提高3KG金錠物理合格率

董武斌，夏彬，鄒震武

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424)

提高3KG金錠物理合格率

董武斌，夏彬，鄒震武

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424)

主要分析了傳統(tǒng)立模模具澆鑄口小，散熱慢;微量雜質(zhì)以及普通坩堝影響金錠物理合格率低的原因。介紹了把傳統(tǒng)坩堝更換成高純石墨坩堝，水冷雙管平模模具。增加氧化除雜，液化氣保溫，鹽酸漂洗工序措施。金錠物理合格率和直收率都達(dá)到提高，返爐率有所下降。

平模;金錠;物理合格率;直收率;反爐率

1 引言

貴溪冶煉廠陽極泥處理工序，采用的是預(yù)處理脫銅、鉍－硫酸化焙燒蒸硒－水浸分銅－堿浸分碲－氯化分金－亞硫酸鈉分銀－中頻澆鑄陽極板－電解精煉，每年生產(chǎn)黃金25.2t，白銀510t。澆鑄3KG金錠傳統(tǒng)采用中頻立模澆鑄，但生產(chǎn)都是靠人工操作，澆鑄的金錠往往存在諸多問題比如飛邊毛刺多、錠面紐扣狀殘缺較多［1］，表面不平整等工序才能出庫，金錠物理合格率只有70%，返爐頻率高。生產(chǎn)過程中往往還伴隨勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作繁瑣，生產(chǎn)不精細(xì)，危險(xiǎn)因素多，生產(chǎn)成本高等問題。通過生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)及技術(shù)攻關(guān)，貴溪冶煉廠摸索出了一套提高3KG金錠物理合格率方法。

2 影響物理合格率的原因

2.1 模具的影響

(1)立模具澆鑄口小。

傳統(tǒng)的立模其澆鑄尺寸為30mm×10mm×400 mm，見圖1，液流要從正中心位置澆鑄至模具內(nèi)，易濺到模具，導(dǎo)致熏在模具的乙炔脫落，液金直接與模具接觸。冷卻時(shí)，由于熔融的液金吸收自身體積的33倍的氧氣［2］，內(nèi)部的氣體因?yàn)橐航鹬苯优c模具接觸，導(dǎo)致自身吸收氣體無法排出，滯留在金錠內(nèi)，導(dǎo)致錠內(nèi)部有氣孔。

圖1 傳統(tǒng)立模模具

(2)模具溫度散熱慢。

目前澆鑄金錠后，模具降溫方式是通過空氣對(duì)流，自然降溫時(shí)間長(zhǎng)，影響澆鑄作業(yè)時(shí)間，特別是炎熱夏季，模具降溫效果更差，在生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)中，澆鑄金錠對(duì)模具溫度的影響，可從圖2可以看出，模溫呈拋物線遞增，當(dāng)澆鑄到7塊金錠時(shí)，模具溫度達(dá)264℃，很難把乙炔熏在模具上，模具因溫度高而熱膨脹，損壞模具，模具上的鑄鐵也摻入液金中，導(dǎo)致金錠含鐵高，直接影響金錠品級(jí)率。也會(huì)導(dǎo)致模具內(nèi)的氣體不容易排出，形成縮坑，麻臉。

圖2 澆鑄金錠對(duì)模具溫度的影響

2.2 坩堝影響

傳統(tǒng)澆鑄坩堝采用100#石墨坩堝，能一次熔鑄30塊的金錠，澆鑄控制溫度靠肉眼判斷，通過生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)，得出液金溫度變化圖3，從圖3看出，當(dāng)澆鑄第一塊時(shí)，液金溫度達(dá)到1400℃，但隨著澆鑄的進(jìn)行，液金溫度下降的很快，到第9塊時(shí)，液金溫度下降到1165℃，液金開始固化，澆鑄不能進(jìn)行。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐溫度控制在1200℃的時(shí)候，澆鑄金錠物理規(guī)格最好。傳統(tǒng)坩堝在人工起吊時(shí)，坩堝和液金重量達(dá)到200kg，澆鑄操作復(fù)雜化，并且作業(yè)區(qū)域溫度高。澆鑄過程時(shí)，操作人員因感到疲憊，易發(fā)生意外。且傳統(tǒng)石墨坩堝壽命是5爐，用傳統(tǒng)坩堝澆鑄，金損失在0.15%～0.30%。

