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，同時回收其中的有價金屬，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)爐吹煉或加入鼓風爐做進一步處理。

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)進入電解液并在陰極上電化析出，成為陰極銅（電解銅），有價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，此工藝相對復雜且需要獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)，勞動強度大，生產(chǎn)過程中需要定期更換始極片而提升成本。上世紀 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，陰極銅由自動剝片機從不銹鋼陰極上剝?nèi)?。這種方法不僅無需建立單獨的始極片生產(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流程中所涉及的原材料成本、輔助材料成本、燃料及動力成本、生產(chǎn)人員薪酬及制造費用。其中，原材料成本即銅精礦中的含銅價格，變動較大，應重點關注。銅精礦含銅價格可分為進口銅精礦含銅價格和國產(chǎn)銅精礦含銅價格。其中前者根據(jù)銅精礦品位、基準銅價、TC/RC、扣減率和匯率的變化而波動；后者根據(jù)銅精礦品位、基準銅價取不同的計價系數(shù)及價差而定。

電解成本中包含電解精煉及電解液凈化的兩個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 電解法中勞動力的減少和流程的簡化所帶來的機會成本。因此，相對于傳統(tǒng)電解法，ISA 電解法的相關成本、技術(shù)經(jīng)濟指標等將更勝。需要補充的是，電解成本中還應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