积铜为300万吨左右。根据项目所在地和周边铜矿石企业开采氧化铜矿的性质和废旧二次废铜资源情况，结合国内外生产实际，本可研采用这一新工艺。    
4、生产过程简述
根据原料氧化铜矿石含铜品位和浸出料液的情况，该工程选取“氧化铜矿石湿法浸出—萃取—电积”工艺生产符合要求的阴极铜。
浸出：用颚式破碎机将氧化铜矿进行破碎，破碎氧化铜矿石由装载机运往浸堆（浸出池）浸出，然后泵送稀硫酸萃余液进行渗滤循环浸出，浸出液与矿石发生反应，生成的硫酸铜溶液靠自重向底层渗透，由矿层底部的排液管流出，进入集液池，经自然澄清后用耐酸泵送至萃取工段进行萃取生产。
萃取：根据料液情况，萃取工艺选用lix984或m5640为萃取剂，260#煤油为稀释剂。
萃取流程为二级萃取，一级洗涤，一级反萃。浸出硫酸铜液由泵送至萃取高位池，然后流入铜萃取箱经二级萃取，铜经萃取进入有机相，萃余液自流回浸出段。为减少杂质进入电积槽，在负载有机相反萃前进行洗涤，洗去其中夹带的部分铁及水相。洗涤液采用微酸性水循环使用，当杂质积累较多时，外排部分到浸出段使用，再补充一部分新液。洗涤后的有机相经反萃铜进入反萃液，反萃液自流到电积液地下循环贮槽，经除油后使硫酸铜溶液中的有机物含量降到一定含量，然后泵送至电积车间高位槽。反萃后的再生有机相返回萃取段继续萃取铜。
电积：铜电解沉积的工艺是将Cu2+变成金属铜，其化学反应如下：
阳极反应：H2O→ 1/2O 2+2H++2e
阴极反应：Cu2++2e→Cu
总反应：CuSO4+H2O=Cu+H2SO4+1/2O2↑
由萃取送来的硫酸铜溶液加热至约30—35℃，进入电积槽进行电积。电积用阴极为316L不锈钢板，阳极为铅-锡-钙压延合金板。电积液循环方式为下进上出，控制一定的循环流量，电流密度，槽电压和槽温，阴极析出铜周期约7—10天，在电积槽中阴积析出铜，阳极放出氧气，电积铜经洗涤、人工剥板得到产品阴极铜，经计量包装入库。
五、车间及设备配置
1、浸出段各种槽池均为露天设置。矿石浸出后，浸液自流到澄清池，澄清后泵送至萃取段高位池。矿渣经洗涤弃去。洗液循环使用。进出矿石均用铲车运输。各种浸出池，循环池均为水泥钢筋混凝土结构，内防腐用耐酸玻璃钢或煤沥清涂层。加热池内防腐应能经受50℃温度。
2、萃取车间为单层结构厂房。萃取槽的安置应根据图纸设计尺寸建造钢筋水泥台柱支撑。水泥平台周边应设安全防护栏。
混合澄清槽：采用加强型硬PVC板焊制，外用槽钢或钢筋混泥土加固。
3、电积车间：电积槽和洗池在地面水平安装。电积槽采取2系列水平布置，每系列8个电积槽，设置1台2t的桥式启重机出装槽。为便于操作检修，电解槽配置高出地面约900mm，标高±0.00为电积槽支柱和人工剥板铜处理区域，整个厂房的高度根据便于出装槽的安全高度确定。
设备厂房地面应作耐酸防腐处理。
电积槽：本工艺为使用阴极铜产品在市场上有竞争力，选择大槽大板电积，采取永久性316L不锈钢板，人工剥板。电积槽为钢筋水泥内衬8mm硬加强型PVC板（或内衬3--5mm软PVC板）防腐层。电解槽之间及槽底均应做绝缘处理。
4、本工程浸出段泵用管可以采取耐酸软管，以增加灵活性。其它管线为PVC硬管。各种泵为耐酸离心泵或自吸泵。
六、项目选址及建设用地
1）项目选址:项目建设地址应离人群居住地及河流500米以上，通运输道路，有三相电源及水源。
2）建设用地：共约6000平方，其中：
1.     浸出场地：1200平方
2.     矿石储存加工场地：3000平方
3.     车间占地：1000平方
4.     公用设施占地：400平方
5.     其他占地：400平方
七、环境保护
由于采用全湿法浸出-萃取-电积工艺，本工艺属闭路循环系统，无废水废气排放，矿石浸出过程中，生产用水及冲洗残酸用水，流入备用液池，作为生产补充用水，废水不外排。生产浸出矿渣经三级循环逆流洗涤完全达到清洁无污染的要求，是建筑和公路建设的优质原料。    
八、经济及社会效益
1、投资估算
    本工程可行性研究投资估算额为500万元。
    其中土建工程150万元；设备及安装工程300万元；其它费用50万元。
 2、经济效益
生产收入：1400万元/年；
  生产成本：23000元/吨；
  销售价格：28000元/吨；
税金：各项税款总额60万元/年；
  实现利润：190万元/年。
    本项目当年建成投产，年产电积精铜500吨，对项目所在地的循环经济发展具有促进意义。目前，国际市场铜的价格一直看好，建设该项目可有效拉动地方经济，安置社会剩余劳动力，给区域经济带来新的增长点。该项目具有资源可靠，产品畅销，投资回报快的特点。
    综上所述，该项目投资少，风险小，效益好，前景广阔，是非常可行的。
附件：1、吨铜生产费用；2、主要设备列表
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1、工艺流程图

