銅陽(yáng)極泥處理研究現(xiàn)狀

孔祥峰，鄧聚海

（1.昆明理工大學(xué) 真空冶金國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650093；2.昆明理工大學(xué) 云南省有色金屬真空冶金重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650093；3.昆明理工大學(xué) 省部共建復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650093）

銅陽(yáng)極泥是粗銅電解精煉產(chǎn)生的副產(chǎn)物，質(zhì)量一般約為陽(yáng)極板的0.2%～1.0%。銅陽(yáng)極泥的成分和物相，主要受陽(yáng)極板成分、電解技術(shù)條件及后期存放條件的影響。陽(yáng)極泥中含有大量的金、銀、銅、硒、碲及鉑族貴金屬是提取稀貴金屬的主要原料之一[1，2]。2016年我國(guó)白銀的產(chǎn)量為21635噸，占世界的69%[3]。共伴生銀產(chǎn)出量在我國(guó)銀金總產(chǎn)量中占有重要地位，59.92%的銀產(chǎn)自銅鉛銻等有色金屬資源冶煉的副產(chǎn)品。

1 傳統(tǒng)火法工藝（三段吹煉法）

傳統(tǒng)火法處理主要分為以下步驟：①硫酸化焙燒，首先將銅、鎳等金屬硫酸鹽化，硒通過(guò)氧化生成氧化硒，揮發(fā)性較好，水吸收制得含水粗硒；②焙砂溶出，采用硫酸酸浸，溶出銅鎳等金屬硫酸鹽，銀在此過(guò)程能被大量浸出，需要對(duì)浸出液要進(jìn)行銅板置換銀的工序；③浸出渣還原熔煉，形成貴鉛合金；④分銀爐氧化精煉，過(guò)程中使貴鉛中銀金以外的雜質(zhì)通過(guò)氧化法除去。為提高精煉效率，吹煉段采取低品位貴鉛初級(jí)氧化吹煉和高品位貴鉛深度氧化精煉兩步吹煉，最后得到銀含量97%以上的銀合金；⑤銀電解精煉，銀板或不銹鋼板常被用作陰極，電解液通常由硝酸與硝酸銀水溶液組成。

整個(gè)工藝流程復(fù)雜，天然氣、工業(yè)氧、焦丁/無(wú)煙煤等消耗量大，綜合處理成本高；貴金屬損失大、直收率低，金、銀在一次渣、二次渣、銅鉍渣、碲渣中都有分布，金銀回收率只有97%，銀生產(chǎn)周期約7天，占用資金周期長(zhǎng)，產(chǎn)生的二次廢水、廢渣難處理；砷在系統(tǒng)中不斷循環(huán)累積且難以處理，操作環(huán)境惡劣，環(huán)保問(wèn)題突出。

2 選冶聯(lián)合法

選冶聯(lián)合流程工藝主要由以下幾個(gè)部分組成：①銅陽(yáng)極泥的預(yù)處理，主要是使陽(yáng)極泥中硒、碲以及銅與其它金屬分離，陽(yáng)極泥經(jīng)空氣氧化脫銅，氯酸鈉脫硒；②浮選，對(duì)預(yù)處理渣進(jìn)行浮選，能夠有效地富集賤、貴金屬，從而使貴金屬的回收率得到提高；③熔煉，依據(jù)浮選精礦中所含的雜質(zhì)量與種類(lèi)，配入適當(dāng)?shù)脑煸鼊┩ㄟ^(guò)分銀爐熔煉工藝，得到銀含量較高的合金板。通過(guò)銀電解制取電解銀，最后通過(guò)處理銀電解陽(yáng)極泥回收金以及鉑族金屬。④浮選尾礦處理。該工藝能夠有效地提高鉛錫的回收率以及減少煙塵煙氣量。目前，采用選冶聯(lián)合工藝流程的企業(yè)主要分布在德國(guó)、美國(guó)、芬蘭、等發(fā)達(dá)國(guó)家，但處理流程復(fù)雜、效率低，浮選尾礦銀金分散大，有價(jià)金屬含量高，難以進(jìn)一步處理。環(huán)保壓力較大，火法粗煉尾氣含塵約100mg/Nm3，廢水量約10m3/t陽(yáng)極泥[4]。金銀回收率98.5%，銀生產(chǎn)周期約7天。

