[VIP第4年] 指数:7
铜是属于未来的金属，但却面临着未来缺矿的问题。由于铜的抗腐蚀性良好，几百年来生产的铜，大部分通过循环利用积存在了社会铜存量中，城市矿山蕴藏着数亿吨的铜。在铜的物质流循环中，有多少铜可以“重来”呢?未来再生铜真的可以全部取代原生铜吗?
属于未来的金属，面临未来缺矿的尴尬。
铜是人类应用*为广泛的金属之一，因具有优异的导电、导热、耐腐蚀性而被广泛应用。目前全球近70%的铜应用于电气和通讯领域，现代化程度越高，铜的消费量就越大，因此铜也被称为“属于未来的金属”。
人类应用铜已有5000年的历史，随着电气化程度的不断提高，铜的消费量也不断增加，成为自铁和铝之后的第三大用量金属。到2017年，全球精铜矿产量1970万吨，同期全球铜储量7.9亿吨，静态保障年限仅有40年。虽然每年全球铜储量还在缓慢的增加(过去十年年均增长率在1.6%左右)，但每年铜消费的增长率则至少在2%以上，更何况全球铜矿的开采品位在不断下降。从材料科学发展的角度分析，由于铜优异的综合性能，在相当长的一段时间内被新材料替代的可能性极小，*大的可能是在部分应用子领域实现一定程度的轻量化/减量化而减少铜的用量，但仍无法有效缓解未来原生铜供应的紧张。
“城市矿山”的铜储量庞大，但难于准确量化。
和铁等金属相比，铜的抗腐蚀性很强，因腐蚀而产生的损耗较小(每年铁因锈蚀而产生的损耗可能在20%以上)。因此，数百年来人类消费的铜大部分通过循环利用积存了下来，数量惊人的铜存在于高楼大厦、管网线路、电器设备和废弃物堆放场内----这就是通常所说的城市矿山。
据估计，自1900年以来全球共生产了5.5亿吨铜，大部分留存下来成为全球社会铜存量(以下简称“铜存量”)。全球铜存量包含仍在使用的铜制品和超过使用期限但未回收的含铜废弃物以及无法回收的一些含铜废物等)，数量很大，难以准确计算。业内对此的估算大部分在3-4.5亿吨之间，即人均40-65公斤。很多研究取全球人均50公斤铜存量为基准，欧盟估算其人均铜存量在140-160公斤左右，而一些研究估计美国的铜存量可能在240公斤左右。
学界多采用物质流模型来测算铜存量变化，这种方法可以测算一定时间内铜存量的变化，但其高度依赖大量详实准确数据，而很多数据都无法获取只能是估算，特别是一些早期的数据。
目前全球废杂铜原料占铜全部消费比重约35%，利用方法分为两类，一类是经过阳极炉熔炼生产电解铜，即再生精铜，根据ICSG数据，全球通过废杂铜生产的再生精铜占精铜比重的15%;另一类是直接以非精炼铜或铜合金的形式生产出铜材或铜合金。废杂铜主要来自三个方面：一、铜冶炼过程中产生的废品和废料;二、各种机械加工过程中产生的废品和废料中的铜;三、使用过程中旧的、报废的仪器、仪表、工具和机器设备中的铜等。
废铜回收 之阳极铜火法工艺
用废杂铜生产阳极铜的火法工艺有三种：一段法，二段法和三段法。
一段法。此法是将经过选分的黄杂铜与紫杂铜直接加入反射炉进行火法熔炼，一步产出阳极铜，此法的优点是流程短、建厂快、投资少，但该法仅能处理成分不太复杂的废杂铜（含铜要求超过90% ）。要是处理成份复杂的杂铜，则过程很难进行，且精炼时间长，同时此法劳动强度大，金属回收率低（仅 80 ～ 85% ），渣含铜高（ 25 ～ 30% ）。
依据入炉废杂铜的品种不同，产出的阳极铜大致分为三类：紫铜阳极、黄铜阳极和次粗铜阳极
黄铜阳极 次粗铜阳极 紫铜阳极
Cu ＞ 98.8 ＞ 98.8 ＞ 99.0
As 0.028 ～ 0.20 0.02 ～ 0.2 0.003 ～ 0.01
Sb 0.054 ～ 0.22 0.071 ～ 0.3 0.005 ～ 0.02
