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銅精煉之陽極泥的火法熔煉－分銀爐簡介

貴鉛（包括返回渣貴鉛）及粗銀粉均采用分銀爐精煉，產出含金、銀總量97%以上的金銀合金陽極板送電解提銀。

某廠所用的小型分銀爐為1t的圓筒形臥式轉爐。爐體由厚15mm的鍋爐鋼板卷焊而成。爐內襯以10mm石棉板一層和鎂磚一層。爐膛內部直徑1.1m、長1.3m，容積1.23m³，按容積的五分之二裝料，每爐可處理貴鉛3～4.5t，或處理粗銀粉1.5～2t。爐子的形狀、支承及傳動形式均與圖1貴鉛爐相同，但因爐子較小，故只在正前方開一長400×高300mm的爐口，供加料、出料和煙氣出口用，并在爐體一側開孔設高壓噴嘴供重油、蒸汽和風。煙氣經水套煙道、內襯耐火磚的鋼煙道和冷卻煙道然后進入布袋收塵系統，收塵后的水蒸汽經煙囪排入大氣。當不收塵時，煙氣由地下副煙道經煙囪排入大氣。

圖1 轉爐示意圖

一、分銀爐的烤爐和洗爐

分銀爐的烤爐和洗爐與貴鉛爐大致相同。由于分銀爐的磚層薄，大修需烤爐5d（120h），停爐再生產通常需烤兩天。洗爐24h。為了保證金銀合金陽極板產品的質量，原則上應使用質量較純的廢鉛來洗爐。

二、浸出渣貴鉛的熔煉

熔煉浸出渣貴鉛，每爐處理量3～4.5t，不配熔劑。加料后，隨著爐溫的升高爐料逐漸熔化，經3～4h待貴鉛完全熔化后，逐步升溫并保持爐溫在1050～1150℃，架設風管吹風氧化。吹風管管口置于熔融金屬液面以上約150mm處，吹入的風最好只使熔融金屬液而產生波紋，以免引起金、銀的飛濺損失。每爐氧化精煉時間通常為35～60h。過程中要經常檢查爐溫、吹風量及氧化情況，不時改變吹風位置。并隨時扒出氧化生成的浮動干渣。但當爐溫過低、吹風量過大時，氧化干渣生成速度過快，這就必然使大量金、銀進入干渣中而造成損失，這種情況是不希望出現的。

在分銀爐氧化熔煉過程中，貴鉛中的各種雜質大致按鋅、鐵、銻、砷、鉛、鉍、鎳、硒、碲、銅的順序氧化除去。但它們的氧化除去與氧化開始順序并不完全一致。

開始，爐料中的砷、銻大部分生成揮發性的三氧化物呈煙氣逸出，部分生成不易揮發的五氧化物：

4As＋3O₂→ 2As₂O₃↑

4Sb＋3O₂→ 2Sb₂O₃↑

4As＋5O₂→ 2As₂O₅

4Sb＋5O₂→ 2Sb₂O₅

這時，雖有部分鉛開始氧化，但生成的氧化鉛除極少數揮發外，大部分又被砷、銻、鐵、錫等雜質還原成金屬鉛：

2As＋3PhO→ As₂O₃＋3Pb

2Sb＋3PbO→ Sb₂O₃＋3Pb

Fe＋PbO→ FeO＋Pb

Sn＋2PbO→ SnO₂＋2Pb

另一部分氧化鉛，則與砷、銻反應生成亞砷酸鉛和亞銻酸鉛：

2As＋6PbO→ 3PbO·As₂O₃＋3Pb

2Sb＋6PbO→ 3PbO·Sb₂O₃＋3Pb

亞砷酸鉛與過量的空氣作用，部分氧化呈砷酸鉛進入渣中：

3PbO·As₂O₃＋O₂→ 3PbO·As₂O₅

亞銻酸鉛與爐料中的銻作用，生成揮發性的三氧化銻，并還原鉛：

3PbO·Sb₂O₅＋2Sb→ 2Sb₂O₅↑＋3Pb

來不及揮發的部分三氧化銻，又被氧化成五氧化銻，并與氧化鉛作用生成銻酸鉛進入渣中：

Sb₂O₃＋2PbO→ Sb₂O₅＋2Pb

Sb₂O₅＋3PbO→ 3PbO·Sb₂O₅

隨著砷、銻的揮發和造渣，煙氣逐漸由深變淺。爐料中的鋅、鐵氧化物，在氧化鉛的作用下，也與砷、銻反應生成亞砷酸鹽、亞銻酸鹽并氧化成砷酸鹽和銻酸鹽進入渣中而被除去。此時，熔池液面呈暗至暗綠色，渣成糊狀，并具有很大的粘性。

