銀錠澆鑄去氧試劑的選型研究與生產實踐

孫敬韜（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

銀錠澆鑄去氧試劑的選型研究與生產實踐

孫敬韜
（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

針對貴冶木炭去氧銀錠澆鑄工藝因素進行分析與總結。通過對去氧試劑選型的探索，尋求新型去氧試劑，并對新型去氧試劑使用情況進行研究與分析。通過更換去氧試劑，從根源上避免了因去氧劑造成對銀錠物理合格率的影響，有效提高了銀錠物理合格率。

去氧劑；選型；銀錠；合格率；生產實踐

1 引言

目前，國內外主要冶煉廠處理銅陽極泥的現行生產流程主要采用火法熔煉—電解或濕法提取—電解工藝［1］。江銅集團貴溪冶煉廠采用濕法提取—電解工藝從銅電解陽極泥中回收金銀，主要工藝流程為：陽極泥經過硫酸化焙燒、浸出脫銅，再經過氯化分金和亞硫酸鈉分銀得到粗銀粉，粗銀粉經過火法吹煉成為銀陽極板［2-3］，再經過電解精煉［4-6］生產出符合國標的銀錠。銀錠澆鑄工藝由四道流程構成，即電銀粉經中頻爐進行熔化吹煉，吹煉完成后加入造渣試劑進行氧化造渣，反應完成后加入去氧試劑進行去氧，最后澆鑄成銀錠。由于銀的特性，在熔融狀態容易吸收自身體積21倍的氧，導致澆鑄過程中影響銀錠物理規格合格率的主要原因。本文通過去氧試劑的探索對比試驗，確定新型去氧試劑的選型及最佳反應條件，并介紹了采取相應措施后的效果。

2 試驗部分

2.1 原有工藝簡介

銀錠生產采用中頻冶煉和電解精煉相結合的方法，中頻冶煉過程主要是，第一步：高純電銀粉在中頻爐中進行熔化和吹煉，吹煉溫度在1200℃左右，時間為30min；吹煉完成后加入造渣試劑進行氧化造渣，造渣試劑主要為碳酸鈉和二氧化硅，加入量根據電銀粉雜質元素情況進行適當的調節；造渣反應完成后進行去氧工序，之后澆鑄成錠，銀錠鑄型流程見圖1。自投產以來一直沿用傳統去氧方法—木炭去氧。去氧過程是在造渣反應完成后，加入塊狀木炭反應20min左右，木炭的加入量為2kg/爐。隨著銀錠質量要求的提高，傳統去氧方法的局限性逐漸顯現，主要問題是：木炭粉塵量大，可利用率低，浪費嚴重；木炭顆粒易造成錠面夾渣，影響銀錠物理合格率；木炭去氧反應時間長，電能損耗嚴重。

圖1 銀錠鑄型流程圖

2.2 試驗過程

生產過程中，去氧劑不但要滿足熔融狀態下銀的去氧要求，而且在反應完成后能夠較好的與銀分離，同時不增加其他雜質元素。試驗首先通過對比試驗對去氧試劑進行選擇，確定銀錠澆鑄過程的適宜的去氧劑；再考察試劑消耗量、反應時間、溫度等條件對銀錠物理規格合格率的影響，確定最佳工藝條件，然后在此基礎上進行工業實踐。

3 結果與討論

3.1 去氧試劑的選擇

針對去氧試劑成分化驗結果擬定了幾種高碳物質進行銀錠生產試驗。每爐電銀粉熔鑄量為150kg，去氧劑加入量均為理論數量的3.0倍，在1200℃的條件下，去氧反應20min，銀錠物理合格率實驗結果如表1所示。

表1 去氧試劑對銀錠物理合格率的影響

從表1可知，采用試劑(C6H10O5)n進行去氧反應澆鑄的銀錠物理合格率高達99.1%，在所有試驗試劑中效果最為突出。另一方面，在生產過程中發現，(C6H10O5)n相對其他試劑不但清潔環保，而且具有價格低廉、采購便利的特點。

3.2 試劑(C6H10O5)n用量對銀錠物理合格率的影響

試劑（C6H10O5)n在去氧過程中，試劑(C6H10O5)n與溶解在銀液中的氧發生反應，消耗銀液中溶解的氧，試劑(C6H10O5)n的加入量直接影響去氧效果。試驗在恒定溫度1200℃的條件下反應20min，每爐電銀粉的熔鑄量為150kg，對加入不同量試劑(C6H10O5)n進行試驗，試劑(C6H10O5)n加入量對銀錠物理合格率的影響結果如圖2所示。

圖2 試劑(C6H10O5)n量對銀錠物理合格率的影響

圖2顯示，銀錠物理合格率隨著試劑(C6H10O5)n的投入量增加而增大，當試劑(C6H10O5)n的加入量超過1.2kg時，再繼續增加試劑(C6H10O5)n的量，銀錠物理合格率增加不明顯，但試劑(C6H10O5)n的生產成本增加。所以，要達到較高的銀錠物理合格率，降低去氧工序的成本消耗，試劑(C6H10O5)n的加入量應控制在1.2kg左右為宜。

