楊紅建，陳 煒

(1.江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424;2.江西銅業(yè)集團(tuán)公司，江西貴溪 335424)

1 引言

為了適應(yīng)市場(chǎng)的變化，企業(yè)發(fā)展的需求，在銅礦資源不足的情況下，廢雜銅的回收利用是對(duì)銅礦資源不足的補(bǔ)充，近幾年隨著市場(chǎng)資源的短缺，貴冶陰極銅產(chǎn)量的不斷擴(kuò)大，公司加大了廢雜銅資源的采購。特別是在2009年5月卡爾多爐投料試生產(chǎn)后，廢雜銅、銅米、碎料等原料進(jìn)廠量逐年加大。

進(jìn)廠的廢雜銅種類繁多，品質(zhì)雜，品位波動(dòng)大，檢驗(yàn)過程中無法用單一的手段完成檢驗(yàn)工作，也沒有相應(yīng)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)可以參考。貴冶經(jīng)過在原料檢驗(yàn)工作中近十年探索與實(shí)踐，已摸索、總結(jié)出一套科學(xué)的、規(guī)范的檢驗(yàn)法。本文將介紹貴冶在廢雜銅檢驗(yàn)過程中對(duì)目測(cè)品位法、中頻爐熔融法的探索與實(shí)踐。

2 廢雜銅分類

國內(nèi)廢雜銅尚沒有制定較為完善的分類標(biāo)準(zhǔn)，基本上參照國外的標(biāo)準(zhǔn)，大致把廢雜銅分為三類［1］:

(1)1#廢雜銅:純度在95～99%以上，主要是由干凈的非合金銅材料所組成，即:銅邊角料，銅圈、干凈銅管或管道、1#銅線和粗導(dǎo)線(不包括被燒焦的和易碎的細(xì)銅線)，此類廢料可直接送加工廠使用。

(2)2#廢雜銅:含銅在85%以上，包括干凈的、氧化的、帶皮的銅邊角料、銅圈、整流器部件、較干凈的帶少量焊錫的銅管材，氧化或帶皮銅線(不包括被燒焦的銅線)、馬達(dá)線、漆包線等。

(3)3#廢雜銅:除含有上述1#、2#廢雜銅的成分外，還含有大量的含銅鑄件，廢軸承、廢舊馬達(dá)、各種電器設(shè)備、廢舊變壓器等等;3#廢雜銅含銅量變化范圍很大，最低含銅量達(dá)20%，最高達(dá)到70～80%。

3 貴冶驗(yàn)收的廢雜銅

貴冶進(jìn)廠的廢雜銅主要是1#廢雜銅和2#廢雜銅，3#廢雜銅必須經(jīng)過拆解后才能進(jìn)廠驗(yàn)收。

表1 廢雜銅的種類及技術(shù)要求

4 目測(cè)品位法的應(yīng)用

通過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)整批次廢雜銅或樣品的外觀檢驗(yàn)和銅含量的目測(cè)，直接判定該車廢雜銅的銅品位，叫做目測(cè)銅品位法，該方法主要應(yīng)用于1#廢雜銅和種類單一的2#廢雜銅的檢驗(yàn)工作中。

4.1 建立標(biāo)樣

目測(cè)品位法的應(yīng)用必須建立在大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際的工作，通過長(zhǎng)期的檢驗(yàn)工作的經(jīng)驗(yàn)積累，才可能具備一定的水平和能力去通過目測(cè)完成1#廢雜銅的檢驗(yàn)工作。為了提高檢驗(yàn)人員的理論水平與實(shí)際工作能力，貴冶原料部在通過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)上建立了廢雜銅的標(biāo)樣，提供給檢驗(yàn)人員學(xué)習(xí)與參考。

4.2 標(biāo)樣資料

廢雜銅的檢驗(yàn)過程中，標(biāo)樣的種類不斷的得到完善，逐步形成了指導(dǎo)原料檢驗(yàn)工作的強(qiáng)有力的影像、圖文資料，是目測(cè)品位法可以實(shí)施的理論指導(dǎo)材料。

