銅陽極泥綜合回收稀貴金屬生產(chǎn)實踐

＊楊得臣

（北方銅業(yè)股份有限公司 山西 043700）

1.概況

2014年中條山集團公司陰極銅產(chǎn)能達到180kt/a，年產(chǎn)陽極泥900～1100t。原侯馬北銅銅業(yè)有限公司貴金屬系統(tǒng)年處理銅陽極泥在700t/a，不能滿足生產(chǎn)要求，中條山集團公司垣曲冶煉廠2014年新建一條稀貴金屬處理系統(tǒng)，銅陽極泥處理規(guī)模為1300t/a，2014年12月份設(shè)備安裝完畢后開始新工藝的探索試生產(chǎn)，由于設(shè)備配置問題，2015年陸續(xù)對設(shè)備進行了更換和改造，2015年底處理量達到設(shè)計產(chǎn)能。2016年到2018年對設(shè)計工藝進行優(yōu)化完善，持續(xù)強化工藝操作，提高工藝指標，依托科技攻關(guān)，實現(xiàn)科技增效，2019年12月份“中條山”牌金錠、銀錠在上海期貨交易所注冊成功。

中條山集團稀貴金屬的生產(chǎn)堅持自主創(chuàng)新，以自身多年積累的經(jīng)驗為基礎(chǔ)，借鑒本行業(yè)或跨行業(yè)先進方法，形成獨具“中條山”特色的冶煉方法與工藝，產(chǎn)品質(zhì)量達到國標要求，經(jīng)濟性能指標處于同行業(yè)先進水平。

2.生產(chǎn)實踐

新建稀貴金屬系統(tǒng)由北京恩菲公司設(shè)計院設(shè)計，設(shè)備由公司自行安裝、調(diào)試。在實際試生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)主要是濕法、火法工藝存在不同程度的缺陷，過程控制困難，設(shè)備狀況頻出，表現(xiàn)為過程雜質(zhì)分離效果差、生產(chǎn)經(jīng)營效益指標差，產(chǎn)品品質(zhì)難以達到國標。

通過大量的試驗和實際操作驗證、比較，在借鑒侯馬北銅銅業(yè)有限公司貴金屬系統(tǒng)及綜合國內(nèi)幾家銅冶煉技術(shù)基礎(chǔ)上，設(shè)備管線多次改進，工藝流程不斷完善。

2015年底處理量達到設(shè)計產(chǎn)能，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)，繼續(xù)探索各類工藝指標，2018年金錠、銀錠產(chǎn)品全部達到金錠GB/T 4134-2021中IC-Au99.99標準，銀錠 滿足GB/T 4135-2016中IC-Ag99.99標準。

原銅陽極泥處理流程見圖1，根據(jù)生產(chǎn)實踐優(yōu)化后的銅陽極泥處理流程見圖2。年處理陽極泥規(guī)模達1300t，產(chǎn)品為金錠、銀錠、精硒、海綿鉑、海綿鈀等。

圖1 陽極泥處理工藝流程圖

圖2 陽極泥處理工藝流程圖

主要的改進和技術(shù)攻關(guān)如下：

(1)回轉(zhuǎn)窯進料系統(tǒng)改造

在試生產(chǎn)中最初的鏈條式進料系統(tǒng)由于維修頻率高，影響正常進料作業(yè)時間，陽極泥處理量低，經(jīng)過試驗改造為圓盤式大容量進料系統(tǒng)，故障維修率大幅降低，提高了設(shè)備利用率，回轉(zhuǎn)窯設(shè)備作業(yè)率由80%提高到95%以上，保證了陽極泥入窯量，穩(wěn)定焙燒渣質(zhì)量。

①穩(wěn)定回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)負壓，提高焙燒渣質(zhì)量

回轉(zhuǎn)窯配套的硒吸收罐罐口法蘭由于材質(zhì)問題，致使罐口法蘭密封面使用較短時間出現(xiàn)法蘭平面變形，造成密封不嚴，導致負壓泄露，致使窯內(nèi)負壓不穩(wěn)定，焙燒渣質(zhì)量指標時好時壞，同時負壓泄漏會造成真空機組負荷增大，降低設(shè)備的使用壽命。最初使用的法蘭蓋板材質(zhì)為12mm厚的普通鐵板，不耐腐蝕，且需要每天拆卸，人員勞動強度較大。采用法蘭加固法既在加固法蘭和蓋板間用有彈性及較厚的耐酸膠皮加以密封。回轉(zhuǎn)窯窯尾料倉原廠家提供的材質(zhì)為鑄鐵，不耐腐蝕，將之更換為不銹鋼材質(zhì)，且對料倉形狀做了必要改進，并通過對真空機組冷卻水系統(tǒng)、負壓管線改進，有效提高并穩(wěn)定了回轉(zhuǎn)窯負壓，且降低操作人員的勞動強度。

