一、企业简介
白银有色集团股份有限公司(以下简称“白银集团”)的前身是白银有色金属公司,成立于1954年,注册地位于甘肃省白银市,是国家“一五”时期156个重点建设项目之一,被誉为“共和国有色工业的长子”,曾创造了铜硫产量、产值和利税连续18年全国第一的辉煌。2008年,白银集团引进中信集团战略投资实施股份制改造。2017年登陆A股市场,成为国内A股市场有色冶金行业整体上市的大型国有企业。
金锭产品是由白银有色集团股份有限公司铜业公司(以下简称“铜业公司”)生产,铜业公司是白银集团下属的分公司,其前身为白银公司冶炼厂,是国家“一五”计划期间156个重点建设项目之一。1954年筹建,1960年6月投产,历经数次技术改造和几十年的建设,形成了以世界先进、成熟的仓式配料→铜精矿蒸汽干燥→闪速熔炼→PS转炉吹炼→回转式阳极炉精炼→传统大极板电解精炼/永久不锈钢阴极电解精炼的冶炼工艺流程,配套两转两吸制酸工艺、卡尔多炉制取稀贵金属生产工艺,发展成为包括阴极铜、金锭、银锭、工业硫酸、硒、二氧化硒、硫酸铜、硫酸镍、铂、钯、工业氧、工业氮、氩气、液体二氧化硫等多种产品综合生产的铜冶炼企业,达到年产阴极铜40万吨、黄金15吨、白银500吨、工业硫酸75万吨的产能规模以及硫酸、精硒、硫酸镍、液氧、液氮、液氩、铼氨酸等多种产品综合生产的国有大型有色冶炼企业。
二、解决的具体质量问题
铜业公司电解系统产出的铜阳极泥成分波动较大,铜阳极泥处理过程中经压滤后的滤饼含水率偏高、黏度较大,可塑性和流动性减弱,进入微波干燥机挤条后不能被均匀挤压成所需的条状结构,压滤机压滤效果和干燥作业效率降低,卡尔多炉处理能力与铜阳极泥处理速度不匹配的问题凸显。
综合车间结合生产流程及实践经验,以在浸出后转运槽中加入A试剂做沉降试验为主要研究手段,通过不断摸索,对铜阳极泥处理工艺进行了优化,切实解决了卡尔多炉处理能力与铜阳极泥处理速度不匹配的问题,实现了公司卡尔多炉日处理量从11.3t/d提升至14.3t/d、卡尔多炉生产周期由3天/炉缩短至2天/炉的飞跃。
三、质量管理改进案例介绍
(一)改进前的质量管理流程与方法
1.工艺优化前,铜阳极泥-卡尔多炉段工艺流程如下:
铜阳极泥→低压浸出→高压浸出→脱铜阳极泥→转运槽→压滤机压滤→湿脱铜渣→微波干燥→干燥脱铜渣→卡尔多炉熔炼、吹炼、精炼
2.工艺优化前,铜阳极泥沉降作业完全靠铜阳极泥处理系统自身完成,因来料成分不同,在处理过程中存在诸多问题:
a.脱铜阳极泥含水率高、黏度大。
b.压滤机滤布易堵塞,压滤机过滤效率低。
c.脱铜阳极泥沉降速率低。
d.微波干燥机皮带烧损严重。
e.脱铜渣松散不成形。
上述问题的出现,严重影响作业率,导致卡尔多炉日处理量低、生产周期长。
(二)改进后的质量管理流程与方法
1.通过反复试验,不断摸索,对铜阳极泥处理工艺进行了优化。工艺优化后,铜阳极泥-卡尔多炉段工艺流程如下:
铜阳极泥→低压浸出→高压浸出→脱铜阳极泥→转运槽加A试剂干预→过滤→湿脱铜渣→微波干燥→干燥脱铜渣→卡尔多炉熔炼、吹炼、精炼
2.工艺优化后的主要操作做法
每釜高压浸出作业完成后,在转运槽中加入A试剂进行干预,总计加入量2-4kg,根据溶液中固含量分2-3批次分别加入,每次以1kg左右A试剂和水配置浓度为3g/l左右的溶液,批次加入间隔时间控制在30min左右,保证良好的反应,同时防止一次性加入导致A试剂结块的问题。
(三)改进前后的质量管理对比分析
(1)创新点
该案例的主要创新点是:优化了工艺流程,即在转运槽中“加入A试剂”进行干预,加强脱铜阳极泥的凝聚效果,使细小颗粒聚集形成较大的絮体,在重力作用下加速沉降。
(2)工艺优化的改进点
工艺优化后,在脱铜渣渣型、脱铜阳极泥滤布含水率、压滤机压滤效率、铜阳极泥沉降速率等方面均较优化前有所改善:
a.干燥脱铜渣成型改善
改进后,干燥脱铜渣成型已经明显改善。
b.脱铜阳极泥滤布含水率提高且稳定
改进前后多批次脱铜阳极泥滤布含水率对比:
c.压滤机过滤效率提高
改进前后压滤机过滤效率对比:
从上图可以看出,改进前连续过滤10次的过滤效率呈逐渐下降趋势,而改进后连续过滤10次的过滤效率较为稳定,满足75%的过滤性能。
d.铜阳极泥沉降速率提高
铜阳极泥沉降速率由改进前的0.15ml/min提高到改进后的0.2ml/min左右。
四、取得的成效
湿法高压酸浸-火法冶炼联合选冶工艺有效突破铜阳极泥在湿法浸出工序中的限制性瓶颈,缩短了压滤、干燥作业时间,卡尔多炉日处理量大幅提升。微波干燥机皮带使用周期由半个月延长至三个月,按微波干燥机皮带2.1万元/条计算,节约42万元/年。滤布使用周期由15日延长至2个月,综合车间整套共计38条滤布,按35元/条计算,节约材料费用2万余元/年。滤饼含水率降低后,微波功率随之降低约30%,干燥机额定功率250kwh,每天正常运行20h,节约电费13.2万元/年。
总之,使用A试剂干预的工艺优化能够在铜阳极泥处理湿法浸出阶段,提高浸出作业效率,提高火法冶炼作业入炉物料的稳定产出,提高火法冶炼处理能力,本工艺技术成熟、可靠,可供有色行业借鉴。