阳极炉工序铜直收率的提升措施

摘要：在采用火法炼铜的时候，阳极炉工序铜在好几个工艺环节都存在流失问题，变作中间物料，使其铜仅有较低的直收率。为了改善现状，某厂熔炼一系统阳极炉工序，对各工艺环节展开控制，防止铜从生产线流失，提升铜直收率。

关键词：铜直收率；火法炼铜；阳极炉工序；熔炼一系统

1引言

某厂熔炼一系统平均每日可以产1300t铜｡其工艺流程为先闪速熔炼，然后是PS转炉吹炼，最后再回转式阳极炉精炼｡其中的阳极炉工序包括两部分，其一为回转式阳极炉精炼，其二是圆盘浇铸机,具体流程见图1｡

图1工艺流程

2影响阳极炉工序铜直收率的因素分析

从生产工艺来看:对阳极炉工序铜直收率影响最大的有两个环节：其一是，阳极炉精炼，其二是，圆盘浇铸｡生产期间,投入物料只有转炉来粗铜,产出的中间物料除了废铜模､废铜之外，还有精炼渣与废阳极板｡可以从减小中间物料里面的含铜量入手来提高铜直收率｡当粗铜的来料量为41800t、来料品位含铜为98.9%，阳极铜含铜品位为99.35%时，其中间物料产量与铜损失率情况具体见表1。

表1 中间物料铜损失率情况

履带式陶瓷加热器

中间物料名称	产量	铜损失率
废铜模	175	0.42
废钢	52033链	1.25
废阳极板	602	1.45
精炼渣	955	2.30

从表1来看,能影响到阳极炉铜直收率的生产因素有:因素一，在氧化完后排渣期间,精炼渣中存在一定的铜损失｡因素二，液态阳极铜在向圆盘浇铸机导流期间的飞溅损失,还有粘结在浇铸包上、剩余在活动溜槽内的废铜｡因素三，圆盘浇铸期间形成的废阳极板｡因素四，铜模浇铸用掉的阳极铜｡

因此，提高直收率也可以从这四个方面入手：其一是，降低精炼渣中的含铜量。其二是，降低圆盘浇铸期间产生的废铜量｡其三是，降低废阳极板量｡其四是，降低铜模浇铸量｡

2阳极炉精炼铜工作原理

粗铜里面的杂质基本都比铜更易氧化,且其氧化物一般溶解度都不大,将空气吹入铜液中时,杂质会先被氧化去除｡因熔体中以铜为主,含杂质较少,铜被氧化时会生成氧化亚铜，并溶于铜熔体内｡而杂质金属会在接触到氧化亚铜时,夺取其中的氧元素｡化学方程式为:

当Cu2O含量大时,与杂质接触机会就越大,杂质更易被充分氧化、去除，精炼效果越好｡让氧化亚铜在铜液中达到饱和,能迅速,完全地除去杂质[2]｡杂质包括:硫､锡､砷､锌､铁､镍､硒､

碲､金､银､锑､铅､铋｡硫氧化后只要加大风量,使熔体剧烈沸腾，SO2就能自熔体逸出；锌、铁、锡、铅都是易除杂质,Zn在铜冶炼时,就会挥发;Fe、Sn、Pb氧化后还会跟石英砂溶剂发生反应，沉淀成渣。镍、铋都无法在阳极精炼中被去除｡为降低阳极板中含Ni量,可依照Ni含量，用各种铜料来匹配铜原料｡虽然冶炼期间无法去除Ni,不过也会部分Ni被氧化生成NiO进入渣中,不过NiO不稳定,Ni-Cu-O的关系见图1｡

图1铜、镍和氧的关系

串口转can砷､锑被氧化后，生成的三价氧化物可以挥发、五价氧化物可溶于铜液,需额外添加Na2CO3溶剂使其沉淀成渣

硒和碲被氧化后可以挥发，粗铜当中含硒､碲不多时，则无须脱除，如果含Se和Te较多，可添加Na2CO3溶剂使其沉淀成渣

金和银由于化学性质稳定，不会被氧化,应避免进渣，将其留在铜内,可在电解环节自阳极泥回收｡

3造成阳极炉铜直收率不高的原因

铜在阳极炉工序中，有机械损失和化学损失两种形式：阳极板质量欠佳而回炉,误操作而使铜液流失，都属于机械损失；(1):铜以氧化物和盐的形式流失，属于化学损失[3]｡

3.1机械损失

在生产期间,机械损失无法完全消除,不过通过正规操作能降低其损失量[5]｡其中机械损失最大的环节为:环节1，扒渣过量,扒渣入斗时带出了绿铜液｡(2)浇铸时，铜液溢出；将浇铸包放下时，未控制好速度；倒铜液入模板时，溅出铜液｡(3)阳极板出现断羊角，使铜大量损失｡(4)精炼渣的粘度不当｡

3.2化学损失

表2 某厂渣含铜率

刮刮卡制作

年份	1月张紧轮	2月	3月	4月	5月	6月	7月	8月	9月	10月	11月	12月	年均
2020	16	16	改造	20	16	21	15	20	21	21	21	19	19
2021	19	16	21	11	14	15	16	20	16结经机	13	14	15	16

以上为2020和2021年某厂炉渣含铜率,经分析表明:炉渣中含铜量高是其直收率偏低的关键性原因,化学损失占比较大,应着重降低渣中的铜含量｡铜化学损失主要来自6个方面:其一是，原料没搭配好｡其二是，吹氧时间没控制好｡其三是，造渣操作不当[4]｡其四是，石英砂、石灰石大小不合适｡其五是，风机没控制好｡其六是，还原时间没控制好｡

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