3.3 試劑(C6H10O5)n反應時間對銀錠物理合格率的影響

為驗證試劑(C6H10O5)n在去氧反應過程的最佳時間，在恒定試劑(C6H10O5)n投入量1.2kg，每爐電銀粉的熔鑄量為150kg，反應溫度1200℃的條件下進行驗證，不同反應時間對銀錠物理合格率的影響結果如圖3所示。

圖3 試劑(C6H10O5)n反應時間對銀錠物理合格率的影響

圖3顯示，銀錠物理合格率隨去氧反應時間的增加而而增大，當反應時間超過6min時，再繼續增加去氧反應時間，銀錠的物理合格率反而開始降低。主要原因是試劑(C6H10O5)n反應完全后，在高溫下出現氧氣反溶現象，導致銀液含氧量增加制約銀錠物理合格率。所以，要保證理想的銀錠物理合格率，去氧反應時間的把握至關重要，試劑(C6H10O5)n的反應時間控制在6～7min內為宜。

3.4 試劑(C6H10O5)n反應溫度對銀錠物理合格率的影響

由于塊狀木炭在去氧反應過程對溫度的要求比試劑(C6H10O5)n高，為探求試劑(C6H10O5)n的最佳反應溫度，對試劑(C6H10O5)n反應溫度進行了驗證。在每爐電銀粉的熔鑄量為150kg，試劑(C6H10O5)n投入量1.2kg，反應時間6～7min的條件下，對不同溫度下進行去氧反應進行實驗，不同反應溫度對銀錠物理合格率的影響結果如圖4所示。

圖4 試劑(C6H10O5)n反應溫度對銀錠物理合格率的影響

圖4顯示，銀錠物理合格率隨去氧反應溫度的增加而而增大，當反應溫度超過1120℃時，再繼續提高去氧反應溫度，銀錠的物理合格率反而開始降低。主要原因在高溫下銀錠澆鑄出現了“麻臉”現象，制約銀錠物理合格率。所以，要保證理想的銀錠物理合格率，去氧反應溫度至關重要，試劑(C6H10O5)n的反應溫度控制在1120℃左右為宜。

4 生產實踐

利用試劑(C6H10O5)n做為銀錠澆鑄過程的去氧劑及試驗選定的工藝條件進行工業生產，取得了良好效果，結果見圖5。實踐表明，自2012年4月開始對試劑(C6H10O5)n進行反應條件驗證開始，銀錠的物理合格率一直呈現攀升趨勢。在歷經四個月的驗證后，確定了試劑(C6H10O5)n的最佳反應條件后，銀錠物理合格率由原來的96.3%提高到99.55%。銀錠物理合格率的提升一方面是因為反應溫度降低，降低的“麻臉”產生頻次；另一方面，由于試劑(C6H10O5)n在去氧過程物質形態發生改變，由反應前粉末狀轉變成團狀燒結塊，這種物質不但質地較輕，并與銀液之間沒有任何互溶現象，能夠較好的與銀液分離，從根源上杜絕木炭渣坑現象的出現，確保了銀錠澆鑄過程的物理合格率。

圖5 2012年貴冶銀錠物理合格率結果統計

5 結論

（1）根據去氧劑對比試驗綜合比較，試劑(C6H10O5)n是比較理想的去氧試劑，其最佳反應條件：反應溫度1120℃時，試劑(C6H10O5)n每爐加入1.2kg，去氧反應6～7min。

（2）將試劑(C6H10O5)n做為銀錠鑄型的去氧試劑應用于生產實踐中，取得了良好效果，銀錠物理規格合格率由96.30%提高到99.55%。

［1］楊天足, 水承靜， 賓萬達. 鉛陽極泥濕法處理工藝述評[J]. 黃金, 1996, 17(11):33-36.

［2］邱竹賢. 有色金屬冶金學[M]. 北京:冶金工業出版社, 1988:164-298．

［3］傅崇說. 有色冶金原理[M]. 北京: 冶金工業出版社, 1993:264-278.

［4］張繼榮, 林忠. 高銀陽極銅電解精煉的生產實踐[J]. 有色金屬(冶煉部分), 1997(5):6-9.

［5］史有高. 高銀銅陽極的電解精煉[J]. 有色冶煉， 1994. 23(3):11-14.

［6］黃禮煌. 金銀提取技術[M]. 北京:冶金工業出版社, 1995.

The Selection of Research and Production Practice of Silver Ingot Casting De-oxidation Reagent

SUN Jing-tao
（Guixi Smelter, Jiangxi Copper Corporation, Guixi 335424, Jiangxi ,China）

aiming at charcoal de-oxidation of silver ingot casting process, influence factors were analyzed and summarized. Through research on de-oxidation reagent selection, seeking new de-oxidation reagent, also research and analysis on new de-oxidation reagent, replacing de-oxidation reagent, avoiding oxidizing agent effected on physical qualification rate of silver ingot, effectively improved the physical qualified rate of silver.

deoxidizing agent；selection；silver；qualified rate；production practice

TF832

A

1009-3842（2015）03-0027-03

2014-09-12

孫敬韜（1985-），男，山東煙臺人，工程師，主要從事貴金屬生產設備研發及管理工作。E-mail:sunjingtao2012@126.com