銅陽極泥脫銅浸出渣的熔煉，過去曾廣泛使用小型反射爐或平爐?，F(xiàn)今，國內(nèi)外廣泛使用轉爐或電爐。浸出渣加入還原劑和熔劑，經(jīng)還原熔煉，產(chǎn)出含金、銀總量30%～40%的貴金屬與鉛的合金（俗稱貴鉛）。故熔煉作業(yè)的冶金爐俗稱為貴鉛爐。
    過去使用反射爐或平爐作貴鉛爐，由于操作人員勞動強度大，特別是爐口常殘留有低熔點的鉛合金不易清除干凈，當爐溫升高時，扎好的爐口常因低熔點合金熔蝕而發(fā)生“跑爐”。因此，許多工廠相繼改用圓筒形臥式轉爐和電爐。使用電爐熔煉，除便于操作外，更重要的是能縮短冶煉時間和提高生產(chǎn)效率。
    某廠所用的2.5t圓筒形臥式轉爐，爐殼系由厚15mm鍋爐鋼板卷焊而成。內(nèi)徑長2m、直徑1.1m，自爐殼向爐心襯以10mm石棉板一層、耐火磚半（橫）層和鎂磚一層。爐膛容積約5.4m3，按容積五分之二裝料，每爐可處理提出渣2.5t，或處理密度較大的返回渣3.5t。
    轉爐爐體（圖1）由固定在底座上的兩對托輪（夾角60°）支承，電動機通過減速機傳動。爐口在向下35°（出料）和向上10°（加料）范圍內(nèi)回轉。加料口400mm×400mm，設在爐頂兼作煙氣出口。出料口（爐口）寬400mm×高300mm，在爐體正前方。加熱由兩只3層〔里管供重油，油壓343.233～392.266kPa（3.5～4kg／cm2）；中管供蒸汽，汽壓98.066～196.133kPa（1～2kg∕cm2）；外管供壓縮空氣，風壓98.066～196.133kPa（1～2kg∕cm2）〕同心高壓噴嘴，于爐體兩側供入重油。為保證熔煉過程的爐溫，熔煉時用磚封閉爐口，煙氣經(jīng)加料口進入總長約40m的煙道，再通過布袋收塵器經(jīng)高35m的鋼煙囪排人大氣。
 

圖1  轉爐示意圖

一、貴鉛爐的烤爐與洗爐
    新砌的轉爐或修理或停爐再生產(chǎn)，均應進行烤爐，使爐溫逐漸升高，以保護爐內(nèi)砌體，延長爐齡。
    新砌的爐子（全部換磚）需烤爐7d（168h）。開始用木炭緩慢烘烤24h，使爐溫升至200℃，經(jīng)保溫16h后，再以每8h升溫66℃的速度烘120h使爐溫達到1100℃，然后保溫8h開始加料洗爐。中修（部分換磚）爐子需烤爐3天。停爐再生產(chǎn)根據(jù)爐內(nèi)是否尚有余熱而定，一般需烤爐32～48h，使爐溫升至1200℃即加料熔煉，不必洗爐。全部換磚的大修或部分換磚的中修，一般先用木炭烤至爐溫100℃即開始向爐口和煙道口水套供冷卻水，爐溫至200℃后加木材升溫，至600℃后改用重油（或柴油）升溫至1200℃后洗爐。
    洗爐，是向爐內(nèi)加入廢鉛或氧化鉛煙塵（加煙塵洗爐應配入焦屑、碳酸鈉和螢石等還原劑和熔劑）。洗爐時間通常為24h，保持爐溫在1000℃左右，為了減少鉛的揮發(fā)損失，熔池液面應加碎焦屑覆蓋，使爐內(nèi)保持還原氣氛。洗爐過程中每隔半小時需將爐體向前或向后交替轉動一次，以保證熔池液面以下的磚縫都充滿鉛，以免金、銀滲入磚縫，降低直收率。洗爐完畢，將鉛放出鑄錠供下次再用。
二、脫銅、硒浸出渣的熔煉
    熔煉脫銅、硒浸出渣，是向洗爐后的爐中加入浸出渣，經(jīng)還原熔煉產(chǎn)出貴鉛錠。某廠脫銅、硒浸出渣的組分為（%）：H2O30±，Au1～1.5，Ag10～15，Cu＜3，Pb15～20，SiO2＜5，Se＜0.3，Te0.3±。熔煉時配入8%～15%碳酸鈉、3%～5%螢石粉、6%～10%碎焦屑（或粉煤）、2%～4%鐵屑。碳酸鈉的配入量也可按浸渣中SiO2含量的1.8倍或稍過量。在熔煉過程中，如爐結太厚或粘渣過多，則可適當增加碳酸鈉量（稀渣過多則減少）。由于貴鉛熔煉是在微還原氣氛中進行的，故還原劑（碎焦或粉煤）的加入量應按還原浸出渣中所含的銅、鎳及部分鉛的需要計算加入（實際生產(chǎn)中根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗配料），不使其過量。如過量過大，則會使大量雜質(zhì)一起還原進入貴鉛中，而降低貴鉛中金、銀的含量。
    在熔煉初期，爐料隨著爐溫的逐步升高，首先發(fā)生煅燒放出大量水分，繼而部分砷、銻被煙化。爐溫的進一步升高，爐料不斷熔融并開始發(fā)生還原反應和造渣過程。還原反應主要由焦屑和鐵屑與原料中的金屬化合物作用。其主要的反應有：

