為了提升銅的使用、加工性能，需要除去粗銅中的雜質(zhì)，如鎳、鉛、砷等，同時(shí)回收其中的有價(jià)金屬，如金、銀等，這便是粗銅的精煉工藝。該流程一般分為兩個(gè)階段，一是將粗銅火法精煉成陽極銅，二是將陽極銅電解精煉成電解銅。

1、 火法精煉

火法精煉是粗銅——陽極銅的過程，基本流程是在精煉爐內(nèi)向粗銅熔體內(nèi)鼓入空氣，使熔體中對氧親和力較大的雜質(zhì)如鋅、鐵、鉛、鎳等發(fā)生氧化，以氧化物的形態(tài)浮于熔體表面形成爐渣，或揮發(fā)進(jìn)入爐氣而除去，殘留的氧經(jīng)還原脫去后，即可澆鑄成陽極板。歸納來看，這一過程可分為加料、熔化、氧化、還原、澆注五個(gè)步驟。在還原步驟中，目前主流的還原劑有氨氣、石油液化氣和重油，其中我國以重油為主，噸銅約需 4kg 還原劑。

精煉爐一般有固定式精煉反射爐、回轉(zhuǎn)式精煉爐以及傾動(dòng)式精煉爐，其中，回轉(zhuǎn)式精煉爐的精煉效果較好，產(chǎn)品質(zhì)量較高、節(jié)能且生產(chǎn)成本較低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

精煉后的產(chǎn)物除了陽極板（含 Cu 量 99.2%-99.7%）外，還有爐渣、爐氣和煙塵。其中，爐渣的含銅量較高，約為 10%-30%，一般需要將其返回轉(zhuǎn)爐吹煉或加入鼓風(fēng)爐做進(jìn)一步處理。

爐氣中的成分一般為 O2、CO2、CO，不含 SO2，所以可將其直接排出。

表 6 某廠陽極板的主要成分表

2、 電解精煉

電解精煉是陽極銅——精煉銅的過程，基本流程是在電解槽中將陽極板和始極片（純銅或不銹鋼）同時(shí)浸入電解液（硫酸和硫酸銅的水溶液），在直流電的作用下，陽極上的銅以離子狀態(tài)進(jìn)入電解液并在陰極上電化析出，成為陰極銅（電解銅），有價(jià)金屬以陽極泥的形式沉淀回收。此方法的基本原理是利用了銅和雜質(zhì)的電位序不同來分離二者。

傳統(tǒng)電解工藝中，陰極始極片主要使用純銅片制作，此工藝相對復(fù)雜且需要獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)過程中需要定期更換始極片而提升成本。上世紀(jì) 70 年代后，性不銹鋼陰極法投入使用，即陰極采用不銹鋼始極片，陰極銅由自動(dòng)剝片機(jī)從不銹鋼陰極上剝?nèi)?。這種方法不僅無需建立單獨(dú)的始極片生產(chǎn)車間，而且可大大減少更換始極片的周期，從而降低生產(chǎn)及勞動(dòng)力成本。目前來看，這種方法得到了國內(nèi)外冶煉廠的廣泛使用。性不銹鋼陰極法又可分為 ISA 法、KIDD 法及 OT 法，基本形式一樣，細(xì)節(jié)有些許不同。（見表7）

表 7 性不銹鋼陰極電解對比

銅冶煉工藝的成本組成

了解銅的冶煉工藝后，這里我們基于火法煉銅流程，簡單討論一下冶煉過程中的成本構(gòu)成。銅冶煉成本主要分為五個(gè)部分，分別是熔煉成本、電解成本、煙氣制酸成本、渣選礦成本及陽極泥處理成本。

熔煉成本主要包含熔煉、吹煉及火法精煉的三個(gè)流程中所涉及的原材料成本、輔助材料成本、燃料及動(dòng)力成本、生產(chǎn)人員薪酬及制造費(fèi)用。其中，原材料成本即銅精礦中的含銅價(jià)格，變動(dòng)較大，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。銅精礦含銅價(jià)格可分為進(jìn)口銅精礦含銅價(jià)格和國產(chǎn)銅精礦含銅價(jià)格。其中前者根據(jù)銅精礦品位、基準(zhǔn)銅價(jià)、TC/RC、扣減率和匯率的變化而波動(dòng)；后者根據(jù)銅精礦品位、基準(zhǔn)銅價(jià)取不同的計(jì)價(jià)系數(shù)及價(jià)差而定。

電解成本中包含電解精煉及電解液凈化的兩個(gè)流程中所涉及的各類成本，但不涉及原材料成本。因電解工藝中包含傳統(tǒng)電解法和性不銹鋼陰極電解法，這里我們基于《云銅傳統(tǒng)電解與 ISA 電解*成本對比分析》一文中所提及的數(shù)據(jù)，對比兩種電解方法下的成本差異（見表 10）。表中數(shù)據(jù)是基于云銅某車間生產(chǎn) 18 萬噸陰極銅所需的相關(guān)成本，可以看出兩種工藝的*成本相差不大，ISA 電解法的*成本較傳統(tǒng)電解法高 4 元/噸銅，主要成本差異集中于基建投資費(fèi)用。不過，該分析未考慮傳統(tǒng)電解的陰極周期替換成本以及 ISA 電解法中勞動(dòng)力的減少和流程的簡化所帶來的機(jī)會成本。因此，相對于傳統(tǒng)電解法，ISA 電解法的相關(guān)成本、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等將更勝。需要補(bǔ)充的是，電解成本中還應(yīng)考慮硫酸消耗所帶來的額外成本。

表 10 兩種電解工藝的成本對比