粗銀電解中銀粉脫水-洗滌水處理-電解廢液凈化新工藝研究

周廷熙, 王少龍, 鄧遠(yuǎn)久

(1.昆明理工大學(xué), 云南 昆明 650093；2.云南冶金集團(tuán)股份有限公司, 云南 昆明 650224；3.云南馳宏鋅鍺股份有限公司, 云南 曲靖 655011)

試驗(yàn)研究

粗銀電解中銀粉脫水-洗滌水處理-電解廢液凈化新工藝研究

周廷熙1，2, 王少龍3, 鄧遠(yuǎn)久3

(1.昆明理工大學(xué), 云南 昆明 650093；2.云南冶金集團(tuán)股份有限公司, 云南 昆明 650224；3.云南馳宏鋅鍺股份有限公司, 云南 曲靖 655011)

針對(duì)粗銀電解過程中，銀粉自然脫水- 人工洗滌- 烘箱干燥工藝存在的水分高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、洗滌廢水量大、洗滌廢水和銀電解廢液氯化沉銀流程長(zhǎng)、含氯廢水處理難度大等問題，提出了離心脫水- 洗滌- 紅外加熱干燥、洗水沉銀直接鑄陽(yáng)極電解、廢電解液凈化回用新工藝。新工藝銀粉洗滌水消耗0.62 kg/kgAg ，烘干時(shí)間10 min，洗水銀回收率99.6%，82%的銀電解廢液凈化后直接返回電解。

粗銀電解；銀粉；離心脫水；紅外干燥；洗水沉銀；電解廢液凈化

目前，我國(guó)普遍采用火法工藝生產(chǎn)粗銀，粗銀經(jīng)過電解精煉產(chǎn)出銀粉[1]。電解槽中的銀粉通過特制的裝置輸送至洗滌槽中，含電解液7%～8%的銀粉用蒸餾水反復(fù)洗滌至銀粉中所含溶液為中性，通常情況下1 kg銀粉蒸餾水的耗量為4 kg。洗滌后的銀粉裝入不銹鋼盤，用烘箱烘干(烘干時(shí)間4 h)；洗滌水氯化沉銀，其中的銀形成氯化銀沉淀返回?zé)掋y的火法流程處理，沉銀后的廢水進(jìn)一步無害化處理。銀電解過程中，電解液中的雜質(zhì)累積到一定濃度需要開路處理[2]，采用氯化沉銀法，沉淀的氯化銀返回?zé)掋y火法工序，沉銀后的電解廢液進(jìn)一步凈化處理[3]。

該煉銀工藝存在以下不足：銀粉洗滌人工操作，勞動(dòng)強(qiáng)大，洗滌蒸餾水消耗大，洗滌后銀粉含溶液7%～8%，烘干時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4 h；洗滌液、電解廢液氯化沉銀處理后，氯化銀返回火法工序處理，回收周期長(zhǎng)，回收率96%；沉銀后的廢水凈化處理過程復(fù)雜。

本文針對(duì)銀電解工業(yè)生產(chǎn)中存在的問題，進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)研究，并且將研究成果應(yīng)用于生產(chǎn)，達(dá)到了節(jié)能降耗、提高資源利用率和降低環(huán)境影響的效果，對(duì)于推動(dòng)銀冶煉技術(shù)節(jié)能減排具有重要的意義。

1 銀粉脫水- 洗滌- 干燥新工藝試驗(yàn)

1.1 銀粉脫水- 洗滌

銀粉先加入離心機(jī)脫水，脫出的電解液直接返回電解槽。脫水后的銀粉用蒸餾水多次洗滌，直至排出的洗滌液pH檢測(cè)值達(dá)6.5，測(cè)量銀粉濕重、干重和洗滌蒸餾水用量，試驗(yàn)結(jié)果見表1。與銀粉自然脫水相比，離心脫水效率提高89%。

表1 銀粉離心脫水- 洗滌試驗(yàn)結(jié)果

1.2 銀粉紅外線光波干燥

針對(duì)銀粉含水的特殊性，通過干燥設(shè)備對(duì)比試驗(yàn)，選擇紅外光波干燥，其具有效率高、能耗低的優(yōu)點(diǎn)。試驗(yàn)考察了烘干溫度、銀粉鋪裝厚度、烘干時(shí)間，結(jié)果見表2。

表2 光波爐烘干銀粉試驗(yàn)結(jié)果

綜合考慮銀粉烘干時(shí)間及電耗，光波爐烘干銀粉較理想的工藝條件為：烘干溫度150 ℃、銀粉厚度10 mm、烘干時(shí)間10 min，該條件下銀粉烘干的能耗為23 kWh/tAg。紅外線光波干燥較原銀粉自然脫水- 烘箱干燥，時(shí)間從4 h大幅縮短至10 min，能耗從480 kW·h/tAg降低至23 kWh/tAg。

2 銀粉洗滌水和銀電解廢液處理試驗(yàn)

2.1 銀粉洗滌水處理

洗滌水的主要成分是硝酸和硝酸銀，濃度較低，對(duì)其的處理主要是回收銀。常規(guī)的氯化沉銀方法需要將氯化銀渣集中返回火法處理，渣量為銀產(chǎn)量的5%左右，周期長(zhǎng)，積壓資金。經(jīng)理論研究和試驗(yàn)，將銀用試劑沉淀，銀沉淀物直接用電爐烘干、分解、熔化，鑄成銀陽(yáng)極，返回電解精煉。處理含銀6.5 g/L的洗水時(shí)，沉銀后液含銀0.44 mg/L，比氯化法沉銀后液含銀低86.8%，提高了銀的沉淀率。銀加工成陽(yáng)極后返回銀電解，從洗水到銀陽(yáng)極銀的回收率達(dá)到99.6%。該技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，沉銀后的洗水不含氯離子，直接并入常規(guī)鋅冶煉污水處理系統(tǒng)。

