电解铜

一、基础知识

产品概念

铜是一种化学元素。

元素符号:Cu
英文名: Copper
中文名: 铜 
相对原子质量: 64
常见化合价: +1和+2
外围电子排布: 3d10
核外电子排布: 2,8,18,1      
电离能: 7.726 KJ·mol-1  
单质密度: 8.92 g/cm3
单质熔点: 1083.4±0.2 ℃
单质沸点: 2567 ℃   
原子半径: 0.1278nm
原子量: 63.54

铜是人类最早使用的金属。早在史前时代,人们就开始采掘露天铜,并用获取的铜制造武器、式具和其他器皿,铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为0.01%,在个别铜矿床中,铜的含量可以达到3%~5%。自然界中的铜,多数以化合物即铜矿物存在。铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石,开采出来的铜矿石,经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿

自然界中存在形态分类:
自然铜------铜含量在99%以上,但储量极少;    
氧化铜矿-----为数也不多    
化铜矿-----含铜量极低,一般在2--3%左右,世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的。
生产过程分类
铜精矿----冶炼之前选出的含铜量较高的矿石。    
粗铜------铜精矿冶炼后的产品,含铜量在95-98%。    
纯铜------火炼或电解之后含量达99%以上的铜。火炼可得99-99.9%的纯铜,电解可以使铜的纯度达到99.95-99.99%。
主要合金成份分类
黄铜-----铜锌合金    
青铜-----铜锡合金等(除了外,加入其他元素的合金均称青铜)    
白铜-----铜镍合金
产品形态分类
铜管、铜棒、铜线、铜板、铜带、铜条、铜箔

二、电解铜生产工艺、流程及应用领域

电解铜生产流程

铜的冶炼方法可分为两类:火法冶金和湿法冶金。世界上精铜产量的85%以上是用火法冶金从硫化铜精矿和再生铜中回收的,湿法冶金生产的精铜只占15%左右。

火法炼铜
主要有:鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、闪速熔炼、电炉熔炼等。从炼铜的工艺流程图看出:硫化铜精矿(含铜量为13%-30%)可以采用几种不同的冶金方法进行熔炼,得到冰铜,再经过转炉吹炼得到含铜大于97.5%的粗铜,因粗铜的质量仍满足不了工业用铜的要求,必须精炼后得到的精铜要求含铜99.95%以上。
在硫化铜精矿冶炼的过程中同时还可以回收硫、金、银、、镍、等有价元素。在中国,从铜精矿中提取金属铜,主要采用火法冶金的方法,目前,比较先进的是闪速熔炼,其产量占全国产铜量的30%以上。由于能耗低,规模大,能有效控制环境污染等优点。这一冶炼技术正在炼铜工业上得到日益发展。闪速熔炼根据不同炉型的工作原理可分为两种类型:Outokumpu闪速熔炼、InCo闪速熔炼。


湿法冶金   
湿法冶金在许多情况下与火法相配合的。其过程的主要化学反应是在水溶液中进行的。铜(锌)矿物预先通过氧化或硫酸焙烧,转变可溶状态,然后再进行浸出、净化电积、以提取电解铜。通常有RLE法、常压氨浸出法(阿比特法)、高压氨浸出法、细菌浸出法等。从焙烧→浸出→净化→电积,简称RLE法。其生产流程,湿法冶金主要适用从低品位氧化矿、废矿堆及浮选尾矿中提取金属铜。

应用领域
(1)铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在我国有色金属材料的消费中仅次于。   
(2)铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大,占总消费量一半以上。
(3)用于各种电缆和导线,电机和变压器的这种,开关以及印刷线路板 
(4)在机械和运输车辆制造中,用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。   
(5)在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。   
(6)在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等,每生产300发子弹,需用铜13-14吨。   
(7)在建筑工业中,用做各种管道、管道配件、装饰器件等。