圖3 液金溫度變化

2.3 微量雜質(zhì)影響

液金里含有少量的雜質(zhì)，隨電金溶化的時(shí)候，會(huì)形成塑料狀粘性物質(zhì)，冷卻時(shí)會(huì)阻礙液金內(nèi)的空氣，冷卻成錠時(shí)外觀上容易出現(xiàn)錠有紐扣狀殘缺。雜質(zhì)還會(huì)影響金錠純度［3］。

3 改進(jìn)措施

3.1 坩堝選型

坩堝采用的是直徑10mm×10mm圓柱體的高純石墨坩堝，高純石墨坩堝壽命是20爐，可使熔融金的損失控制在0.01%～0.02%。

3.2 采用水冷雙管平模模具

根據(jù)3KG金錠尺寸規(guī)格320mm×70mm改進(jìn)、平模模具選型尺寸規(guī)格(350mm×100mm)，設(shè)計(jì)外(395mm×140mm)內(nèi)(354 mm×104 mm)，見右圖4在模具底部可嵌入式雙層不銹鋼水冷夾套，通過調(diào)節(jié)水冷夾套內(nèi)水的循環(huán)量，改變模具溫度，保持模具溫度160℃，避免模具溫度高時(shí)乙炔涂黑易脫層，保證了乙炔涂黑模具的最佳效果。

針對(duì)澆鑄時(shí)黃金熔液與平模模具之間的空氣不能及時(shí)有效排出，金錠底部表面形成鈕扣狀小洞殘缺。為讓澆鑄時(shí)模具內(nèi)氣體最大可能排出，澆鑄初期，將模具傾斜15°，邊澆鑄邊將模具調(diào)到水平，利用黃金溶液與空氣的張力，將模具內(nèi)氣體均勻趕出，實(shí)現(xiàn)了澆鑄金錠無鈕扣狀殘缺。大大降低了修邊工序的勞動(dòng)量。

圖4 水冷雙管平模具

3.3 氧化除雜

在熔鑄時(shí)加入適量的Na2CO3能放出活性氧，以氧化雜質(zhì)，它既能起稀釋造渣的溶劑作用，也能起到一定的氧化作用。溶劑與氧化劑的加入量，隨金屬純度的不同而增減，品位在99.95%以上的一般加入0.1～0.5%Na2CO3，以氧化雜質(zhì)和稀釋渣［4］。含雜質(zhì)過高時(shí)，則加入適量的KNO3以強(qiáng)化一部分雜質(zhì)，使之造渣而除去，氧化劑的加入量不宜過多，以保護(hù)坩堝免遭強(qiáng)烈氧化而損壞，且高純石墨坩堝屬于酸性材料，因而不宜過多加入Na2CO3，為保護(hù)坩堝不受損，可加入玻璃或石英粉。加入方法:當(dāng)液金溫度達(dá)到1230℃，加入0.1～0.5%Na2CO3，再把溫度提升到1300℃，再加入0.3%的KNO3，雜質(zhì)變?yōu)檠趸飺]發(fā)進(jìn)入煙氣收塵器［5］。

3.4 液化氣保溫

液金與空氣接觸的時(shí)候，內(nèi)部含有大量的氣體，若直接在空氣中冷卻，冷卻速度極快，來不及釋放內(nèi)部空氣，金錠內(nèi)部就有許多空氣，產(chǎn)生內(nèi)部縮坑［6］。液化氣吹可以提高液金的溫度，使讓液金溫度不那么下降的快，延長(zhǎng)內(nèi)部空氣釋放的時(shí)間。液化氣帶有氧化性氣體，雜質(zhì)與液化氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氧化物的渣浮在冶金表面，為下到工藝機(jī)械打磨提供的條件。

