DOC《卡尔多炉处理铜阳极泥的生产实践》

卡尔多炉处理铜阳极泥的生产实践 王爱荣,陈志刚,涂百乐 (铜陵有色金属集团控股有限公司 稀贵金属分公司,安徽铜陵 244021) 摘要:介绍了铜陵有色稀贵金属分公司利用卡尔多炉处理铜阳极泥的工艺特点、生产实践、存在的主要问题及改进措施.

关键词:卡尔多炉;

铜阳极泥;

生产实践;

改进措施 中图分类号:TF811 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2014)08-0000-00 Plant Practice to Treat Copper Anode Slime in Kaldo Furnace WANG Ai-rong, CHEN Zhi-gang, TU Bai-le (Tongling Nonferrous Metals Rare & Precious Metals Subsidiary Company, Tongling 244021, Anhui, China) Abstract:The technological characteristics, plant practices, existing problems, and improvement measures to treat copper anode slime in Kaldo Furnace in Tongling Nonferrous Metals Rare & Precious Metals Subsidiary Company were introduced. Key words:Kaldo Furnace;

copper anode slime;

production practice;

improvement measure 铜陵有色金属集团控股有限公司稀贵金属分公司(以下简称铜陵公司)新建的4

000 t/a铜阳极泥资源综合利用项目于2007年10月动工建设,2009年1月建成投产,2010年4月达到设计生产能力.项目关键技术和设备从奥托泰公司引进,金银精炼沿用公司自有技术.经过5年的生产实践,各项技术经济指标达到或超过设计要求,IC-Au99.99%、IC-Ag99.99%产品合格率达到100%.

1 铜阳极泥处理工艺流程 处理铜阳极泥的主工艺流程[1-10]是:铜阳极泥―常压浸出脱铜―加压浸出脱铜―脱铜泥干燥―卡尔多炉熔炼/吹炼/精炼―多尔合金电解―电银和银阳极泥;

银阳极泥氯化―二氧化硫还原产粗金粉―粗金电解产电金;

二氧化硫还原后液用铜板置换产铂钯精矿;

铂钯精矿精炼产海锦铂和海绵钯;

熔炼渣外销;

硒挥发进入收尘系统,在喷射洗涤器吸收,吸收液用二氧化硫还原产粗硒. 1.1 浸出工序的特点 1)铜陵公司阳极泥来自公司内5家冶炼厂,个别厂家阳极泥含有少量石块、螺杆、螺帽、碎编织带等.因此,设置了阳极泥浆化工序,阳极泥浆化后经过3级浆化槽之间的格栅和金属过滤筛,杂质被过滤,"纯净"的阳极泥进入常压釜,保证了浸出工序设备的正常运行. 2)阳极泥含铜在15%~30%之间波动,为高效、低成本的脱去阳极泥中的铜,选择了两次脱铜工艺,先用低酸度、常压下脱除一部分铜,这部分的铜主要是可溶性硫酸铜和易与硫酸反应的氧化铜;

然后再用高酸度、高压力、强氧化条件下深度脱铜,这部分的铜主要是不易与硫酸反应的单质铜,硒化铜,碲化铜等. 3)二次深度脱铜时,一部分有价元素银、硒、碲会被浸出进入溶液,再利用二氧化硫还原回收银、硒,银硒泥过滤,滤饼加入卡尔多炉回收;

碲再用铜粉深度还原生产碲化铜回收碲. 1.2 熔炼工序的特点 1)在熔炼和还原阶段,炉内加入的物料主要有熔剂(苏打、氧化铅(或铅)、石英石等)、还原剂(焦炭粉)、干燥阳极泥及返料(烟尘、文丘里泥、吹炼渣等)等.炉料中的铅被还原生成金属铅并与金、银等贵金属形成贵铅,沉于炉底.杂质与熔剂造渣后浮在贵铅上方,在高温下与贵铅分离.干燥的脱铜阳极泥、熔剂及还原剂通过加料斗加入各自的储料仓,利用减量法加入需要的物料到混料仓,混料仓下安装两道联锁操作的阀门进行定量加料. 2)吹炼/精炼阶段,扒去熔炼渣以后,高温下向炉内鼓入压缩空气,使贵铅中的杂质氧化造渣除去,当合金中Pb、Te、Se含量小于0.01%时,即判断合金合格. 3)卡尔多炉工艺烟气经骤冷器、文丘里收尘器、气液分离器、电除雾降温收尘后,尾气进入碱吸收塔处理达标排放,阳极泥中的硒被氧化成二氧化硒,二氧化硒通过文丘里收尘器湿法回收进入循环吸收液,与水反应生成亚硒酸,再用二氧化硫还原生成粗硒. 收稿日期:2014-03-05 作者简介:王爱荣(1970-),女,安徽枞阳人,高级工程师. 1.3 精炼工序的特点 1)为保证全部产出国标一号银和低残极率,银精炼工序采用传统的低电流密度和小极板银电解. 2)采用银阳极泥氯化―二氧化硫还原产粗金粉―粗金电解产电金,二氧化硫还原后液用铜板置换铂钯工艺,产出的铂钯精矿更"干净",更易于提纯为海绵铂和海绵钯. 3)为减少传统人工洗阳极板的劳动强度,设计了残极洗涤机,实现了洗残极机械化.

