陳占飛

（紫金銅業(yè)有限公司，福建 上杭 364200）

卡爾多爐又稱斜吹轉(zhuǎn)爐，用于處理銅陽極泥始于1993年。自2007年至今，國內(nèi)已陸續(xù)有數(shù)家企業(yè)采用該工藝從銅陽極泥中回收金、銀、硒、碲等。某企業(yè)采用0.8m3卡爾多爐，設(shè)計年處理銅陽極泥2000t，已正式投產(chǎn)。

1 前期生產(chǎn)中的主要問題

單爐作業(yè)周期長，能耗高，銀直收率低。通過先排上層稀渣，再加少量焦粉繼續(xù)熔煉、排渣的方法，渣中銀含量并降低不明顯，反而使焦粉消耗增加、熔煉周期更加延長；另外，高溫熔體中直接加入焦粉時，爐內(nèi)反應(yīng)劇烈，易導(dǎo)致噴爐。其次，吹煉渣粘稠、渣量大，噴槍及喇叭口粘渣嚴(yán)重，吹煉溫度難以控制，喇叭口須每爐清理一次，勞動強(qiáng)度大。

2 主要問題分析與優(yōu)化

2.1 還原劑配比對主要作業(yè)指標(biāo)影響分析

元素氧位與溫度關(guān)系圖[1]分析可知，一定范圍內(nèi)，還原劑配比增加，金、銀、鉛及其他雜質(zhì)還原會更加充分，有利于提高金、銀直收率。但熔煉終點將持續(xù)后延，熔煉周期延長，能耗增加，卡爾多爐作業(yè)效率下降。圖1為實際條件下，焦粉配比與渣含銀及熔煉周期關(guān)系。

圖1 焦粉配比與渣含銀及熔煉周期關(guān)系

隨著還原劑配比上升，貴鉛中Pb及其他雜質(zhì)含量增加，將導(dǎo)致后續(xù)吹煉周期延長，除鉛所用石英砂量也會逐漸增加，吹煉渣中銀損失高，各種能耗上升，作業(yè)效率下降。圖2為實際條件下，焦粉用量與吹煉周期及除鉛用石英砂耗量關(guān)系。

圖2 焦粉用量與吹煉周期及除鉛用石英砂耗量關(guān)系

由圖1、圖2可知，焦粉配比增加僅利于提高銀直收率，而且隨著焦粉配比提高至4.0%，熔煉渣中銀含量降低幅度不再明顯。對焦粉配比在2.6%以上的熔煉渣進(jìn)行物相分析，結(jié)果顯示渣中銀為游離態(tài)，且此時貴鉛中Pb已高達(dá)40%以上，表明實際焦粉配比偏高。

2.2 指標(biāo)調(diào)整優(yōu)化

擬通過進(jìn)一步降低熔煉渣粘度，提高貴鉛與渣的分離效果，以達(dá)到提高銀直收率的目的。根據(jù)硅酸鹽熔體聚合物理論[2]，適當(dāng)提高蘇打加入量可以降低爐渣粘度。且由反應(yīng)（1）、反應(yīng)（2）可知，Na2CO3可代替焦粉與陽極泥中Ag2SO4反應(yīng)生成單質(zhì)Ag，有利于進(jìn)一步降低熔煉焦粉消耗。

逐漸下調(diào)焦粉配料比、上調(diào)蘇打加入量，經(jīng)過對比調(diào)整，貴鉛中Pb由40%以上降至18%～20%，銀直收率、石英砂及氧化鉛消耗等指標(biāo)均得到好轉(zhuǎn)；達(dá)到熔煉終點后一次性排出熔煉渣，不必額外加入焦粉繼續(xù)熔煉，操作簡化，熔煉時間更短。陽極泥、吹煉渣熔煉指標(biāo)對比如表1、表2，吹煉石英砂耗量及單爐周期指標(biāo)對比如表3。

實際統(tǒng)計平均每爐次主要消耗指標(biāo)：除蘇打耗量增加212.3kg外，氧化鉛、石英砂、焦粉耗量分別下降117.8kg、85.1kg、185.6kg，折合成本下降約3073元/爐次，節(jié)約輔料成本約80萬元/年；Ag直收率上升1.953%，卡爾多爐作業(yè)效率提升8.91%。此外，喇叭口粘結(jié)情況也得到明顯改善，減少為每兩爐清理一次，平均每爐系統(tǒng)清理時間減少1.85h。

表1 陽極泥熔煉指標(biāo)對比

表2 吹煉渣熔煉指標(biāo)對比

表3 吹煉石英砂耗量及單爐周期指標(biāo)對比

2.3 相關(guān)問題及措施

問題：配料優(yōu)化后，蘇打配入量上升且粒度過細(xì)，導(dǎo)致爐料透氣性變差，蘇打高溫分解為CO2生成量增加，使?fàn)t況變差，易導(dǎo)致噴爐發(fā)生。

措施：調(diào)整爐料配料順序，將蘇打置于每小批爐料最下層優(yōu)先加入爐內(nèi)，以增強(qiáng)上層爐料透氣性。蘇打與爐內(nèi)高溫熔體直接接觸，使蘇打附近溫度能夠盡快達(dá)到近1200℃[3]而分解，及時生成CO2并逸出，從而降低了爐內(nèi)蘇打聚集量，為后續(xù)批次蘇打的配入提供安全條件，有效地解決了上述問題。

3 結(jié)語

通過進(jìn)一步降低爐渣粘度有效解決了銀直收率低的問題；通過降低焦粉消耗明顯縮短了單爐作業(yè)周期，提高了卡爾多爐作業(yè)效率，產(chǎn)量得到提升，規(guī)模效益凸顯。考慮到原料成分波動情況，生產(chǎn)中將貴鉛中Pb18%～20%作為還原劑調(diào)整的參考依據(jù)。熔煉渣Pb/SiO2控制在3.0為宜。