復雜稀貴金屬物料的氯化浸出實驗研究

胡意文，何 強（江西銅業技術研究院有限公司，江西 南昌 330096）

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復雜稀貴金屬物料的氯化浸出實驗研究

胡意文，何 強
（江西銅業技術研究院有限公司，江西 南昌 330096）

摘要：以陽極泥處理所產中間料渣為原料，研究氯化法對復雜稀貴金屬物料中稀貴金屬元素的分離和浸出作用，分析了反應時間、反應溫度、液固比、氯酸鈉濃度以及酸度對原料中元素浸出效果的影響，結果表明，在80℃、液固比為3.0、20g/L氯酸鈉濃度、110g/L初始酸度的條件下反應150min，Au浸出率在99.0％以上，Te浸出率在94.0％以上，絕大部分Ag仍留于固渣中。

關鍵詞：稀貴金屬；氯化浸出；金；碲；銀

1　引言

氯化浸出是通過氯化劑的作用使目的組分呈可溶性氯化物的形態轉移至溶液中的固料處理方法，它常在強酸條件下進行，以氯酸鹽、次氯酸鹽或氯氣等為氯化劑，并常常加入一定量的氯離子以強化作用效果。在酸性條件下，氯化劑具有較強的氧化能力，可將固料中的絕大部分元素氧化成相應的陽離子，根據元素性質的不同，這些陽離子在含Cl-的酸性液中以不同的形式存在。Au、Pt、Pd等貴金屬離子與Cl-之間會發生配位作用，生成氯配離子，從而穩定存在于溶液中；Ag、Pb等離子主要與Cl-相結合生成相應的難溶性鹽而大部分留于固渣中；Se、Te、As等離子因強烈水解作用而主要以含氧酸或鹽類的形式存在于溶液中；Cu、Fe、 Zn等離子則主要以水合陽離子的形式存在于溶液中，因此，除了Ag、Pb等少量元素外，通過氯化浸出，可將固料中的大部分元素轉移至含氯酸浸液中［1］。

基于以上的認識，本文采用氯化浸出法對復雜稀貴金屬物料進行處理，研究氯化浸出法對復雜稀貴金屬物料中稀貴金屬元素的分離和浸出效果，從而為復雜稀貴金屬物料的短流程處理提供有益參考。

2　實驗

2.1實驗原料

采用國內某冶煉廠陽極泥處理所產中間料渣作為實驗原料，其組成見表1。

表1　原料主要化學組成

由表1可以看出，該中間料渣組成復雜，不僅含有Au、Ag等貴金屬，Te、Se等稀散金屬，還含有Sb、Bi、Pb等賤金屬以及少量的As，因此可看作是一種復雜的稀貴金屬物料而用作氯化浸出實驗研究的原料。

對于該稀貴金屬物料，相關物相分析已表明：Au主要以單質、碲化金等形式存在，Ag主要以單質、碲化銀、硫酸銀等形式存在，Te主要以單質、金屬碲化物、氧化物等形式存在，Pb主要以鉛鹽的形式存在，Sn主要以氧化物的形式存在［2-3］。

2.2實驗方案

在鹽酸體系下，以氯酸鈉為氯化劑對實驗原料進行氯化浸出，研究了反應時間、反應溫度、液固比、氯酸鈉濃度以及酸度對原料中Au、Ag、Te浸出效果的影響，主要反應有［4］：

3　結果與討論

3.1反應時間對浸出效果的影響

在鹽酸濃度110g/L、液固比3.0∶1、氯酸鈉濃度20g/L及反應溫度80℃的條件下進行反應時間條件實驗，結果如圖1所示。

從圖1可看出，固料中絕大部分Ag未被浸出而留于渣中，Au的浸出率在98.0％以上，Te的浸出率在93.0％以上，說明氯化浸出可有效的將Au、Te等與Ag分離。另外，Au和Te的浸出率隨著反應時間的延長而增大，但當反應時間大于150min后，繼續延長時間對Au和Te浸出率的提升效果已經非常微小，因此，反應時間以150min為宜。

