鉛陽極泥濕法預(yù)處理試驗(yàn)研究

歐陽洪川

（五礦銅業(yè)（湖南）有限公司，湖南衡陽 421513）

鉛陽極泥濕法預(yù)處理試驗(yàn)研究

歐陽洪川

（五礦銅業(yè)（湖南）有限公司，湖南衡陽 421513）

介紹了濕法處理鉛陽極泥的工藝研究，分析了濕法處理鉛陽極泥的原理，對(duì)氧化焙燒后的鉛陽極泥加與不加氧化劑氯鹽浸出工藝、硫化堿浸出、氧化分離銻砷工藝進(jìn)行了研究。研究表明：氯鹽浸出工藝存在著金銀的損失，加氧化劑浸出鉛陽極泥金有5.28%，銀有8.15%，不加氧化劑浸出鉛陽極泥銀有5.01%進(jìn)入溶液難于回收；硫化堿浸出、氧化分離銻砷工藝銻砷產(chǎn)品不好處理。

濕法處理鉛陽極泥；氧化焙燒；氯鹽浸出；硫化堿浸出；氧化分離銻砷

鉛陽極泥用火法工藝處理提取金、銀，由于火法過程中間物料種類多，因此銻、鉍、銅的綜合回收率并不高，經(jīng)濟(jì)效益不理想。某公司近一段時(shí)間外購了一些含銻、鉍相對(duì)較高的鉛陽極泥原料，如何提高銻、鉍的回收率是公司要解決的大事，公司專門成立了試驗(yàn)組。試驗(yàn)組查閱了有色冶煉設(shè)計(jì)手冊(cè)等技術(shù)資料。對(duì)鉛陽極泥預(yù)處理有加氧化劑浸出和不加氧化劑浸出兩種方法，兩種浸出方法都需要首先對(duì)新鮮鉛陽極泥進(jìn)行氧化焙燒，為此試驗(yàn)組首先對(duì)鉛陽極泥氧化焙燒技術(shù)條件進(jìn)行了研究，然后再對(duì)鉛陽極泥加與不加氧化劑氯鹽浸出工藝進(jìn)行了研究，研究金、銀在銻精礦、鉍精礦、銅精礦中的分布規(guī)律及銻、鉍、銅的回收率。對(duì)氧化焙燒后的鉛陽極泥硫化堿浸出、氧化分離銻、砷工藝［1］也進(jìn)行了探索試驗(yàn)研究。

1 試驗(yàn)原料及試劑

試驗(yàn)原料及試劑為：鉛陽極泥、鹽酸、氯酸鈉、食鹽、純堿、鐵粉、硫化鈉、燒堿、雙氧水等。采用200℃焙燒48 h后的鉛陽極泥為試驗(yàn)原料，其化學(xué)成分見表1。

表1 焙燒后鉛陽極泥化學(xué)成分%

2 試驗(yàn)流程及技術(shù)條件

常規(guī)浸出流程如圖1所示。分為焙燒、氯鹽浸出、水解沉銻、中和沉鉍、置換沉銅、加鐵除砷六個(gè)工序。硫化堿浸出、氧化分離銻、砷流程如圖2所示。分為焙燒、硫化堿浸、氧化分離銻、砷三個(gè)工序。

2.1 常規(guī)浸出技術(shù)條件

1.浸出工序：料液比1∶4～5，料酸比1∶1.8～2.0，料鹽比1∶0.2～0.25，料氧比1∶0～10（陽極泥與氯酸鈉之比），溫度65～80℃，反應(yīng)時(shí)間2 h。

2.水解沉銻工序：加水量為浸出液體積的2.5倍，溫度50～80℃，時(shí)間1 h。

3.中和沉鉍工序：溫度±65℃，終pH 2.0，時(shí)間2 h。

4.置換沉銅工序：始pH 2.0，終pH 3.5～4.0，溫度±60℃，時(shí)間1 h，終點(diǎn)用雙氧水、氨水檢查無藍(lán)色。

2.2 硫化堿浸出、氧化分離銻、砷技術(shù)條件

硫化堿浸出條件：陽極泥50 g，Na2S 96 g／L，NaOH 50 g／L，液固比5∶1，溫度85℃，時(shí)間2 h。

氧化分離銻、砷條件：溫度55℃，攪拌時(shí)間2 h，氧化劑過量系數(shù)1.2倍。

3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1 氧化焙燒技術(shù)條件的確定及結(jié)果討論

