分金過程浸出有價金屬的試驗研究

方 準，房孟釗，黃向祥，余 珊

（1.大冶有色金屬有限責任公司，湖北黃石 435002；2.有色金屬冶金與循環利用湖北省重點實驗室，湖北黃石 435002）

目前，大部分銅陽極泥處理采用全濕法流程［1～9］，即陽極泥蒸硒、蒸硒渣稀硫酸浸出銅、脫銅渣氧化浸出金、脫金渣氨水浸出銀（或亞鈉溶液浸出銀）等工序，金與銀浸出率較高，操作簡單，有能耗低、流程短等優點，但在浸出工序中未考慮碲、鉍等其它有價金屬的回收［10～14］。大冶有色金屬有限責任公司針對銅陽極泥的處理，采用焙燒—濕法工藝回收銅陽極泥中的有價金屬，即硫酸化焙燒、水浸脫銅、氯酸鈉氧化脫金、鉑、鈀、液氨分銀等浸出工序，主要回收銅陽極泥中的硒、銅、金、銀、鉑、鈀六種有價金屬，另外回收一部分的碲、鉍，碲、鉍分散于脫銅后液、分銀精礦和鉑鈀精礦中。在整個濕法流程中，碲的總回收率達不到50%，而鉍的總回收率更低。因為碲、鉍大部分在鉑鈀精礦中富集，所以目前主要通過鉑鈀精礦對碲、鉍進行回收，而鉑鈀精礦的來源是分金工序中得到分金液，在分金液中還原沉金，再分步液堿中和水解沉淀—鋅粉置換沉金后液中的碲、鉍、金、鉑、鈀的一種有價金屬精礦。為了有效提高碲、鉍的回收率，而碲、鉍的濕法浸出主要發生在分金工序中，因此在保證金、鉑、鈀較高的浸出率的前提下，優化濕法分金過程，提高碲、鉍有價金屬的浸出率，對后續回收工序具有重要意義。

1 試驗

1.1 試驗原料

水浸脫銅渣是蒸硒渣進行水浸分銅處理之后產出的富集貴金屬的重要原料。其中主要成分見表1。

表1 水浸脫銅渣中金屬含量

1.2 試驗方法

對水浸脫銅渣進行氯化氧化浸出，貴金屬的浸出率均較高，但碲、鉍的浸出率較低，進一步造成碲、鉍的分散損失。因此，取一定量的水浸脫銅渣，通過電位的精準化控制的方法，探索反應時間、工業硫酸的加入量、工業鹽的加入量、水浸脫銅渣的粒度、液固比等分別對碲與鉍浸出率的影響。通過工藝參數的優化試驗，在保證金、鉑、鈀較高的浸出率的基礎上，最大程度地提高分金過程中碲、鉍的浸出率，減少碲、鉍金屬的分散，提高最終的回收率。

1.3 試驗原理

水浸脫銅渣中分金過程的主要反應原理如下所示：

2 結果與討論

2.1 探索試驗

以目前生產上分金工序的參數控制為參照，取100 g水浸脫銅渣，加入400 mL自來水即液固比4∶1，加入9 mL的工業級98%H2SO4，再加入工業鹽NaCl達到44 g／L，升溫至85℃，再緩慢地加入工業級氯酸鈉，達到12 g／L，停止氯酸鈉的加入后，恒溫繼續反應2 h，再冷卻降溫，過濾得到分金液。分金液的化驗結果見表2，分金過程中金、鉑、鈀的浸出率很高，幾乎全部進入分金液中，銀的浸出率很低，全部富集到脫金渣中，為后續液氨分銀提供很好的基礎，但是碲與鉍的浸出率不高，即碲的浸出率為78.26%，鉍的浸出率為43.51%。所以，在后續的優化試驗中不再分析金、銀、鉑、鈀的浸出率，只針對提高碲與鉍的浸出率，通過電位的精細化控制，優化分金過程中反應條件，找到較佳的工藝參數。

表2 分金液的化驗結果與浸出率

2.2 優化試驗

分金過程需要優化的主要控制條件為：反應時間、濃硫酸的加入量、工業鹽的加入量、水浸脫銅渣的粒度、氯酸鈉的加入量、液固比，其中氯酸鈉的加入量是通過電位的精細化控制的。

1.取3份100 g水浸脫銅渣，液固比4∶1，加入9 mL H2SO4，NaCl達到44 g／L，恒溫85℃，緩慢加入氯酸鈉，實時監控電位變化，電位達到1 150 mV時停止加入氯酸鈉，分別在不同的反應時間條件下完成分金過程。試驗結果見表3，隨著反應時間的增加，碲與鉍的浸出率不斷提高，碲的浸出率增幅很大，鉍的浸出率增幅較小，綜合考慮，分金過程的較佳反應時間為4 h。