3.5鹽酸漂洗

由于金在空氣熔融的，能溶解大量的氣體，為了讓錠面比內(nèi)部冷卻先冷卻下來，保持錠面的平整，避免大的縮坑。直接把澆鑄的金錠放入水中，金錠溫度1000℃直接降到25℃，過塊冷縮，導(dǎo)致金內(nèi)部有縮坑，以及有部分雜質(zhì)保留在金錠表面，影響外觀質(zhì)量。現(xiàn)采取放入用熱的鹽酸當(dāng)中，可以出去表面雜質(zhì)，以及消除金內(nèi)部的縮坑［7］。

4 工序流程

4.1 工序流程對(duì)比

原工序流程:

電金→中頻加料→模具熏?！⒛茶T→金錠→切頭→修邊挑渣→金錠入庫

現(xiàn)工序流程:

電金→配重加料→氧化除雜→模具熏模→平模澆鑄→液化氣保溫→鹽酸漂洗→金錠入庫

4.2 結(jié)果對(duì)比

通過對(duì)工藝的優(yōu)化，設(shè)備的改進(jìn)。3KG金錠物理合格率和直收率都達(dá)到提高，返爐率有所下降，見表1。

表1 平模與立模澆鑄技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

5 結(jié)論

生產(chǎn)實(shí)踐表明:

(1)金錠外觀質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍，錠面光滑，無縮坑、飛邊毛刺等物理規(guī)格問題，無需再人工處理即可交售出庫;

(2)因采用定量平模澆鑄，每塊金錠的重量均在控制范圍內(nèi)，杜絕了因重量偏差造成返爐的現(xiàn)象出現(xiàn)。金錠返爐率由原來的30%降至1%以下，金的直收率提高了0.001%，同時(shí)返爐率減少，電耗也相應(yīng)減少了20%;

(3)平模澆鑄操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度小，對(duì)操作工的技術(shù)要求較低，一個(gè)人就能獨(dú)立完成;

(4)金錠在獨(dú)立區(qū)域澆鑄，消除了金銀交叉污染，確保了金錠品質(zhì)。

［1］楊國祥，鄧志明.鍵合金絲用高純金的制備［J］.貴金屬，2010 (2):54－56.

［2］趙忱.交直流疊加在金電解中的應(yīng)用［J］.設(shè)備管理與維修，2003(3):19.

［3］趙忱.金電解電源裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.礦冶，2002(3): 77－79.

［4］黃紹勇.循環(huán)法在金電解中的應(yīng)用［J］.江西銅業(yè)工程，1999(3): 17－19.

［5］黎鼎鑫，王永錄.貴金屬提取與精煉［M］.長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社，2003:86－87.

［6］傅杰.特種冶煉［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1982:36.

［7］章四琪，黃勁松.有色金屬熔煉與鑄錠［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005:13－14.

Improving the Physical Passing Rate of 3KG Gold Bullion

DONG Wu－bin，XIA Bin，ZOU Zhen－wu
(Guixi Smelter of Jiangxi Copper Corporation，Guixi，Jiangxi 335424，China)

This paper mainly analyzes the reason why that small caliber in vertical mould，slow heat dissipation，trace impurity，and crucible results in low physically qualified rate of the gold bullion.It introduces the traditional crucible was replaced by high purity graphite crucible，，the water cooled twin pipe flat mould，the increased oxidative removal of impurity，heat insulation by liquefied petroleum gas and hydrochloric acid rinsing process.Due to the measures，the gold bullion physically qualified rate and direct recovery rate increased，and the returned furnace rate declined.

flat die;gold bullion;physical pass rate;direct recovery rate;returned furnace rate

TF831

:B

:1009－3842(2012)04－0010－02

2012－04－24

董武斌(1985－)，男，江西上饒人，本科，主要從事貴金屬生產(chǎn)工作。E－mail:yiren198711@163.com