骆建伟

（长沙有色冶金设计研究院有限公司）

摘要：本文介绍了传统金银冶炼技术的创新及应用，为满足日益严格的环保及企业节能降耗增效的要求，重点介绍了氧气侧吹炉技术设备的特点。

 

一、前言 

金银由于其理化特性，除作饰物和货币外，在工业、电子信息、航天、军工等领域也得到广泛的应用，对新技术的发展起着越来越大的作用，被许多国家列为战略物资。由于金银在地壳中的储量稀少，含量低，价格昂贵，且应用广泛，它的提取显得尤为重要。因此，金银冶炼工艺的创新成为冶炼工业的重大课题。

金银的生产方法有两大类：一种是从矿石中直接提取金银；另一种是从有色金属生产中综合回收金银。从沙金中提取金、银，一般用重力选矿法，即可把金、银富集，然后提炼。从脉金矿中提取金、银，一般都要经过选矿流程，最后用混汞、氰化等方法提取。有色金属生产中（如铅、铜），矿石中的贵金属富集于电解精炼的阳极泥中，然后从阳极泥中提取贵金属。湿法炼锌时，银主要进入浸出渣或铅渣中，用浮选法从浸出渣中回收银精矿，然后提取银。

作者结合本院有色金属生产中综合回收金银方面的研究及实际项目，浅谈一下金银冶炼工艺的创新及应用。

二、传统金银冶炼技术设备的创新及应用

重有色金属矿，如铜、铅、锌、镍、锑等矿石中，一般或多或少含有贵金属。铜矿石一般含金较多，铅矿石一般含银较多。

铜、铅精矿中的贵金属，在整个火法冶炼过程中，都随主体金属进入相应半成品和成品中，直至在电解精炼时，贵金属才与主体金属分离而进入阳极泥。阳极泥富集了精矿中的贵金属，成为提取金、银等贵金属的重要原料。

从铜铅电解阳极泥中提取金银一般包括转炉熔炼得贵铅，贵铅经氧化精炼得金银合金。然后进行银电解获得成品银。而银电解的阳极泥再进行金电解即得成品金。

在某项目设计中，年处理阳极泥为5600多吨，年产银锭约500吨。在此项目中，有如下技术设备的改进：

1.贵铅炉设备的大型化。贵铅炉尺寸为Φ3200x6300的大型炉，所有阳极泥用一台炉子处理。因炉子加大烟气量也相应增大，且烟气温度也较高，达1000℃左右，为了回收烟气余热和降低高温烟气对收尘系统的影响，贵铅炉产生的高温烟气经汽化冷却器回收余热后送收尘系统，回收了贵铅炉烟气的余热，减少了热能的损失，有效的节约了能源。

2.大部分贵铅都是通过贵铅炉产生热料直接加入分银炉，只在操作不匹配时加入少量冷贵铅锭，用热贵铅加入分银炉，减少了贵铅锭再次熔化所需的热量，有效的节约了能源，减少了分银炉熔化贵铅所需的时间，提高了分银炉单位容积的生产能力。

3.贵铅在分银炉熔炼过程中，采用氧气进行分银炉氧化吹炼，不仅提高氧化吹炼效率、强化了氧化强度、缩短吹炼周期、减少了烟气带走的热量，而且提高金银合金板的金银品位和质量，也有利于提高金银回收的技术经济指标。 

4. 金银合金板的铸板，因产能增大，年产银锭500t/a，银阳极板浇铸车人工铸板已不能满足生产要求，且人工铸板劳动强度较大，在此项目中采用银阳极板浇铸机，该设备为一台小型圆盘浇铸机，它能实现自动铸板，自动排距，减少了工人的操作和劳动强度。

5. 银粉洗涤采用多功能洗涤、过滤、干燥机，银电解槽析出的银粉在该设备内洗涤、过滤和干燥一次完成，大量的节省了劳动力和减少了劳动强度。

三、氧气侧吹炉技术设备的创新及应用

目前我国银产量中至少有60~80%来自于铅锌铜矿产开发的副产品，其余白银产量来自再生和独立银矿，独立开采的银矿资源储量在短期内难以得到有效补充。 

随着我国经济持续快速增长，资源紧缺的压力不断加大,国家对环境保护和节能减排的要求不断升级。而另一方面，矿产资源以及废旧物资的综合回收利用不足，造成大量资源浪费和环境污染，对经济社会发展的瓶颈制约日益突出。因此企业对资源和能源综合利用的重视程度不断加强，同时含有价金属的废料循环利用给企业带来的效益优势日益突显出来。