圖1　元素浸出率隨反應時間的變化關系

3.2反應溫度對浸出效果的影響

在鹽酸濃度110g/L、液固比3.0∶1、氯酸鈉濃度20g/L及反應時間150min的條件下進行反應溫度條件實驗，結果如圖2所示。

從圖2可看出，Au和Te的浸出率隨著反應溫度的升高而增大，當溫度達到80℃時，Au和Te浸出率達到最大值，繼續升溫至90℃時，Au、Te的浸出率反而降低，這是因為：一方面升高溫度能促進氯氣向固相內的擴散并提高反應速率，使得元素浸出率隨之增大；但另一方面，氯氣在水中的溶解度會隨溫度的升高而減小，因此過高的溫度會導致氯氣從反應液中大量逸出，液相氯氣濃度有所降低，使得元素浸出率隨之而減小。以上結果表明，反應溫度以80℃為宜［5-6］。

圖2　元素浸出率隨反應溫度的變化關系

3.3液固比對浸出效果的影響

在鹽酸濃度110g/L、氯酸鈉濃度20g/L、反應時間150min及反應溫度80℃的條件下進行液固比條件實驗，結果如圖3所示。

圖3　元素浸出率隨液固比的變化關系

從圖3可看出，Au和Te的浸出率隨著液固比的升高而增大，當液固比為3.0，Au、Te浸出率分別達到99.6％、94.4％，繼續放大液固對浸出率的提升效果變得不明顯，為了減少用水和廢液處理量，液固比以3.0為宜。

3.4氯酸鈉濃度對浸出效果的影響

在鹽酸濃度110g/L、液固比3.0∶1、反應時間150min及反應溫度80℃的條件下進行氯酸鈉濃度的條件實驗，結果如圖4所示。

圖4　元素浸出率隨氯酸鈉濃度的變化關系

從圖4可看出，隨著氯酸鈉濃度的提高，Au、Te浸出率隨之大幅增加，當氯酸鈉濃度提高至20g/L時，Au和Te浸出率分別達到99.6％和93.0％，繼續增大氯酸鈉濃度對元素浸出率的提升效果變得不明顯，為了節省試劑，氯酸鈉濃度以20g/L為宜。

3.5酸度對浸出效果的影響

在氯酸鈉濃度20g/L、液固比3.0∶1、反應時間150min及反應溫度80℃的條件下進行初始酸度的條件實驗，結果如圖5所示。

從圖5可看出，Au和Te的浸出率隨著初始酸度的升高而增大，當初始酸度為110g/L，Au、Te浸出率分別達到99.6％、94.4％，繼續提高酸度對浸出率的提升效果變得不明顯，為了節省試劑，初始酸度以110g/L為宜。

圖5　元素浸出率隨初始酸度的變化關系

4　結論

在鹽酸體系中，以氯酸鈉為氯化劑可將復雜稀貴金屬物料中Au、Te等元素高效浸出至溶液中，而絕大部分Ag仍留在固渣中。通過研究反應時間、反應溫度、液固比、氯酸鈉濃度及酸度對元素浸出率的影響后確定最佳氯化浸出條件為：在80℃、液固比為3.0、20g/L氯酸鈉濃度、110g/L初始酸度的條件下反應150min，此時Au的浸出率在99.0％以上，Te的浸出率在94.0％以上，Ag基本未被浸出。

參考文獻：

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［6］劉建華，王瑞祥.從銅陽極泥綜合渣中浸出碲的研究［J］.中國有色冶金，2008，23（1）:48-50.

Experimental Study on Chloridizing-leaching of Complex Rare Precious Metals Material

HU Yi-wen，HE Qiang
（Jiangxi Copper Technology Research Institute Co.，Ltd.，Nanchang 330096，Jiangxi，China）

Abstract:This paper studies on the separating and leaching effect of chlorination method to the rare precious metal element in complex rare precious metal material by using the intermediate residue produced by anode mud treatment as the raw material.It analyzes the leaching effect on the elements in the raw material by reaction time，reaction temperature，liquid-solid ratio，sodium hypochlorite concentration and acidity.The results shows that，with the reaction time of 150min，temperature of 80℃，liquid-solid ratio of 3.0，sodium chlorate concentration of 20g/L，initial acidity of 110g/L，the leaching rates of gold and tellurium were over 99％ and 94％ respectively while the most silver remained in the leaching residue.

Keywords:rare precious metal；chloridizing-leaching；gold；tellurium； silver

中圖分類號：TF111.31

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3842（2016）02-0058-03

收稿日期：2016-01-29

作者簡介：胡意文（1987-），男，江西撫州人，博士，主要從事濕法冶金和資源綜合利用等方面的研究。E-mail:hyw1231@126.com