过去,阳极泥铜浸出渣的冶炼多采用小型反射炉或平炉。如今,国内外广泛使用转炉或电炉。浸出渣加入还原剂和熔剂,还原熔炼生产出含金银总量30% ~ 40%的贵金属铅合金(俗称贵铅)。因此,冶炼操作的冶金炉俗称贵铅炉。
过去,反射炉或平炉被用作昂贵的铅炉。由于操作人员劳动强度大,特别是低熔点的铅合金经常残留在炉口,不容易清洗。当炉温上升时,由于低熔点合金的熔化,扎好的炉口经常跑出来。因此,许多工厂相继改用圆柱形卧式转炉和电炉。使用电炉冶炼不仅可以方便操作,还可以缩短冶炼时间,提高生产效率。
某厂使用的2.5t圆筒形卧式转炉的壳体是用15mm厚的锅炉钢板卷焊而成。内径2m,直径1.1m从炉壳到炉芯内衬一层10mm石棉板,半层(水平)耐火砖,一层镁砖。炉子容积约5.4m3,按容积的五分之二收费。每炉可处理2.5吨高密度的提渣或3.5吨高密度的返渣。
炉体(图1)由固定在底座上的两对支撑轮(夹角为60°)支撑,电机由减速器驱动。炉口向下旋转35°(出料),向上旋转10°(进料)。进料口为400mm×400mm,位于炉膛顶部,同时作为烟气出口。出料口(炉口)宽400毫米,高300毫米,位于炉体正前方。加热两根3层内管供给重油,油压343.233 ~ 392.266 kPa(3.5 ~ 4kg/cm2);蒸汽由中间管道供给,蒸汽压力为98.066 ~ 196.133 kpa(1 ~ 2kg∕·cm2);来自外管的压缩空气体的同心高压喷嘴,风压98.066 ~ 196.133 kpa(1 ~ 2kg∕·cm2),重油从炉体两侧喷出。为了保证冶炼过程中的炉温,冶炼时用砖封住炉口,烟气通过加料口进入全长约40m的烟道,再通过布袋除尘器经35m高的钢烟囱排入大气。
图1转换器原理图
一、铅炉的烘炉和洗炉
新转炉在建造、修理或停产再生产时,应进行烘炉,逐步提高炉温,以保护炉内砌体,延长炉龄。
新的炉子(更换砖)需要一个7天(168小时)的炉子。开始用木炭慢慢烘烤24小时,使炉温升至200℃。保温16小时后,以每8小时66℃的速度烘烤120小时,使炉温达到1100℃。然后,保温8h,开始装料和洗炉。中修(部分换砖)炉需要烘炉3天。再生产的停工取决于炉内是否有余热。一般烘炉需要32 ~ 48h,这样当炉温升到1200℃时,补炉熔化,不需要洗炉。一般对于全部换砖的大修或部分换砖的中修,都是将木炭烘烤到100℃的炉温,即向炉口和烟道口供应冷却水。炉温达到200℃后,加入木材加热,600℃后用重油(或柴油)加热至1200℃,洗炉。
洗炉是在炉内加入废铅或氧化铅粉尘(要加入还原剂和熔剂如焦屑、碳酸钠、萤石等进行带尘洗炉)。洗炉时间一般为24h,炉温保持在1000℃左右。为了减少铅的挥发损失,熔池液面应覆盖碎焦屑,以保持炉内还原气氛。洗炉过程中,应每半小时交替正转或反转炉体,保证熔池液面以下的砖缝灌满铅,防止金银渗入砖缝,降低直收率。洗炉后,铅排放成锭,下次再用。
第二步,熔炼除铜和硒的浸出渣
熔炼浸出渣除铜硒是将浸出渣洗涤后加入炉中,然后还原熔炼生产贵铅锭。某厂除铜除硒浸出渣成分(%): H2O2 30,Au1~1.5,AG10 ~ 15,Cu < 3,Pb15 ~ 20,SiO2 < 5,Se<0.3,SE < 0.3。冶炼时加入8% ~ 15%碳酸钠、3% ~ 5%萤石粉、6% ~ 10%焦屑(或煤粉)和2% ~ 4%铁屑。碳酸钠的用量也可以是浸提残渣中SiO2含量的1.8倍或略高。冶炼过程中,如果炉太厚或粘渣太多,可以适当增加碳酸钠的用量(太薄的渣减少)。由于贵金属铅的冶炼是在微还原气氛中进行的,还原剂(碎焦或煤粉)的用量应根据还原浸出渣中所含铜、镍和部分铅的需要(实际生产中根据生产实践经验配料)计算加入,以免过量。如果过量过大,大量杂质会一起还原成贵铅,贵铅中的金银含量会降低。
冶炼初期,随着炉温的逐渐升高,炉料首先煅烧释放出大量的水,然后有部分砷和锑被熏出。随着炉温的进一步升高,炉料不断熔化,开始发生还原反应和结渣过程。还原反应主要由焦炭粉尘和铁粉尘以及原料中的金属化合物组成。主要反应有:
2MeO+C 2Me+CO2
MeO+Fe Me+FeO
MeSO4+4Fe Fe3O4+FeS+Me
被还原的铅、铜、镍、铋等金属可以有效地捕集由金银组成的贵金属铅。结渣是炉料和熔剂之间的相互作用。主要反应有:
Na2CO3 Na2O+CO2↑
Na2O+SiO2
Na2O+Sb2O5
氧化钙+二氧化硅
氧化亚铁+二氧化硅
