阳极铜主品位杂质质量控制方案

1阳极铜质量控制方案（初搞）阳极铜产品质量是否达标是否合格，主要是由原料的组分和比例以及生产过程控制两个方面因素决定的;云铜凯通在2012年和2013年的生产经营中，因阳极铜产品不合格造成的降档判次造成的经济损失分别为1400万元、1600万元。质量问题已经严重影响公司的生产经营活动，必须从质量保证体系方面高度采取措施，制定全方位的解决方案，各部门分工协作，各负其责来解决这一问题，争取2014年有一个较大的改观，将经济损失降到最低。１2012年和2013年阳极铜销售品质云铜凯通主要导致2012年和2013年的阳极铜降档判次是因阳极铜中各项杂质指标超标所致；其中主要为砷、铅、铋、锑、镍等元素。这些元素在混合铜精矿入炉使用时便含带一定的量，在整个冶炼过程中由于混合铜精矿中带入的杂质基数大于系统脱除率，剩余的部分最终进入阳极铜内，导致阳极铜主品位不达标和杂质超标等。云铜凯通2013年的阳极铜销售明细如表1所示：表12013年云铜凯通阳极铜销售明细表（2012年因数据不全，未列出明细）云铜凯通出厂净重出厂金属量主品位判粗铜金属量外形判粗铜金属量铋超标判粗铜金属量锑超标判粗铜金属量铁超标判粗铜金属量合计（吨）17112.8816911.116736.3490.5161911.754199.6442371.566占总量比例（%）————39.83——11.311.1814.0222杂质对产品质量的影响和系统脱杂分析2.1杂质对产品质量的影响杂质即铜精矿组分中特含有的如Au、Ag、Ni、Co、Zn、Pb、Sn、As、Sb、Bi、Te、Se及Fe和S等；这些元素在铜冶炼过程中由于有部分跟铜的亲和力较强所以在生产过程中，在系统内是较难脱除的；根据各元素的性质不同在流程中所脱除的量也不一样，最高的个别元素在冶炼中按一定比例可脱除约80%～90%左右，而有些则只能脱除40%～60%甚至更低，如Pb、Bi、Ni、Se、Sb等。这些元素在冶炼过程中因热力学条件、动力学因素和工艺操作条件等分别以各种形态进入炉渣、冰铜、粗铜、阳极铜和烟气中。主要以造渣或挥发两种机理脱除。可以金属蒸气挥发，或以硫化物或氧化物形式挥发进入气相中。原料中杂质元素基数高，对产品质量及生产安全稳定运行影响就大。因此，其杂质元素分布和脱除是对生产稳定性和产品质量最直接的影响。云铜凯通经过2012年和2013年的生产销售可知，主要影响阳极铜产品质量的杂质有As、Pb、Bi、Ni、Sb以及Fe六项；其中As、Pb、Bi、Ni、Sb在冶炼过程中是以杂质的形式存在，而Fe则是因生产过程控制不慎所致。Ni在系统中的性质和Au、Ag是同理的，所以冶炼过程中Ni基本是不可脱除的，只能通过贫化处理；Sb在2013年才出现超现象，所以并未纳入常规分析中。As、Pb、Bi在2012年和2013年的生产中，经过详细的跟踪分析并得出。As、Pb、Bi在系统中的脱除率和分布情况。32.2系统脱杂分析弄清各杂质在系统中的脱除率和分布是对阳极铜产品质量控制的主要手段之一，也是生产工艺和配料技术的主要指导依据。在2012年和2013年生产较稳定的提前下，特对As、Pb、Bi在冶炼过程中各个工序中的分布和脱除以及总脱除率进行跟踪和分析，得到的数据和结果如下。2.2.1As、Pb、Bi在顶吹炉中的分布和脱除情况As、Pb、Bi在顶吹炉中的分布和脱除如表2所示表2As、Pb、Bi在顶吹炉中的分布和脱除砷、铅、铋在熔炼系统的投入量和产出量砷、铅、铋在各物料中的脱除比例（%）名称AsPbBiAs百分比Pb百分比Bi百分比原料入炉总量7240.65吨重量/吨50.6866.3120.03100100100百分比/%0.700.920.28产出重力尘160吨重量/吨7.359.963.7914.5015.0218.92百分比/%4.606.222.37产出电收尘240吨重量/吨21.1828.6513.3017.4218.0144.29百分比/%8.8311