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1、博士生专题讲座我国有色金属资源、生产与消耗、清洁冶金及冶金环保博士生专题讲座 1.我国有色金属资源 2.我国有色金属生产与消耗 3.清洁冶金 4.冶金环保 4.1二氧化硫烟害治理 4.2我国有色金属过程中的砷害 4.3砷害治理我国有色金属资源 我国有色金属资源特点 1.复杂多金属共生矿: 我国的矿产 资源中单一矿少，共生矿多，占 矿产资源的80。 2.矿石品位低:贫矿多，富矿少是 我国矿产资源的又一特点。我国有色金属资源 我国有色金属资源特点 我国铜矿平均品位仅为0.87%，且 大于2000 kt级的超大型铜矿品位 基本上都低于1%；铝土矿几乎全 部为难选冶的一水硬铝石，铝硅 比大于7的矿石在
2、总储量中的比例 仅为1/3左右。我国有色金属资源 我国有色金属资源特点 3.地处西部:随着东部资源的日益 枯竭，西部是未来我国金属矿产 资源的主要供给基地，我国已探 明储量的矿产资源中，西部地区 占有铜41.5%、铅51.1%，锌 64.5%、镍88.% 、钴90%等。我国有色金属资源 我国有色金属资源特点 西部地区自然条件恶劣（如缺水 ）、存在交通不便、资源开发利 用与环境保护更显突出等问题,不 适于采用常规方法加以开发利用 。 我国有色金属资源 我国有色金属资源特点 4.伴生金属多,利用价值大。 5.资源严重不足: 自给率逐年下降,1990年为95%,1995年降 到66.5%,2002年
3、为56.2%;静态保证年限( 产储比)短,如铜16.9年,铅6.7年,锌9.4年,锡 6.7年,锑4.8年,钼16.5年。 我国有色金属资源 我国有色金属资源特点 6.我国紧缺有色金属矿产资源大部 分为非传统资源。已探明的金属矿产中伴生、共生金 属矿床约占80%；难选难冶的低 品位氧化矿和多金属复杂矿比例 过高，占资源总量的60%以上。我国有色金属资源 我国有色金属资源特点 贫矿比例大，选矿过程中产生的 大量尾矿，不但浪费资源，而且 对环境造成重大影响。由下表看 出，我国铜、镍、铅和锌矿非传 统资源金属量为为实际可利用资 源量的300%以上。我国有色金属资源金属种类 铜 镍 铅 锌 资源总保有
4、储量 /万吨 6917 828 3740 9762 经济可采储量 / 万吨 194 226 1712 238 经济可采储量/总保有储量%28.1 31.5 19.0 24.4 实际可利用资源量 / 万吨1431 190 511 1689 急需新技术处 理量 / 万吨5486 638 3229 8073 新技术来处理量比例/% 383 336 632 478我国有色金属资源 我国有色金属资源特点 7.高碱性脉石型资源如云南汤丹铜矿就是一座高碱 性脉石的难选氧化铜矿，新疆 、内蒙、四川等省区也有此类 铜矿。 我国有色金属资源 我国有色金属资源特点 高碱性脉石型资源如金川镍矿中CaO与MgO含量高，
5、其 中Ni0.3%的低品位矿占镍储量的 34%，尾矿丢失20%以上。我国的红 土型钴矿品位低、含铁高，无法开发 利用。我国有色金属资源 我国有色金属资源特点 高碱性脉石型资源铅锌非传统资源中，大部分为高碱 性脉石型难选的低品位氧化矿， 如云南兰坪铅锌矿中难选低品位 矿占30%，混合矿占10%。我国有色金属资源 我国有色金属资源特点 8.大金属资源紧缺以铜为例,2005年铜消费量已超过 原有预测,达到3639 kt,而国内矿 铜产量仅600kt左右,加上再生铜, 仍有两百多万吨/年的缺口要进口 解决。我国有色金属资源 我国有色金属资源特点 8.大金属资源紧缺新储量增加极为有限,大型铜矿极 少,5
6、000kt以上的仅两个,500kt以 上也只有22个,而且品位大都在1% 以下,呈现大矿、富矿少,贫矿、小 矿多的格局。我国有色金属资源 表1 2000- 2005 年我国铜的生产、进口和消费/万吨 年 2000 2001 2002 2003 2004 2005 精炼铜生产量137.11 152.33 163.25 183.63 219.87 258.34 精炼铜消费量192.81 230.73 273.69 306.51 320.03 380.02 精矿铜产量 59.3 58.7 56.8 60.4 74.2 65.10 精矿铜净进口量53.21 67.11 60.14 78.14 85.9
7、7 121.52 金属铜净进口量55.7 78.4 110.44 122.88 100.16 121.68 自给率/% 30.76 25.44 20.75 19.71 23.19 17.13 资料来源: 中国有色金属工业协会我国有色金属资源 表2 2002- 2006 年我国锌的生产、进口和消费/万吨 年 2002 2003 2004 2005 2006 精锌产量 215.51 231.85 252.2 271.08 315.3 锌消耗 167.61 231.82 255.12 305.23 340 矿锌产量 162.4 202.9 239.1 182.05 214.2 锌纯进口量 5.21
