万宝缅铜阴极铜产品质量管理

梁新星 ，党瑞峰 ，罗 军 ，张立川 ，赵声贵 ，杨均流 ，盛汝国

（1.万宝矿产有限公司，北京市 100053；2.万宝缅甸铜业有限公司，蒙育瓦）

莱比塘铜矿项目自2016年3月份投产以来，截至2018年年底，累计产出阴极铜已超过180 kt，产品整体达到了LME的阴极铜质量标准[1-3]，只有极少数出现杂质成分超标、板面有硫酸铜结晶等问题。为了更好地对阴极铜产品质量进行管理和控制，现就两年多来产品质量管理情况以及出现的问题进行阐述。

1 影响阴极铜产品质量的主要因素

1.1 电富液杂质悬浮物对产品的影响

悬浮在电富液中的颗粒物对产品质量影响很大[4-6]。悬浮物的主要来源是阳极板（材质是铅合金），在电积过程中，阳极板表面形成的硫酸铅或氧化铅很容易脱落，从而悬浮在溶液中，不溶的铅颗粒物吸附在阴极板表面时就成了结晶源，会生成大小不同的铜颗粒。该部分颗粒中杂质铅的含量远远高于其它地方，当取样过程中取到这一部分时，极易造成样品的铅含量超标，从而影响到整个批次的产品质量。

1.2 有机相的影响

电富液来自萃取工序，其中不可避免地含有少量的有机相，电积过程中容易形成有机烧斑，在有机烧斑区域内的沉积物性质脆弱且呈粉末状，并且在烧斑区域多半会发生杂质固体的严重夹带，尤其是铜板上沿表现突出，影响产品质量。一般来说需要将电积液中有机相的含量控制在一定范围之内（不超过 10 mg/L）。

1.3 添加剂的影响

常用的添加剂如硫酸钴、古尔胶等[7-9]，硫酸钴能起到保护阳极板的作用，古尔胶则能够使得阴极铜长得致密，表面光滑。但二者的添加量要适当，否则起不到应有的作用。电富液中的钴离子浓度应在90～120 mg/L，古尔胶按照吨铜单耗250～300 g为宜。

1.4 样品的代表性

所取样品是否具有代表性，对产品质量的判定起着至关重要的作用。要求取样前先洗净铜板表面，选择表面比较平整的铜板进行均匀取样。

1.5 铜板外观

产品外观是给客户的第一印象，如若表面有油污、结晶、铜瘤多、包装不整齐、产品信息打码不清晰等情况，将有损公司的品牌形象。

2 出现的产品质量问题及采取的措施

2.1 阴极铜铅含量超标

阴极铜产品中杂质铅的含量是判定铜产品牌号的一项重要指标，根据国家阴极铜GB/T 467-2010标准，莱比塘铜矿生产的阴极铜为A级铜（Cu-CATH-1），与伦敦金属交易所（LME）注册阴极铜标准等同，要求铅的含量不超过0.000 5%[10]。2016年有1个批次的阴极铜样品外检（第3方检测机构）结果显示铅的含量是0.000 62%，铅含量超标。

2.1.1 原因分析

在生产该批次阴极铜的电积槽中，阳极板表面氧化物脱落现象相对其它槽严重，以极细的颗粒状态，在电积液布液管流出液体的搅动作用下，在电积槽中下部悬浮。由于阴极铜表面粗糙不平整，细粒的铅颗粒附着在铜板表面，而后随着铜板的逐渐增厚，铅粒被包覆进入铜板。或者在铜板出槽过程中，与铅板发生了剐蹭，部分铅粒附着在了铜板表面。

2.1.2 采取的措施及取得的效果

调整硫酸钴的添加量，提高溶液中钴离子的浓度，由原来的 80～100 mg/L 提高至 100～120 mg/L，更好地保护阳极板，减少表面的氧化，从而减少溶液悬浮物中的铅含量，减少阴极铜中铅的来源。定期清理电积槽内的铅渣，目前已经开始常态化地进行清槽作业，后续将按季度周期作业。铜板出槽时加强操作控制，尽量避免阴阳极板剐蹭现象。

2.2 阴极铜硫含量偏高或超标

2017年年初出现1个批次的阴极铜产品含硫超标，相邻批次硫含量偏高的现象。根据中国国家阴极铜GB/T 467-2010标准要求阴极铜中硫的含量不超过0.001 5%，其中1个批次外检（第3方检测机构）结果硫含量是 0.001 52%，高于标准 0.001 5%，硫含量超标。相邻批次的硫含量分别是0.001 22%、0.001 22%、0.001 34%、0.001 3%， 这几个批次阴极铜的硫含量均偏高。

