浅谈提高外销铜冶炼中间物料样品的加工质量

周吉合

（江西铜业集团有限公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

1 引言

外销铜冶炼块状物料目前包括鼓风炉渣、反射炉渣、湿法铜泥等，是冶炼过程中产生的一种中间产物［1］，主要含金、银、铜、及少量的铋等有价元素，由于技术和成本条件的限制，工厂没有对其进行综合处理，为此工厂专门建立了库房，对物料进行专门的贮存，但物料里面含有多种有价元素，如果不对其进行处理，不仅占用场地易形成废料，而且还造成资源的浪费，在讲究降本增效的时代，对物料进行处理显得非常迫切，对此工厂积极寻求外部市场，但要达成长期合作首要的就是样品的加工质量［2］，而样品的加工质量取决于取样和制样过程，但由于炉渣的物理特性（碱性渣、酸性渣）堆放容易形成大小不一的结块，结块的形成会造成元素品质的波动，目前的取制样方法不能很好的反映货物的品质，不论结果偏高或者偏低对买卖双方都是不公平的，不能得到客户的认可，对此就要从取样和制样方法上面寻找解决办法，通过不断的探索和改进，工厂摸索出了一套行之有效的取制样方法并纳入到操作文件，2017-2019年反射炉渣共计外卖3309.5t，鼓风炉渣491.28t，湿法铜泥4010.92t，合计外卖达7811.7t，通过不断的外卖，不仅减少了占用的场地，降低了库存，更为工厂带来可观的经济效益。

2 炉渣物料元素品质分布情况调查

炉渣是火法［3］冶炼过程中生产的浮在金属等液态物质表面的溶体，其组成以氧化物为主，还常含有硫化物并夹带少量金属，在完成造渣之后，沉积在锅炉底部，形成类似于“铁锅”形状的块状物料，为了对其元素品质分布情况进行掌握，随机选取部分块状物料，然后用挖掘机对其上部、中部、底部不同位置进行碾压，把大的结块碾压成较小的块状，每碾压完一个区域，对其同一区域随机选取3个不同部位进行取样，依次操作，共取其上部、中部、底部三个区域不同部位的9个样品，取完之后，首要用破碎机破碎成1cm左右大小的颗粒状，破碎之后进行混匀和缩分，缩分之后再进行筛分，每个部位分筛上、筛下两个样品送去化验，化验结果如表1、2、3。

表1 上部元素品质化验情况表

表2 中部元素品质化验情况表

表3 下部元素品质化验情况表

从表1、2、3数据中可以看出同一区域不同部位品质元素波动很大，同一部位筛上和筛下品质元素波动大，元素品质分布没有规律性可寻，从取样的均匀性［4］和代表性上来看，如果不对块状物料进行处理，样品的品质波动就非常之大，无法满足样品均匀性的要求，也就致使样品没有代表性，不能真实的反应物料的品质，也无法满足样品的化验要求，更无法得到客户的认可和购买。

3 炉渣存放的现状

炉渣产出之后会送至专门的库房堆放在一起，但由于炉渣的物理特性（碱性渣、酸性渣）长期堆放容易形成大的结块，给取制样带来困难，如图1。

图1 堆放的物料

4 取样方法的实验和改进

大的块状物料（如图1）在原料取样方面无论从均匀性上或是代表性上都没有操作性，首先品质波动大，取样没有代表性，其次钎或铲取都无法取到，因此对于大的块状物料首先要对其进行前期破碎，把大的块状物料用挖掘机进行碾压，碾压到10～15cm的块状，如图2，碾压后的物料在取样方面就具备可行性，目前在原料取样方面只有两种取样方式，钎取法或铲取法，为了搞清楚那种取样方法更有代表性，采用两种不同的取样方法进行实验。

图2 破碎后的物料

4.1 钎取法

在现场用装载机随机选取8个位置，每个位置随机铲一斗，用样钎沿装载机中间线的上下平行三个位置（如图3）共6钎作为一个样品。

图3 取样布点图

共取8个实验样品，再从每个实验样品里面随机取部分样品组合成一个混合样［5］，9个样品都进行单独加工，制样完毕后，送至化验室进行化验，化验结果如表4。

表4 实验样品的化验结果

从表4可以看出8个样品的品质波动还是比较大的，特别是Au、Ag的波动，这是因为样钎取的大部分都是粉状，结块的物料只有部分携带进入样品里面，结块的品质有高有低，致使取出的样品均匀性不够，品质波动大，不能满足原料检验的要求，样品9的化验结果基本接近8个样品的中位值，也不能真实的反应物料的品质。