氧化焙燒進(jìn)行了150℃、200℃、300℃三個(gè)溫度條件試驗(yàn)，對(duì)于三種條件焙燒出來的陽極泥在相同的氯鹽條件下浸出，浸出過程中不加氧化劑，由于只有銻、鉍、銅的氧化物才能被氯鹽浸出，因此該條件試驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是試驗(yàn)Sb、Bi、Cu在不同焙燒條件下的氧化程度，浸出率越高氧化程度就越高，因此可以用氯鹽浸出率來確定物料的氧化程度，氧化焙燒溫度對(duì)浸出率的影響見表2。

圖1 常規(guī)浸出試驗(yàn)流程圖

圖2 硫化堿浸出、氧化分離銻、砷試驗(yàn)流程圖

表2 氧化焙燒溫度對(duì)浸出率的影響

從表2可以看出，Sb的浸出率隨著溫度升高而升高，Bi的浸出率隨著溫度升高而降低，Cu的浸出率隨著溫度的升高而降低，根據(jù)Sb、Bi、Cu三種金屬150℃、200℃和300℃的浸出率及焙燒后物料結(jié)塊的程度對(duì)比，得出200℃的焙燒溫度為最佳的結(jié)論。

3.2 產(chǎn) 物

常規(guī)浸出流程的產(chǎn)物有浸出渣、銻精礦、鉍精礦、銅精礦，各產(chǎn)出物隨技術(shù)條件不同而產(chǎn)率不同。表3列出了各產(chǎn)物的產(chǎn)率（以每次投入100g焙燒后鉛陽極泥計(jì)），表4、表5列出了主要金屬在各產(chǎn)物中的分配實(shí)例，把加氧化劑浸出陽極泥編號(hào)為試驗(yàn)A，不加氧化劑陽極泥浸出編號(hào)為試驗(yàn)B。

表3 各產(chǎn)物產(chǎn)出率%

表4 試驗(yàn)A主要金屬在各產(chǎn)物中的分配%

表5 試驗(yàn)B主要金屬在各產(chǎn)物中的分配%

從表4、表5可以看出，試驗(yàn)A（即加氧化劑浸出陽極泥）進(jìn)入浸出渣中的Au為94.72%，Ag為91.85%，即Au有5.28%，Ag有8.15%被浸出進(jìn)入溶液，這是氯化過程中溶液電位過高造成的結(jié)果。試驗(yàn)B（即不加氧化劑浸出陽極泥）進(jìn)入浸出渣的Au為100.27%、Ag為94.99%，浸出過程中溶液的氧化還原電位不可能過高，在這種情況下雖然Au沒有損失，但Ag仍有5.01%被浸出進(jìn)入溶液，出現(xiàn)這樣的情況原因主要在氯鹽浸出工藝的本身，在氯鹽浸出過程中浸銻需要較高的鹽酸濃度，否則浸出效果不佳，試驗(yàn)中鹽酸的濃度高達(dá)5N，已具備了形成〔AgCl3（H2O）〕2－絡(luò)離子的條件，氯離子濃度越高這種絡(luò)離子的濃度就越高，這是氯鹽浸出工藝本身固有的缺陷［2］。對(duì)于金來說可以采用降低溶液氧化還原電位的方法來降低金的損失，但對(duì)于銀來說即使溶液中氧化還原電位不高也會(huì)形成絡(luò)離子進(jìn)入溶液，這次試驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)，進(jìn)入溶液中銀的比例高達(dá)4%～5%，且進(jìn)入溶液的銀分散進(jìn)入銻精礦、鉍精礦、銅精礦，回收有難度。

3.3 直收率

常規(guī)浸出鉛陽極泥試驗(yàn)A、試驗(yàn)B各主要金屬的直收率見表6。

表6 各主要金屬的直收率%

從表6可以看出試驗(yàn)A（加氧化劑浸出鉛陽極泥）Sb直收率為62.54%，Bi直收率為89.15%，Cu直收率為86.81%，但金銀損失較大，進(jìn)入浸出渣的Au為94.72%，Ag為91.85%，Au有5.28%，Ag有8.15%進(jìn)入溶液難于回收，試驗(yàn)B（不加氧化劑浸出鉛陽極泥）Sb直收率為74.51%，Bi直收率為79.93%，Cu直收率為38.52%，進(jìn)入浸出渣的Au為100.27%，Ag為94.99%，雖然Au沒有損失，但是Ag仍有5.01%進(jìn)入溶液難于回收。

