但中國(guó)鋁土礦氧化鋁含量較高，礦耗和赤泥產(chǎn)出量較低，見(jiàn)表3-32。

國(guó)外典型電解鋁生產(chǎn)方法與中國(guó)無(wú)大差異，自焙槽技術(shù)也因?yàn)榄h(huán)境污染問(wèn)題正在逐步淘汰，大部分都應(yīng)用大型預(yù)焙槽技術(shù)。但電解槽電流容量的多樣性與中國(guó)有所不同，國(guó)外電解鋁廠通常采用少數(shù)規(guī)格電流容量電解槽，如200kA、300 kA、350 kA等槽型。而中國(guó)幾乎采用了更多的槽型，從160 kA 到500 kA，大約有十多種。國(guó)內(nèi)外電解鋁企業(yè)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較見(jiàn)表3-33。

鋁電解技術(shù)方面，國(guó)外都采用高電流密度、高電流效率、低陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)的生產(chǎn)運(yùn)行模式。因而單槽產(chǎn)出率高、直流電耗也高，能量利用率較低。而中國(guó)電解鋁企業(yè)因電價(jià)較高，則采用低電流密度、低電壓和低直流電耗以及較低電流效率的生產(chǎn)運(yùn)行模式，因而往往單槽產(chǎn)出率較低，但電耗也較低。

國(guó)內(nèi)外銅冶金工藝比較與現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

(1)銅冶煉先進(jìn)技術(shù)及其代表企業(yè)

據(jù)國(guó)際銅研究組織(ICSG，International copper study group)報(bào)告，2011年全球銅冶煉產(chǎn)量約1580萬(wàn)t，其中礦產(chǎn)銅約1300萬(wàn)t，占82%，再生銅約280萬(wàn)t，占18%。2011年冶煉銅產(chǎn)量前20位的國(guó)家排名見(jiàn)圖3-57。前5位分別為中國(guó)(470萬(wàn)t，占37%)、日本(140萬(wàn)t，占9%)、智利(140萬(wàn)t，占9%)、俄羅斯(80 萬(wàn)t，占5%)、印度(65萬(wàn)t，占4%)。

表3-34為2011年全球按產(chǎn)能排名前20位煉銅廠的情況。我國(guó)貴溪冶煉廠產(chǎn)能最大，達(dá)到年產(chǎn)90萬(wàn)t銅規(guī)模。排名第20位為日本直島煉銅廠，產(chǎn)能為30.6萬(wàn)t，前20位銅廠總產(chǎn)能高達(dá)772萬(wàn)t，約占火法煉銅(含礦產(chǎn)銅和再生銅)全球產(chǎn)能的50%。因此，這些煉銅廠應(yīng)能反映當(dāng)前世界銅冶煉總體情況。

在2011年產(chǎn)能世界前20位銅廠中，使用奧圖泰閃速熔煉的有11家(少數(shù)冶煉廠使用多種技術(shù))，其中雙閃法2家，應(yīng)用最為廣泛。使用TSL(艾薩，奧圖泰-澳斯麥特)法4家，其中艾薩法3家，奧圖泰-澳斯麥特法1家。使用三菱連續(xù)煉銅法的3家。使用特尼恩特法2家、反射爐2家、電爐2家、瓦紐科夫1家、諾蘭達(dá)1家?？傮w來(lái)看，煉銅技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)家為中國(guó)、美國(guó)、日本等，這些國(guó)家大型銅廠主要采用奧圖泰閃速熔煉—P-S吹煉、奧圖泰閃速熔煉—肯尼科特-奧圖泰閃速吹煉、TSL(艾薩、奧圖泰-澳斯麥特)法、三菱法連續(xù)煉銅等技術(shù)。智利、俄羅斯和印度，盡管銅產(chǎn)量位居全球前5位之列，但仍在應(yīng)用反射爐、電爐、特尼恩特爐、諾蘭達(dá)爐等技術(shù)。我國(guó)在銅冶金技術(shù)發(fā)展上走了一條引進(jìn)、集成、再創(chuàng)新的道路，目前，一批企業(yè)在規(guī)模、技術(shù)、裝備、能耗、環(huán)保和綜合回收等多方面，已居于世界先進(jìn)水平，部分技術(shù)和裝備已開(kāi)始出口國(guó)外。

表3-35所列為目前火法煉銅先進(jìn)且應(yīng)用較廣的技術(shù)及其國(guó)內(nèi)外代表企業(yè)。其中，雙閃法、奧圖泰閃速熔煉—P-S轉(zhuǎn)爐吹煉、TSL(艾薩、澳斯麥特)法，國(guó)內(nèi)外均有水平高的代表性企業(yè)。

我國(guó)富氧底吹爐和雙側(cè)吹爐有較廣泛的應(yīng)用，但國(guó)外應(yīng)用較少，缺乏代表性數(shù)據(jù)。三菱法也屬較先進(jìn)的煉銅法，我國(guó)沒(méi)有應(yīng)用，也無(wú)從進(jìn)行比較。

奧圖泰閃速熔煉—肯尼科特-奧圖泰閃速吹煉、奧圖泰閃速熔煉—P-S轉(zhuǎn)爐吹煉、TSL熔池熔煉—P-S轉(zhuǎn)爐吹煉是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的幾種銅火法冶金技術(shù)，富氧底吹、雙側(cè)吹近年來(lái)在國(guó)內(nèi)也得到一定的推廣，但在國(guó)外并未得到廣泛應(yīng)用，瓦紐科夫(雙側(cè)吹)法在國(guó)際上應(yīng)用水平也不高。就國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較廣的3種火法煉銅方法，國(guó)內(nèi)外各選1家水平較高的代表性工廠，就工藝、裝備、技術(shù)經(jīng)濟(jì)與能耗和環(huán)保等指標(biāo)進(jìn)行了比較，見(jiàn)表3-36。

