0 前言

江西铜业公司贵溪冶炼厂日处理精矿1500t, 原设计混合精矿的含砷量不超过0.19%。但实际上由于矿种多，成分复杂多变，包括银山和武山铜精矿，其中的As、Sb、Bi含量逐年升高，再加上贵溪冶炼厂闪速炉黑烟尘在系统中循环，使系统中As、Sb、Bi有害杂质含量不断升高，严重影响了电解铜产品质量，使排水含砷超标，硫酸系统操作恶化。为控制入炉物料的杂质含量，需将部分黑烟尘开路，杂质脱除后再返回流程，为此江西铜业公司采用水口山转炉富氧底吹熔炼装置进行含砷、高铅锌铜精矿如银山铜精矿、武山铜精矿并搭配贵溪冶炼厂副产黑烟尘、黑铜泥及废酸处理产出的洗净残渣混合处理，从而达到杂质开路的目的。

试验历时74天，熔炼过程中As的脱除率达95%以上，Sb、Bi脱除率均分别达60%~70%, 并富集于热电收尘和冷电收尘中便于综合回收，产出冰铜品位大于40%, 取得了熔炼过程稳定可靠，作业率高，各项经济技术指标良好的结果，是处理江西铜业公司含砷铜物料的有效方法之一。

1 试验物料

试验采用江西铜业公司提供的含砷铜精矿及含砷中间物料作为试料，试料合计重(干):1514.458t, 其中，银山铜精矿:919.425t, 武山铜精矿:339.669t, 黑烟尘:195.959t, 黑铜泥:59.405t, 洗净残渣:52.114t, 其成分及中间物料物相分析见表 1、表 2。银山、武山铜精矿中的砷主要以砷黝铜矿[(CuFe)₂AS₄S]和硫砷铜矿(Cu₃AsS₄)形态存在。由于堆场狭小，物料入场后有不同程度的混杂。

2 试验流程

试验采用水口山转炉富氧底吹技术强氧化脱除试料中的As、Sb、Bi等杂质，产出的熔炼渣送选矿处理，烟气净化采用热电收尘器-蒸发骤冷-冷电收尘器收砷流程。试验流程如附图所示。

3 试验使用的主要设备

水口山熔炼炉 规格:ϕ_内2234mm×7980mm, V=10m³, 炉身有传动装置，可旋转90度，底部装设4支氧枪。

干燥窑 规格:ϕ_内1.6m×8.0m, 用功率为4kW的三相异步电动机带动。

圆盘制粒机 规格:ϕ_内2.0m, 用功率为5.5kW电机带动。

制氧机 型号3Z₂-5.5/30 2台，送氧量5.5m³/min, 氧压3.0mPa;

型号3Z₂-1.67/150 1台，送氧量1.67m³/min, 氧压15.0mPa;

型号2-2.83/150 1台，送氧量2.83m³/min, 氧压15.0mPa。

热电收尘器 F=5m², 配高压硅整流器 GGAJ01/60kV。

骤冷塔 规格ϕ_内1.2m×5m。

冷电收尘器 F=5m², 配高压硅整流器 KGGJ02/60kV。

烟道风机 型号Y4-73-11 1台，排风量33.100Nm³/h;

型号Y5-47-11 1台，排风量9.100Nm³/h。

4 试验结果及讨论

试验分别进行了铜精矿4:1、3:1配黑烟尘，铜精矿配洗净残渣，铜精矿配黑铜泥熔炼的单元试验。铜精矿熔炼选用银山矿作为开炉料，同时也作为锑、铋含量较低的试验点。铜精矿配洗净残渣熔炼试验，洗净残渣含水达25%以上，干燥窑的脱水能力不足，其配入量仅占混合矿的13.6%。各单元试验结果见表 3。

4.1 试料准备

试料经过干燥、配料、制粒系统。试料成球性能较差，成球率不足30%, 基本上是散料入炉。入炉物料水份为5.3%~9.7%, 平均7.0%。试验证实:散料入炉对熔炼过程无不利影响，烟尘率也无明显上升。

4.2 造锍熔炼

含砷铜精矿成分复杂，除含砷较高外，含铅、锌也较高，尤其是含锌高达6%~10%, 一般冶炼方法难以处理。试验证实:当配入各种含砷中间物料后，由于混合矿含Zn明显下降，更有利于熔炼过程的进行。

4.3 熔炼过程的金属直收率

从表 3可看出，金属直收率与入炉粒矿的品位及产出的冰铜品位有关系，其次与产渣率也有很大关系。试验表明Cu、Au、Ag的直收率较高，掺入中间物料提高粒矿铜品位是主要原因。

4.4 元素脱除率

试验证实熔炼过程中As、Sb、Bi的脱除效果良好，尤其是砷的脱除率达95%以上，Sb、Bi的脱除率也达60%~70%以上。由表 3可见，冰铜中Sb的含量在0.24%~0.40%之间波动，Bi的含量在0.15%~0.33%之间波动。表 3还可看出，掺入黑烟尘熔炼时对As、Sb、Bi的脱除影响不明显，掺入黑铜泥后冰铜中含Sb略有上升，加入洗净残渣后冰铜中含Bi量略有上升。

4.5 烟气监测

试验所用的烟气冷却及收尘设备已多年未大修，漏水漏气严重，隐患较多，烟气监测结果也只是在净化系统实现短暂的正常运转周期内取得。烟气监测结果见表 4。

监测结果显示:由于烟气净化系统严重漏风，致使冷电收尘器出口SO₂只有5.2%, 烟气经两段电收尘器净化后，冷电收尘器出口烟气含尘浓度小于0.5g/Nm³。

5 结论

(1) 试验采用富氧底吹技术处理高砷铜料，流程畅通，操作方便，技术经济指标先进。

(2) 熔炼产出冰铜品位大于40%, 可使As的脱除率达95%以上，Sb、Bi脱除率分别达60%~70%, 并富集于两段电收尘中，便于综合回收利用。

(3) 炉气出熔炼炉口的SO₂浓度高，只要加强烟气净化收尘装置的管理，可满足制酸要求。

(4) 采用富氧底吹熔炼技术处理贵溪冶炼厂含砷中间物料，将可以解决As、Sb、Bi杂质在系统中循环、积累，影响电铜质量的难题，给银山、武山高砷铜精矿提供了良好的工艺途径。该技术还可推广应用于处理含杂质较高的铜、硫物料。