三、电解铜成本构成

原材料占生产成本约70~80%左右,其余则为人工、水电及折旧等;在原材料成本中,铜矿约占四成多、电解液占近三成、添加剂亦占近三成。

四、电解铜供需

1、海关总署2010年电解铜产量统计数据

2010年9月分区域产量数据
 

2、其它机构统计
WBMS:全球铜市场1-10月期间供应过剩68,000吨。

ICSG:2010年1-8月全球精炼铜市场供应缺口为19,000吨

国际铜研究小组表示,8月份全球精炼铜市场供应缺口为19,000吨 ;2010年前八个月,全球精炼铜市场供应缺口为363,000吨。
国际铜研究小组(International Copper Study Group)表示,8月份全球精炼铜市场供应缺口为19,000吨。该机构称,然而经过季节性因素调整后,全球精炼铜市场供应缺口约为88,000吨。
该机构还称,2010年前八个月,全球精炼铜市场供应缺口为363,000吨;经季节性因素调整后供应缺口为121,000吨。
2009年同期全球精炼铜市场供应短缺约47,000吨,经季节性因素调整后为供应过剩178,000吨。

五、中国主要电解铜生产企业

一、江西铜业股份有限公司
70万吨
二、云南铜业股份有限公司
40万吨
三、铜陵有色金属集团股份有限公司
35万吨
25万吨
26.54万吨
四、宁波金田冶炼有限公司
20万吨
五、张家港联合铜业有限公司
17.68万吨
六、东营方圆有色金属有限公司
15万吨
七、中条山有色金属集团有限公司
10万吨

六、世界铜消费国和铜矿主产国

1、世界10大铜消费国费量 单位千公吨

国名
1977
1982
1987
1992
美国
1986.6
1664.2
1276.7
2057.8
日本
1127.1
1243.0
1276.6
1613.2
德国
894.9
847.8
970.1
994.8
前苏联
1290.0
1320.0
1270.0
880.0
中国
346.0
398.0
470.0
590.0
法国
326.1
419.0
399.0
481.2
意大利
326.0
342.0
420.0
470.7
比利时
295.4
277.1
291.8
372.0
韩国
53.2
131.9
259.0
343.2
英国
512.2
355.4
327.7
269.4
十大国消费量
7157.5
6998.4
7810.9
8072.3
全球消费量
9059.9
9033.1
10413.6
10714.0

2、世界十大铜矿产国  单位千公吨

国名
1977
1982
1987
1992
智利
1056.5
1242.2
1412.9
1940.0
美国
1346.8
1147.0
1243.6
1760.5
加拿大
780.9
612.4
794.1
764.2
赞比亚
656.2
574.5
463.2
440.0
波兰
284.8
376.0
438.0
387.0
中国
99.8
175.0
250.0
375.0
俄罗斯
853.0
560.0
630.0
375.0
秘鲁
350.1
353.8
417.6
368.1
哈萨克
-
-
-
350.0
澳洲
220.0
245.3
232.7
326.0
十国小计
5666.1
5286.2
5882.1
7085.8
全球总计
7716.4
7622.3
8306.3
9289.6