2 主要设备 2.1 浸出工序 主要设备有容积均为30 m3的缓冷釜、高压釜、常压釜、沉碲釜、银硒沉积釜,上述反应釜的数量均为1台并相应配套了压滤机.高压釜材质为复合钛,其余为不锈钢.为了以后产能的扩大,设计时预留了常压釜、高压釜、缓冲釜各1台的设备位置. 2.2 熔炼工序 主要设备有浆叶干燥机1台、卡尔多炉系统1套、烟气湿法回收系统1套,循环吸收液回收硒反应槽4台及配套的压滤机,各槽容积为25 m3,玻璃钢材质,2 t保温中频炉1台.考虑到能将整台卡尔多炉吊出进行炉砖拆除和砌筑,安装了1台50 t的冶金行车. 卡尔多炉系统包括炉体、喷枪、烟道及炉罩(示意图见图1).卡尔多炉规格为Φ2

500 mm*3

975 mm,有效工作容积2.0 m3.喷枪有燃烧喷枪和吹炼喷枪,燃烧喷枪通入氧气和柴油,为卡尔多炉提供热量;

吹炼喷枪通入压缩空气,用于吹炼/精炼.炉体完全密封在与布袋收尘器相连的炉罩内,环境烟气经布袋收尘器处理后排空.工艺烟气经烟道进入烟气净化系统. 图1 卡尔多炉及燃烧系统示意图 Fig.1 Schematic diagram of Kaldo Furnace and combustion system 2.3 精炼工序 主要设备有150 kg中频炉2台,银电解槽6组,金电解槽3组,铂钯精矿提纯设备1套.为应对将来阳极泥中银含量的提高,预留了2组银电解槽的位置.

3 生产实践 3.1 阳极泥成分 阳极泥主要成分见表1. 表1 阳极泥成分 Table

1 Composition of anode slime /% 名称 Au Ag Cu Se Pb Te As Bi Sb Cl SiO2 Sn Ba 设计品位 0.23 9.2 17.0 3.7 12.7 1.0 1.7 0.85 1.7 0.3 2.0 1.5 5.0 生产品位 0.17 8.5 20.0 4.5 8.5 0.95 2.4 1.9 2.6 1.2 3.5 2.8 5.5 3.2 浸出工序运行情况 1)阳极泥先通过浆化工序,其中的石块、螺杆、螺帽等部分沉积在平底浆化槽周边,部分杂质被过滤在金属过滤筛上,每班清理出来,筛上物挑出杂质后加入卡尔多炉,有效地保证了浸出工序设备的有效运行. 2)常压工序在常压、80 ℃条件下通氧4 h,浸出渣含铜12%~14%,脱铜渣率70%.因阳极泥中锑、铋和锡等二性物质含量高,浸出渣不易沉淀,上清液过滤时间长,常压生产周期达14~15 h,每天每釜投料不足两批,后在预留位置增加了1台常压浸出釜,有效地提高了产能. 3)高压工序在酸度350 g/L、压力最高为0.86 MPa条件下通氧反应,生产周期为10 h,每天每釜可以投料两批.高压脱铜渣率85%,含铜0.5%.压力浸出后液通二氧化硫还原银和硒,当银和硒含量低于5 mg/L时结束沉积,过滤,滤饼为银硒泥(返回卡尔多炉熔炼),根据滤液中的碲含量加入铜粉沉积碲,产物为碲化铜,可以单独出售. 浸出工序生产指标见表2. 表2 浸出工序指标 Table

2 Indexes of leaching process /% 项目 渣率 脱铜渣主要成分 Au Ag Cu Se Te Pb Bi Sb Ba 设计值 73.5 0.31 11.0 0.3 4.8 0.8 17.0 1.1 2.3 6.5 实际值 63.0 0.27 13.3 0.5 7.1 1.0 14.0 2.8 3.9 8.5 3.3 熔炼工序运行情况 1)每炉处理上一炉次的文丘里泥和吹炼渣,并根据炉膛大小处理8~14 t干燥后的阳极泥,单炉处理时间20~24 h,产出1.5~2.0 t合金.首先将返料加入炉内,800~900 ℃烘干后再分批加入阳极泥混合料,熔炼后分批扒渣,渣率70%~80%,渣含银0.4%~0.6%.扒渣结束进入吹炼阶段,控制温度1 000~1

100 ℃,吹炼脱除贵铅中的杂质,产出3~5 t吹炼渣,控制温度1 200~1

250 ℃精炼,产出0.2~0.5 t精炼渣,当合金中Pb、Te、Se含量小于0.01%时,即可放出合金,浇铸成阳极板. 2)每年需3~4次炉修,炉修时,提前将备用炉砌好砖,吊出需要换砖的炉子,吊入砌好砖的炉子,整个炉修时间仅需要5天,比原设计节约5天时间,全年节约炉修时间15~20天. 卡尔多炉熔炼工序指标见表3. 表3 卡尔多炉熔炼工序指标 Table

3 Indexes of smelting process in Kaldo Furnace 项目 设计值 2013年生产平均 单炉脱铜泥量(不含返料)/t 9.19

11 多尔合金成分/% Au 2.5 1.8 Ag 95.9 96.6 Cu 0.7 0.9 Se