新乡中联总公司、中南大学、长沙有色冶金设计研究院为铅冶炼共同开发了氧气侧吹直接熔炼法。历时3年完成半工业试验获得成功。氧气侧吹炉直接熔炼法是借鉴前苏联瓦纽可夫熔炼法经验开发出来的，该技术的核心是侧吹炉，经过多次改进后，目前侧吹炉已能满足直接熔炼要求，并获国家专利（200920066350）。该炉不但能处理铅银硫化矿和铅银氧化矿，而且能处理含铜、镍等物料，尤其适用于处理含铅、铜及贵金属的废料。

氧气侧吹熔池熔炼炉为双区炉，双区炉划分为氧化区（熔化区）和还原区二个区，氧化区（熔化区）主要作用是将炉料氧化（熔化），所以氧化区（熔化区）控制气氛为微还原性气氛，使燃料的发热量主要用来熔化炉料维持熔化区热平衡。熔化渣连续溢流，流入还原区，还原区控制较强的还原性气氛，主要目的是充分还原渣中的有价金属，最大程度地降低弃渣中的金属量。在炉膛上部设置了二次风口，使从还原区产生的CO充分燃烧，弃渣通过虹吸口连续排放，有价金属连续从放出口放出。

氧气侧吹直接熔炼技术具有熔池熔炼的普遍共性，集精矿干燥、焙烧和熔炼于一体，归纳起来该工艺具有如下特点：

1．环保好

熔化及还原熔炼过程均是在密闭侧吹炉内进行，生产中能稳定控制炉内微负压操作，避免烟气外逸污染环境。

2．备料简单

氧气侧吹炉对炉料要求不严格，对炉料含水、炉料块度比较宽松，一般不需要对炉料进行预处理。

3．能耗低

侧吹炉和余热锅炉一体化，炉子上部炉顶部位和竖烟道均采用膜式水冷壁结构，取代过去钢水套衬砖结构，有效地利用烟气余热，产生蒸汽纳入余热锅炉系统，余热回收和节能效果好。

熔化区产出的液态热渣直接进入还原区，省去了铸块、冷却、储存、转运过程，充分利用了热态渣显热，可有效降低能耗。

4．原料适应性强

能冶炼含Pb20%～70%，硫13.5%～28%，银100～8000g/t的铅精矿或氧化矿，并能搭配处理各种含铅渣料，而且能处理含铜、镍及贵金属的废料。

5．金属回收率高

处理铅精矿：铅回收率＞98%，金银入粗铅率达99%以上，渣含铅可达到3%以下；处理铜镍矿：铜镍回收率＞95%，渣含铜镍之和可达到1%以下。

6．自动化水平高

熔化、还原熔炼过程均采用自动控制，可以实现配料、制粒、供氧、熔炼、余热锅炉系统、电收尘系统、高温风机等全流程、全设备的集中控制。

四、工业设计实例

1.我院设计的某铜镍矿万吨镍冶炼项目于2011年3月15日正式投料生产，该项目采用的技术设备是我院自主研发的氧气侧吹炉，投产至今已取得很好的效果。采用此种工艺炼镍，为国内首创，该项目达产后，每年可节约3.3万吨标准煤，减排二氧化硫4万吨，实现二氧化硫达标排放，同时贵金属金银得到极大富集。

2.我院设计的某银多金属资源综合利用项目。该项目年产银锭200吨，原料为铅银混合精矿，精矿含铅达60%，含银0.2247%。根据原料为含硫低的氧化矿，该项目铅银精矿的处理采用氧气侧吹直接熔炼工艺，因为该工艺技术先进，具有投资少，流程短，生产效率高，易于控制等特点。该项目的成功实施是对我国的从粗铅冶炼回收贵金属金银技术进步的重大贡献，对治理污染、保护环境以及节能降耗增效起到重要的示范作用。 

五、结语

随着时代的发展和我国经济持续快速增长，冶炼工业在原料、能源、环保和可持续发展等方面都遇到了前所未有的挑战。矿石中金、银的提取工艺也必须以改进传统技术，适应新的需求为目标，而氧气侧吹炉技术设备的研发成功，为处理铅、铜、镍原料及富含贵金属金银的废料提供了一种节能、环保、高效的方法，应用前景广阔。