一种富集金银合金的氧化炉的制作方法

本发明属于有色冶金熔炼技术领域，具体涉及一种富集金银合金的氧化炉；主要用于对金银合金贵金属提纯富集。

背景技术：

阳极泥等含金银物料经富集还原熔炼熔后得到的含贵金属的合金，贵金属合金的处理通常采用火法精炼来提纯，目前国内具有规模的生产企业一般使用氧化炉。1999年09月08日,中国实用新型专利授权公告号：cn2337500y，公开了一种铅鼓风氧化炉，包括加热灶，熔铅锅和搅拌机，一个与熔铅锅相套接的密封罩，该罩与铅液表面共同围成一密闭室，在密闭室外，装有一个可将空气鼓入其内的鼓风机，在搅拌机轴和密封罩间，装有一个密封部件。该技术方案所采用的搅拌机和密封罩虽然克服由于引风口和进风口都在氧化锅上方，气体中的氧不能完全到达铅液表面，导致生产效率低，铅氧化度较差的问题，但是搅拌机工作在高温环境中，使用寿命很短，导致生产成本居高不下；还有就是被搅拌机搅拌扬起的熔融氧化铅液，很容易气化挥发，不但氧化铅回收率低下，还污染了环境。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种富集金银合金的氧化炉，具有处理量大、能耗低、自动化水平高的特点；使用该氧化炉，金银直收率可以提高到97.5-99%，环保安全。

本发明的一种富集金银合金的氧化炉；包括由炉壁、炉顶和炉底所构筑的遂道炉体；遂道炉体内部的上方是炉膛空间；炉壁一侧有通向炉膛空间内的烟道，烟道输出口经冷凝系统连接收尘器；炉壁另一侧有通向炉膛空间内的鼓风口，鼓风口外连接鼓风机；上述炉顶上装有天燃气燃烧喷咀；上述炉膛空间下方设有水泥炉缸、炉缸座和活动炉床，活动炉床的行走车轮可以在上述遂道炉体内部下方的炉底内所铺设的轨道上行走，水泥炉缸缸体安装在炉缸座内，炉缸座砌筑在活动炉床的钢板床面上，使水泥炉缸缸体可以相对炉膛空间发生移动；

所述炉顶和炉壁用黏土耐火砖砌成；

所述炉缸座由护框和框底部所构成，护框用高铝砖或黏土砖砌出，框底部用平整的镁砖砌在活动炉床的钢板床面上，在护框下部装入过筛20目的黄土，并捣制成土层厚度200～300mm的锅型坑基，锅型坑基深度为100～200mm，面积大小与水泥炉缸缸体外表相匹配。

所述水泥炉缸为圆锅底形。

本发明系小型遂道炉，其炉壁、炉顶、炉底及通向炉膛空间内的烟道都是固定的；而水泥炉缸缸体、炉缸座和活动炉床则是可移动的；方便水泥炉缸缸体的更换；特别是使用一次性的水泥炉缸，渗入吸收的氧化铅可以回收利用，这使操作更为简便。生产效益显著，金银直收率提高到97.5-99%。

与现有技术比较，本发明采用圆锅底形的水泥炉缸，水泥是价廉的普通材料；水泥炉缸坚硬，不易开裂。本发明无需使用搅拌机，大大减少了熔融氧化铅液的气化挥发，实测气体挥发掉的氧化铅仅占总氧化铅重的1.5％，减少了对环境污染。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明工艺流程框图。

附图中：1炉壁；2炉顶；3炉底；4炉膛空间；5烟道；6鼓风口；7燃烧喷咀；8水泥炉缸；9炉缸座；10活动炉床；11行走车轮；12轨道。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换，均落入本发明保护范围。

参考附图1

一种富集金银合金的氧化炉；包括由炉壁（1）、炉顶（2）和炉底（3）所构筑的遂道炉体；其特征在于：遂道炉体内部的上方是炉膛空间（4）；炉壁（1）一侧有通向炉膛空间（4）内的烟道（5），烟道输出口经冷凝系统连接收尘器；炉壁（1）另一侧有通向炉膛空间（4）内的鼓风口（6），鼓风口（6）外连接鼓风机；上述炉顶（2）上装有天燃气燃烧喷咀（7）；上述炉膛空间（4）下方设有水泥炉缸（8）、炉缸座（9）和活动炉床（10），活动炉床的行走车轮（11）可以在上述遂道炉体内部下方的炉底（3）内所铺设的轨道（12）上行走，水泥炉缸（8）缸体安装在炉缸座（9）内，炉缸座（9）砌筑在活动炉床（10）的钢板床面上，使水泥炉缸（8）缸体可以相对炉膛空间（4）发生移动；

