銀錠澆鑄去氧試劑的選型研究與生產(chǎn)實(shí)踐

孫敬韜（江西銅業(yè)集團(tuán)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(chǎn)實(shí)踐

孫敬韜
（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

針對(duì)貴冶木炭去氧銀錠澆鑄工藝因素進(jìn)行分析與總結(jié)。通過對(duì)去氧試劑選型的探索，尋求新型去氧試劑，并對(duì)新型去氧試劑使用情況進(jìn)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(duì)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(chǎn)實(shí)踐

1 引言

目前，國內(nèi)外主要冶煉廠處理銅陽極泥的現(xiàn)行生產(chǎn)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(tuán)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(jīng)過硫酸化焙燒、浸出脫銅，再經(jīng)過氯化分金和亞硫酸鈉分銀得到粗銀粉，粗銀粉經(jīng)過火法吹煉成為銀陽極板［2-3］，再經(jīng)過電解精煉［4-6］生產(chǎn)出符合國標(biāo)的銀錠。銀錠澆鑄工藝由四道流程構(gòu)成，即電銀粉經(jīng)中頻爐進(jìn)行熔化吹煉，吹煉完成后加入造渣試劑進(jìn)行氧化造渣，反應(yīng)完成后加入去氧試劑進(jìn)行去氧，最后澆鑄成銀錠。由于銀的特性，在熔融狀態(tài)容易吸收自身體積21倍的氧，導(dǎo)致澆鑄過程中影響銀錠物理規(guī)格合格率的主要原因。本文通過去氧試劑的探索對(duì)比試驗(yàn)，確定新型去氧試劑的選型及最佳反應(yīng)條件，并介紹了采取相應(yīng)措施后的效果。

2 試驗(yàn)部分

2.1 原有工藝簡介

銀錠生產(chǎn)采用中頻冶煉和電解精煉相結(jié)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(jìn)行熔化和吹煉，吹煉溫度在1200℃左右，時(shí)間為30min；吹煉完成后加入造渣試劑進(jìn)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(jù)電銀粉雜質(zhì)元素情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)；造渣反應(yīng)完成后進(jìn)行去氧工序，之后澆鑄成錠，銀錠鑄型流程見圖1。自投產(chǎn)以來一直沿用傳統(tǒng)去氧方法—木炭去氧。去氧過程是在造渣反應(yīng)完成后，加入塊狀木炭反應(yīng)20min左右，木炭的加入量為2kg/爐。隨著銀錠質(zhì)量要求的提高，傳統(tǒng)去氧方法的局限性逐漸顯現(xiàn)，主要問題是：木炭粉塵量大，可利用率低，浪費(fèi)嚴(yán)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(yīng)時(shí)間長，電能損耗嚴(yán)重。

圖1 銀錠鑄型流程圖

2.2 試驗(yàn)過程

生產(chǎn)過程中，去氧劑不但要滿足熔融狀態(tài)下銀的去氧要求，而且在反應(yīng)完成后能夠較好的與銀分離，同時(shí)不增加其他雜質(zhì)元素。試驗(yàn)首先通過對(duì)比試驗(yàn)對(duì)去氧試劑進(jìn)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(yīng)時(shí)間、溫度等條件對(duì)銀錠物理規(guī)格合格率的影響，確定最佳工藝條件，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行工業(yè)實(shí)踐。

3 結(jié)果與討論

3.1 去氧試劑的選擇

針對(duì)去氧試劑成分化驗(yàn)結(jié)果擬定了幾種高碳物質(zhì)進(jìn)行銀錠生產(chǎn)試驗(yàn)。每爐電銀粉熔鑄量為150kg，去氧劑加入量均為理論數(shù)量的3.0倍，在1200℃的條件下，去氧反應(yīng)20min，銀錠物理合格率實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 去氧試劑對(duì)銀錠物理合格率的影響

從表1可知，采用試劑(C6H10O5)n進(jìn)行去氧反應(yīng)澆鑄的銀錠物理合格率高達(dá)99.1%，在所有試驗(yàn)試劑中效果最為突出。另一方面，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，(C6H10O5)n相對(duì)其他試劑不但清潔環(huán)保，而且具有價(jià)格低廉、采購便利的特點(diǎn)。

