韓雯翰,覃小龍,陳 蘭,劉井寶,劉功成
(郴州市金貴銀業(yè)股份有限公司,湖南郴州 423038)
粗鉛電解過程中,一定含量的銻有利于鉛的電解,但是當銻含量太高時將影響電鉛的品位,最終,銻會留在鉛陽極泥里,鉛陽極泥還原熔煉時,銻大部分跑到了煙塵中,還有一部分進入銻渣,這種銻渣銻鉛含量都很高,銻渣還原熔煉后就變成了銻鉛合金,這種銻鉛合金銻含量太高,直接電解無法電解出高品位的鉛錠和銻錠,一般處理方法是將銻鉛進行跑銻后與粗鉛混熔,混熔后進行鉛電解,當銻鉛合金銀含量高時(比如,某冶煉綜合回收廠(以下簡稱冶煉廠)產(chǎn)出的銻鉛合金銀金屬富集品位較高,含銀量達到18 000 g/t左右),銀在電解工序富集到了陽極泥中,陽極泥還原熔煉得到貴鉛,貴鉛進轉(zhuǎn)爐氧化精煉得到粗銀,這個過程銀金屬的回收周期比較長[1~7],為縮短銻鉛中銀金屬提取周期,優(yōu)化生產(chǎn)工藝,提高銀金屬直收率,現(xiàn)利用真空蒸餾分離提取銻鉛中的銀金屬,通過蒸餾富集形成銀合金,直接進分銀轉(zhuǎn)爐進行粗銀氧化精煉。
優(yōu)化前的工藝流程圖如圖1所示,優(yōu)化后的工藝流程圖如圖2所示。優(yōu)化后采用的真空蒸餾設備為昆明某廠家生產(chǎn)的單臺貴鉛立式真空蒸餾爐,入爐原料指標要求:含Cu≤1%,含Sb≤10%,含F(xiàn)e≤1%,含Te≤1%。由于銻鉛原料含6%左右的銅等其它雜質(zhì),因此在進真空爐前需進行除銅處理。
圖1 優(yōu)化前銻鉛提銀工藝流程
圖2 優(yōu)化后銻鉛提銀工藝流程
真空爐為內(nèi)熱式蒸餾塔,內(nèi)配石墨發(fā)熱電極一根,最高溫度可達1 600℃,疊加式石墨蒸發(fā)盤近50個,內(nèi)、外石墨冷凝罩三層,石墨材料均為電極石墨,另真空爐主體為水冷式圓柱體夾套;供電系統(tǒng)由調(diào)壓器、銅排和控制柜組成。
根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)指標,一級真空蒸餾產(chǎn)出粗鉛含銀≤2 000 g/t。生產(chǎn)過程中,各項工藝參數(shù)指標控制為:(1)主爐電流控制在3 700 A左右(發(fā)熱體額定電流4 000 A);(2)電壓30 V;(3)進料速率恒定13 t/d(設計處理量15 t/d);(4)真空度控制在0~10 Pa。
冶煉廠以90 t銻鉛作為原料進行一級真空蒸餾分離提銀生產(chǎn)試驗,表1是試驗結(jié)果各物料成分分析,表中數(shù)據(jù)均為生產(chǎn)綜合樣結(jié)果,分為兩批次取樣,物料重量投入與產(chǎn)出基本平衡,由于取樣或化驗分析誤差,部分金屬回收率達不到或超出100%現(xiàn)象,但波動幅度較小,不影響整體數(shù)據(jù)分析。
從表1數(shù)據(jù)分析可知,銻鉛成分中銅、銻超出真空蒸餾入爐原料指標要求,先對銻鉛進行除銅處理,除銅后得到的鉛銻合金含銅、銻成分基本達到入爐原料指標要求,銅渣率為16.88%。經(jīng)過除銅作業(yè)后,鉛銻合金中銀金屬進一步富集,少量的銀金屬進入銅渣中,真空爐以鉛銻合金作為原料進行真空蒸餾分離提銀,鉛銻合金含銀金屬量約1.36 t,產(chǎn)出銀合金含銀金屬量約1.12 t,產(chǎn)生的浮渣率約為1%,銀合金產(chǎn)出率約為9.5%,銀金屬直收率約為82.3%。
表1 物料主要成分表
優(yōu)化后的銻鉛提銀生產(chǎn)加工成本主要由除銅鍋除銅成本及真空爐一級真空蒸餾成本組成。除銅鍋除銅生產(chǎn)加工成本主要由輔料成本、燃料成本、動力成本、人工成本組成;真空爐以及真空蒸餾生產(chǎn)加工成本主要由動力成本、人工成本組成。以上生產(chǎn)加工成本不含制造成本(包括化驗費、運雜費、維修費等),因制造成本大部分為分攤成本且對整體成本影響相對較小,所以未考慮到成本當中去,詳細生產(chǎn)加工成本表見表2和表3。
表2 除銅鍋除銅成本銻鉛投入量:90 t
表3 真空爐一級真空蒸餾成本鉛銻合金投入量:75.08 t
除銅鍋容量為15 t,燃燒方式為蓄熱體節(jié)能燃燒,燃燒介質(zhì)為天燃氣,空氣助燃,除銅生產(chǎn)加工成本發(fā)生費用較高的為燃料成本和動力成本,單耗成本分別為61.51元/t、51.73元/t,動力成本之所以高的原因是由于除銅鍋在除銅作業(yè)過程中會產(chǎn)生一定的煙塵,從環(huán)保角度出發(fā),增加了崗位收塵,收塵電機為一臺75 kW,生產(chǎn)作業(yè)過程中基本為24 h運行,導致動力成本較高。如從精細化管理角度出發(fā),動力成本有節(jié)約空間,除銅作業(yè)加谷殼攪拌過程中會產(chǎn)生較大煙塵率,在這個作業(yè)期間(通常是30 min左右)開啟收塵風機,作業(yè)完畢后,無煙塵率產(chǎn)生,停收塵風機,因除銅鍋為蓄熱式燃燒,產(chǎn)生的尾氣除銅裝置自帶引風機將尾氣排至收塵室內(nèi),可在很大程度上節(jié)約電耗成本。
真空爐生產(chǎn)加工成本主要費用為動力成本中的電費,單耗成本為314.65元/t,降低電耗成本的可靠途徑一是根據(jù)原料含銀金屬量成分,合理調(diào)節(jié)真空爐主爐電極電流,避免不必要能耗消耗,二是精心操作,避免不必要的停爐事故,減少爐子保溫待生產(chǎn)周期及反復停爐升溫產(chǎn)生的能耗消耗。
綜上得知,銻鉛提銀生產(chǎn)成本合計發(fā)生金額43 109.68元,按銻鉛投入量核算成本單耗為479元/t,按粗鉛產(chǎn)出量核算成本單耗為 640.6元/t,按銀合金產(chǎn)出量核算成本單耗為6 071.8元/t。其中制造成本未納入生產(chǎn)成本中去。
銻鉛合金真空蒸餾分離提銀工藝是可行的,產(chǎn)品粗鉛指標含銀控制在2 000 g/t以內(nèi),生產(chǎn)工藝優(yōu)化后,銀金屬直收率達到82.3%,銀金屬加工周期縮短、流失少,生產(chǎn)成本優(yōu)勢明顯,其次從除銅鍋產(chǎn)出的銅渣率為16%左右,根據(jù)物料成分分析,建議與粗鉛灰搭配使用或調(diào)撥銅工序處理,實現(xiàn)銅的綜合回收。