銅陽極泥分銀渣中回收鉍和銻

鐵芝蘭

青海西豫有色金屬有限公司，青海格爾木 816000

1 研究的內容及意義

1.1 研究內容

陽極泥處理后會留下大部分的分銀渣，為了提高對有價金屬的回收率，需要對分銀渣進行綜合利用。分銀渣中含有豐富的銻、鉍元素，本文以提取分銀渣中的銻、鉍元素為主要研究內容，對于分銀渣中的銻、鉍元素的提取工藝進行了詳細研究。主要內容是：采取濕法工藝開提取分銀渣中的銻、鉍元素，同時從氯化鈉以及硫酸的濃度、浸出時間等方面分別分析了影響金屬元素浸出率的主要因素。通過對分銀渣中銻、鉍元素的提取研究，最后確定了一個優化分銀渣中銻、鉍元素回收的工藝方案，并提出了最佳的提取條件。

1.2 研究意義

首先，當前好多銅冶煉廠將分銀渣以堆放的方式處理，但分銀渣中含有的貴金屬元素又相當豐富，長期堆放還會對環境造成一定的潛在危害和壓力。開展對分銀渣中貴金屬元素的回收利用研究，通過探討制定出最為合理、最大價值的提取貴金屬和有價金屬的方案和條件。對于有色金屬的開發利用，開辟了一個新的研究方法。其次，從分銀渣中對貴金屬的提取本來就是一個關于廢渣處理的環境保護范疇，這種關于貴金屬的提取工藝研究能夠為環境的污染治理提供有效的方法和途徑，充分發揮了保護環境的現實意義。

2 試驗中采用的原料與方法

試驗中采用的原料主要為某銅冶煉廠的陽極泥經卡爾多爐熔煉產出的分銀渣，這種分銀渣的樣粒度較粗，平均在2cm左右，首先要對分銀渣進行磨碎的過程，黃色顆粒一般是0.074mm的占到80%以上，試驗中采用到的其他原料有純硫酸和氯化鈉等溶液。

試驗活動主要在1mL的多口玻璃燒瓶中進行，通過采用帶溫控和直立攪拌的方法對其進行加熱，最后將細磨的分銀渣與硫酸和氯化鈉等進行混合，當達到一定的溫度時就會浸出，當浸出活動結束之后，再進行過濾、洗滌以及干燥等其他工具，然后實現對浸出渣和溶液的取樣分析。

3 試驗的結果與討論

3.1 實驗中的原料成分和物相分析

卡爾多爐分銀渣一般呈現褐色的外觀，其中含金量是19.13g/t、含銀量是4246g/t，其他元素的分析一般都帶0.1%以下，由此可見，卡爾多爐分銀渣中元素成分的復雜性，在這些豐富的元素中，只有銻、鉍、金、銀、銅等具有綜合的回收價值。

選取其中部分的分銀渣來制作成拋光片，從顯微鏡下對拋光片的觀察表明，卡爾多爐分銀渣在顯微鏡下，基本呈現玻璃狀或微晶狀。這些集體相中除了氣孔之外，還有一些粒狀或者柱狀結構的灰白色硫粒，偶爾也會看到亮白色金屬相的斑點。通過掃描電鏡能譜儀對于樣品進行分析，其中A點是硒化合物，B點主要是含有Pb、Si的物質，或者是一定數量的Sb和As，C點主要是鉛砷氧化物，D點是復合氧化物。偶爾看到的亮白色金屬線主要是金屬銀，經常與硒化物相伴而生，通過觀察結果表明，分銀渣中主要存在的礦物為硅酸鉛，其次含量最多的是鉛鉍氧化物和銅銀的硒化物以及少量的金屬。具體呈現見圖1。