.945.54产出熔炼炉渣4160.01吨重量/吨13.5712.41微量26.7817.720.00百分比/%0.330.30微量产出冰铜2534.23吨重量/吨8.5615.292.7016.8923.0613.48百分比/%0.340.600.114砷、铅、铋在熔炼系统中的总脱除率（%）As83.07(%)42.10(吨)Pb76.94（%）51.02（吨）Bi85.32（%）17.09（吨）如表2所示As、Pb、Bi在顶吹炉中的脱除率分别为83.70%、76.94%、85.32%；在入炉混合铜精矿中带入的As：0.70、Pb：0.92、Bi：0.28经顶吹熔炼炉脱除后，在冰铜中的含量分别为As：0.34、Pb：0.60、Bi：0.11。2.2.2As、Pb、Bi在转炉吹炼中的分布和脱除情况As、Pb、Bi在转炉吹炼中的分布和脱除如表3所示表3As、Pb、Bi在转炉吹炼中的分布和脱除砷、铅、铋在转炉系统的投入量和产出量砷、铅、铋在各物料中的脱除比例（%）名称AsPbBiAs百分比Pb百分比Bi百分比入炉冰铜量2534.23吨重量/吨8.5615.292.70100100100百分比/%0.340.600.11产出转炉尘量30吨重量/吨0.470.750.885.454.9032.62百分比/%1.572.502.93产出转炉渣量1517.39吨重量/吨6.2612.181.5573.1779.6357.57百分比/%0.420.800.10产出粗铜科量1019.702吨重量/吨1.842.360.2721.4715.439.91百分比/%0.180.230.026砷、铅、铋在转炉系统中的总脱除率（%）As78.62(%)6.73(吨)Pb84.53（%）12.93（吨）Bi90.19（%）2.43（吨）5如表3所示As、Pb、Bi在转炉吹炼中的脱除率分别为78.62%、84.53%、90.19%；冰铜中带入的As：0.34、Pb：0.60、Bi：0.11经转炉吹炼脱除后，在粗铜中的含量分别为As：0.18、Pb：0.23、Bi：0.026。2.2.3As、Pb、Bi在阳极炉精炼中的分布和脱除As、Pb、Bi在阳极炉精炼炼中的分布和脱除情况如表4所示表4As、Pb、Bi在阳极炉精炼炼中的分布和脱除砷、铅、铋在转炉系统的投入量和产出量砷、铅、铋在各物料中的脱除比例（%）名称AsPbBiAs百分比Pb百分比Bi百分比入炉粗铜科量1019.702吨重量/吨1.842.360.27100100100百分比/%0.180.230.026产出炉渣和尘量60吨重量/吨0.300.290.0216.3012.297.41百分比/%0.500.480.03产出阳极铜量958.52吨重量/吨1.542.070.2573.1779.6392.59百分比/%0.160.220.025砷、铅、铋在阳极炉系统中的总脱除率（%）As16.30(%)0.30(吨)Pb12.29（%）0.29（吨）Bi7.41（%）0.02（吨）如表4所示As、Pb、Bi在转炉吹炼中的脱除率分别为16.30%、12.29%、7.41%；粗铜中带入的As：0.18、Pb：0.23、Bi：0.026经阳极炉精炼脱除后，在阳极铜中的含量分别为As：0.16、Pb：0.22、Bi：0.025。6即As、Pb、Bi在各子系统中的脱除率如表5所示表5As、Pb、Bi在各子系统中的脱除率和总脱除率名称AsPbBi顶吹熔炼系统脱除率（%）83.0776.9685.32转炉吹炼系统脱除率（%）78.6284.5390.19阳极铜精炼系统脱除率（%）16.3012.297.41整个流程中总脱除率（%）96.9496.9097.5572.2.4As、Pb、Bi系统中的分布和脱除流程As、Pb、Bi系统中的分布和脱除流程如图1所示3.As、Pb、Bi在转炉内的总脱除率（即As：0.34（100%）Pb:0.60(100%)Bi:0.11(100%)