圖1 氧化銅管

圖2 燒銅管

圖3 散熱管

圖4 廢雜銅標(biāo)樣櫥窗

4.3 建立管理文件

4.3.1 確定檢驗(yàn)人員

為了確保目測(cè)品位的準(zhǔn)確、真實(shí)，檢驗(yàn)工作中規(guī)定只有工段長(zhǎng)具備目測(cè)品位的權(quán)利和職責(zé)、其它工作人員如果需要參與目測(cè)工作，必須提出申請(qǐng)，經(jīng)部門領(lǐng)導(dǎo)同意后才有資格參與目測(cè)工作。

4.3.2 過程控制

為了確保目測(cè)品位法在檢驗(yàn)過程中公平、公正，規(guī)避個(gè)人“一言堂”的行為，避免檢驗(yàn)人員與供貨商之間有直接的經(jīng)濟(jì)利益，給企業(yè)造成重大的損失，廉潔風(fēng)險(xiǎn)防控中規(guī)定必須是三個(gè)工段的工段長(zhǎng)在場(chǎng)才能進(jìn)行廢雜銅的目測(cè)工作。三人的意見必須一致，才能報(bào)出目測(cè)數(shù)據(jù)，供方同意后，要求供方現(xiàn)場(chǎng)在檢驗(yàn)記錄單上簽字確認(rèn)，參與目測(cè)的檢驗(yàn)人員也必須簽字，該品位才有效，才能作為結(jié)算依據(jù)。三人參與品位目測(cè)不僅起到了互相監(jiān)督的作用，而且確保了目測(cè)品的真實(shí)、準(zhǔn)確。

4.3.3 確定基數(shù)

為了目測(cè)品位的規(guī)范、科學(xué)，便于結(jié)算時(shí)數(shù)據(jù)的處理，目測(cè)品位法中規(guī)定以0.25%作為一個(gè)品位基數(shù)。上調(diào)或下調(diào)目測(cè)品位時(shí)，每次調(diào)整的銅品位只能是0.25%，或是0.25%的倍數(shù)。

4.4 應(yīng)用效果

目測(cè)品位法在實(shí)際的檢驗(yàn)工作中可以高效的完成檢驗(yàn)工作，緩解檢驗(yàn)工作者的作業(yè)強(qiáng)度，解決檢驗(yàn)延時(shí)，貨物積壓，供方長(zhǎng)時(shí)間無法結(jié)算等不利的局面，是一種“與客戶共創(chuàng)價(jià)值”的比較科學(xué)的檢驗(yàn)法，但該方法只是在1#廢雜銅的檢驗(yàn)過程中應(yīng)用比較多，并不適合于低品位、種類多的廢雜銅檢驗(yàn)中，而且要求參與目測(cè)的檢驗(yàn)人員必須具備一定能力，具有多年參與檢驗(yàn)工作的經(jīng)驗(yàn)。

5 中頻爐熔融法的應(yīng)用

中頻爐是一種將工頻50HZ交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l(300HZ以上至1000HZ)的電源裝置，把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的中頻電流，供給由電容和感應(yīng)線圈里流過的中頻交變電流，在感應(yīng)圈中產(chǎn)生高密度的磁力線，并切割感應(yīng)圈里盛放的金屬材料，在金屬材料中產(chǎn)生很大的渦流。利用電磁感應(yīng)原理加熱金屬［4］。

圖5 中頻爐實(shí)體圖和鐵模具

圖6 石墨坩堝

無法通過目測(cè)確定碎料、銅米、邊料、2#廢雜銅等多種原料的銅品位時(shí)，必須通過取樣、開爐，熔融后從新澆鑄成銅錠的檢驗(yàn)法叫中頻爐檢驗(yàn)法。廢雜銅的銅品位已化學(xué)分析數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。目前貴冶原料部在檢驗(yàn)過程針對(duì)不同種類的廢雜銅采用的方法主要有直接取樣熔融法和分揀取樣熔融法2種。

5.1 直接取樣熔融

該方法主要針對(duì)種類單一的普通銅米、含金銀銅米、邊料、碎油管等廢雜銅的檢驗(yàn)，可根據(jù)供貨情況，采取單車單樣或多車組樣的形式直接取樣開爐檢。

