銀鋅渣綜合利用工藝研究

曾曉冬，祝志兵

(江西銅業集團公司貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424)

1 引言

貴溪冶煉廠99.99%精鉍[1－4]生產為傳統生產工藝，工序多，產出的中間物料種類多。銀鋅渣是鉍精煉過程中加鋅除銀產生的一種中間物料，一般為Φ150～300mm硬塊狀物，含鉍高，約55% ～65%，還含有碲[5]、金、銀等元素，極具回收價值。隨著精鉍產能擴大，銀鋅渣量每年遞增，目前銀鋅渣[6－8]堆存數量已超過150t。由于銀鋅渣占用了大量的鉍資源，影響精鉍生產直收率，使鉍、碲[5]等有價金屬價值沒有得到及時體現，制約了工廠精鉍產量的進一步提升，因此有必要對其進行研究處理。銀鋅渣主要化學成分見表1。

表1 銀鋅渣主要化學成分

2 工藝流程

將大塊銀鋅渣破碎后經氧化浸出使鉍、碲進入溶液，金和銀富集于渣中，經中和沉鉍，還原回收碲，從而實現有價金屬富集回收的目的，工藝流程見圖1。

圖1 銀鋅渣處理工藝流程圖

3 試驗與結果

取500g粉末銀鋅渣進行試驗，采用單因素試驗以確定最佳反應條件。由于試驗使用NaClO3、H2SO4和NaCl作為添加劑浸出，銀鋅渣中金銀基本殘留在浸出渣中，以下試驗不對金、銀進行分析。

3.1 NaClO3浸鉍、碲工藝條件

每次取500g粉末銀鋅渣進行浸出試驗，分別考察NaClO3、H2SO4和 NaCl的用量、溫度、浸出時間及液固比對Bi、Te浸出率的影響。

3.1.1 NaClO3用量對 Bi、Te 浸出率的影響

在反應溫度為90℃，浸出時間為5h，硫酸酸度為100g/L，NaCl用量為120g/L，液固比7∶1的條件下，NaClO3的用量對Bi、Te浸出率的影響如表2所示。

表2 NaClO3用量對Bi、Te浸出率的影響

從表2可以看出，隨著NaClO3用量的增大，Bi、Te浸出率上升;當 NaClO3用量為30g/L時，Bi、Te浸出率均為95%以上，考慮NaClO3用量過大，溶液中殘余氯氣進入空氣中，導致作業環境惡化，確定NaClO3用量為30g/L。

3.1.2 浸出時間對Bi、Te浸出率的影響

在反應溫度為 90℃，硫酸酸度為 100g/L，NaCl用量為120g/L，NaClO3用量為30g/L，液固比7∶1的條件下，浸出時間對Bi、Te浸出率的影響如表3所示。

表3 浸出時間t對Bi、Te浸出率的影響

由表3可以看出，隨著浸出時間的延長，Bi、Te的浸出率將上升，浸出時間達到5h時，Bi、Te浸出率均達95%以上，考慮到生產裝置的作業效率，故確定浸出時間5h。

3.1.3 浸出溫度對Bi、Te浸出率的影響

在浸出時間為5h，硫酸酸度為100g/L，NaCl用量為120g/L，NaClO3用量為 30g/L，液固比7∶1的條件下，浸出溫度對Bi、Te浸出率的影響如表4所示。

表4 浸出溫度對Bi、Te浸出率的影響

由表4可以看出，隨著溫度升高，Bi、Te浸出率上升，浸出溫度達90℃時，Bi、Te浸出率均達95%以上，故選擇浸出溫度為90℃。

3.1.4 硫酸用量對Bi、Te浸出率的影響

在反應溫度為90℃，浸出時間為5h，NaCl用量為120g/L，NaClO3用量為 30g/L，液固比7∶1的條件下，硫酸酸度對Bi、Te浸出率的影響如表5所示。

表5 硫酸用量對Bi、Te浸出率的影響

由表5可見，當硫酸酸度在100g/L時，Bi、Te的浸出率均達95%以上，雖然增加硫酸的加入可防止金屬離子水解，并有利于Bi、Te的浸出，但硫酸的濃度太高，會使反應環境惡劣，原材料消耗增加，故選擇硫酸用量為100g/L。

3.1.5 NaCl用量對 Bi、Te 浸出率的影響

在反應溫度為90℃，浸出時間為5h，硫酸酸度為100g/L，NaClO3用量為30g/L，液固比7∶1的條件下，NaCl用量對Bi、Te的浸出率的影響如表6所示。

表6 NaCl用量對Bi、Te浸出率的影響

由表6可知，Bi、Te浸出率隨著NaCl用量的增加而提高，增加NaCl的用量可以適當減少NaClO3的用量，NaCl的加入會使溶液中Cl－濃度增高，有利于Bi、Te等金屬溶解形成絡陰離子，有利于浸出反應的進行，但考慮Cl－濃度過高對設備的腐蝕性加大，故確定NaCl用量為120g/L。

3.1.6 液固比對Bi、Te浸出率的影響

在反應溫度為90℃，浸出時間為5h，硫酸酸度為 100g/L，NaClO3用量為 30g/L，NaCl用量為120g/L的條件下，液固比對Bi、Te浸出率的影響如表7所示。

表7 液固比對Bi、Te浸出率的影響

由表7可知，當液固比上升到7∶1時，Bi、Te的浸出率均達95%以上，雖然增大液固比可以提高浸出率，但考慮液量太大對后續工序造成影響，因此選擇浸出液固比為7∶1。

根據以上試驗，確定銀鋅渣浸出最佳工藝條件為:NaClO3用量30g/L，H2SO4酸度 100g/L，NaCl用量120g/L，浸出溫度為90℃，液固比為7∶1，浸出時間為5h。

3.2 氯氧鉍的制取

浸出液中鉍主要以BiCl3形式存在，經水解沉淀得到氯氧鉍。試驗采用在60℃下，液堿中和調pH=1.5后攪拌1h，經洗滌過濾，得到氯氧鉍。其試驗情況見表8。

表8 氯氧鉍制取試驗

由表8可知，鉍的沉淀基本完全，大部分碲殘留在液相中。

3.3 堿浸轉型

在60℃條件下，用40g/L NaOH溶液對氯氧鉍進行轉型，得到可直接進入反射爐還原回收鉍的氧化鉍原料，鉍回收率達95%以上。

3.4 碲的回收

沉鉍后液經亞硫酸鈉還原使碲進入渣相，供精碲生產線回收碲。其試驗情況見表9。

表9 亞硫酸鈉還原沉碲試驗

由表9可知，經還原后碲的沉淀基本完全，還原渣可用作精碲生產用原料。

4 小結

(1)通過研究表明，當條件控制為:浸出溫度90℃、NaCl用量 120g/L、硫酸酸度 100g/L、NaClO3用量30g/L、反應時間5h，沉鉍終點pH值1.5、溫度60℃、時間1h，堿浸轉型NaOH濃度為40g/L，銀鋅渣中鉍、碲、金銀可實現有效分離回收。

(2)該工藝采用濕法流程處理銀鋅渣，工藝簡潔，鉍、碲回收率高，避免了貴金屬的過度分散，得到的鉍、碲及金銀富集物料可直接進入工廠現有生產線。

(3)采用該工藝進行銀鋅渣處理，可利用工廠現有設備組織生產，設備投資小，操作簡便。隨著精鉍生產規模的擴大，對銀鋅渣進行綜合利用，回收其的鉍、碲及金銀等有價金屬，是提升工廠經濟效益的方向。

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