表3 不同反應時間條件下的分金液含量與浸出率

2.取3份100 g水浸脫銅渣，液固比4∶1，加入NaCl量達到44 g／L，恒溫85℃，緩慢加入氯酸鈉，終點電位1 150 mV，反應時間4 h，分別在不同的酸量條件下完成分金過程。試驗結果見表4，隨著酸量的增加，碲與鉍的浸出率不斷提高，在加入的濃硫酸量超過10 mL后，碲與鉍的浸出率增幅較小，因為考慮到后續工序需要大量的液堿中和水解，所以在分金過程中加入10 mL的酸量為最合適。

表4 不同酸量條件下的分金液含量與浸出率

3.取3份100 g水浸脫銅渣，液固比4∶1，加入10 mL H2SO4，恒溫85℃，緩慢加入氯酸鈉，終點電位1 150 mV，反應時間4 h，分別在加入不同量的工業鹽條件下完成分金過程。試驗結果見表5，隨著NaCl量的不斷增加，碲的浸出率先增大后減小，鉍的浸出率不斷提高。在加入50 g／L NaCl時，碲的浸出率達到最高，為95.55%；在加入56 g／L NaCl時，鉍的浸出率達到79.35%，但碲的浸出率卻降低，說明過量的氯化鈉對于鉍的浸出影響較大，對碲的浸出有一定的抑制作用。綜合考慮，分金過程中氯化鈉的加入量50 g／L比較合適。

表5 不同NaCl量條件下的分金液含量與浸出率

4.取3份100 g水浸脫銅渣，其中兩份水浸脫銅渣進行研磨為0.074 mm、0.038 mm，分別完成分金過程。液固比4∶1，加入10 mL H2SO4，NaCl達到50 g／L，恒溫85℃，緩慢加入氯酸鈉，電位達到1 150 mV時停止加入氯酸鈉，繼續反應時間4 h。試驗結果見表6，隨著水浸脫銅渣粒度的減小，碲與鉍的浸出率逐漸提高，但是增幅較小。說明水浸脫銅渣的粒度對碲與鉍的浸出率影響不大，考慮生產上不增加成本的基礎上，選擇不對水浸脫銅渣進行研磨。

表6 不同粒度條件下的分金液含量與浸出率

5.取5份100 g水浸脫銅渣，85℃，液固比4∶1，加入 NaCl量達到50 g／L，加入10 mL H2SO4，反應時間4 h，緩慢加入一定量的氯酸鈉，分別在不同的終點電位條件下完成分金過程。試驗結果見表7，隨著終點電位的不斷提高，碲與鉍的浸出率不斷增加，在電位超過1 110 mV以后，碲與鉍的浸出率增幅減緩，考慮到氯酸鈉的加入量過大的話，不利于后續亞鈉還原沉金工序，因此選擇終點電位為1 110 mV，此時碲的浸出率達到94%以上，鉍的浸出率達到75%以上。

表7 不同電位條件下的分金液含量與浸出率

6.取4份100 g水浸脫銅渣，加入NaCl達到50 g／L，加入10 mL H2SO4，緩慢加入氯酸鈉，終點電位1 110 mV，恒溫85℃，反應時間4 h，分別在不同液固比的條件下完成分金過程。試驗結果見表8，隨著液固比的逐漸提高，碲與鉍的浸出率逐漸增大，在液固比達到5∶1以后，碲與鉍的浸出率增幅有所減緩，考慮到后續污水處理成本較高，在分金過程中選擇液固比5∶1比較理想，碲的浸出率為96.56%，鉍的浸出率為80.19%。

表8 不同液固比條件下的分金液含量與浸出率

3 結 論

1.針對水浸脫銅渣中分金過程進行優化試驗，得到貴金屬金、鉑、鈀的浸出率很高；銀浸出率很低，全部富集在脫金渣中；水浸脫銅渣的粒度對碲與鉍的浸出率影響很小。

2.通過對分金過程的精細化電位控制，在保證貴金屬高浸出率的基礎上，最大程度地提高碲與鉍的浸出率，得到比較理想的控制條件為：恒溫85℃，液固比5∶1，加入NaCl量達到50 g／L，濃硫酸達到10 mL／L，緩慢加入氯酸鈉，終點電位為1 110 mV，反應時間4 h。

3.在較佳的試驗條件下，碲的浸出率達到96.56%，鉍的浸出率達到80.19%。