圖7 檢驗(yàn)流程

(1)不含金的銅米、邊料等廢雜銅，在整個(gè)檢驗(yàn)流程中每個(gè)環(huán)節(jié)的檢驗(yàn)人員是不確定的，具體的檢驗(yàn)人員根據(jù)當(dāng)天的實(shí)際工作情況隨機(jī)確定。

(2)含金銅米在原料檢驗(yàn)工作中是一種特殊的物料，因同一批次的原料中不同點(diǎn)位的金品位存在波動(dòng)，為了降低檢驗(yàn)過程中人為因素的風(fēng)險(xiǎn)，確保整個(gè)流程可追溯，加強(qiáng)檢驗(yàn)人員的責(zé)任心，經(jīng)過相關(guān)部門的研討后，形成新的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定含金銅米的檢驗(yàn)流程由一個(gè)人負(fù)責(zé)完成，并在內(nèi)部增加技檢樣 (原料部的技檢工段負(fù)責(zé)取樣)，在外部增加計(jì)監(jiān)樣 (質(zhì)量計(jì)量部負(fù)責(zé)取樣)。如果正常樣與技檢驗(yàn)的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)在允許誤差范圍內(nèi)，則該批貨物可以正常結(jié)算;如誤差超出允許范圍，則將計(jì)監(jiān)樣開爐檢驗(yàn)，三方數(shù)據(jù)比對(duì)后再進(jìn)行結(jié)算。

5.2 分揀取樣熔融

該方法主要針對(duì)2#廢雜銅的檢驗(yàn)，目前貴冶進(jìn)廠驗(yàn)收的2#廢雜銅主要以馬達(dá)線為主。因同一檢驗(yàn)批中的廢雜銅種類多、品質(zhì)雜、品位波動(dòng)大，無法隨機(jī)取樣，必須進(jìn)行人工分揀后，根據(jù)分揀比例組樣開爐檢驗(yàn)。

圖8 檢驗(yàn)流程

5.3 取樣比例

采用中頻爐熔融法檢驗(yàn)時(shí)，無論是單車物料的檢驗(yàn)或是多車物料的組樣，入爐量都定為20Kg，所以單車單樣時(shí)，每車取樣量不得小于40Kg。

碎料、邊料、普通銅米等物料取樣時(shí)，采用隨機(jī)布點(diǎn)取樣方式(含金銅米的取樣必須根據(jù)取樣布點(diǎn)圖的點(diǎn)位取樣);2#廢雜銅的分揀樣品取樣比例不小于10%，目前貴冶原料檢驗(yàn)中規(guī)定進(jìn)廠的2#廢雜銅必須控制在200t左右、5車為一個(gè)檢驗(yàn)批，取樣時(shí)先從5車中取一車，在從該車中確定半車作為樣品進(jìn)行分揀。

5.4 組樣入爐

銅米、邊料等廢雜銅的組樣根據(jù)單車單樣或是多車組樣的實(shí)際檢驗(yàn)情況決定。如果單車單樣則直接將所取樣的樣品勻樣后分成四等分，以對(duì)角線劃分為兩份樣分別稱重20kg，一份樣入爐，一份樣留底;如多車組樣，則根據(jù)每車的所占入爐樣的比重逐車按四分法勻樣，同樣組兩份樣，一份入爐，一份留底;2#廢雜銅的組樣根據(jù)分揀后每個(gè)種類占的比例和入爐量逐個(gè)按種類配樣。

表2 某單位某批次2#廢雜銅(馬達(dá)線)分揀的種類和組樣比例

5.5 熔融、澆鑄

熔融過程中用干燥的木棍均勻攪拌，如果灰渣過多，則需用鐵制漏勺進(jìn)行撈渣處理。等樣品完全熔融后，關(guān)閉中頻爐電源，將銅水倒進(jìn)預(yù)熱的鐵模中，銅水完全倒入模具中后迅速將坩堝反扣在干燥清潔的鐵板上，倒出坩堝中的殘余物，用工具及時(shí)清出坩堝內(nèi)壁粘附物料;鐵模中的銅水固化成型后，倒出銅錠，用冷水冷卻。