所述炉顶（2）和炉壁（1）用黏土耐火砖砌成；

所述炉缸座（9）由护框和框底部所构成，护框用高铝砖或黏土砖砌出，框底部用平整的镁砖砌在活动炉床（10）的钢板床面上，在护框下部装入过筛20目的黄土，并捣制成土层厚度200～300mm的锅型坑基，锅型坑基深度为100～200mm，面积大小与水泥炉缸（8）缸体外表相匹配；

所述水泥炉缸（8）为圆锅底形。

所述水泥炉缸用400#或500#的硅酸盐水泥，加相当于水泥重量份8～12％的水，搅拌混匀；浇注在炉缸（8）模具上，用压机压制成皿；所述硅酸盐水泥的成分是含重量份cao60～70％，a12o34～10%，sio219～24％，fe2o32～6%。

本发明专利富集金银合金的氧化炉为烧天然气的遂道炉。炉壁（1）、炉顶（2）、炉底（3）及烟道（5）都是固定的。而活动炉床（10）及水泥炉缸（8）则是可移动的。损坏后的水泥炉缸（8）可以更换。

使用本发明的氧化精炼过程：

将真空炉分离后得到的含量45-55%的粗金银合金，置于水泥炉缸（8）中，控温950℃-1100℃进行氧化精炼，此时熔融铅与空气中的氧接触变成氧化铅，由于表面张力的作用，大部分pbo被多孔的水泥炉缸（8）所吸收，小部分挥发掉，金银不被氧化，成颗粒状留在水泥炉缸（8）之中。根据冶金学中高于金属氧化物熔点的氧化熔炼过程叫做氧化精炼，因此我们称这一分离手段叫氧化精炼过程。

氧化精炼是铅合金中贵金属与铅分离的重要手段。在氧化精炼时，先将水泥炉缸（8）在800～900℃的高温中预热，除去水泥炉缸（8）中的有机物、水分、二氧化碳以及其它的挥发性物质后，再把含量45-55%的粗金银合金放到红热的水泥炉缸（8）上。如果水泥炉缸（8）预热时间不够就放上含量45-55%的粗金银合金，则水泥炉缸（8）中残留的气体逸出，冲破熔融铅液面，把小铅滴抛出，这个现象叫做“吐唾沫”（spitting）。含量45-55%的粗金银合金熔化后，熔融铅的表面被空气氧化，形成一层氧化铅薄膜。熔融状的氧化铅与熔融铅的表面张力不同，氧化铅能被水泥炉缸（8）表面湿润而吸收在多孔性的水泥炉缸（8）中（毛细管作用），熔融铅的内聚力大，不被水泥炉缸（8）吸收。熔融的氧化铅从熔融铅表面上滑下来渗入水泥炉缸（8）中，露出新的表面又被氧化，刚生成的熔融状的氧化铅又被水泥炉缸（8）吸收，如此不断反复，直到铅全部氧化成氧化铅被水泥炉缸（8）吸收为止。在此过程中，只有约1.5％的氧化铅呈蒸气挥发到空气中，98.5％左右的氧化铅被水泥炉缸（8）吸收。金银不被氧化。随着铅成氧化铅被水泥炉缸（8）吸收后，金银逐渐浓缩，待这一过程进行完毕，金银留在水泥炉缸（8）凹部中央。含量45-55%的粗金银合金中的杂质在氧化精炼过程中也被氧化，它们氧化的先后顺序，与各种金属氧化物的形成热和自由能的大小有关。锌、锡、铁、镍、钴、砷、锑在铅氧化之前，按顺序先后氧化，其中锌最先氧化成氧化锌，锡次之……。铅氧化后，是铋，铜、碲氧化。这些杂质在氧化精炼时生成的氧化物，有的成气体逸出（如as2o3、sb2o3），有的氧化物能溶解在氧化铅中（如氧化铜），随着氧化铅也被吸收到水泥炉缸（8）中而被除去。