2.2 銀電解廢液的凈化

銀電解廢液的主要成分見表3，將18%累積一定量雜質(zhì)的銀電解廢液用非氯鹽試劑(價(jià)格3 000元/t，單耗168 kg/m3廢液)沉淀銀，該試劑與廢液中的硝酸銀發(fā)生沉淀反應(yīng)，得到銀的化合物。將銀化合物緩慢加入剩余的銀電解廢液中，利用廢液中的硝酸使銀化合物轉(zhuǎn)化為硝酸銀，控制溶液終點(diǎn)pH值為5.5～6 ，銀電解廢液中的Bi、Cu、Te、Fe和Pb離子水解沉淀，從廢液中開路脫出，實(shí)現(xiàn)了銀電解廢液的凈化。凈化后的銀電解廢液含Bi、Cu、Te低于1 mg/L，F(xiàn)e、Pb低于10 mg/L，直接返回銀電解工序使用。廢液處理的銀回收率從96%提高到99.5%。銀電解廢液大部分凈化后直接返回電解，少部分使用非氯鹽試劑沉淀銀，沉淀后液不含氯離子，直接并入鋅冶煉污水處理站。

表3 銀電解廢液主要成分 g/L

3 新方法在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用

銀粉離心脫水- 洗滌、銀粉洗滌水及銀電解廢液處理新方法已在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用，在年產(chǎn)銀150 t的情況下，洗滌廢水從600 t減少到93 t。沉銀試劑消耗為310 kg，成本930元；采用氯化鈉沉淀銀時(shí)，氯化鈉的成本為669.6元，由于氯化銀返回火法處理，僅柴油消耗的成本就30 000元，洗水處理新工藝的成本僅是氯化沉淀工藝的25%。82%的銀電解廢液經(jīng)凈化后直接返回使用，需要凈化的廢水從16 m3降低到3 m3，廢液中的銀以硝酸銀的形態(tài)隨凈化后電解液直接返回電解，比氯化沉銀工藝多回收銀28 kg，減少返回火法處理的柴油消耗6.5 t。替代氯化沉銀工藝后，不再添加1.2 t工業(yè)氯化鈉，杜絕了氯離子在廢水處理中對(duì)污水中重金屬離子沉淀的干擾。電解廢液大部分凈化回用工藝的成本比氯化沉淀- 氯化銀返火法處理工藝的成本低48%。實(shí)現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)倡導(dǎo)的“減量化、資源化、再利用”的目標(biāo)。

4 結(jié)論

離心脫水- 洗滌- 干燥新工藝用于生產(chǎn)后，蒸餾水消耗從600 t減少至93 t，噸銀的烘干電耗從480 kWh降低到23 kWh，同時(shí)減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了烘干時(shí)間，減排廢水500 t。

洗水沉銀，銀化合物經(jīng)烘干、熱分解，熔化、鑄銀陽(yáng)極，直接返回電解，流程短，洗水中銀回收率從96%提高到99.6%，提高了銀的回收率，降低了生產(chǎn)成本。銀電解廢液部分沉淀生產(chǎn)銀化合物，再將該銀化合物用于中和廢液中的硝酸，使廢液中的雜質(zhì)水解沉淀，實(shí)現(xiàn)了雜質(zhì)開路及電解廢液的凈化，簡(jiǎn)化了工藝流程，減少了廢水處理量，杜絕了氯離子對(duì)廢水處理的影響。

[1]劉慶杰，胡世勛，趙國(guó)成.銀電解廢液凈化方法淺析[J].中國(guó)有色冶金，2011，(1)：22-26.

[2]蘇臻.鉛、鉍在銀電解生產(chǎn)中的危害和消除[J].甘肅有色金屬，1998，(3)：9-12.

[3]盧宜源，賓萬達(dá).貴金屬冶金學(xué)[M].長(zhǎng)沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1989.

Studyonnewprocessofsilverpowderdehydration-washingwatertreatment-wasteelectrolysissolutionpurificationinprocessofcrudesilverelectrolysis

ZHOU Ting-xi, WANG Shao-long, DENG Yuan-jiu

In the process of crude silver electrolysis，aiming at the problems existed in the process of silver powder natural dehydration-manual washing-oven drying, such as high moisture, high labor intensity and large quantity of waste washing water, the process flow of precipitating silver with chlorination from waste washing water and waste silver electrolysis solution is long, and the treatment of waste water containing chlorine is difficult. The new technologies of centrifugal dehydration-washing, infrared heating and drying, directly casting anode electrolysis using silver precipitation from washing water, and waste electrolysis solution purification and recycling were put forward. After adopting the new technology, the silver powder consumption of washing water reduced to 0.62 kg/kgAg, the drying time was 10 min, the recovery rate of silver from washing water reached 99.6%, and 82% of waste silver electrolysis solution can be purified and directly returned to electrolysis.

crude silver electrolysis; silver powder; centrifugal dehydration; infrared drying; precipitation of silver from washing water; purification of waste electrolysis solution

國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)[發(fā)改投資(2008)65號(hào)]資金資助項(xiàng)目

周廷熙(1967—)，男，貴州省黔西縣人，教授級(jí)高級(jí)工程師，碩士。

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