2MeO＋C→ 2Me＋CO2↑
MeO＋Fe→ Me＋FeO
MeSO4＋4Fe→ Fe3O4＋FeS＋Me

還原產(chǎn)出的鉛、銅、鎳、鉍等金屬，能有效地捕集金、銀組成貴鉛。造渣則是爐料與熔劑的互相作用，主要反應有：

Na2CO3→ Na2O＋CO2↑
Na2O＋SiO2→ Na2O?SiO2
Na2O＋Sb2O5→ Na2O?Sb2O5
CaO＋SiO2→ CaO?SiO2
FeO＋SiO2→ FeO?SiO2

    還原反應和造渣結束后，使爐內(nèi)轉為微氧化氣氛，這時主要是砷、銻的氧化。砷生成As2O3揮發(fā)是從爐溫700℃開始的，此時部分銻也生成Sb2O3揮發(fā)，部分銻呈Sb2O4浮于熔池表面。當爐溫超過900℃后，殘留的絕大部分砷、銻都生成不易揮發(fā)的五氧化物進入渣中。重金屬中除少量鉛被氧化揮發(fā)外，其余的鉛、銅、鎳、鉍等均進入貴鉛中。
    熔煉初期升溫應緩慢些。經(jīng)1～1.5h把爐溫升高至950～1000℃后，再加大風、油量升溫至1150～1200℃。待爐料熔化后用扒子徹底攪動熔池一次，以防爐料粘底。熔煉后期再升溫至1250～1300℃并保持此溫度到放完稀渣，熔煉后期（放渣前1～2h）的升溫能熔化粘結在爐壁上的渣，以便出渣時一道清出。否則，在扒完渣出貴鉛時，會因合金放出大量潛熱使爐溫升高，渣從爐壁熔下而影響貴鉛質(zhì)量。放稀渣時，要經(jīng)常觀測渣層厚度，正確控制放渣量。扒粘渣時，應適當抬高爐口，操作要平穩(wěn)，以免攪動熔池中金屬，并盡量不要帶出金屬。根據(jù)生產(chǎn)實踐，在稀渣與粘渣的比例為1.5～2∶1時較好操作。扒渣后將貴鉛放入吊煲，再澆入鑄鐵模中產(chǎn)出貴鉛錠，送分銀爐熔煉銀陽極板。每爐貴鉛熔煉總冶煉時間為8～12h。貴鉛中金、銀總量在40%左右。
    所產(chǎn)出的稀渣，通常含有0.1%～0.2%的銀和少量金，送鼓風爐富集后再入貴鉛爐熔煉銅銀合金，或者將稀渣送熔煉鉛。貴鉛爐產(chǎn)出的粘渣通常含有較多的金、銀，可再入貴鉛爐熔煉成“返回渣貴鉛”。煙塵的組分主要為砷、銻的氧化物，并含少量氧化鉛等。
三、返回渣的熔煉
    貴鉛爐產(chǎn)出的粘渣和分銀爐熔煉的氧化渣（俗稱返回渣），入貴鉛爐熔煉產(chǎn)出返回渣貴鉛。由于返渣密度大，2.5t爐子可熔煉3.5t以上的這種渣，并配入7%～12%碳酸鈉、8%～10%碎焦屑、2%～4%螢石粉。固返渣中含鐵（Fe2O3和Fe3O4）多，一般不配鐵屑。
    返渣的熔煉作業(yè)與脫銅、硒浸出渣基本相同。每爐總冶煉時間達19～23h，原料與熔劑入爐熔融，并在還原和造渣結束及清除液面渣以后，往熔池合金液中插入涂敷耐火泥的鋼管吹風，以加速賤金屬的氧化。為了使爐料中的賤金屬雜質(zhì)按順序氧化，熔煉過程中熔池的氧化氣氛不宜過強，渣量（干渣）也不宜過多。
    熔煉產(chǎn)出的返回渣貴鉛，含金、銀總量約15%～30%。送分銀爐精煉。稀渣和粘渣合并送鼓風爐富集后，返回貴鉛爐熔煉銅銀合金。
四、銅銀合金渣的熔煉
    返回渣熔煉的稀渣和粘渣經(jīng)鼓風爐富集后，再入貴鉛爐熔煉成銅銀合金。由于原料密度大，故上述的2.5t轉爐每爐可處理該原料6～8t，總冶煉時間為40～90h。
    爐料經(jīng)熔融后吹風氧化，至取樣斷面呈粉紅色，其中夾雜有粗粒的氧化銅結晶析出時終止熔煉。產(chǎn)出的爐渣送銅鼓風爐回收銅。
    所產(chǎn)出的銅銀合金，經(jīng)風淬器風淬成粉狀，加入濃硫酸焙炒使之硫酸鹽化，再于浸出脫銅槽浸出脫銅。脫銅浸出渣與陽極泥脫銅、硒浸出渣合并熔煉。
    某廠使用的小型風淬器如圖2。風淬器由鋼板焊制成，進風管為25～40mm，供入風壓147.099～196.133kPa（1.5～2kg∕cm2），出風扎按圓周開8只直徑3.5mm的斜孔，孔斜10°～25°，各孔相交于同一中心點。熔融的銅銀合金注入鋼質(zhì)內(nèi)敷耐火泥和焦粉混合料搗制的漏斗中，由漏斗底部的中心孔流出，經(jīng)風淬器出風孔組成的交叉點時，熔融合金被高壓風打碎成粉末（俗稱銅銀合金渣），送硫酸鹽化焙炒和浸出除銅。
 

圖2  風淬器示意圖（單位：mm）