當鋅、鐵、砷、銻大部分揮發和造渣除去后，即開始鉛的大量氧化過程：

2Pb＋O₂→ 2PbO

鉛開始氧化揮發時，煙氣逐漸轉為青灰色，從熔池底部取出的金屬樣斷面發青并呈細粒結晶。隨著大量鉛的氧化揮發，煙氣由青灰轉為淡灰黃色。此時，碲開始氧化進入渣中。利用火法熔煉過程回收碲的工廠即可造碲渣。但有些工廠卻控制到熔池中合金含金、銀總量在80%以上時才開始造碲渣。

貴鉛中的碲和硒均為化合物，它們除少部分在氧化氣氛中可自行氧化外，大部分則依靠加入強氧化劑（硝石等）所分解的活性氧才能氧化。為便于用浸出法回收碲，造碲渣是在強烈攪拌下向熔池中加入為貴鉛重量1%～3%硝石和3%～5%碳酸鈉的混合氧化劑，使碲和硒氧化并生成亞碲（硒）酸鈉進入渣中：

2NaNO₃→ Na₂O＋2NO₂＋〔O〕

MeTe＋3〔O〕→ MeO＋TeO₂

TeO₂＋Na₂CO₃→ Na₂TeO₃＋CO₂↑

MeSe＋3〔O〕→ MeO＋SeO₂

SeO₂＋Na₂CO₃→ Na₂SeO₃＋CO₂↑

造出的碲渣，用苛性鈉水溶液浸出，浸出液送回收碲和硒，浸出渣返回處理回收金、銀。造碲渣要正確掌握時機，早了，碲尚未大量氧化，造不出富碲渣；晚了，碲已氧化成難溶物進入渣中并部分揮發跑掉。

除去大部分鉛、硒、碲后，煙氣逐漸轉為粉紅色，即銅進入氧化期。銅開始氧化時，與氧化鉛發生以下可逆反應。隨著反應的進行，鉛逐漸被氧化除去：

Cu₂O＋Pb→ PbO＋2Cu

鉍在銅大量氧化時也開始氧化生成三氧化鉍：

4Bi＋3O₂→ 2Bi₂O₃

三氧化鉍的沸點很高（1980℃），不易揮發。由于氧化鉛的存在。故大部分三氧化鉍與氧化鉛形成低熔點（817℃。PbO的熔點為883℃，此時PbO中因溶解有3%～6%的銀而降低至840℃）、流動性好的呈亮黃色的稀渣，覆蓋在熔池液面。這時大部分鉍巳氧化造渣，回收鉍的工廠可將此亮渣（俗稱高鉍渣）放出，送提取鉍。

由于強烈的氧化作用，此時部分銀實際上也被氧化成氧化銀。但熔池中尚含有其他金屬雜質，生成的氧化銀很不穩定，很快就被銅、鉍等還原成金屬銀，并相應生成銅、鉍等氧化物：

2Ag＋½ O₂→ Ag₂O

Ag₂O＋2Cu→ Cu₂O＋2Ag

3Ag₂O＋2Bi→ Bi₂O₅＋6Ag

爐料中的少量鎳，則生成NiO進入渣中而被除去。

隨著其他雜質的氧化除去，銅便進入主要氧化期（伴隨鎳、鉍等殘余雜質的氧化），并大量揮發，使煙氣變濃呈粉紅直至暗紅色。此時從熔池底部取出的金屬樣斷面呈粉紅至暗灰紅色，結晶由細變粗。隨著銅的進一步氧化，渣內氧化銅大量富集，金屬樣斷面出現大顆粒具有玻璃光澤的氧化銅結晶，或于斷面某一處集中有褐紅色呈浸染狀的氧化銅。銅經過進一步氧化并大量造渣后，從取出的金屬樣表面可以看見析出大量銀白色的銀，樣子斷面呈淺灰粉紅色細粒結晶，局部存在大量渣。此時，即可以開始清合金。

所謂“清合金”，是指爐料中的某些賤金屬雜質，特別是銅等高電位金屬，不能單靠吹風來氧化它們而使之造渣或揮發除去，而必須向熔融合金中加入強氧化劑使之氧化除去的作業。清合金通常使用強氧化荊硝石，它可分解放出活性氧來氧化合金中殘余的銅、鎳、鉍等使之進入渣中而得以除去：

2NaNO3→ Na₂O＋2NO₂＋〔O〕

2Cu＋〔O〕→ Cu₂O

2Bi＋3〔O〕→ Bi₂O₃

Ni＋〔O〕→ NiO

Te＋2〔O〕→ TeO₂

實際生產中，有經驗的操作人員往往適當延長吹風氧化，推遲開始清合金的時間。這樣做是為了使銅等雜質盡可能多氧化除去一些，以縮短清合金的作業時間，減輕勞動強度、減少硝石消耗和降低金、銀損失。因為當熔融合金表面覆蓋有大量渣時，即使風量較大，吹風過程中金、銀的“揮發”損失也是很小的。而在清合金時，合金表面無覆蓋劑，在長時間強烈攪拌和氧化條件下，高速的煙氣氣流必然會夾帶走大量微細的金、銀顆粒，使金、銀的“揮發”損失增大。清合金作業的時間愈長，金、銀的損失就愈多。