）As：78.62%、Pb:84.53%、Bi:90.19%进入粗铜中的成分为As：0.18、Pb：0.23、Bi：0.026总量分别为：21.47%、15.43%、9.91%其中烟尘中As、Pb、Bi的脱除量分别为：5.45%、4.90%、32.62%As、Pb、Bi在顶吹炉内的总脱除率：As：83.07%、Pb:76.96%、Bi:85.32%进入冰铜中的成分为As：0.34、Pb：0.60、Bi：0.11总量分别为：16.89%、23.06%、13.48%入炉混合铜精矿成分As：0.70（100%）Pb:0.92(100%)Bi:0.28(100%)其中顶吹炉渣中As、Pb、Bi的脱除量分别为：26.78%、17.12%、微量%其中烟尘中As、Pb、Bi的脱除量分别为：31.92%、33.03%、63.21%其中转炉渣中As、Pb、Bi的脱除量分别为：73.17%、79.63%、57.57%其中阳极炉渣和烟尘中As、Pb、Bi的脱除量分别为：As:16.30%、Pb:12.29%、Bi:7.41%进入阳极铜中的成分为As：0.16、Pb：0.22、Bi：0.22总量分别为：0.025%、15.43%、9.91%83云铜凯通长期采购入厂各矿点的杂质情况云铜凯通的原料来源主要分为两大不同性质的原料特点，其一是以低硫矿为主的东川本地矿和省内其他少量的矿点；如金沙公司（汤丹矿、滥泥坪矿、营销部、金湖、锦鸿涛）、志欣诚矿等，另外有少量的落雪矿、三江铜业和其他杂矿。其二是以含高硫、高铁为主的省内外进购的如个旧矿、孟定矿、华西公司、大红山等，另外有少量的子福公司和强祥科工贸、广西德保、众智同业等。上述的矿点中以东川本地矿为主的金沙和个旧、华西、孟定等为代表的各点矿的As、Pb、Bi、Ni范围也各有所不同，其采购的杂质波动范围如表６所示:成分名称AsPbBiNi东川本地矿0.19～1.400.09～1.49微量0.02～2.52高硫矿0.10～2.750.09～8.831.50～2.75微量注:上表中Bi元素特指孟定矿。表６中低硫矿As、Pb主要来自金沙公司营销部、金沙公司金湖和兰坪三江铜业，这三个点长期入厂的As、Pb含量分别为1.00～1.40%（其中个别少量As含量高达9.94%）和1.00～1.49、1.20～1.50%之间；而Ni主要来自金沙公司入厂的低品位冷冰铜，这部分冷冰铜Ni含量长期处于2.0～2.50%之间。高As、Pb主要来自个旧方向的高硫矿和其他少量矿点（如：众智同业公司As含量长期高达4.0～7.0%之间），而个旧方向长期入厂的As、Pb含量分别为2.50～4.40、2.0～4.0%之间。而Bi主要来自9孟定方向，其中长期入厂的Bi含量为1.50～2.75%之间。因以上述的矿点中As、Pb、Bi、Ni等杂质元素在原料进购中长期处于超标状态，才导致生产出的部分阳极铜产品出现杂质超标现象，最终使出厂外销的阳极铜降挡判次。综上所述铜火法冶金过程中杂质的脱除是恒定的（除了操作手段不一致，脱除率有所波动外），由于杂质入炉冶炼基数大因此残留量也大，最终致使产品杂质超。４云铜凯通阳极铜质量问题存在的主要瓶颈和解决措施４.1主要存在的瓶颈云铜凯通目前存在的瓶颈主要为以下几点1）受资金周转和原料市场的限制使原料采购困难；因此2012年开工率只有54.52%，约有一半时间均处于停厂状态；同时生产期间大多数入厂原料往往都是以“救火”的形式入场使用，因而生产过程中经常出现“无料可配”的现象。2）低硫矿和高硫矿采购分配过程中经常出现不平衡现象；即在原料采购进厂的过程中，经常出现3～5天或更长时间内只进购低硫矿或是高硫矿，又或者3～5天内和更长时间内没有原料入厂；此时生产上只能采取“被迫消耗”来调整低硫或高硫矿的比例来维持生产。同时因进厂的原料均为点多、量少，且部分成分本就复杂质基数也高，因而导致入炉原料经常处于成分波动较大和杂质超标状态；给生产组织公司经营带来了及大的困难。3）采购入厂的部分原料