Optimering av slaggkemi vid smältning och konvertering av ädelmetallslam i en ädelmetallkaldougn
Bakgrunden vid projektet var varierande, ibland alltför höga, silverhalter i slagg vid nedsmältning av anodslam på ädelmetallverket. Den ekonomiska utvärderingen visar att ädelmetaller (ÄM) för över 4 miljoner kr varje månad blir kvar i den slagg som lämnar verket för att ytterligare en gång genomgå smältning, konvertering och elektrolys i kopparlinjen. Uttaget av metallerna försenas således i ca 30 dagar med räntekostnader som följd. Uppgiften var därför att försöka utröna orsaker och föreslå tänkbara åtgärder för att komma till rätta med problemet. Strategin med projektet var att hitta faktorer som kunde tänkas förklara variationerna hos silverhalten i den bildade slaggen vid smältningen och konverteringen av anodslammet. Fem parametrar av både kemisk och fysikalisk karaktär bedömdes kunna ha förmågan att påverka utfallet vid smältningen. Dessa parametrar studerades sedan i laboratoriemiljö samt på plats i ädelmetallverket. En försöksplanering sattes upp där parametrarna varierades inom rimliga verklighetstrogna intervall för att på så vis bättre kunna kartlägga de enskilda effekterna samt de samspelseffekter som sannolikt skulle kunna tänkas uppstå. Anodslammet smältes därefter ned tillsammans med olika stora inblandningar av soda, koks och sand där temperaturer och sättningstider varierades. Slaggprover togs därefter för att undersökas i mikroskop och analyseras med avseende på en rad metaller. Resultatet sammanställdes i ett dataprogram, MODDE 7, enligt principen för multi- and megavariate data analysis (MVDA). En beräkningsmodell tillämpades för att kunna projicera ner de många variablerna till ett plan med färre dimensioner och på så vis bättre åskådliggöra graden av deras påverkan. Silver undersöktes tillsammans med fyra andra element/grundämnen i syfte att jämföra eventuella likheter och skillnader för att undvika att i onödan ge upphov till sämre avlänkning av föroreningar. Slutligen samlades också driftinformation in rörande konverteringsluftmängd och temperatur vilka jämfördes med silverinnehållet i respektive smältor. Slutsatsen som kunde dras av de praktiska experimenten och driftinformationen var att de två enskilda faktorer som tydligast hade en sänkande effekt på silverhalten i slaggen var temperaturen vid smältning samt mängden tillsatt koks. Dessa bägge faktorers inverkan hämmas dock av en alltför stor andel soda. Detta beror troligen på att en hög andel soda i kombination med hög temperatur eller större kokstillsats ger slaggen alltför reducerande egenskaper. Resultatet blir således att även andra element reduceras ut till metallfasen varvid slaggmassan minskar med högre silverhalt som följd. Den absoluta mängden silver i slaggen behöver alltså inte nödvändigtvis vara större i dessa fall. Man kan även konstatera att koks har en tydlig effekt på bly. Tillsats av koks bör göras för att minska silverhalten i slaggen men bör ske försiktigt och hållas på en rimlig nivå för att undvika onödig avlägsning av framför allt bly men även antimon och arsenik till den metalliska smältan. Av samma anledning bör heller inte sodatillsatsen överdrivas. Den faktor som har tydligast effekt vid såväl experiment i högfrekvensugn såsom vid driftförhållanden, utan att orsaka någon större minskning av föroreningar i slaggfasen, är temperaturen. Denna bör vid slaggtappningstillfället hållas på minst 1150ºC, gärna uppemot 1200ºC.