②增加陽極泥漿化時間，穩(wěn)定焙燒渣質(zhì)量

應(yīng)用結(jié)果表明，風機盤管取暖速率快，噪聲低，溫度達到使用者的理想狀態(tài)，并且超低溫CO2空氣熱源熱泵機組性能穩(wěn)定，自控功能強，優(yōu)化運行，體現(xiàn)了節(jié)能思想，還能實現(xiàn)用戶的不同要求，達到舒適滿意。

一次漿化槽和二次漿化槽容積都在2m3左右，正常狀態(tài)下一次漿化槽漿化陽極泥量1t（濕量）左右且漿化好的陽極泥在8h左右全部進入回轉(zhuǎn)窯，但由于陽極泥水分及顆粒大小的不均勻性，此種設(shè)備的配置時常會出現(xiàn)陽極泥漿化效果不好而回轉(zhuǎn)窯出現(xiàn)等料入窯的情況，針對這一狀況增加一個同等規(guī)格的一次漿化槽，可以滿足不同規(guī)格陽極泥的漿化要求，提高了漿化效果。

通過穩(wěn)定回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)負壓和增加陽極泥漿化時間提高漿化效果的改進，焙燒渣合格率（含硒＜0.3%）由2015年的75%達到2016年的焙燒渣合格率（含硒＜ 0.3%）95%以上，解決了焙燒渣質(zhì)量波動較大的問題。

(2)降低粗硒中金銀含量，提高金銀直收率

加強職工培訓，提高職工的操作技能，通過控制泥酸比在1.1～1.3之間，出窯負壓在-100～-200Pa之間，窯體三段溫度分別在400～410℃、580～600℃、680～ 700℃之間，降低粗硒中金銀含量，由剛開始生產(chǎn)時粗硒含金30～150g/t、銀200～2000g/t降低為粗硒含金 20～40g/t、銀200～600g/t，金直收率提高0.1%左右，銀直收率提高0.003%左右。

(3)分銅銀工藝改為只分銅不分銀工藝，減少粗銀粉引入雜質(zhì)量

原工藝焙燒渣進入濕法流程先進行分銅銀后分銅銀液再沉銀變成氯化銀，氯化銀轉(zhuǎn)移至后續(xù)銀還原工序在堿性溶液中充分漿化后和分金渣氨浸后的氨浸液一起利用水合肼還原出粗銀粉，后改為焙燒渣進入濕法流程只分銅不分銀，在銀還原工序只針對氨浸液還原至粗銀粉，減少了氯化銀參與銀還原引入的雜質(zhì)，給后續(xù)銀轉(zhuǎn)爐作業(yè)減少了障礙。

(4)粗銀粉洗滌裝置改進

生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)，隨著陽極泥中碲含量增高，導致分銀上清液碲元素逐漸增高，最高曾達到5000mg/L,經(jīng)還原后，大部分進入粗銀粉中，導致粗銀粉中碲含量異常增高。把洗滌粗銀粉離心機更換成壓濾機，壓濾機后配置負壓抽濾裝置，采用熱水增壓洗滌、負壓抽濾，減輕了職工勞動強度，洗滌效果好，作業(yè)環(huán)境也進一步改善，且減少了離心機系統(tǒng)漏濾的現(xiàn)象，進一步提高了銀的回收率。

(5)分金系統(tǒng)改進

①分金渣壓濾產(chǎn)能提高改進

最初配置的廂式壓濾機過濾面積20m2兩臺，板框尺寸為800mm×800mm，每次單臺壓濾分金渣在600kg（濕量）左右，直接限制了分金崗位的產(chǎn)能，致使車間處理量無法達到設(shè)計產(chǎn)能，受場地限制，無法增加設(shè)備，在原有場地的基礎(chǔ)上，更換成1000mm×1000mm規(guī)格的過濾面積為30m2兩臺廂式壓濾機，每次單臺壓濾分金渣在900～1000kg（濕），突破了分金產(chǎn)能限制，車間處理量達到設(shè)計產(chǎn)能。

②鉑鈀泥抽濾系統(tǒng)改為壓濾機過濾，提高工作效率

(6)截留總廢水中有價元素，保證各金屬回收率

車間外排至污水處理站的廢水，含有一定量的固體物質(zhì)，通過加大對廢水的壓濾，截留廢水中的固體物質(zhì)，其固體物質(zhì)含有部分有價元素，力爭最大限度保證各金屬回收率。