2、吨铜生产费用

吨  耗
单  价
合   计
备  注
硫酸消耗
6吨
400元
2400

萃取剂消耗
6公斤
120元
720

煤油消耗
150公斤    
8元
1200

电解电费
2000度
0.8元
1600

破碎电耗
3000度 
2400元

其他电耗    
1500
1200元

人工费用
1300
1000元/人
1300
13人
其他费用

4000

3、主要设备列表
名  称
尺    寸
单位
数量
备  注
颚式破碎机
400×250
台
1

250×150
1
带式输送机
12000×80
台
2

振动筛

台
1

料仓
10吨
个
2

浸出槽
14000×6000×2000
个
6
钢混槽壁厚50cm、沥青防腐
沉砂池
5000×5000×2000
个
1
钢混槽壁厚50cm、沥青防腐
澄清池
12000×12000×3000
个
1
钢混槽壁厚50cm、沥青防腐
萃余液循环池
8000×8000×3000
个
1
钢混槽壁厚50cm、沥青防腐
萃取高位池
1500×1500×1500
个
1
钢混槽壁厚20cm、软pvc防腐

加热高位池
1300×1300×1500
个
1
钢混槽壁厚20cm、软pvc防腐
有机相循环池
2200×2200×1500
个
1
钢混槽壁厚20cm、软pvc防腐
电机液循环槽
3000×3000×1500
个
1
钢混槽壁厚20cm、软pvc防腐
洗铜池
2000×1200×1200
个
1
钢混槽壁厚20cm、软pvc防腐
除油池
1800×1200×1200
个
6
钢混槽壁厚20cm、软pvc防腐
洗涤循环池
2200×2200×1500
个
1
钢混槽壁厚20cm、软pvc防腐
电解槽
2800×880×1200  
个
10
钢混槽壁厚12cm、软pvc防腐
萃取混合室

个
3

萃取澄清槽

个
3

混合室搅拌电机

个
3
包括机架
整流器

台
1

铜排

m
18

三角铜棒

根
9根

不锈钢阴极板

块
230

铅合金阳极板

块
240

硫酸储罐
30
吨
2

离心泵
20m3/h
台
4
备用2台
管件阀门

萃取剂

吨
2

260煤油

吨
20

流量计

个
4
备用1台
耐酸循环泵
         20m3/h
台
3
备用2台
        10 m3/h
2