3.4 硫化堿浸出、氧化分離銻、砷

Na2S是一種選擇性很強(qiáng)的浸出劑，在Na2S的堿性溶液中，銻、砷主要以硫代亞銻酸鈉、硫代亞砷酸鈉進(jìn)入浸出液。在浸出液中加入氧化劑，硫化堿浸溶液中的銻、砷分別生成銻酸鈉和砷酸鈉。由于砷酸鈉具有可溶性，而銻酸鈉不具有可溶性，故在此工序?qū)崿F(xiàn)銻、砷分離。技術(shù)人員根據(jù)這一原理進(jìn)行了探索性試驗(yàn)，Sb浸出率可達(dá)87.68%，As浸出率達(dá)99.14%，Sb轉(zhuǎn)化入渣率86.41%，As入渣率8.96%。這說明經(jīng)過氧化焙燒后的鉛陽極泥中銻、砷都比較容易被浸出，現(xiàn)在關(guān)鍵是氧化這道工序，氧化分離銻、砷還是不夠徹底，Sb轉(zhuǎn)化入渣率只有86.41%，粗銻酸鈉沉淀中帶有8.96%的As，得到的產(chǎn)品焦銻酸鈉和砷酸鈉銷路有限，且原材料消耗大、成本高，因此硫化堿浸出、氧化分離銻、砷工藝不具實(shí)用價(jià)值。

4 結(jié) 論

常規(guī)濕法預(yù)處理工藝銻到銻精礦的回收率可達(dá)到60%，鉍到鉍精礦的回收率可達(dá)89%，從工藝角度來考慮是行得通的。但該工藝存在以下4個(gè)方面問題：

1.金、銀的分散損失較大。通過試驗(yàn)證明，加氧化劑浸出鉛陽極泥Au有5.28%，Ag有8.15%，不加氧化劑浸出鉛陽極泥Ag有5.01%進(jìn)入溶液難于回收。

2.廢水處理難度大。由于鉛陽極泥含砷很高，因此在鹽酸浸出過程中進(jìn)入溶液的砷量也就相對(duì)要多，因此廢水處理的難度也加大。

3.設(shè)備防腐要求高。鹽酸腐蝕設(shè)備嚴(yán)重，科研所曾經(jīng)的生產(chǎn)也證明了這一點(diǎn)，因此對(duì)設(shè)備的防腐要求也就高。

4.技術(shù)操作條件控制嚴(yán)格。對(duì)職工的操作的責(zé)任心要求也較高。

基于對(duì)以上4個(gè)方面問題考慮，因此相對(duì)目前使用的傳統(tǒng)火法工藝來說它不具備優(yōu)勢(shì)。

至于硫化堿浸、氧化分離銻砷工藝，Sb轉(zhuǎn)化入渣率只有86.41%，粗銻酸鈉沉淀中帶有8.96%的As，而且得到的產(chǎn)品焦銻酸鈉和砷酸鈉銷路有限，且原材料消耗大、成本高，因此該方法也行不通。

［1］ 龍志娟.用銻砷煙灰制取焦銻酸鈉和砷酸鈉［J］.遼寧化工，2009，38（10）：738－740.

［2］ 李時(shí)晨.錫鉛陽極泥鹽酸氯鹽浸出－置換浮選工藝［J］.云南冶金，1985，（1）：50－55.

Lead Anode Slim e Pretreatment Test

OUYANG Hong-chuan
（Minmetals Copper（Hunan）Company Limited，Hengyang 421513，China）

The wet processing of lead anode slime process research was introduced，the principle ofwet processing of lead anode slime was analyzed，and the oxidizing roasting of lead anode slimewith oxidant chloride leaching process，alcali sulphide leaching，oxidation separation process of As and Sb were researched.Studies show：Chloride leaching process has gold and silver loss，with added oxidizing leaching gold 5.28%，silver 8.15%.Without oxidation leaching of lead anodemud，5.01%silver into the solution is difficult to recycle.The As－Sb product obtained by alcali sulphide leaching and oxidation separation process is bad to dispose.

wet processing of lead anode slime；oxidizing roasting；chloride leaching；alcali sulphide leaching；oxidation separation of antimony and arsenic

TF803.2

A

1003－5540（2016）04－0033－03

2016－06－11

歐陽洪川（1977－），男，助理工程師，主要從事有色金屬冶煉管理工作。