能耗：從銅精礦到陽(yáng)極銅，上述3種方法國(guó)內(nèi)外代表廠家，工藝能耗水平大致相當(dāng)，在11000 MJ/1陽(yáng)極銅左右，折算成標(biāo)煤為375 kgce/t 陽(yáng)極銅左右GB21248——2007規(guī)定的銅冶煉企業(yè)從銅精礦到陽(yáng)極銅能耗先進(jìn)值為≤380kgce/陽(yáng)極銅，與其相當(dāng)吻合。閃速熔煉只能處理干燥物料(含水小于0.3%)，要采用回轉(zhuǎn)窯、氣流干燥、蒸汽干燥等方式對(duì)爐料進(jìn)行干燥，從能耗和環(huán)保方面考慮采用蒸汽干燥最為有利，目前已普遍采用這一方式。熔池熔煉(三菱法除外)爐料含水8%~10%，僅考慮備料工序，能耗較閃速熔煉小，但由于熔煉煙氣含有大量水分，在余熱回收方面是不利的，因此總體而言，熔池熔煉加濕料在能耗方面并無(wú)優(yōu)勢(shì)。閃速吹煉由于其不能處理冷料，和P-S轉(zhuǎn)爐比較，在能耗方面并不占有優(yōu)勢(shì)。雙閃法工藝煙氣SO濃度高，目前已普遍采用高濃度(16%~20%)SO，煙氣制酸技術(shù)，而采用P-S轉(zhuǎn)爐吹煉，制酸煙氣濃度一般僅為12%SO，在制酸能耗方面，前者噸酸能耗大致僅為后者的一半，每噸酸節(jié)能約50kW·h，按1t 銅附產(chǎn)3.5 t酸折算，能耗降低約56 kgce/t陽(yáng)極銅，這是雙閃法工藝在能耗方面的優(yōu)勢(shì)所在。

余熱回收：國(guó)內(nèi)外水平較高的廠家，都對(duì)熔煉及吹煉余熱進(jìn)行了回收，產(chǎn)出蒸汽用于干燥爐料、驅(qū)動(dòng)SO主風(fēng)機(jī)及發(fā)電等，由于各廠蒸汽壓力等級(jí)及利用途徑并不完全一致，因此，僅憑發(fā)電量難以直接比較余熱回收水平。部分廠家，如我國(guó)的祥光銅業(yè)公司等，還對(duì)陽(yáng)極爐、硫酸制造中、低溫位余熱進(jìn)行了回收，因此，其工藝能耗應(yīng)處于世界領(lǐng)先地位。銅锍、爐渣冷卻余熱目前國(guó)內(nèi)外各廠家均未回收，這是今后進(jìn)一步降低能耗應(yīng)致力的研究方向。

SO2排放：雙閃法的最大優(yōu)勢(shì)，在于有利于達(dá)到高的硫捕集率，實(shí)現(xiàn)火法煉銅中SO2的大規(guī)模減排。目前，采用這一工藝的國(guó)內(nèi)外廠家，硫捕集率普遍達(dá)到99.9%，噸銅SO2排放量小于2kg。提高硫捕集率的關(guān)鍵在于：第一，加強(qiáng)環(huán)境集煙及其收塵脫硫處理，如日本東予冶煉廠，采用P-S轉(zhuǎn)爐吹煉，全廠設(shè)有30多個(gè)環(huán)境集煙點(diǎn)，總煙量達(dá)到45萬(wàn)m3(標(biāo))/h，采用布袋收塵、Mg(OH)，料漿吸收、電除霧處理后，排空氣體SO濃度僅10~20mg/m3。第二，制酸尾氣吸收。目前，銅冶煉SO2煙氣制硫酸，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB 25467—2010)規(guī)定尾氣SO2濃度小于400mg/m3。在此方面，政府要求最嚴(yán)格、企業(yè)減排最徹底的是日本東予冶煉廠，轉(zhuǎn)化SO2濃度為11%，轉(zhuǎn)化率為99.8%，尾氣未吸收前SO濃度為579mg/m3，采用苛性堿溶液吸收后，排空尾氣SO濃度僅為5~15mg/m3。美國(guó)肯尼科特銅公司Garfield廠，制酸SO2轉(zhuǎn)化率達(dá)99.95%，尾氣加空氣稀釋后，SO2濃度為50~70mg/m3。我國(guó)主要煉銅廠均采用“二轉(zhuǎn)二吸”技術(shù)制酸，部分系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率偏低，不能達(dá)到GB25467——2010標(biāo)準(zhǔn)，尾氣吸收脫硫后排放，部分新的系統(tǒng)制酸尾氣SO2濃度小于300mg/m3，直接達(dá)標(biāo)排放。

我國(guó)從20世紀(jì)80年代中期引進(jìn)奧圖泰閃速熔煉建成江西銅業(yè)公司貴溪冶煉廠開(kāi)始，歷經(jīng)30年努力，目前我國(guó)銅冶煉行業(yè)在技術(shù)裝備及節(jié)能減排等方面，已全面趕上和超過(guò)世界先進(jìn)水平，發(fā)展成為有色金屬領(lǐng)域最具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的行業(yè)。在能耗方面，祥光銅業(yè)、金隆銅業(yè)和云南銅業(yè)等，與國(guó)外先進(jìn)水平同類銅冶煉企業(yè)比較，已處于領(lǐng)先水平;在SO排放方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)已全面接近甚至超過(guò)國(guó)外同類企業(yè)先進(jìn)水平。