5.6 鉆樣

冷卻后的樣錠、灰渣需進(jìn)行稱重計(jì)量，計(jì)量后用對(duì)角三點(diǎn)法進(jìn)行鉆樣，為確保鉆樣過程中樣屑因溫度過熱導(dǎo)致氧化，鉆樣過程中需用工業(yè)酒精進(jìn)行冷卻，同時(shí)避免樣屑飛濺和其它雜質(zhì)進(jìn)入樣屑中。

5.7 研磨裝袋

灰渣和樣屑在制樣機(jī)中進(jìn)行10秒鐘打磨，時(shí)間不宜過長(zhǎng)，避免氧化。打磨好后灰渣過10目和40目套篩，灰渣10目上計(jì)入錠重，樣屑過40目篩，40目篩上、篩下稱重后分別裝袋。試樣袋分A、B、C三個(gè)，灰渣40目篩上稱重后縮分1/2裝入分析試樣B袋中，剩余1/2縮分2等份分別裝入供方和仲裁B袋中，灰渣40目篩下、樣屑40目篩上、篩下稱重后同樣的方式分別裝入C袋、A袋中。

5.8 過程控制

中頻爐熔融法完成檢驗(yàn)工作的流程長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多，參與檢驗(yàn)工作的人員不確定，為了確保檢驗(yàn)過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都能標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，避免檢驗(yàn)人員與供貨商之間有直接的經(jīng)濟(jì)利益，給企業(yè)造成重大的損失，廉潔風(fēng)險(xiǎn)防控中規(guī)定整個(gè)檢驗(yàn)過程需要在技檢人員的監(jiān)督下完成，所有檢驗(yàn)工作都要記錄存檔;有客戶跟蹤檢驗(yàn)的，要求客戶在每個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)結(jié)束后簽字，確認(rèn)檢驗(yàn)過程的公平、公正、公開。近年，為了加強(qiáng)過程控制，保護(hù)檢驗(yàn)人員自身安全和原料安全，原料部還在各作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)增加了視頻監(jiān)控。

5.9 應(yīng)用效果

通過近十年的探索與實(shí)踐，中頻爐熔融法在廢雜銅檢驗(yàn)的應(yīng)用上已經(jīng)成熟穩(wěn)定，是完成廢雜銅檢驗(yàn)工作、確保檢驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的主要檢驗(yàn)手段，目前貴冶已近形成了一套具有科學(xué)性、先進(jìn)性的中頻爐作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

6 雜物和扣雜標(biāo)準(zhǔn)［6］

6.1 雜物

廢雜銅中的雜物種類較多，主要有紙屑、各種絕緣材料、油、水、木頭、鐵銹、銅管內(nèi)壁形成的水垢等。

6.2 扣雜標(biāo)準(zhǔn)

油雜、水雜、灰雜較多時(shí)需要按實(shí)測(cè)結(jié)果扣雜;其它雜物根據(jù)實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)直接扣雜處理。

7 結(jié)束語

隨著企業(yè)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)資源的短缺，廢雜銅進(jìn)廠量必將逐年加大，而且種類將向多、雜趨勢(shì)發(fā)展。面對(duì)新的困難與挑戰(zhàn)，唯有不斷的探索與創(chuàng)新，規(guī)范檢驗(yàn)流程、完善作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際的檢驗(yàn)工作中多種檢驗(yàn)手段并用才能適應(yīng)工廠的發(fā)展、市場(chǎng)的變化。

［1］宋運(yùn)坤，沈強(qiáng)華，鐘忠.我國廢雜銅的回收利用現(xiàn)狀與對(duì)策［J］.2014(01):06.

［2］GB/T 13587-2006銅及銅合金廢料.

［3］技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通用分冊(cè).江西銅業(yè)股份有限公司貴溪冶煉廠，2010:210-216

［4］魯延輝.中頻爐研究.

［5］江銅貴冶一體化管理文件，2012:48-49.

［6］QJ/GY005.06.01-2010，冷料用廢雜銅.