4.2 铲取法

首先用装载机把样品从破碎后的库房铲到外面干净空旷的地方，均匀铺成厚度不超过15cm的长方形堆，然后用绳子划分成2×2m的正方形网格（如图4），在每个网格的顶点(黑色点）用铁锹铲取一铲，把所取的样品全部集合在一起，然后用5目网筛进行筛分，把筛上的结块堆放在一起，用破碎机对筛上结块进行不断破碎，直至破碎至与筛下粒度接近，然后把筛上破碎完的样品与筛下样品全部混合在一起，对两种样品进行充分混匀，用缩分转堆法进行不断缩分，转堆一次舍弃一半，直至转堆缩分到所需样量（5kg左右），取样破碎流程图如图5。

按照此操作取样法，在现场铺成4个类似的15cm厚的长方形堆作为实验样品，通过图5流程图的操作方法，取4个实验样品并加工成4个样品送至化验室进行化验，化验结果如表5。从表5可以看出样品的品质波动都在允差范围之内，样品均匀性和代表性符合要求。

通过表4和表5两种取样方法化验结果的对比，样铲法虽然操作比较繁琐，但更符合原料检验的取样要求，在均匀性上更有代表性，样铲取样操作法可以作为块状物料的取样方法，但样品加工的质量不仅在于取样的代表性和均匀性，后期的制样方法也是影响样品加工质量的关键因素。

图4 正方形网格图

图5 取样破碎流程图

表5 化验结果

5 制样方法的实验和改进

块状外销物料经过破碎之后大部分属于粉末状物料，铜精矿就属于粉末状物料，块状物料的制样方法可以参考铜精矿的制样模式，目前铜精矿的制样模式为：缩分、测水、加工、过筛4个过程，缩分要在专门的匀样盘里面翻转3次，平铺成4×5的20格进行平行样测水，加工方法有棒磨机和研磨机两种，研磨之后都要全部过180目筛，块状物料可以参考铜精矿的制样模式，这就要从各个环节进行实验，由于缩分和测水过程属于样品的进一步混匀过程，只要保证能均匀进行3次翻转，样品的均匀性就可以得以保证，影响样品加工质量就在于加工和过筛的过程。

5.1 加工实验

5.1.1 缩分法

铜精矿属于均匀的粉末状，缩分后可以直接研磨，块状物料按此方法缩分4个样品，缩分之后进行加工送化验，化验结果如表6。

表6 化验结果

从表6可以看出由于物料里面含有少量大小不一的块状物料，品质分布不均匀，致使样品产生了大的波动。

5.1.2 过筛破碎法

对样品首先进行再次过筛（10目筛），把筛上样品用制样机破碎，然后把筛上和筛下进行充分的混匀，按此方法缩分4个样品，缩分之后进行加工送化验，化验结果如表7。

表7 化验结果

从表7可以看出化验结果波动在正常范围，此制样法可行。

通过表6和表7的实验结果可以得出块状物料的制样方式与铜精矿不同，块状物料在研磨前，必须对筛上大的颗粒再次进行破碎，从而保证样品的均匀性。

5.2 过筛法

块状物料通过研磨后的粒度无法达到铜精矿的粒度，不论用150目筛或180目套筛，筛上颗粒都无法全部通过，选取同一批2个样品分别用150目筛和180目筛进行化验，化验结果如表8。

表8 两种套筛化验结果

从表8可以看出，筛上样量的多少对品位的影响较大，同等研磨条件下筛上越多，化验品位就偏低，对于块状物料的过筛不是越细越好，而是要选择适合的。

6 结论

通过以上对取样和制样方法的实验和分析，可以得出块状物料的取制样流程，如图6 。

从整个流程图可以看出块状物料的过筛和破碎很关键，只有对过筛后的筛上颗粒不断进行破碎和研磨，样品才能更加均匀，样品的加工质量才能不断提高，从而满足检验和化验的要求，从2017年1月对块状外销物料的取制样方法进行实验到2017年3月结束，经过3个月的实验最终确定图4的操作流程，从2017年4月份开始采用此操作流程，到2019年共检验块状外销物料226批次，其中超差只有2批次，检验合格率达到99.1%，不仅满足了检验的要求，更赢得了客户的信任，达到了双赢的要求。

图6 取样制样流程图

7 结束语

提升样品加工的质量，关键在于样品的均匀性和代表性，而只有取制样方法的合理才能保证样品的均匀性和代表性，块状物料的取制样方法不仅适用于块状外销物料，也适用于类似的其他块状物料，2019年9月工厂新增了冰铜［6］物料的检验，而冰铜也是块状物料，参考块状物料的取制样方法对冰铜物料进行快化实验，化验结果符合要求，从2019年至今，共检验冰铜26批次，超差1起，检验合格率达到了96.2%，不仅为实验节约了时间，也提高了新物料的进厂检验效率，更使此操作法在原料检验上得以推广和应用。