圖1 分銀渣的光學顯微鏡照片

對于細磨后的分銀渣樣品進行x射線的分析，結果如圖2所示。圖2的結果顯示，可以清楚地鑒別分銀渣中的硅酸鉛，而譜線呈現的彌散狀態說明結晶不佳。

圖2 分銀渣的XRD譜

3.2 浸出試驗分析

分銀渣中除了含有豐富的鉛元素之外，還包括豐富的銻、鉍、金、銀等有價的金屬元素。為了在分離和浸出銻、鉍元素的同時，有效抑制鉛元素的進出，將主要采用硫酸和氯鹽的浸出劑有效抑制鉛元素的溶出，從而實現了對鉛、銻、鉍元素的初步分離。金銀一般會同鉛元素一同進入鉛渣，鉛渣還可以用于進一步的分離和回收金銀的工序中。此次試驗主要考察的是硫酸和氯鹽的濃度，以及浸出的時間長短對于鉛、鉍、銻等元素浸出率產生的影響。

3.2.1 對氯化鈉濃度對浸出率的影響分析

在對氯化鈉濃度進行分析的過程中，首先要滿足的固定條件是：100g的分銀渣，2∶1的液體和固體，硫酸濃度保持在2.75mol/L、同樣溫度要在95℃左右，浸出時間保持在4h以上，在滿足以上這些基本條件的前提下，氯化鈉濃度對浸出元素浸出率的影響見圖2。

從圖3中可以看出，對于氯化鈉本身濃度的提高，同樣有利于增強對于鉍和銻元素的浸出率，并且在氯化鈉研究的濃度范圍內，鉍的浸出率一般都要大于98.5%。同樣，鉛元素的浸出率也小于1%，不同的是，隨著氯化鈉濃度的不斷增加，銀的溶出率也隨著增加，當氯化鈉浸出劑的濃度從75g/L增加到175g/L時，銀的熔出率也會有0.28%增加到1.7%，而金幾乎不受影響，也就是不會被浸出。對以上各種條件進行綜合考慮的情況下，將氯化鈉浸出劑的濃度保持在125g/L左右。

3.2.2 硫酸濃度對浸出率的影響分析

首先必須滿足的固定條件是：實驗中要采用100g的分銀渣，還要有4∶1的液固體，同時運算濃度是125g/L，溫度保持在95℃左右，浸出時間最少達到4h，在這些基本情況滿足的前提下，不同硫酸會呈現不同的濃度，而這些濃度也會對金屬浸出率產生影響，就如下圖所示：

圖4 硫酸濃度對浸出率的影響

從圖4中能夠看出，硫酸濃度的提高有利于進一步增強對鉍和銻等元素的浸出率，尤其是對銻元素的浸出不產生較大的影響，鉍元素的進駐也會因此變得更為容易，在不超出研究的酸度范圍之內，鉍的浸出率普遍達到98%以上，而鉛的浸出率都小于1%。

3.2.3 浸出時間對浸出率的影響分析

固定條件是100g的分銀渣，4∶1比例的液體和固體，硫酸濃度是2.75mol/L，氯化鈉濃度是125g/L，浸泡溫度仍然保持在95℃左右，在這些條件滿足的情況下，浸出時間越長，越有利于銻的浸出率，當浸出時間由2h延長至6h，銻的浸出率也會由88%增加到91%，但是對其他鉛、鉍、銀的浸出率并沒有產生什么太大的影響。

3.3 綜合條件試驗分析

從上面對單因素試驗結果的分析，經過綜合考慮，優化后的浸出實驗固定條件為：硫酸濃度要保持在2.5mol/L，氯化鈉濃度依然是125g/L，固體和液體之間的比例依然是4∶1，溫度在95℃左右，浸出的最佳時間是4h，在綜合條件滿足的情況下，各個元素的浸出率分別是：Bi元素的浸出率平均達到98%、Sb元素的浸出率平均為91%、Pb的浸出率平均為0.56%、Ag元素的浸出率平均為0.76%、Au元素的浸出率平均為0.01%。

4 試驗結論分析

試驗結果表明，氯鹽濃度越高，越有利于增加鹽的浸出率，從而會進一步導致銀元素的分散。在采用硫酸-氯化鈉的濕法浸出工藝時，最優化的進出條件應該是：硫酸濃度保持在2.5mol/L，氯化鈉濃度保持在125g/L，溫度依然保持在95℃左右，固液的最佳比例是4∶1，浸出時間保持在4h左右最佳。