卡尔多炉处理铜阳极泥生产多尔合金配料工艺优化实践

陈占飞

（紫金铜业有限公司，福建 上杭 364200）

卡尔多炉又称斜吹转炉，用于处理铜阳极泥始于1993年。自2007年至今，国内已陆续有数家企业采用该工艺从铜阳极泥中回收金、银、硒、碲等。某企业采用0.8m3卡尔多炉，设计年处理铜阳极泥2000t，已正式投产。

1 前期生产中的主要问题

单炉作业周期长，能耗高，银直收率低。通过先排上层稀渣，再加少量焦粉继续熔炼、排渣的方法，渣中银含量并降低不明显，反而使焦粉消耗增加、熔炼周期更加延长；另外，高温熔体中直接加入焦粉时，炉内反应剧烈，易导致喷炉。其次，吹炼渣粘稠、渣量大，喷枪及喇叭口粘渣严重，吹炼温度难以控制，喇叭口须每炉清理一次，劳动强度大。

2 主要问题分析与优化

2.1 还原剂配比对主要作业指标影响分析

元素氧位与温度关系图[1]分析可知，一定范围内，还原剂配比增加，金、银、铅及其他杂质还原会更加充分，有利于提高金、银直收率。但熔炼终点将持续后延，熔炼周期延长，能耗增加，卡尔多炉作业效率下降。图1为实际条件下，焦粉配比与渣含银及熔炼周期关系。

图1 焦粉配比与渣含银及熔炼周期关系

随着还原剂配比上升，贵铅中Pb及其他杂质含量增加，将导致后续吹炼周期延长，除铅所用石英砂量也会逐渐增加，吹炼渣中银损失高，各种能耗上升，作业效率下降。图2为实际条件下，焦粉用量与吹炼周期及除铅用石英砂耗量关系。

图2 焦粉用量与吹炼周期及除铅用石英砂耗量关系

由图1、图2可知，焦粉配比增加仅利于提高银直收率，而且随着焦粉配比提高至4.0%，熔炼渣中银含量降低幅度不再明显。对焦粉配比在2.6%以上的熔炼渣进行物相分析，结果显示渣中银为游离态，且此时贵铅中Pb已高达40%以上，表明实际焦粉配比偏高。

2.2 指标调整优化

拟通过进一步降低熔炼渣粘度，提高贵铅与渣的分离效果，以达到提高银直收率的目的。根据硅酸盐熔体聚合物理论[2]，适当提高苏打加入量可以降低炉渣粘度。且由反应（1）、反应（2）可知，Na2CO3可代替焦粉与阳极泥中Ag2SO4反应生成单质Ag，有利于进一步降低熔炼焦粉消耗。

逐渐下调焦粉配料比、上调苏打加入量，经过对比调整，贵铅中Pb由40%以上降至18%～20%，银直收率、石英砂及氧化铅消耗等指标均得到好转；达到熔炼终点后一次性排出熔炼渣，不必额外加入焦粉继续熔炼，操作简化，熔炼时间更短。阳极泥、吹炼渣熔炼指标对比如表1、表2，吹炼石英砂耗量及单炉周期指标对比如表3。

实际统计平均每炉次主要消耗指标：除苏打耗量增加212.3kg外，氧化铅、石英砂、焦粉耗量分别下降117.8kg、85.1kg、185.6kg，折合成本下降约3073元/炉次，节约辅料成本约80万元/年；Ag直收率上升1.953%，卡尔多炉作业效率提升8.91%。此外，喇叭口粘结情况也得到明显改善，减少为每两炉清理一次，平均每炉系统清理时间减少1.85h。

表1 阳极泥熔炼指标对比

表2 吹炼渣熔炼指标对比

表3 吹炼石英砂耗量及单炉周期指标对比

2.3 相关问题及措施

问题：配料优化后，苏打配入量上升且粒度过细，导致炉料透气性变差，苏打高温分解为CO2生成量增加，使炉况变差，易导致喷炉发生。

措施：调整炉料配料顺序，将苏打置于每小批炉料最下层优先加入炉内，以增强上层炉料透气性。苏打与炉内高温熔体直接接触，使苏打附近温度能够尽快达到近1200℃[3]而分解，及时生成CO2并逸出，从而降低了炉内苏打聚集量，为后续批次苏打的配入提供安全条件，有效地解决了上述问题。

3 结语

通过进一步降低炉渣粘度有效解决了银直收率低的问题；通过降低焦粉消耗明显缩短了单炉作业周期，提高了卡尔多炉作业效率，产量得到提升，规模效益凸显。考虑到原料成分波动情况，生产中将贵铅中Pb18%～20%作为还原剂调整的参考依据。熔炼渣Pb/SiO2控制在3.0为宜。