置換金泥冶煉渣中銀的綜合回收試驗研究

摘要：浮選金精礦氰化浸出時，通常選用鋅粉置換法對浸出貴液中的金、銀進(jìn)行回收，產(chǎn)出置換金泥。目前，置換金泥的精煉提純通常采用濕法冶煉工藝，其中控電位氯化法具有明顯優(yōu)勢，已成為大型黃金冶煉企業(yè)主要采用的精煉工藝。以置換金泥精煉提純過程產(chǎn)出的高銀冶煉渣為研究對象，采用鉛原位捕集和真空蒸餾工藝，綜合回收冶煉渣中貴金屬，考察氧化鉛用量、真空蒸餾溫度等參數(shù)對貴金屬回收效果的影響。結(jié)果表明，采用鉛原位捕集工藝處理高銀冶煉渣，可以有效富集渣中的貴金屬，冶煉所得貴鉛經(jīng)真空蒸餾處理可獲得合質(zhì)金，其金與銀含量超過90%，實現(xiàn)高銀冶煉渣中貴金屬的富集和綜合回收。

關(guān)鍵詞：置換金泥；冶煉渣；銀；綜合回收；鉛原位捕集；真空蒸餾

中圖分類號：X758；TD95 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）11-0009-0403

Experimental Study on Comprehensive Recovery of Silver from Smelting Slag of Replacement Gold Mud

LIU Mingjie1， YANG Haijiang1， JI Qiang2， GAO Tengyue2

（1. Shandong Gold Smelting Co.， Ltd.;

2. Metallurgical Laboratory Branch of Shandong Gold Mining Technology Co.， Ltd.， Laizhou 261400， China）

Abstract： When cyanide leaching flotation gold concentrate， the zinc powder displacement method is usually used to recover gold and silver from the leaching solution， producing displacement gold mud. At present， the refining and purification of replacement gold mud usually adopts the wet smelting process， among which the potential controlled chlorination method has obvious advantages and has become the main refining process adopted by large gold smelting enterprises. The high silver smelting slag produced during the refining and purification process of replacement gold mud is taken as the research object， lead in-situ capture and vacuum distillation processes are used to comprehensively recover precious metals from the smelting slag， and the influence of parameters such as lead oxide dosage and vacuum distillation temperature on the recovery effect of precious metals is investigated. The results indicate that using lead in-situ capture technology to treat high silver smelting slag can effectively enrich precious metals in the slag， and the precious lead obtained from smelting can be processed by vacuum distillation to obtain composite gold， with a gold and silver content of over 90%， achieving the enrichment and comprehensive recovery of precious metals in high silver smelting slag.

Keywords： replacement gold mud; smelting slag; silver; comprehensive recovery; lead in-situ capture; vacuum distillation

浮選金精礦冶煉采用氰化浸出工藝時，通常選用鋅粉置換法對浸出貴液中的金、銀元素進(jìn)行回收，產(chǎn)出置換金泥用于后續(xù)精煉提純[1-2]。目前，置換金泥的精煉提純通常采用濕法冶煉工藝，其中，控電位氯化法憑借生產(chǎn)環(huán)境較好、工藝指標(biāo)穩(wěn)定、易于自動化控制等優(yōu)勢，成為大型黃金冶煉企業(yè)主要采用的精煉工藝[3]。該方法處理置換金泥的過程中，金泥所含的Ag元素以AgCl沉淀的形式存在于含金貴液中，達(dá)到金銀分離的目的；過濾后，含金貴液經(jīng)還原處理，可獲得合格純度的金粉，過濾所得AgCl沉淀則繼續(xù)用于提煉金屬銀。

目前，AgCl沉淀常用的處理方法主要有兩類[4]。一是利用氨水浸出溶解AgCl，而后對浸出液采用水合肼還原[5]。該方法操作簡單，回收率較高，所得產(chǎn)品純度較好，但其生產(chǎn)環(huán)境較差，水合肼屬易制爆化學(xué)品，受到嚴(yán)格管控，因此該方法僅適用于小規(guī)模生產(chǎn)。二是將AgCl調(diào)漿，利用鋅粉等加熱置換，而后對置換銀泥進(jìn)行火法冶煉提純。置換銀泥雜質(zhì)含量較高，加之氰化企業(yè)冶煉生產(chǎn)規(guī)模較小，其火法冶煉過程多為人工操作，因而易引起冶煉渣中銀含量偏高，其含量在2%～6%，造成貴金屬大量損失[6]。目前，工業(yè)層面，冶煉渣中貴金屬的回收以濕法冶煉為主，工藝操作簡單，但并不適合處理氰化企業(yè)產(chǎn)出的高銀冶煉渣。針對現(xiàn)階段高銀冶煉渣綜合回收存在的問題，分析冶煉渣中含銀物相組成，結(jié)合生產(chǎn)實踐，采用鉛原位捕集[7]和真空蒸餾工藝[8]綜合回收渣中的貴金屬，實現(xiàn)高銀冶煉渣中貴金屬的高效富集和綜合回收，為該冶煉渣的綜合利用提供新的技術(shù)思路。

1 試驗部分

1.1 原料化學(xué)分析

試驗所用樣品均取自山東省某黃金氰化冶煉企業(yè)，該企業(yè)采用常規(guī)氰化浸出-鋅粉置換工藝體系處理金精礦，置換金泥采用氯化工藝提純，經(jīng)預(yù)浸除雜、氯化浸金、控電位還原等工序產(chǎn)出合格金錠。氯化浸金產(chǎn)生的AgCl經(jīng)鋅粉置換、火法冶煉、電解精煉等工序處理，產(chǎn)出1號銀產(chǎn)品。火法冶煉過程所得冶煉渣的主要化學(xué)成分如表1所示。火法冶煉過程需要加入碳酸鈉、硼砂及少量硝酸鉀造渣，所得冶煉渣中Ag和Au是主要有價金屬。