Bi 约 0.008 约 0.15 ＜ 0.002
Pb 0.022 ～ 0.20 0.015 ～ 0.20 0.04 ～ 0.01
Sn 0.005 ～ 0.06 0.007 ～ 0.20 0.008 ～ 0.21
Zn 约 0.015 约 0.01 0.007 ～ 0.015
Ni 0.1 ～ 0.25 ＜ 0.30 0.025 ～ 0.05
Fe 约 0.006 约 0.0029 ＜ 0.005
二段法。此法分两段进行。第1段将废杂铜投入鼓风炉进行还原熔炼，或投入转炉进行吹炼，产出粗铜，第二段，在反射炉内精炼粗铜，产出阳极铜，因为这两种方法均经过两道工序，所以称二段法。鼓风炉熔炼得到的粗铜颜色呈黑色，亦称黑铜，杂铜经转炉吹炼得到的粗铜也呈黑色，为了与由铜精矿生产的粗铜相区别，我们常常称它为次粗铜。含锌高的黄杂铜、白杂铜适用于鼓风炉熔炼??反射炉精炼工艺处理，含铅锡高的杂铜宜先在转炉中吹炼，使铅锡进入转炉渣，所产次粗铜入反射炉精炼，鼓风炉熔炼时，铜的直收率可达 96% 以上，渣含铜仅 0.8 ～ 2% 左右，锌入烟尘，锌可达 80% 以上。二段法在我国应用较广。
我国某厂曾采用高频真空感应炉蒸锌的办法处理黄杂铜。得到金属锌。而铜液在反射炉中精炼，产出阳极板，经济效益也不错。
和一段法相比，两段法铜回收率提高约 5% ，能源消耗降低约 100kg 标煤 吨阳极铜。
三段法。杂铜先经鼓风炉熔炼成黑铜，黑铜在转炉内吹炼成次粗铜，次粗铜送反射炉进行精炼。该法要经三道工序处理，所以称三段法。鼓风炉熔炼的目的在于脱除炉料中大部分锌，并产生出含杂质多的黑铜，黑铜在转炉中吹炼以脱除铅锡等杂质，产出次粗铜，在反射炉中精炼次粗铜产出合格的阳极板。
三段法虽然流程长、设备增多、投资增大、过程变得复杂，但是它可以处理多种复杂成分的杂铜，而且综合利用好，所以在很多大型再生铜厂应用。
废铜回收 之影响铜母线质量原因
铜母线是制造电机绕组、高低压电器、开关触头，以及供配电安装用导线等不可缺少的导电材料。概述：铜母线是铜加工材中的一个主要品种。铜母线具有较高的机械性能，良好的导电性、导热性，优良的抗腐蚀性、电镀性、钎焊性，美观漂亮的金属光泽及良好的成形加工性能等，因此用它制作的各种输变电、电器装备等在电力领域得到了广泛的应用。近年来随着国民经济的持续高速发展，我国铜母线产量和消费量也大幅度提高，同时对铜母线的质量要求也在不断提高。
质量影响因素：铜母线表面质量可分为表面光洁、表面平整和表面缺陷三个主要方面，它与铜属性、生产工艺、生产管理和铜母线铜母线 生产环境密不可分。
1、铜母线表面光洁的影响因素
相对于其它金属而言，铜具有良好的耐腐蚀性，但在高温、潮湿、酸雾等环境中仍会发生化学变化，导致表面变色。在铜母线生产和储运过程中，不同程度地存在这些不利环境条件，会对表面质量产生一定影响。
2、温度
在大气环境中，铜在室温下便会发生缓慢氧化；温度升高到一百摄氏度时，开始生成黑色氧化铜，氧化速度与时间的对数呈正比；当温度升高到185摄氏度时，氧化速度显著提高，温度升高到400摄氏度以上时，氧化速度更快，呈抛物线状升高。
3、湿度
在潮湿环境中，由于有水汽存在，导致铜母线表面腐蚀或氧化。在温度一定时，氧化膜生长速度随湿度增高而加大。
4、拉伸加工工艺润滑剂因素
工艺润滑剂的作用一是减少摩擦，二是确保和改善加工材的表面质量，三是防止金属粘焊在模具上，四是冷却降温作用。铜母线拉伸加工过程中残存在铜母线表面上的润滑剂、残酸、残水等也会直接或间接地影响铜母线表面质量。较好的润滑剂，其润滑性好，容量残留在铜母线表面上是铜母线表面产生变色或腐蚀斑痕的根源。