3 卡爾多爐法

銅陽(yáng)極泥在常溫常壓下經(jīng)水洗除可溶性銅，洗滌渣漿化后采用氧壓硫酸浸出，除去大部分的銅和部分的銀、硒、碲；浸出渣干燥后配料，送入卡爾多爐熔煉，澆鑄產(chǎn)出多爾合金（粗銀），過(guò)程產(chǎn)生的煙塵、渣返入二段卡爾多爐熔煉，產(chǎn)出貴鉛配入一段卡爾多爐熔煉工藝。

該流程的特點(diǎn)是操作時(shí)間短，金屬積壓少，能耗低，煙氣量小，回收率高，操作環(huán)境好。但爐渣爐料返量大，給整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)巨大的處理負(fù)擔(dān)，廢水3m3/t泥，尾氣含塵約5 mg/Nm3，廢渣率約64%。銀生產(chǎn)周期4天～5天，全套設(shè)備進(jìn)口，費(fèi)用高（約3億），爐齡短（約3個(gè)月），影響生產(chǎn)連續(xù)性。

4 全濕法

全濕法工藝的基本流程是浸出-氯化-還原。①鹽酸浸出，脫除其中的賤金屬，使銻、鉍、銅、砷等全部或大部分進(jìn)入溶液，而大部分鉛沉淀在浸出渣中；②浸出渣氯化分金，金進(jìn)入氯化液，銀進(jìn)入氯化渣，氯化液還原得到粗金粉；③氯化渣亞硫酸鈉或氨水浸出，銀進(jìn)入分銀液中，分銀液還原得到銀粉，金粉和銀粉經(jīng)熔鑄得到金錠和銀錠；④采用分步水解沉淀法，從脫除賤金屬的浸出液中回收銻、鉍等中間產(chǎn)物。濕法工藝易于進(jìn)行連續(xù)化和自動(dòng)化生產(chǎn)。但銀粉、金粉純度不高，直收率低；銻渣、鉍渣、鉛渣等含銀較高。但工藝不成熟、原料適應(yīng)性差、藥劑成本高、處理量有限，難以進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)廢水處理來(lái)量大，廢水約10m3/t泥，金銀回收率99%，銀生產(chǎn)周期1月～3月。同時(shí)耐腐性能要求高，投資高（約3億元）。

5 半濕法（硫酸化焙燒-濕法）

半濕法工藝過(guò)程為：陽(yáng)極泥經(jīng)硫酸化焙燒蒸硒后，煙氣經(jīng)水吸收得到含水粗硒，焙燒渣經(jīng)硫酸浸出。浸出液用銅置換得到銀粉經(jīng)洗滌干燥鑄錠可得到1號(hào)銀，置換尾液返銅電解，硫酸浸出渣采用氯酸鈉浸金，分金渣返冶煉系統(tǒng)，分金液用草酸還原得到金粉，經(jīng)洗滌干燥鑄錠可得到99.99%金錠，尾液用來(lái)回收鉑鈀。

6 結(jié)論及展望

①銅陽(yáng)極泥處理工藝的發(fā)展要立足于現(xiàn)有的火法技術(shù)，降低能耗改善操作環(huán)境，采用新方法來(lái)強(qiáng)化冶金過(guò)程，減少環(huán)境污染。傳統(tǒng)火法貴金屬回收周期長(zhǎng)，應(yīng)該開(kāi)發(fā)新技術(shù)替代部分現(xiàn)有技術(shù)，解決資金積壓?jiǎn)栴}，有價(jià)金屬的回收率；②改進(jìn)選冶聯(lián)合法和（半）濕法工藝等，提高金銀回收率，對(duì)于尾礦開(kāi)發(fā)新的處理技術(shù)，解決尾礦有價(jià)金屬的損失，提高資源綜合利用率，降低成本；③濕法處理工藝也是未來(lái)銅陽(yáng)極泥處理工藝的發(fā)展的一個(gè)方向，由于起步較晚，工藝尚不成熟，有待進(jìn)一步研究。④目前，昆明理工大學(xué)就陽(yáng)極泥的真空處理已做了大量的工作，真空冶金較傳統(tǒng)冶金有很大的優(yōu)勢(shì)，部分成果已經(jīng)工業(yè)化應(yīng)用，對(duì)陽(yáng)極泥的高效清潔利用提供了一條嶄新的思路，有待進(jìn)一步研究。