銅陽極泥二次水浸分銅的研究及生產(chǎn)應(yīng)用

梁柱俊，孫敬韜，劉永平，謝太李，汪琳琪

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司貴溪冶煉廠(以下簡稱貴冶)是國內(nèi)最大的銅冶煉廠，每年產(chǎn)出的銅陽極泥已達(dá)數(shù)千噸。目前，貴冶一車間采用的是預(yù)處理脫雜—硫酸化焙燒蒸硒—水浸分銅—堿浸分碲—氯化分金—亞鈉分銀—電解精煉的主干工藝回收銅陽極泥中稀貴金屬［1-6］。傳統(tǒng)的分銅是在酸性條件下加入過量工業(yè)鹽試劑，使Ag2SO4轉(zhuǎn)化為AgCl 沉于渣中，達(dá)到富集金銀的目的［7］。近年來，貴冶采用水浸分銅方式，使蒸硒渣中部分銀溶于液中，分銅液單獨(dú)進(jìn)行沉銀處理，可減少中間冗長流程對銀的處理量，緩解生產(chǎn)設(shè)備壓力，提高經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)［8-9］。

2 試驗過程

2.1 試驗原料、工藝流程及反應(yīng)機(jī)理

試驗原料采用的是貴冶銅陽極泥經(jīng)焙燒后的蒸硒渣，其典型化學(xué)成分見表1，蒸硒渣濕法處理工藝流程見圖1。

表1 蒸硒渣典型化學(xué)成分 %

蒸硒渣中的銀主要以硫酸銀形式存在，水浸分銅時部分溶于液中，分銅液經(jīng)過酸化沉銀后可以直接進(jìn)行甲醛還原，過程簡單，中間帶入的雜質(zhì)較少，可以得到高品質(zhì)粗銀粉B；分銅渣中的銀經(jīng)過氯化分金后轉(zhuǎn)化成氯化銀，在亞鈉分銀時形成絡(luò)合銀溶于液中，分銀液經(jīng)過甲醛還原得到含碲等雜質(zhì)較高粗銀粉A。主要化學(xué)方程式為：

生產(chǎn)結(jié)果表明：蒸硒渣水浸分銅銀的浸出率越高、分銅渣率越低，越有利于經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的提高。本試驗主要通過研究一次水浸分銅和二次水浸分銅對銀浸出率及分銅渣率的影響，確定較佳的水浸分銅條件。

圖1 蒸硒渣濕法處理工藝流程

2.2 試驗方法

稱取蒸硒渣500g，精確至0.01g，加入清水2L，精確至0.01L，形成液固比4∶1，加熱至70℃反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束進(jìn)行固液分離，固體為一次分銅渣，稱重；液體為一次分銅液，測量體積，取樣化驗液中銀、銅含量。一次分銅渣再加入2L 清水，加熱至70℃反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行固液分離，固體為二次分銅渣，稱重；液體為二次分銅液，測量體積，取樣化驗液中銀、銅含量。

2.3 試驗結(jié)果

在以上相同試驗方法下，取同批蒸硒渣進(jìn)行3個批次對比試驗，考察多次水浸分銅對銀浸出率及分銅渣率的影響，試驗結(jié)果見表2。

表2 多次水浸分銅試驗結(jié)果

由表2 可知，銀在分銅液中的飽和濃度約7.5g/L，一次水浸分銅銀的浸出率僅有30.61%左右，分銅渣率約為72.35%。二次水浸分銅液含銀僅比一次水浸分銅液略微低一點，說明新加入清水后，仍然能將分銅渣中部分銀有效浸出，銀的浸出率達(dá)到55.48%左右，比一次水浸分銅提高24.88%；分銅渣率約為53.87%，同比降低18.48%。以上結(jié)果表明：二次水浸分銅可以提高銀的浸出率，降低分銅渣率，減少后續(xù)的物料處理量，為提高生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)提供有利條件。

3 實踐應(yīng)用

3.1 工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用

根據(jù)小型試驗條件，二次水浸分銅于2017 年11 月全面應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，分銅工序設(shè)備不做改動，只需將生產(chǎn)操作調(diào)整為：按照液固比4∶1在分銅反應(yīng)槽配入清水和蒸硒渣，升溫至70℃反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后將分銅液澄清，再從反應(yīng)槽中孔把分銅液放出壓濾；隨后再按液固比4∶1 往分銅反應(yīng)槽補(bǔ)加清水，升溫至70℃反應(yīng)2h 進(jìn)行二次水浸分銅。

3.2 后續(xù)工序作業(yè)量的改變

二次水浸分銅降低了分銅渣率，在堿浸分碲和氯化分金工序單槽處理量不變的情況下，處理槽數(shù)會有明顯降低；亞鈉分銀過程銀的飽和度約為20g/L，由于中間物料銀的含量降低，同樣可以減少亞鈉分銀以及甲醛還原的處理量。以上四個工序在二次水浸分銅工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用前后單月的處理槽數(shù)見表3。

表3 二次水浸分銅前后單月處理槽數(shù)統(tǒng)計

由表3 可知，二次水浸分銅工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用后，后續(xù)堿浸分碲、氯化分金、亞鈉分銀、酸化沉銀四個工序的處理量都有大幅度的降低，可以大量減少化工試劑的消耗。

3.3 對優(yōu)質(zhì)粗銀粉B 的影響

從圖1 可知，蒸硒渣濕法工藝處理會得到兩種粗銀粉，由分銅渣經(jīng)過長流程還原得到粗銀粉A，由分銅液經(jīng)過短流程還原得到粗銀粉B。二次水浸分銅前后對兩種粗銀粉的單月產(chǎn)量及平均含碲量統(tǒng)計見表4。

表4 二次水浸分銅前后單月兩種粗銀粉對比

目前，影響貴冶銀錠一級品率的關(guān)鍵因素是碲元素超過國家標(biāo)準(zhǔn)，而粗銀粉含碲的高低很大程度上影響到銀錠含碲量。由表4 可知，粗銀粉B 平均含碲量較低，是優(yōu)質(zhì)粗銀粉，二次水浸分銅工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用后，優(yōu)質(zhì)粗銀粉重量增加近1 倍，能為銀電解精煉工序提供一半左右的優(yōu)質(zhì)原料。

4 結(jié)語

（1）二次水浸分銅銀浸出率由30.61%提高至55.48%，大幅度增加了銀的浸出率，降低了工序的渣率，提高了后續(xù)設(shè)備的處理能力。

（2）實現(xiàn)了一半以上的銀短流程還原，減少了中間過程處理量，大幅度降低了勞動強(qiáng)度和設(shè)備開動率，節(jié)省了大量化工試劑消耗，為企業(yè)節(jié)約了可觀的生產(chǎn)成本。

（3）粗銀粉品質(zhì)得到提升，分銅液產(chǎn)出的粗銀粉B 含碲僅28ppm，產(chǎn)量占比由28.34%上升到53.89%，為銀電解精煉工序提供提供更多優(yōu)質(zhì)原料，這對穩(wěn)定銀錠品級率可以起到重要的作用。