8、28.92 16.02 123.18 125.8 自给率/% 96.83 87.52 93.72 59.64 63.0 资料来源: 中国有色金属工业协会我国有色金属生产与消耗 概述 自改革开放以来,特别是最近十年 来,我国有色金属工业取得了长足 的发展,2002年我国十种有色金属 产量超过美国,成为世界第一。我国有色金属生产与消耗 概述 2009年十种有色金属的产量达到 2,6048.8kt 其中精炼铜4109.5kt，原铝1,2846.0kt， 铅3707.9kt，锌4356.7kt，镍164.8kt， 锡134.5kt，锑165.8kt，镁500.8kt，海绵 钛61.5kt。我国有色金属
9、生产与消耗 概述 其消费量同步增长, 2002年成为世 界第二,达到9438kt。但人均消费 我国只有发达国家的几分之一到 几十分之一,1999年为世界平均的 52.3%,美国的10.5%,日本的 12.8%。我国有色金属生产与消耗 铜:我国产量与消费 与其他有色金属一样,我国铜冶炼 也快速发展,生产与消费同步增长, 我国铜消费量从1990年的705kt增 加到2003年的3020kt,年均递进 23.5%,其增长速度为世界平均速 度似2.5倍。我国有色金属生产与消耗铜:我国产量与消费2002年起我国取代美国,成为世界第 一大铜消费国, 消费量为2500kt,占世 界的17% %, 2007年
10、为4562 kt, 2008 年为4900 kt , 2009年为5200 kt 。铜 的主要消费领域集中在发电项目、建 筑工程等方面,如房地产业、基础设施 建设、汽车工业、电网改造等。我国有色金属生产与消耗 铜:我国产量与消费/kt 年份 1990 1998 1999 2000 2001 2002 产量 - 1210 1170 1370 1520 1580 消费量 705 1280 1492 1942 2307 2500年份 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 产量 1700 2170 2583 2930 3500 3780 4109.5 消费量 2170
11、3020 3639 3700 4562 4900 5200我国铜产量与消费我国有色金属生产与消耗 火法冶金进展 世界铜冶炼工艺 铜冶炼的主导工艺仍然是闪速熔 炼,其次是诺兰达法、瓦纽柯夫法 及连续炼铜工艺(白银法和三菱法 ),值得指出的是,近几年来,奥斯麦 特法铜得到迅速发展。我国有色金属生产与消耗 火法冶金进展 自热熔炼原则上改变了重有色金属的生产 工艺 A.喷射熔炼又称氧焰熔炼,特点是料气同喷,包 括闪速熔炼、奥斯麦特法等 B.熔池熔炼,特点是只吹气,包括瓦纽柯夫法、 诺兰达法、QSL法、白银及三菱连续炼铜 法我国有色金属生产与消耗 火法冶金进展 中国铜冶炼工艺 上世纪90年代以来,我国各
12、大铜冶炼厂相继 完成技术改造,集约化程度和装备水平显著 提高,拥有当前国际先进的熔炼技术和装备, 技术经济指标与国际水平相当,呈强劲发展 和勇于参与国际竞争的新局面。我国有色金属生产与消耗 火法冶金进展 中国铜冶炼工艺 江西铜业:中国第一家闪速炼铜企业,1983年投产, 原来规模为200kt/a,经过三期技术改造, 目前已 形成900kt/a的生产能力。 云南铜业:1960年建成投产,采用电炉熔炼工艺 1997年引进艾萨工艺进行技改,2001年7月形成 250kt/a的生产能力,目前为550kt/a 。我国有色金属生产与消耗 火法冶金进展 中国铜冶炼工艺 铜陵有色金属公司:拥有多个冶炼厂,原来
13、采用密 闭鼓风炉熔炼工艺,新建的金隆公司采用闪速熔炼 工艺;金昌冶炼厂用奥斯麦特熔炼工艺改造原工艺 ;全公司已形成850kt/a的生产能力。 大冶有色金属公司:原来采用反射炉熔炼工艺,新 建诺兰达炉改造原工艺,1997年投产,已形成 150kt/a的生产能力,目前为250kt/a 。我国有色金属生产与消耗 火法冶金进展 中国铜冶炼工艺 阳谷祥光铜业有限公司:位于山东省聊城市，年产 40万吨阴极铜,为国内第一家采用“双闪”工艺的企 业,即闪速熔炼和闪速吹炼，被称誉为“技术最先 进、工艺最完善，高效、节能、环保”的现代化铜 冶炼厂样板之一，被国家发改委列为全国循环经 济试点单位。我国有色金属生产与
14、消耗 湿法冶金进展 铜的湿法冶金 低品位铜矿采用浸出-萃取-电积法处理,其 电铜产量已达铜总产量的25%;如在智利23 万t/a的湿法炼铜厂已投产多年;而在我国,这 方面的工作刚刚起步,其铜产量还不足铜总 产量的5%; 我国有色金属生产与消耗 湿法冶金进展 高压冶金 A.硫化锌精矿的直接氧压酸浸已在加拿大的 特雷尔和奇德克里克和日本秋田冶炼厂投 入工业应用多年。国内云南冶金集团建有 一个示范厂,处理高铁锌精矿,规模为 100kt/a;规模更大的丹霞冶炼厂也已投产, 处理高锗锌精矿。我国有色金属生产与消耗 湿法冶金进展 高压冶金 优点是取消焙烧,以元素硫回收硫资源;存在 问题:仍然有大量废渣,设备及部件,例如管 道阀门等要求高,腐蚀、机械搅拌密封泄漏 、钛搅拌桨着火及反应室元素硫粘结。我国有色金属生产与消耗 中国铜业的问题与挑战 消费大增与资源紧缺矛盾十分突出 前已述及, 我国铜消费量的年增长速度大于 20%,尤其是近几年,增幅高达35%以上。如 2009年铜消费量为5200 kt,进口铜总量 近4000kt,约占消费量的80%;据预测, 2010 年我国铜需求量将为3550kt,目前已远远超 过这一数字。我国有色金属生产与消耗 中国铜业的问题与挑战 消费大增与资源紧缺矛盾十分突出。 另