还原反应和造渣结束后,将炉内转为微氧化气氛,此时主要氧化砷和锑。砷在700℃挥发,此时部分锑挥发,部分锑以As2O3的形式浮在熔池表面。当炉温超过900℃时,大部分残留的砷和锑会形成不挥发的五氧化二砷进入渣中。重金属中除少量铅被氧化挥发外,其余铅、铜、镍、铋等。输入宝贵的线索。
初始温度上升应该较慢。在1 ~ 1.5h内将炉温升至950 ~ 1000℃后,将空气量和油量增加到1150 ~ 1200℃。炉料熔化后,用铲子对熔池进行彻底搅拌,防止炉料粘底。冶炼后期,温度升至1250 ~ 1300℃,并保持在此温度,直至薄渣排出。冶炼后期(出渣前1 ~ 2h)的升温,可将粘附在炉壁上的炉渣熔化,以便出渣时一并清理出去。否则,当贵重铅从渣中取出时,由于合金释放的大量潜热,会使炉温上升,熔渣从炉壁熔化,影响贵重铅的质量。出薄渣时,应经常观察渣层厚度,正确控制出渣量。刮渣时要适当抬高炉口,操作要平稳,不要搅动熔池中的金属,尽量不要带出金属。根据生产实践,稀渣与粘渣的配比以1.5 ~ 2 ∶ 1为宜。扒渣后将贵铅装入吊罐,再倒入铸铁模具中制成贵铅锭,送入银炉熔化银阳极板。每炉熔炼贵铅的总熔炼时间为8 ~ 12h。铅中金银的总量约为40%。
产生的稀渣通常含有0.1% ~ 0.2%的银和少量的金。稀渣在高炉中富集后,送至炼铅炉熔炼铜银合金,或送至炼铅。贵铅炉产生的粘渣通常含有较多的金银,在贵铅炉中可熔成“返渣贵铅”。烟尘的成分主要是砷和锑的氧化物,并含有少量的氧化铅等。
3、熔炼返回的炉渣
你的铅炉产生的粘渣和分银炉熔炼的氧化渣(俗称回渣)放入你的铅炉熔炼产生回渣,你的铅。由于返渣密度大,2.5t炉可熔化3.5t以上体积的炉渣,并加入7% ~ 12%碳酸钠、8% ~ 10%焦屑和2% ~ 4%萤石粉。固体渣含有大量的铁(Fe2O3和Fe3O4),一般不含铁屑。
返回渣的冶炼操作与除铜硒浸出渣基本相同。每炉总冶炼时间为19 ~ 23小时,原料和熔剂在炉内熔化,还原造渣结束并除去液态渣后,将涂有耐火泥的钢管插入熔池合金液中喷吹,以加速母材的氧化。为了依次氧化炉料中的贱金属杂质,熔池的氧化气氛不能太强,渣量(干渣)不能太多。
冶炼产生的返渣铅贵,金银总量约15% ~ 30%。送去银炉炼。将稀渣和粘渣合在一起,送入鼓风炉富集,然后返回铅炉熔炼铜银合金。
4.铜银合金渣的熔炼
回炉熔炼的稀渣和粘渣经鼓风炉富集后,在铅炉中熔化成铜银合金。由于原料密度高,上述2.5t转炉每炉可处理6 ~ 8t原料,总冶炼时间为40 ~ 90h。
炉料熔化后,吹氧化至取样断面呈粉红色,混有粗颗粒的氧化铜晶体析出,停止熔化。产生的炉渣被送至铜鼓风炉以回收铜。
生产的铜银合金用空气淬火器空气淬火成粉末,然后加入浓硫酸并焙烧使其硫酸化,然后在浸出除铜槽中浸出除铜。脱铜浸出渣与阳极泥脱铜脱硒浸出渣合并进行冶炼。
工厂使用的小型空气淬火器如图2所示。空气淬火器由焊接钢板制成。进气管25 ~ 40mm,气压147.099 ~ 196.133 kPa (1.5 ~ 2kg ∕ cm2),出气口扎8个直径3.5mm的斜孔,孔斜10° ~ 25°,孔相交于同一中心点。将熔融的铜银合金注入捣有耐火泥和焦粉混合物的钢制漏斗中,并从漏斗底部的中心孔流出。当它通过空气淬冷器出气口形成的交叉点时,熔融合金被高压空气破碎成粉末(俗称铜银合金渣),然后送去硫酸化焙烧浸出除铜。
图2空气淬火器示意图(单位:毫米)
动词 (verb的缩写)日立冶炼厂阳极泥浸出渣的电炉熔炼
为了提高金银的直收率,减少中间产品,缩短冶炼时间,减少流动资金的积压,日本矿业公司日立冶炼厂于1967年改用电炉从阳极泥中冶炼铜浸出渣,1968年用氧化炉冶炼贵金属铅,产出的粗银在分银炉中精炼。
电炉生产前期,由于原冶炼炉的操作条件,需要返回处理的冰铜和炉渣量较大,氧化炉生产的氧化铅经过再加工也返回大量金银原料。为了降低炉渣中的金银含量和中间产品的产量,1969年12月使用了一批新的电炉。改进前后的成分列于表1。采用新的电炉配料后,电炉到分银炉冶炼过程中需要返回处理的主要中间产品由6个减少到3个,各中间产品的金银含量大幅降低(如表2所示)。根据改善负担后的1971年月均统计,负担中的金银品位及产品的数量、品位和回收率见表3。表1改进前后的电炉配料
(1)随着还原剂的还原,浸出渣中的铅和氧化铅大部分进入渣中,使渣的流动性更好。
(2)几乎没有发现锍。
(3)降低了电炉贵铅中的铅含量;金银富集,从而提高直接产量。
(4)减少了待退回处理的中间产品数量,降低了金银含量,减少了再加工量,加快了流动资金的周转。
关键词TAG: 有色金属