在氧化精炼过程中，金银不但与铅分离，同时还能将进入含量45-55%的粗金银合金中的杂质除去。因此最后得到的金银颗粒比较纯净氧化精炼过程时间较短，约以0.8～1.0g／min的速度进行，氧化精炼手段的快速简便，分离效果良好，直收率高。这是其它氧化精炼所没有的优点。氧化精炼过程可以分为三个阶段：含量45-55%的粗金银合金的装入和熔化；含量45-55%的粗金银合金的氧化和吸收；炫色和闪光；

（1）熔融和脱皮

将含量45-55%的粗金银合金放入已在900℃预热30min的水泥炉缸（8）中，关闭炉门，若水泥炉缸（8）已充分预热，则含量45-55%的粗金银合金应立即熔化。起初表面上有一层暗黑色的浮渣，若炉内温度合适，则经过10～20min黑色浮渣即消失，熔融铅开始发亮，片刻间则呈现光辉的熔融铅表面，这种现象叫做脱皮。如果延迟了20～30min还没有脱皮，可能是高温炉的温度太低，或者水泥炉缸（8）没有充分预热，或者炉内气氛是强氧化性的，或是因为含量45-55%的粗金银合金中存在了大量的锡、镍等杂质。锡，镍的氧化物熔点很高，覆盖在熔融铅的表面上。如果含量45-55%的粗金银合金中杂质太多，只有在升高温度氧化精炼，但这样金、银的损失增大。如果含量45-55%的粗金银合金较纯，只因炉温太低，则加入少量还原炉产生的还原性气氛可将氧化铅还原成金属铅，促使含量45-55%的粗金银合金脱皮；

（2）氧化和吸收

脱皮后让空气进入炉膛，炉温可以降低到950℃，此时熔融铅的温度较周围的温度有显著的提高，这是由于铅被氧化而发热造成的，因而熔融铅表面发亮。已熔化的氧化铅渗入水泥炉缸（8）中，小部分氧化铅是呈气体挥发掉，象烟似地由水泥炉缸（8）上升。由于氧化铅被水泥炉缸（8）吸收，围绕着水泥炉缸（8）出现一个圆环，其位置恰好在熔融铅上面。假如圆环是亮红色，表示氧化精炼温度太高。如果氧化精炼温度太低，熔融铅表面上的温度低于氧化铅的熔点时，融熔的氧化铅会完全凝固，包住熔融铅，因隔绝了空气，所以熔融铅不再被氧化，氧化精炼也停止进行，这种现象叫做冻结。冻结现象经常发生在氧化精炼的后期，因为这时铅已很少，铅被氧化产生的热量和前期相比，已大大减少，熔融铅上的温度已在降低。如果这时炉温不升高，很多冷空气进入炉中，很容易发生冻结。冻结以后，如果再把炉温升高到氧化精炼重新开始时的温度，所得的分析结果常因温度太高而偏低。补救的办法是将已冻结的水泥炉缸（8）取出，马上加几克铅皮，重新放入炉内氧化精炼；

（3）炫色和闪光

在氧化精炼过程将要结束之前必须升高温度。因为这时熔融铅的表面大大减少，氧化所产生的灼热量也相应减少了，并且因为随着熔融铅减少，铅中金银的比例增高，合金更难熔化了。为了除尽最后一滴铅，最后的温度应达到1100℃，但也不要升得太高，那样会造成金银的损失加大。银的成分越高，呈旋转现象并有似虹的连续色彩，这种现象称为炫色。炫色只持续几秒钟之久，色彩消失后，颗粒即变暗，隔几秒钟后颗粒上最后闪耀一次光辉，这是因为颗粒中熔化潜热骤然放出而再次出现的光辉，这种现象称之为闪光。出现闪光现象表示氧化精炼作业已告结束，便可将水泥炉缸（8）中粗银取出。

影响氧化精炼的因素。

（1）氧化精炼的温度

温度对氧化精炼的影响是很大的，一般应控制在950℃-1100℃，如温度太低会产生冻结，温度太高又导致金银在氧化精炼过程中的损失增加。一般说来，金银是难氧化的，但是随着温度的升高，金银的氧化程度也在增加。金银氧化后，其氧化物随氧化铅吸收到水泥炉缸（8）中，或者散落在水泥炉缸（8）表面，这是金银损失的主要因素，其量约占全部损失的90%。另一个原因是金银在高温下的蒸发随温度升高而增加。