七、中国铜行业政策

1、行业政策

铜行业准入条件

铜冶炼行业准入条件
为加快结构调整,规范铜冶炼行业的投资行为,促进我国铜工业的持续协调健康发展,根据国家有关法律法规和产业政策,制定铜冶炼行业准入条件。
一、企业布局及规模和外部条件要求
在国家法律、法规、行政规章及规划确定或县级以上人民政府批准的饮用水水源保护区、自然保护区、风景名胜区、生态功能保护区等需要特殊保护的地区,大中城市及其近郊,居民集中区、疗养地、医院和食品、药品、电子等对环境质量要求高的企业周边1公里内,不得新建铜冶炼企业及生产装备。
新建或者改建的铜冶炼项目必须符合环保、节能、资源管理等方面的法律、法规,符合国家产业政策和规划要求,符合土地利用总体规划、土地供应政策和土地使用标准的规定。
单系统铜熔炼能力在10万吨/年及以上,落实铜精矿、交通运输等外部生产条件,自有矿山原料比例达到25%以上(或者自有矿山原料和通过合资合作方式取得5年以上矿山长期合同的原料达到总需求的40%以上),项目资本金比例达到35%及以上。
二、工艺和装备
采用先进的闪速熔炼、顶吹熔炼、诺兰达熔炼以及具有自主知识产权的白银炉熔炼、合成炉熔炼、底吹熔炼等生产效率高、工艺先进、能耗低、环保达标、资源综合利用效果好的富氧熔池熔炼或者富氧漂浮熔炼工艺。
必须有制酸、资源综合利用、节能等设施。火法熔炼须配置烟气制酸、收尘及余热回收设施;烟气制酸须采用稀酸洗净化、双转双吸(或三转三吸)工艺,严禁采用热浓酸洗工艺。设计选用的冶炼尾气余热回收、收尘工艺及设备必须满足国家《节约能源法》、《清洁生产促进法》、《环境保护法》等法律法规的要求。
禁止利用直接燃煤的反射炉熔炼废杂铜。在矿产粗铜熔炼工艺和装备方面,依法立即淘汰现有的1.5平方米及以下密闭鼓风炉,2006年底前淘汰反射炉、电炉和1.5-10平方米(不含10平方米)熔炼用密闭鼓风炉,2007年底前淘汰所有鼓风炉。
三、能源消耗
新建铜冶炼企业:粗铜冶炼工艺综合能耗550千克标准煤/吨以下。电解精炼(含电解液净化)部分综合能耗在250千克标准煤/吨以下。电铜直流电耗285千瓦时/吨以下。
现有铜冶炼企业:粗铜冶炼综合能耗900千克标准煤/吨以下。电铜直流电耗310千瓦时/吨以下。现有冶炼企业要通过技术改造节能降耗,在准入条件发布两年内达到新建企业能耗标准。
四、资源综合利用
新建企业铜冶炼总回收率达到97%以上;粗铜冶炼回收率98%以上;水循环利用率95 %以上,吨铜新水消耗25吨以下;占地面积低于4平方米/吨铜。铜冶炼硫的总捕集率达98%以上;硫的回收率达到96%以上。
现有企业的铜冶炼总回收率达到96%以上;粗铜冶炼回收率97%以上;水循环利用率90 %以上,吨铜新水消耗28吨以下。铜冶炼硫的总捕集率达98%以上。硫的回收率达到95%以上。并通过技术改造降低资源消耗,在准入条件发布两年内达到新建企业标准。
五、环境保护
根据《中华人民共和国环境保护法》等有关法律法规,所有新建、改建项目必须严格执行环境影响评价制度,持证排污(尚未实行排污许可证制度的地区除外),达标排放。环保部门对现有铜冶炼企业执行环保标准情况进行监督检查,定期发布环保不达标生产企业名单,对达不到排放标准或超过排污总量的企业决定限期治理,治理不合格的,应由地方人民政府依法决定给予停产或关闭处理。
铜冶炼污染物排放要符合国家《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996)、《污水综合排放标准》(GB8978-1996)和有关地方标准的规定。
六、安全生产与劳动卫生
必须具备国家安全生产法律、法规和部门规章及标准规定的安全生产条件,并建立、健全安全生产责任制;新建、改建项目安全设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用,制酸、制氧系统项目及安全设施设计、投入生产和使用前,要依法经过安全生产管理部门审查、验收。必须建立劳动保护与工业卫生的设施,建立健全相关制度,必须通过地方行政主管部门组织的专项验收。
七、监督管理
新建和改造铜冶炼项目必须符合上述准入条件。铜冶炼项目的投资管理、土地供应、融资、环境影响评价等手续必须依据准入条件的规定办理。建设单位必须按照国家环保总局有关分级审批的规定报批环境影响报告书,粗铜冶炼项目的环评报告书,必须按照规定向国家环保总局报批。符合产业政策的现有铜冶炼企业要通过技术改造达到新建企业在资源综合利用、能耗、环保等方面的准入条件。
新建或改建铜冶炼项目投产前,要经省级及以上投资、土地、环保、安全生产、劳动卫生、质检等行政主管部门和有关专家组成的联合检查组监督检查,检查工作要按照准入条件要求进行。经检查认为未达到准入条件的,投资主管部门应责令建设单位根据设计要求限期完善有关建设内容。对不符合环保要求的,环境保护主管部门要根据有关法律、法规进行处罚,并限期整改;对未依法取得土地或者土地利用不符合有关规定的,要按照土地管理法规或土地使用合同的约定予以处罚,限期整改,且不得发放土地使用权证书。
新建铜冶炼生产能力,须经过有关部门验收合格后,按照有关规定办理《排污许可证》(尚未实行排污许可证的地区除外)后,企业方可进行生产和销售等经营活动。涉及制酸、制氧系统的,应按照有关规定办理《危险化学品生产企业安全生产许可证》。现有生产企业改扩建的生产能力经省级有关部门验收合格后,也要按照规定办理《排污许可证》和《危险化学品生产企业安全生产许可证》等相关手续。
各地区发展改革委、经委(经贸委)、工业办和环保、工商、安全生产、劳动卫生等有关管理和执法部门要定期对本地区铜冶炼企业执行准入条件的情况进行督查。中国有色金属工业协会协助有关部门做好跟踪监督工作。
对不符合产业政策和准入条件的铜冶炼新建和改造项目,投资管理部门不得备案,土地行政主管部门不得办理供地手续,环保部门不得批准环境影响评价报告,金融机构不得提供授信,电力部门依法停止供电。依法撤销或责令关闭的企业,要及时到工商行政管理部门依法办理变更登记或注销登记。
国家发展改革委定期公告符合准入条件的铜冶炼生产企业名单。实行社会监督并进行动态管理。
八、附则
本准入条件适用于中华人民共和国境内(港澳台地区除外)所有类型的铜冶炼行业生产企业。
本准入条件也适用于利用其他装备改造成铜冶炼设备后从事的铜冶炼生产行为。
本准入条件中涉及的国家标准若进行了修订,则按修订后的新标准执行。
本准入条件自2006年 7月 1日起实施,由国家发展和改革委负责解释,并根据行业发展情况和宏观调控要求进行修订。