開始清合金前2h，將爐溫升至1250～1300℃，使爐壁上的渣熔下，以便在清合金前或清合金過程中一道除去。以免清合金結束后，合金放出大量潛熱，將爐壁上的渣烘烤下來，影響金、銀合金板質量。

清合金時，先放出稀渣，扒出粘渣后，停止供油、風，在鐵扒子連續強烈攪拌合金的同時，向熔池中加入一批硝石。強烈攪拌是為了使分解出來的活性氧能與合金中所有的雜質充分接觸，以加速賤金屬雜質的氧化。邊攪拌邊加硝石，是為了防止加入的硝石在熔池液面結成黃色砂糖狀硬殼而引起爆炸。按上述的爐料，每批加入硝石20～25kg。加完一批后，在繼續強烈攪拌下先供入少量風、油，以免硝石強烈燃燒掉而降低氧化效果。經數分鐘后停止攪拌，再加大風、油量升溫，然后用風管往熔池液面吹風（如前法）以促進雜質的氧化。吹風氧化15min后，取熔池金屬樣觀察效果。半小時取出風管，放出稀渣，再如上法加硝石進行第二次和第三次……清合金。一直到熔池合金面上渣量已不多時，改為加兩批硝石（1h）放一次渣。清合金作業一直進行到從熔池底部取出的金屬樣表面光滑平整呈純的銀白色，樣面中間有一條細而均勻的冷凝小溝，樣子很難打斷，打斷后斷面呈鴨蛋青色時為止。此合金中含金、銀總量在97%以上。

此時，合金液面尚有一層不易清除的稀薄渣。這層渣可在停止供油、風后，往合金液面撒一極薄層干燥的水泥或骨灰，將其吸附后扒出。然后將合金放入經預先烤熱的煲子內，往煲子液面加兩只稻草把子（或草灰），以燃燒除去部分氧，并起保溫和隔離渣的作用。

在煲子液面繼續燃燒草把時，將合金澆入預先烘熱的陽極模內。冷凝后取出，剃除飛邊毛刺送電解提純銀。某廠的陽極板（一次合金板）長250mm×寬190mm×厚15mm。

分銀爐吹煉產出的干渣和清合金前放出的稀渣，經鼓風爐富集后返回貴鉛爐熔煉銅銀合金。清合金前的粘渣和清合金過程中放出的稀渣，直接返回貴鉛爐熔煉返回渣貴鉛。

分銀爐造碲渣和清合金時，為避免加硝石的煙氣腐蝕收塵布袋，應關閉收塵設備，讓煙氣從副煙道經由煙囪排入大氣。其余時間均應進行收塵。收集的煙塵可供貴鉛爐洗爐用，或據煙塵中金、銀含量送去熔煉貴鉛或銅銀合金。

某廠處理分銀爐的煙塵，是將其分步氧化熔煉。先煙化除去砷、銻，至不冒白煙（捕集的煙塵送回收砷、銻），然后進行氧化除鉛，煙塵送鉛系統處理。除鉛后的合金再按銅銀合金處理。

三、返回渣貴鉛的熔煉

貴鉛爐產出的返回渣貴鉛，就成分而言屬高銅低金的銀合金。一般含20%銀、0.5%金、20%～40%銅（有時高達60%）。由于貴鉛含銅高，熔煉時銅的氧化需要占用很長的時間，故每爐總冶煉時間有時超過100h。上述的1t分銀爐，每爐可處理返回渣貴鉛約4t。

返回渣貴鉛熔煉的操作與浸出渣貴鉛大致相同，但由于此一爐料含碲很少，生產碲的工廠通常也不造碲渣。

某廠曾用分銀爐熔煉過含銅約60%的返回渣貴鉛，但由于含銅太高，未能使銅、銀分離。對這種高銅貴鉛，如將其熔煉成銅銀合金再處理，較易達到預期目的。

四、粗銀粉的熔煉

粗銀粉的來源通常有二：一是從陽極泥硫酸鹽化浸出脫銅液中置換出來的，含銀約80%，并含有少量硒、碲、銅等雜質；另一為從銀電解廢液和洗液中置換出來的，含銀常大于80%，主要雜質是銅。

一噸分銀爐，每爐可熔煉粗銀粉1.5～2t。一般配入8%碳酸鈉、4%螢石粉。爐料入爐經5～8h熔化后，使用風管于熔池液面上吹風氧化。操作方法與浸出渣貴鉛大致相同。由于爐料中含銅等雜質少，每爐總冶煉時間約20～30h。生產碲的工廠通常造碲渣。經熔煉產出的陽極板含銀達97%左右，含金極少。

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點擊次數：更新時間：2013-07-29 15:18:08 【打印此頁】【關閉】

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