铜精炼阳极炉除铅的生产实践

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口重金属

铜精炼阳极炉除铅的生产实践康敬乐f铝洛阳铜业有限公司，南洛阳中河 4 13 ) 709

[摘要]简述了铜电解精炼过程 q高铅阳极的危害， -分析了影响铜精炼阳极炉除铅效果的因素，绍介了操作实践。

[键词】铜；关 阳极炉；炼；精除铅[图分类号】 T 8 0 1 中 F 1.3 . 1 2[献标识码】 B文 [章编号】 17— 13 2 0 )6 0 2— 3文 6 2 60 (0 7 0— 0 4 0

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较多含铅高的杂铜、次粗铜、铜等。另外，黑随着粗铜冶炼原料的进一步深加工。分粗铜的铅含量也部明显升高。( )除铅过程比较困难。的密度大于铜。于 2铅沉炉底，易被氧化，与铜液表面的石英熔剂造渣。不难

随着电子、电器工业的高速发展以及高牌号紫铜生产、工能力的不断提高，纯阴极铜的需求加高逐渐增加，对铜阳极板的要求也在不断提高。粗杂铜阳极炉火法精炼的目的是除去其中各种杂质，尤

其是对电解影响较大的杂质 (铅、、、 )使如砷锑硫，铜品位达到 9 . 90%以上，为电解工序提供合格的阳极板。

( )部分铅在流程中循环。阳极炉渣经鼓风炉 3处理后，出黑铜，分铅富集于黑铜中，产部黑铜又返回阳极炉生产阳极板。 1 .阳极炉除铅机理 2

阳极板中的铅对铜电解影响很大，含量偏高铅时，电解时中会有不溶性的硫酸铅薄膜形成附着在阳极板表面。阻碍阳极板中的铜向电解液中溶解，

火法精炼的实质是将空气中的氧通人铜熔体中使其中杂质氧化。质氧化物形成炉渣浮在熔池杂

造成阳极钝化。阳极钝化使槽电压升高，电耗增大，

表面被除去，同时部分杂质在精炼作业温度下呈气态挥发除去。1 .铅挥发 .1 2

阴极铜易长粒子，降低阴极铜的质量。因此，阳极在炉精炼过程中必须将铅除至工艺要求。出满足电产解生产要求的阳极板。

铅的熔点比较低。 3 75℃。为 2.易挥发。在氧化过程中部分铅挥发随炉气进入烟道排空。但铅的强烈挥发在 1 0 0℃时才发生，

氧化过程的温度为 3而

1阳极板含铅高的原因及除铅机理 某厂铜精练过程中，阳极板含铅偏高，重制严约着高纯阴极铜的产出率。 0 2年下半年该厂阳极 20炉共生产 9 7炉 .其中 5 0炉铅超标。不合格率为5 .%:0 3年共生产 1 2炉， 3 1 5 20 3有 3炉次铅超标 .不

10 0℃左右，达不到铅强烈挥发所需要的温度， 2大部分铅是以氧化造渣的形式除去的。表 1氧化操是作前后铅含量对比。 表 1氧化操作前后铅含量对比

合格率为 2%;0 4年有 1 .%炉次的铅超标， 5 20 56其中含铅最高时为 02%( .9工艺要求不超过 01%) . 5。 11阳极板含铅高的原因分析 . 造成阳极板含铅高的主要原因有：

( )原料含铅高。近年来受原料市场等诸多因 1素的影响。阳极炉的原料来源广，分复杂，中有成其【者简介]康敬乐 (9 O )男，南巩义人，业于中南业大作 17一，河毕学冶金系。现在中铝洛阳铜业公司技术中心工艺科 T作，中级职称。

从表 1中可以看出。约有 2%的铅以挥发形式 0除去，余大部分铅则通过熔剂造渣的形式除去。其

[收稿 E期] 20— 6 2 t 070—6

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20 0 7年 1 2月第 6期1 .造渣除铅 .2 2

康敬乐：炼阳极炉除铅的生产实践精

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分为二氧化硅，当温度在 1 5 0℃以上时，液中的 0铜