淘汰落后产能政策

2010年4月中国国务院发布《关于进一步加强淘汰落后产能工作的通知》,《通知》要求2011年底前,淘汰铜冶炼落后产能14.49万吨。
2010年主要省份淘汰落后产能如下:
江西省淘汰铜冶炼落后产能3万吨;
云南省淘汰铜冶炼落后产能7.44万吨;
2、海关税

俄政府于2010年11月12日通过政府令,决定对出口铜产品按照海关价格10%的税率征收出口税。该政府令将于正式公布一个月后生效。
自2009年11月1日起,对进口粗铜中所含的黄金价值部分免征进口环节增值税,非黄金价值部分仍照章征收进口环节增值税。为此海关总署于2009年10月30日发布2009年第69号。

八、中国电解铜行业现状

中国是世界最大的铜材生产国、消费国、进口国,也是重要的出口国,铜材总产量己连续7年居世界首位。中国铜加工业所面临的新形势是:世界金融危机对铜加工的不利影响并未消除,出口形势并不乐观,节能减排和企业升级任务艰巨。中国铜加工的发展战略是宏观上全行业做大做强,微观上把企业做精做专,建设生产技术先进、产品质量一流、技术指标先进的创新型铜加工业。
创新是行业发展的动力源泉,为实现行业升级的宏伟目标必须进行科学的企业整合,大力推进技术创新,建立节能、环保、连续化、自动化生产线,是提升行业水平的重要措施。
中国铜的生产流程以铜精矿和火法冶炼粗铜为主导。而现状是,加工能力大于冶炼能力,冶炼能力又大大超过铜精矿的保障能力,铜精矿资源和废杂铜都需要进口。
统计数据显示,21世纪以来,国内铜精矿的产量一直没有明显增长,保持在年产60万吨(含铜量,下同)上下,2007年底将形成近370万吨冶炼能力,远远超过届时全中国铜精矿资源的保障能力和国际市场可能提供的铜精矿量。在中国铜矿山的生产能力也只能满足冶炼能力的40%。
资源自给率下降,将导致中国内大型企业丧失在产业链上游的话语权和支配权,慢慢沦为国际铜矿和冶炼商在中国内的代理加工基地,危及整个行业的可持续发展,进而对国家战略和经济安全造成不利影响。