降低廢雜銅反射爐精煉渣含銅的生產(chǎn)實踐

□文/王 猛

廣州珠江銅廠有限公司

降低廢雜銅反射爐精煉渣含銅的生產(chǎn)實踐

□文/王 猛

廣州珠江銅廠有限公司

Production Practice of Reduce the Copper Content of Ref i ning Slag in Scrap Copper Reverberatory Furnace

結(jié)合生產(chǎn)實際分析了廢雜銅反射爐精煉渣含銅高的原因，介紹了降低渣含銅所采取的措施。措施實施后，渣含銅明顯降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

廣州珠江銅廠有限公司90噸反射爐處理的原料主要為廢雜銅，2007年大修技改后產(chǎn)能明顯提升，但仍存在工藝落后，爐渣含銅偏高的問題。工廠通過科學(xué)論證及生產(chǎn)實踐，查找出導(dǎo)致反射爐渣含銅高的原因，采取了一系列科學(xué)有效的措施，渣含銅明顯降低，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

一、廢雜銅反射爐精煉的基本概況

1. 工藝流程

廢雜銅反射爐精煉工藝流程見圖1。

2. 基本原理

雜銅中多數(shù)雜質(zhì)與氧的親合力都大于銅與氧的親合力，并且這些雜質(zhì)氧化物大多在銅液中的溶解度小，向熔體中鼓入空氣，雜質(zhì)將優(yōu)先氧化脫除。由于熔體中銅占絕大多數(shù)，雜質(zhì)量很少，氧化時銅首先被氧化：

生成的Cu2O與銅液中的雜質(zhì)反應(yīng)：

[Cu2O]+[Me]=2[Cu]+[MeO] (2)

由于銅液中銅的濃度很大，故可認(rèn)為a（Cu）=1，反應(yīng)(2)的平衡常數(shù)為：

因a(Me)=γ(Me)·N(Me)，則雜質(zhì)在銅液中的極限濃度為：

上式中Me為雜質(zhì)金屬；a表示活度；γ為活度系數(shù)，N為摩爾分?jǐn)?shù)。

由式(4)可以看出，一定溫度下銅液中殘留雜質(zhì)的濃度與銅液中Cu：O的含量成反比，[Cu：O]越大，[Me]越小，即殘留在銅液中未氧化的雜質(zhì)越少，精煉作業(yè)愈完全。為了迅速、徹底地除去銅液中的雜質(zhì)，應(yīng)力求強(qiáng)化氧化過程，使Cu2O在銅液中的濃度達(dá)到飽和狀態(tài)。

二、廢雜銅反射爐精煉渣含銅偏高的原因

經(jīng)分析，導(dǎo)致反射爐渣含銅偏高的主要原因有：

1. 原料搭配不合理。受銅料供應(yīng)市場環(huán)境等因素的影響，人爐物料銅品位波動大。另外，部分非銅金屬雜質(zhì)未經(jīng)分揀直接入爐，非銅雜質(zhì)量過大，生產(chǎn)過程難控制，渣含銅量不穩(wěn)定。

2. 氧化吹風(fēng)控制不當(dāng)。銅料未完全熔化便開始吹風(fēng)，以及風(fēng)量不穩(wěn)定，吹風(fēng)時間長，導(dǎo)致過度氧化。

3. 造渣操作不合理。氧化造渣階段，石英砂投入量、投入時間不合理，使得氧化造渣不徹底，造成銅渣分離困難，爐渣量大且含銅高。

4. 石英砂粒度過大。造渣熔劑石英砂粒度過大，造成石英用量多，使用量難以控制。從實際生產(chǎn)中扒出的固體爐渣中可以明顯看見未熔化的石英砂。

5. 扒渣前沒有對渣中銅進(jìn)行相應(yīng)的還原操作。

6. 員工操作水平有待提高。工人進(jìn)行扒渣操作時，機(jī)械夾帶的銅多，倒渣時在渣斗底部經(jīng)常可以明顯看到金屬銅。

三、降低廢雜銅反射爐精煉渣含銅的生產(chǎn)實踐

1. 采取的措施

工廠針對上述情況，采取了以下措施：

(1)科學(xué)配料。根據(jù)來料量及原料品位進(jìn)行配料，加強(qiáng)原材料挑揀及篩選，減少非銅雜物進(jìn)入反射爐熔煉，穩(wěn)定爐料品位，避免爐料品位波動大生產(chǎn)過程難以控制。

(2)嚴(yán)格吹風(fēng)制度。銅料熔化90%以上時再進(jìn)行氧化吹風(fēng)，氧化吹風(fēng)階段勤擺動風(fēng)管。改造空氣壓縮機(jī)，維持吹風(fēng)風(fēng)壓在0.2MPa，防止過早吹風(fēng)及風(fēng)壓不穩(wěn)導(dǎo)致吹風(fēng)時間長產(chǎn)生過氧化。

(3)加強(qiáng)生產(chǎn)工藝過程控制。石英砂在準(zhǔn)備造渣時再投入，按照科學(xué)配料計算的雜質(zhì)量控制石英砂的投入量。

(4)造渣熔劑采用合適的粒度。石英砂的粒度由原來的8～16mm調(diào)整至2～4mm。

(5)在扒渣操作前半小時加入一定量的小焦炭，使渣中的銅還原。

(6)提高操作人員的業(yè)務(wù)水平。對操作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高責(zé)任心，提高造渣操作水平，減少扒渣時銅的機(jī)械夾帶損失，降低人為因素造成的影響。

2. 實施效果

采取上述措施后，反射爐渣含銅明顯降低。工廠措施實施前與措施實施后一年的反射爐的渣含銅見表1。

由于縮短了氧化吹風(fēng)時間及采取科學(xué)配料，反射爐生產(chǎn)爐時由原來的平均28～30小時降至目前的24小時以內(nèi)，縮短了4～6小時。

由于爐料相對穩(wěn)定，造渣熔劑石英砂的投入量相對固定以及其粒度減小，反射爐渣量明顯減少，反射爐渣量由2007年的平均每爐16.08噸降低至2008年的平均每爐13.94 t，下降了13.31%。

由于科學(xué)配料及嚴(yán)格控制工藝操作，反射爐陽極板生產(chǎn)金屬損耗明顯降低，見表2。

由于渣含銅降低，陽極板生產(chǎn)直收率由2007年的平均95.05%提高到2008年的96.45% ，提高了1.40% 。

另外，渣量的降低和非銅雜質(zhì)金屬前期分揀，降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，現(xiàn)場環(huán)境也得到明顯改善。

采取相應(yīng)的改進(jìn)措施后，反射爐渣含銅明顯降低。2008年措施實施后反射爐渣含銅降低了2.43%，渣中銅金屬的量減少約70噸，按每噸純銅4萬元計算，一年減少損失約120萬元。陽極板金屬損耗降低6.23 kg／t，比2007年累計減少金屬損失172噸，價值約688萬元。

四、結(jié)束語

實踐表明，通過采取科學(xué)配料及改進(jìn)工藝操作等措施，反射爐渣含銅明顯降低，渣量減少，金屬損耗減小，操作人員的勞動強(qiáng)度降低，改進(jìn)的效果顯著。

表1 措施實施前后反射爐渣含銅(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 單位：%

表2 措施實施前后反射爐陽極板金屬損耗 單位：kg／t

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