金属铅被氧化为氧化铅，与加入的石英熔剂反应， 生成硅酸铅，形成炉渣敲扒出炉外除去。主要反应为：4 u O= C 2 C+ 22 u0 P+ uO P O 2 u b C 2= b+ C P O SO= b SO b+ i2P O i 2 () 1 () 2 () 3

铅很容易被氧化为氧化铅，化铅和石英熔剂结合氧后形成硅酸铅炉渣浮于铜液表面，被扒出炉外，达到除铅的目的。 理论上铅的氧化很容易进行。由于铅的密度但

为 1 . c 3于铜的密度 8 1 4￣ m, 3大 . m,状态下， 9￣c 3熔融 铅沉于炉底，与形成的氧化亚铜接触而被氧化。不易

但在实际生产中，除铅过程比较困难，因主要是：原 ( )铅的密度较大，于炉底，易和氧化亚铜

1沉不反应；( )氧化速度慢，于铅的含量相对较低， 2由与氧

氧化铅的密度为 92g m,近于铜的密度， . e接 在铜液中处于悬浮状态。英熔剂的密度远小于铜，于铜石浮

液表面，因此氧化铅不易和熔剂接触。要使沉于炉底的铅和氧化亚铜接触，时使氧化铅和石英熔剂同反应造渣，需要通过鼓人的高压空气形成剧烈搅

化亚铜接触机会少，的传递速度慢，以氧化；氧难 ( )造渣时间长，英熔剂是以固态形式与氧 3石化铅接触反应，反应速度慢，间长；时 ( )铅易被还原， 4氧化结束后，氧化渣很难扒干净，有一部分氧化铅被还原重新进入铜液，成铅含造量超标。

拌，方面使铅、一氧化铅上浮，一方面促使生成的另氧化亚铜在熔池内均匀地分布。这样， 1 0=在 0c的 2 I

精炼温度下，与氧化亚铜反应生成氧化铅。铜液铅在搅动时，中的氧化铅在下落过程中与铜液表面其

2生产实践21原料特点 .

的石英熔剂接触造渣。表 3中的数据为搅动程度对除铅效果影响的对比。

近年来该厂的原料状况发生了较大变化 .构结复杂，杂质含量高，别是杂质铅含量明显偏高，特如表 2所示。 表 2阳极炉原料中铅含量 %

表 3搅动程度对除铅效果影响的对比

从表 2可以看出，中铅含量较高，均在 0%原料平 . 7

表 3中的 3组数据是在氧化时间基本相同的条件

以上。即使配人部分铅含量较低的粗铜、残极等 .铅含量仍远高于技术指标要求。此 .要采取相应因需的措施，独进行脱铅，铅含量低于 01%。单使 .52 .除铅操作 2

下所取得的。中每一组效果较差的是由于氧化时其搅动次数少造成的。化过程中氧化管基本固定在氧一

个地方，动少，于炉底的铅不易和鼓人的氧移沉

接触。剂和氧化铅接触机会少。渣反应进行缓熔造

221熔剂的添加量 ..

慢，熔剂利用率低，除铅效果在 4%以下。效果较好 0的一组是由于氧化过程中多次移动氧化管，其尽将

根据造渣反应，以计算出除铅所需熔剂的理可论量。生产中适当增加熔剂的添加量。在考虑到氧化过程

中熔剂的利用率，根据多次试验的结果。熔剂的添加量以理论量的 1~ . 2倍为宜。 522 ..搅拌程度 2

可能深插入炉底，铜液剧烈搅动，时利用鼓人使同的高压空气将熔剂吹散，熔剂均匀地分散在铜液使表面。加了氧化铅和熔剂接触的机会，进造渣增促反应的进行。这样操作除铅率达到了 7%以上。 0 可以看出，强搅拌，插氧化管，利于造渣加深有反应的进行，进除铅进行。促223熔剂在炉内的停留时间 ._