(7)增加銀轉(zhuǎn)爐，完善銀提純工藝

銀提取原工藝為陽極泥硫酸化焙燒、高酸分銅、氯化分金、氨浸分銀、銀還原、粗銀粉熔鑄、銀電解、精銀粉鑄錠成型，由于陽極泥中硒碲等元素分離不徹底，致使銀錠品位不穩(wěn)定，不能滿足銀錠注冊要求。經(jīng)過研討后在粗銀粉熔鑄環(huán)節(jié)由中頻爐熔鑄更換為使用銀轉(zhuǎn)爐加入粗銀粉氧化造渣吹煉，去除銀粉中大部的硒碲等雜質(zhì)元素，給后續(xù)銀電解作業(yè)減輕了壓力，銀錠品位穩(wěn)定在GB/T 4135-2016中IC-Ag99.99標準，全部銀錠產(chǎn)品滿足注冊要求。

(8)銀錠熔鑄除氧劑改進

使用木炭除氧時，會造成銀液飛濺、表面殘留炭渣和浮渣，鑄成的銀錠表面不光潔，含有碳渣和浮渣，影響銀錠外觀質(zhì)量，不合格品需要重新返爐熔鑄。經(jīng)過對使用面粉和木炭除氧的反復試驗及不斷觀察，面粉在除氧過程中穩(wěn)定性更好，銀液不易飛濺，銀液表面殘渣易去除，銀液表面更干凈，澆鑄出的銀錠表面無雜質(zhì)，且光滑整潔，銀錠外觀質(zhì)量得到明顯改善，銀錠合格率提升（減少了銀錠返鍋重新熔鑄的次數(shù)），同時降低操作人員的勞動強度。

(9)金精煉工藝完善

金精煉工藝是粗金粉提純?yōu)榫鸱鄣墓に嚕勺畛醯拇纸鸱劢?jīng)稀液體洗滌后高溫氯化分金、還原改為粗金粉不同濃度液體洗滌后低溫氯化分金、還原，直接熔鑄后保持成品金錠品位在99.99%（GB/T 4134-2021標準1#金錠）以上。此方法簡單易行，替代傳統(tǒng)金電解工藝，生產(chǎn)周期快速縮短，降低成本，減少積壓。

(10)金錠物理外觀質(zhì)量提升

產(chǎn)品金錠最初設(shè)計為3kg，由于采用立模澆鑄，澆鑄后成品金錠物理外觀不能滿足注冊要求，為達到注冊要求和標準，新增了金錠造粒機、成型機、打碼機、高精度電子天平、烘箱及重新引入并布置了氮氣管線，確定了最終金錠規(guī)格為1kg標準錠，滿足了注冊要求并成功注冊成功。

(11)配備金銀直讀光譜儀，快速分析樣品

粗銀粉在銀轉(zhuǎn)爐氧化造渣吹煉過程中，需要快速分析爐料反應(yīng)狀態(tài)，判斷反應(yīng)終點，在車間配置了ICAP-7400型電感耦合等離子體光譜儀的基礎(chǔ)上增設(shè)了金銀直讀光譜儀、銑床、壓片機，可以快速分析銀轉(zhuǎn)爐中的爐料成分，及時了解爐料反應(yīng)狀態(tài)，迅速判斷反應(yīng)終點，節(jié)約天然氣用量和電力等的消耗。

3.總結(jié)

貴金屬綜合回收項目是集團公司拓展非銅產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈延伸的重點項目和新的產(chǎn)值利潤增長點。

在借鑒侯馬北銅銅業(yè)有限公司貴金屬系統(tǒng)及綜合國內(nèi)幾家銅冶煉技術(shù)基礎(chǔ)上，設(shè)備管線多次改進，工藝流程不斷完善，形成了中條山特色稀貴金屬冶煉工藝技術(shù)，各項指標達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。稀貴金屬綜合回收系統(tǒng)的金銀回收率98.5%以上，金直收率92.5%以上，銀直收率94.5%以上，金品位達到99.99%以上，銀品位達到99.99%以上。

經(jīng)過設(shè)備的合理配置和工藝優(yōu)化，既達到設(shè)計產(chǎn)能，又使生產(chǎn)更加流暢，生產(chǎn)組織便宜實施；生產(chǎn)過程中，采制樣及化驗對質(zhì)量控制極為重要，生產(chǎn)中及時采取有代表性的樣品并及時化驗出準確的結(jié)果，使管理人員及操作人員可以及時了解生產(chǎn)狀況，對指導生產(chǎn)起著重要的作用，對系統(tǒng)金屬平衡也提供著重要數(shù)據(jù)；工藝流程中不但要考慮各種工藝的效果，還要考慮工藝適合工業(yè)化生產(chǎn)的時效性。