3.2 試劑(C6H10O5)n用量對(duì)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(fā)生反應(yīng)，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(yàn)在恒定溫度1200℃的條件下反應(yīng)20min，每爐電銀粉的熔鑄量為150kg，對(duì)加入不同量試劑(C6H10O5)n進(jìn)行試驗(yàn)，試劑(C6H10O5)n加入量對(duì)銀錠物理合格率的影響結(jié)果如圖2所示。

圖2 試劑(C6H10O5)n量對(duì)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(dāng)試劑(C6H10O5)n的加入量超過1.2kg時(shí)，再繼續(xù)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(chǎn)成本增加。所以，要達(dá)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(yīng)控制在1.2kg左右為宜。

3.3 試劑(C6H10O5)n反應(yīng)時(shí)間對(duì)銀錠物理合格率的影響

為驗(yàn)證試劑(C6H10O5)n在去氧反應(yīng)過程的最佳時(shí)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(yīng)溫度1200℃的條件下進(jìn)行驗(yàn)證，不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)銀錠物理合格率的影響結(jié)果如圖3所示。

圖3 試劑(C6H10O5)n反應(yīng)時(shí)間對(duì)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(yīng)時(shí)間的增加而而增大，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過6min時(shí)，再繼續(xù)增加去氧反應(yīng)時(shí)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(yīng)完全后，在高溫下出現(xiàn)氧氣反溶現(xiàn)象，導(dǎo)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(yīng)時(shí)間的把握至關(guān)重要，試劑(C6H10O5)n的反應(yīng)時(shí)間控制在6～7min內(nèi)為宜。

3.4 試劑(C6H10O5)n反應(yīng)溫度對(duì)銀錠物理合格率的影響

由于塊狀木炭在去氧反應(yīng)過程對(duì)溫度的要求比試劑(C6H10O5)n高，為探求試劑(C6H10O5)n的最佳反應(yīng)溫度，對(duì)試劑(C6H10O5)n反應(yīng)溫度進(jìn)行了驗(yàn)證。在每爐電銀粉的熔鑄量為150kg，試劑(C6H10O5)n投入量1.2kg，反應(yīng)時(shí)間6～7min的條件下，對(duì)不同溫度下進(jìn)行去氧反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不同反應(yīng)溫度對(duì)銀錠物理合格率的影響結(jié)果如圖4所示。

圖4 試劑(C6H10O5)n反應(yīng)溫度對(duì)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(yīng)溫度的增加而而增大，當(dāng)反應(yīng)溫度超過1120℃時(shí)，再繼續(xù)提高去氧反應(yīng)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(xiàn)了“麻臉”現(xiàn)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(yīng)溫度至關(guān)重要，試劑(C6H10O5)n的反應(yīng)溫度控制在1120℃左右為宜。

4 生產(chǎn)實(shí)踐

利用試劑(C6H10O5)n做為銀錠澆鑄過程的去氧劑及試驗(yàn)選定的工藝條件進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，取得了良好效果，結(jié)果見圖5。實(shí)踐表明，自2012年4月開始對(duì)試劑(C6H10O5)n進(jìn)行反應(yīng)條件驗(yàn)證開始，銀錠的物理合格率一直呈現(xiàn)攀升趨勢(shì)。在歷經(jīng)四個(gè)月的驗(yàn)證后，確定了試劑(C6H10O5)n的最佳反應(yīng)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?yàn)榉磻?yīng)溫度降低，降低的“麻臉”產(chǎn)生頻次；另一方面，由于試劑(C6H10O5)n在去氧過程物質(zhì)形態(tài)發(fā)生改變，由反應(yīng)前粉末狀轉(zhuǎn)變成團(tuán)狀燒結(jié)塊，這種物質(zhì)不但質(zhì)地較輕，并與銀液之間沒有任何互溶現(xiàn)象，能夠較好的與銀液分離，從根源上杜絕木炭渣坑現(xiàn)象的出現(xiàn)，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(jié)果統(tǒng)計(jì)

5 結(jié)論

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

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

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

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

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

［4］張繼榮, 林忠. 高銀陽極銅電解精煉的生產(chǎn)實(shí)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(shù)[M]. 北京:冶金工業(yè)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(tái)人，工程師，主要從事貴金屬生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)及管理工作。E-mail:sunjingtao2012@126.com