金银在整个氧化精炼过程中损失的程度是不一样的。开始时损失很小，随着氧化精炼的进行，铅量逐渐减少，相应地金、银在铅中的浓度增加，金、银的损失也随着加大，特别在氧化精炼接近结束时，损失最大。

（2）贱金属存在时对氧化精炼损失的影响

在合金熔炼时，除了贵金属进入含量45-55%的粗金银合金外，还有一些易被还原或者易溶解于铅中的元素如铜，铋，硒、碲、砷，锑，镍等也会进入含量45-55%的粗金银合金中。这些贱金属进入含量45-55%的粗金银合金后，含量45-55%的粗金银合金变硬，锤打时易裂口。不但改变了含量45-55%的粗金银合金的物理性能，还会给氧化精炼带来困难，并且使贵金属的损失增大；

铜铜以不同的程度进入含量45-55%的粗金银合金中，氧化精炼时铜氧化成氧化铜，氧化铜易溶解在氧化铅中，它与氧化铅一起被吸收在水泥炉缸（8）中。铜进入含量45-55%的粗金银合金后，会使熔融铅的表面张力减小，增加金、银在氧化精炼时的损失。当含量45-55%的粗金银合金中的铜达到8.0%时，对金、银的损失明显增大，尤其是对金的损失影响更为显著。铜量达10.0%时，氧化精炼便不能进行；

镍氧化镍在氧化铅中的溶解度很小，当含量45-55%的粗金银合金中存在小量镍时形成暗绿色的浮渣，一部分留在水泥炉缸（8）上部，另一部分进入水泥炉缸（8）中，水泥炉缸（8）上略呈绿色。当含量45-55%的粗金银合金中含镍在0.1%以上时，氧化镍盖住整个熔融铅的表面，使氧化精炼停止进行；

锑锑和铅在液态时能相互溶解，因而含量45-55%的粗金银合金中可能含有大量锑。在氧化精炼开始时，它最初放出sb2o3的浓烟，在含量45-55%的粗金银合金含锑不少于1%的时候，生成黄色的熔渣。这种熔渣是由铅与锑的氧化物组成的，一部分浮在熔融铅的表面上，一部分渗入水泥炉缸（8）中。这种渣凝固时体积膨胀。如大量锑存在时，会因这种膨胀作用而使水泥炉缸（8）崩裂，招致铅液流掉。即使小量锑存在也会使水泥炉缸（8）轻微地龟裂，并留下黄色浮渣所形成的特殊凸纹；

砷砷的性质和锑相似，但是砷不容易进入含量45-55%的粗金银合金中，而且在氧化精炼温度时，as2o3的蒸气压较sb2o3的高得多，易挥发除去。由于这两个因素，砷和铅氧化物组成的浮渣不容易生成；

铁铁是不会进入含量45-55%的粗金银合金的。外来的小量氧化铁溶于氧化铅中，在水泥炉缸（8）上留下暗红色的污渍；

锡在铅合金的条件下，试样中的锡不易被还原成金属，但因锡易溶于铅，所以一部分锡会进入含量45-55%的粗金银合金中。在氧化精炼时，含量45-55%的粗金银合金中的锡很快的氧化成sno2。当锡含量大于10.0%时，会形成一层不溶性的锡酸铅的黄色浮渣盖住熔融铅表面，使氧化精炼停止；

铋铋是容易进入含量45-55%的粗金银合金中的，含量45-55%的粗金银合金中的铋在氧化精炼时是不易氧化的，所有的铅都被氧化后，铋仍与颗粒在一起，直到最后才氧化而被水泥炉缸（8）吸收。在颗粒周围形成一个橙黄色的环。当含量45-55%的粗金银合金中的铋在0.8%以下，没有什么影响；超过0.8%时，金、银的损失随着铋含量增加而增大，主要损失于水泥炉缸（8）中；

碲硒碲硒对金、银有很强的亲和力，在熔炼和氧化精炼过程中对金、银造成较大的损失。碲易进入含量45-55%的粗金银合金中，氧化精炼时不易氧化，量多时不易吹净。当试样中碲硒的总量在0.6%以下，熔炼和氧化精炼过程中对金、银的损失没有明显的影响。当碲硒量多时，氧化精炼后的金银颗粒中会残留碲。当含量45-55%的粗金银合金中含碲硒达3.5%时，氧化精炼不能进行。