2.2.1 原因分析

剥离出来的阴极铜表面残留的未清洗干净的硫酸铜溶液，极易形成结晶。如果取样时恰好取到结晶部分，很容易导致检测的结果为硫含量超标。

2.2.2 采取的措施及取得的效果

出槽后，先在槽面上用冷水将铜板表面的硫酸铜溶液清洗干净，然后再进入剥片机组进行洗涤。通过实践摸索，对原先设备进行优化，原先的设计是洗涤水开路外排的方式，即冷水不断进入洗涤水箱，洗涤后热水不断外排的工作模式，实际温度很难达到60℃以上。现已更改为热水闭路循环、持续加热、每班换水的方式，同时增加加热管，将剥片机洗水温度提升至70～75℃，增加洗涤喷嘴，加大清洗强度，增加清洗时间，提高了清洗效果。除此之外，还在进剥片机组洗涤前增加了一道烫洗工序，即阴极铜在70℃的热水中烫洗2 min，既增加了洗涤效果，又能实现对导电衡量触点的清洗。另外，工艺上的控制也非常重要，可以保证铜板表面的粗糙度。事实证明，通过采用多次清洗并提高水温的方法，来解决硫含量超标的问题是行之有效的。

2.3 阴极板受腐蚀，难剥铜数量增加

从2017年初开始，车间出现大批量的难剥铜。之后其它组也陆续出现难剥铜，到2018年呈现出爆发性增长的趋势。难剥铜的产生，除了增加岗位工人劳动强度、人力物力成本外，还极易出现杂质铁、硫的超标，而且在手动剥铜的过程中，容易损坏阴极板和铜板，铜板的外观质量难以保证。

2.3.1 原因分析

难剥铜大规模出现的根本原因是断电出铜工艺。断电出铜期间，裸露阴极板浸泡在酸度较高的硫酸铜溶液中，与阳极板形成Fe（Ni）-Pb的“原电池”效应。久而久之，阴极板表面发生点蚀，从而造成沉积的阴极铜难以剥离。

2.3.2 采取的措施及取得的效果

出铜工艺的更改，由断电出铜改为带电出铜，即在通电的情况下进行剥铜作业。经过大量的准备工作，2018年4月底开始在1系列首推带电出铜，经过剥铜周期的逐步调整，单片阴极铜重量调整到标准要求范围内，难剥铜数量也明显下降。截止7月底，缅铜3个系列6组电积车间全部改为带电出铜工艺，经过带电出铜几个周期的调整，产量稳步提高，难剥铜从8月份开始基本消失。到10月份，彻底消失。2018年1～10月份缅铜产量、难剥铜数量生产情况，见图1。

图1 2018年1～10月份缅铜产量、难剥铜数量生产情况

2.4 捆包装片数超标

针对有少量阴极铜产品单捆片数超过55片，平均单片质量偏轻的情况，采取的措施如下：清洗打磨极板接触点，校正阳极板，认真调整板间距。在外界条件允许的情况下，尽可能减小电流变化的幅度，稳定生产条件，防止阴阳极板短路，从工艺上减少重量不均匀现象的发生。打包时进行配重，保证单捆质量在 2.50～2.55 t之间，片数控制在 48～53 片之间。 当无法同时满足质量和片数要求时，以质量为标准打捆，单独存放。经过改进后，产品包装后的质量和片数都在要求的范围内，再没有收到客户关于此问题的反馈。

2.5 产品外观问题

针对少量产品表面有油污、包装的不整齐、铜板下沿存在薄边的情况，采取的措施如下：提高剥片机洗水温度至70～75℃，有利于板面残留油污的清洗。在料液池内添加絮凝剂，减少萃取过程中三相物的形成，以降低富铜液中的悬浮物含量，从而保证了电积槽内溶液的清洁度。电积槽内的有机相打捞工作常态化，任务平均分配给每个生产班组。改进古尔胶添加装置，利用负压原理，均匀地添加古尔胶，提高溶解效果，确保古尔胶的使用效果，减少了“铜瘤”的产生，从而有效地提高产品外观质量。组织生产班组相关人员，就打包配重的注意事项进行培训，做到包装后的产品整齐美观，喷字及打码清晰。对产品进行二次检查，在产品发运前发现板面仍有油污的，进行人工清洗，确保发出的产品清洁、美观。关于铜板下沿存在薄边的现象，目前已加长阳极板尺寸，阳极板与阴极板尺寸差由原先的93 mm减少到35 mm，使用效果良好。

3 结论

质量是企业生存和发展的根本，要提高产品质量，必须全员参与，每位员工都有义务和责任做好产品质量的监督和管理，并牢固树立质量意识，严格控制和执行好产品的操作流程。产品质量管理是一项持续性、涉及范围广的工作，除了从工艺上管理之外，还需要参与者从更多的细节上来完善。莱比塘铜矿投产3年多以来，产品质量方面总体来说是合格的，客户是认可的，但仍需不断改进和完善。公司已从工艺控制和生产管理细节采取措施对产品质量进行管控，并取得了一定成效。在后续的生产过程中，将严格落实好产品质量要求，进一步总结生产过程中的经验，提高产品的质量。