氧化时铜液是否经过剧烈的搅拌，系到金属关铅能否被氧化成氧化铅和氧化铅能否与熔剂充分接触并发生反应造渣。

氧化除铅过程中所加熔剂的为石英砂 .效成有

除铅能否达到预期的效果，一个重要因素在另

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于熔剂在炉内的停留时间，即熔剂和氧化铅反应时间的长短

原困难，长还原时间，加各种材料消耗。延增 根据生产实践，氧化除铅过程一般控制 2 3h~ 为宜。 22 扒渣操作 .. 4

石英熔剂的主成分是二氧化硅，含量在 9%左 0右。二氧化硅的熔点为 1 1 0℃,化时的温度为 7氧 10 0℃左右， 2达不到二氧化硅的熔化温度，氧化二硅在炉内是以固态形式存在并和氧化铅反应的，这种固态、液态之间的反应进行的速度比较缓慢，充足的反应时间才能保证除铅反应进行充分。

精炼过程及时扒渣，有利于造渣反应进行，促进铅的脱除。 由于阳极炉的原料结构比较复杂，多不熔性的有许浮渣存在，部分浮渣主要由耐火材料、这可燃物灰烬等物质组成，粘度大、动性小、以熔化。如其流难果直接加人熔剂，剂会被浮渣包裹，以与氧化熔难铅接触发生反应，氧化时间延长，不到除铅的使达效果。因此，在物料完全熔化后，加人熔剂前，应先把浮渣扒出炉外，加人熔剂，加熔剂和氧化铅再增

生产实践中，造渣反应时间不应少于 2h以使 ,反应充分进行。表 4列举生产实践中阳极炉的除铅

操作参数，铅效率在 6%~ 0除 5 9%之间，过 1次到经 2次

这样的造渣反应，铜液中的铅含量一般都能达到阳极板对铅含量的要求。

的接触机会，进造渣反应的进行，短氧化时间。促缩

表 4生产实践中阳极炉的除铅操作参数

实际生产中采取这种做法取得了较好的效果，0 8%以上的炉次能够达到一次除铅至小于 01,炉次 .每%缩短炉时 05 1 ,约重油 1 0 g左右，时 .~ . h节 5 0k 0同

节约了氧化管、剂、熔耐火材料等辅助材料，低了降

劳动强度，提高了工作效率。23存在的问题 -

阳极炉精炼除铅过程还存在以下问题：化结氧束后，经分析，含量在 01%以下，铅 .5达到要求，阳但极板中的铅含量又出现超标，必须进行二次造渣。

造成这种现象的主要原因是还原前炉渣没有彻底扒干净 .原时一部分铅被还原重新进人铜液。按还

照工艺要求，氧化结束后，铜液表面的浮渣不大于 1实际生产中。个别操作人员为了赶时间，熔剂在加人后 1 1 h甚至更短时间内即开始扒渣，于~. . 5由 m。但由于氧化后期渣量少， 同时为了减少铜损失。

炉渣不易扒干净：另外，某些操作工经验少，操作不当，会引起类似问题。也

造渣反应没有充分进行，出的渣内含有大量的石扒英熔剂颗粒，铅效果不理想，不到工艺要求，除达需要重新进行氧化造渣作业，长了氧化时间，成延造人力、物力的浪费。

3结语 通过采取措施。加强铜液的搅拌，证氧化时间保等。阳极炉精炼过程中能够有效地除去绝大部分铜

适当延长氧化时间，能使除铅反应更完全彻底，氧化造渣反应的时间过长，产生一些不良影但会响，要表现在：化后期产生过量的氧化亚铜，主氧浮于铜液表面。这部分氧化亚铜易随炉渣被扒出炉外，成大量的铜损失，造降低铜的直收率。同时使还

杂质铅 .阳极板含铅符合技术要求。2 0 0 5年上半年阳极炉共生产 7 7炉次，含铅全部达标，最高值为01% . . 4最低为 00%。 . 2

『考文献】参I1朱祖泽，家齐、代铜冶金学]京：学出版社，0 3 1贺现 .北科 20.

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