降低废杂铜反射炉精炼渣含铜的生产实践

□文/王 猛

广州珠江铜厂有限公司

降低废杂铜反射炉精炼渣含铜的生产实践

□文/王 猛

广州珠江铜厂有限公司

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

结合生产实际分析了废杂铜反射炉精炼渣含铜高的原因，介绍了降低渣含铜所采取的措施。措施实施后，渣含铜明显降低，经济效益显著。

广州珠江铜厂有限公司90吨反射炉处理的原料主要为废杂铜，2007年大修技改后产能明显提升，但仍存在工艺落后，炉渣含铜偏高的问题。工厂通过科学论证及生产实践，查找出导致反射炉渣含铜高的原因，采取了一系列科学有效的措施，渣含铜明显降低，取得了可观的经济效益。

一、废杂铜反射炉精炼的基本概况

1. 工艺流程

废杂铜反射炉精炼工艺流程见图1。

2. 基本原理

杂铜中多数杂质与氧的亲合力都大于铜与氧的亲合力，并且这些杂质氧化物大多在铜液中的溶解度小，向熔体中鼓入空气，杂质将优先氧化脱除。由于熔体中铜占绝大多数，杂质量很少，氧化时铜首先被氧化：

生成的Cu2O与铜液中的杂质反应：

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

由于铜液中铜的浓度很大，故可认为a（Cu）=1，反应(2)的平衡常数为：

因a(Me)=γ(Me)·N(Me)，则杂质在铜液中的极限浓度为：

上式中Me为杂质金属；a表示活度；γ为活度系数，N为摩尔分数。

由式(4)可以看出，一定温度下铜液中残留杂质的浓度与铜液中Cu：O的含量成反比，[Cu：O]越大，[Me]越小，即残留在铜液中未氧化的杂质越少，精炼作业愈完全。为了迅速、彻底地除去铜液中的杂质，应力求强化氧化过程，使Cu2O在铜液中的浓度达到饱和状态。

二、废杂铜反射炉精炼渣含铜偏高的原因

经分析，导致反射炉渣含铜偏高的主要原因有：

1. 原料搭配不合理。受铜料供应市场环境等因素的影响，人炉物料铜品位波动大。另外，部分非铜金属杂质未经分拣直接入炉，非铜杂质量过大，生产过程难控制，渣含铜量不稳定。

2. 氧化吹风控制不当。铜料未完全熔化便开始吹风，以及风量不稳定，吹风时间长，导致过度氧化。

3. 造渣操作不合理。氧化造渣阶段，石英砂投入量、投入时间不合理，使得氧化造渣不彻底，造成铜渣分离困难，炉渣量大且含铜高。

4. 石英砂粒度过大。造渣熔剂石英砂粒度过大，造成石英用量多，使用量难以控制。从实际生产中扒出的固体炉渣中可以明显看见未熔化的石英砂。

5. 扒渣前没有对渣中铜进行相应的还原操作。

6. 员工操作水平有待提高。工人进行扒渣操作时，机械夹带的铜多，倒渣时在渣斗底部经常可以明显看到金属铜。

三、降低废杂铜反射炉精炼渣含铜的生产实践

1. 采取的措施

工厂针对上述情况，采取了以下措施：

(1)科学配料。根据来料量及原料品位进行配料，加强原材料挑拣及筛选，减少非铜杂物进入反射炉熔炼，稳定炉料品位，避免炉料品位波动大生产过程难以控制。

(2)严格吹风制度。铜料熔化90%以上时再进行氧化吹风，氧化吹风阶段勤摆动风管。改造空气压缩机，维持吹风风压在0.2MPa，防止过早吹风及风压不稳导致吹风时间长产生过氧化。

(3)加强生产工艺过程控制。石英砂在准备造渣时再投入，按照科学配料计算的杂质量控制石英砂的投入量。

(4)造渣熔剂采用合适的粒度。石英砂的粒度由原来的8～16mm调整至2～4mm。

(5)在扒渣操作前半小时加入一定量的小焦炭，使渣中的铜还原。

(6)提高操作人员的业务水平。对操作人员进行技术培训，提高责任心，提高造渣操作水平，减少扒渣时铜的机械夹带损失，降低人为因素造成的影响。

2. 实施效果

采取上述措施后，反射炉渣含铜明显降低。工厂措施实施前与措施实施后一年的反射炉的渣含铜见表1。

由于缩短了氧化吹风时间及采取科学配料，反射炉生产炉时由原来的平均28～30小时降至目前的24小时以内，缩短了4～6小时。

由于炉料相对稳定，造渣熔剂石英砂的投入量相对固定以及其粒度减小，反射炉渣量明显减少，反射炉渣量由2007年的平均每炉16.08吨降低至2008年的平均每炉13.94 t，下降了13.31%。

由于科学配料及严格控制工艺操作，反射炉阳极板生产金属损耗明显降低，见表2。

由于渣含铜降低，阳极板生产直收率由2007年的平均95.05%提高到2008年的96.45% ，提高了1.40% 。

另外，渣量的降低和非铜杂质金属前期分拣，降低了操作人员的劳动强度，现场环境也得到明显改善。

采取相应的改进措施后，反射炉渣含铜明显降低。2008年措施实施后反射炉渣含铜降低了2.43%，渣中铜金属的量减少约70吨，按每吨纯铜4万元计算，一年减少损失约120万元。阳极板金属损耗降低6.23 kg／t，比2007年累计减少金属损失172吨，价值约688万元。

四、结束语

实践表明，通过采取科学配料及改进工艺操作等措施，反射炉渣含铜明显降低，渣量减少，金属损耗减小，操作人员的劳动强度降低，改进的效果显著。

表1 措施实施前后反射炉渣含铜(质量分数) 单位：%

表2 措施实施前后反射炉阳极板金属损耗 单位：kg／t

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