1.2 銀的物相分析

采用工藝礦物學(xué)參數(shù)自動測試系統(tǒng)（BGRLMM Process Mineralogy Analyzer，BPMA），結(jié)合化學(xué)物相檢測，對冶煉渣中銀的賦存狀態(tài)進(jìn)行分析，確定冶煉渣中銀主要物相種類及含量，其分析結(jié)果如表2所示。數(shù)據(jù)顯示，冶煉渣中的銀元素主要以金屬相形式存在，其分布率達(dá)到91.82%，能譜分析發(fā)現(xiàn)，金屬相的銀產(chǎn)品還含有少量金元素；其余少量銀元素以氧化銀的形式存在；另有微量銀元素以鉛銀渣相、銅銀渣相等氧化渣的形式存在。物相分析顯示，冶煉渣中銀含量過高，主要原因是金屬與冶煉渣分離效果不佳，機(jī)械夾帶過多。

1.3 試驗方法

高銀冶煉渣經(jīng)破碎篩分至粒徑小于2 mm的水平，取樣，按比例加入氧化鉛，混合均勻，采用感應(yīng)爐和石墨坩堝熔煉，升溫，待爐料熔融后，加入適量焦炭粉，攪拌，熔煉20 min。熔煉結(jié)束后，保溫靜置10 min，出渣并澆鑄，對所得合金渣錠產(chǎn)品鉆取樣品，檢測分析。采用間斷式真空蒸餾爐對合金渣錠進(jìn)行蒸餾分離，取蒸餾后產(chǎn)品分析檢測，計算冶煉回收率。

2 結(jié)果與討論

2.1 氧化鉛用量的影響

采用感應(yīng)爐和石墨坩堝熔煉，調(diào)節(jié)爐料中氧化鉛的用量，考察其對冶煉渣中銀捕集效果的影響，感應(yīng)爐單次加料量為50 kg±2 kg，熔煉溫度約為1 200 ℃，

試驗結(jié)果如圖1所示。數(shù)據(jù)顯示，高銀冶煉渣加入氧化鉛進(jìn)行原位捕集，這對提高渣中銀的冶煉回收率有明顯效果，當(dāng)氧化鉛的加入量達(dá)到2.5%時，冶煉所得合金渣錠中銀的回收率接近94%，冶煉渣中殘留的銀含量僅為1 000 g/t左右。冶煉渣中的銀主要以金屬態(tài)的形式存在，氧化鉛的加入可以降低熔渣黏度，有利于金屬與渣的分離，同時焦炭原位還原生成的鉛可更好地捕集渣中微細(xì)銀顆粒。此外，氧化鉛的加入也增加熔煉所得金屬總量，便于后續(xù)出渣和澆鑄，可減少渣中的夾帶損失。

在氧化鉛加入量為2.5%的條件下進(jìn)行多次冶煉，所得合金渣錠集中熔煉鑄錠，用于后續(xù)真空蒸餾試驗，最終試驗所得合金渣錠的主要成分如表3所示。高銀冶煉渣經(jīng)火法冶煉捕集，所得合金渣錠中銀含量達(dá)到65.71%，金含量為7.06%，其余主要雜質(zhì)金屬為鉛。經(jīng)綜合測算，冶煉過程中銀的回收率超過93%，金的回收率接近80%。火法冶煉過程實現(xiàn)冶煉渣有價金屬的有效富集。

2.2 真空蒸餾溫度的影響

以火法冶煉所得合金渣錠為原料，單次裝爐量為1.5 kg±0.1 kg，試驗過程中，控制爐內(nèi)壓力不超過10 Pa，調(diào)節(jié)不同蒸餾溫度，恒溫時間為1.5 h，考察溫度對鉛銀蒸餾分離的影響，試驗所用真空蒸餾設(shè)備結(jié)晶器共分4層，取最上層揮發(fā)物及蒸餾殘留物分析，試驗結(jié)果如表4所示。數(shù)據(jù)顯示，隨著蒸餾溫度的升高，殘留物中銀和金含量逐漸升高，雜質(zhì)元素鉛含量逐漸降低。但是，蒸餾溫度的升高也會導(dǎo)致?lián)]發(fā)物含銀量升高，造成貴金屬流失。

不同溫度下，蒸餾殘留物中銀和金回收率變化如圖2所示。結(jié)果顯示，在試驗條件下，蒸餾溫度對金回收率影響較小，蒸餾殘留物中金的回收率均在99%以上。但是，銀的回收率隨蒸餾溫度升高明顯下降，當(dāng)蒸餾溫度為1 100 ℃時，蒸餾殘留物中銀的回收率僅為90.74%。綜合考慮殘留物中雜質(zhì)含量和回收率等因素，建議蒸餾溫度選擇1 000 ℃，此時蒸餾殘留物金與銀含量超過90%，可用于后續(xù)銀電解精煉提純。

2.3 蒸餾時間的影響

以火法冶煉所得合金渣錠為原料，單次裝爐量為1.5 kg±0.1 kg，蒸餾溫度為1 000 ℃，爐內(nèi)壓力不超過10 Pa，調(diào)節(jié)真空蒸餾恒溫時間，考察其對鉛銀蒸餾分離的影響，取結(jié)晶器最上層揮發(fā)物及蒸餾殘留物分析，試驗結(jié)果如表5所示。數(shù)據(jù)顯示，延長真空蒸餾溫度會造成揮發(fā)物的銀含量上升，導(dǎo)致貴金屬回收率降低。合金渣錠蒸餾后殘留物遠(yuǎn)無法達(dá)到產(chǎn)品要求，還需要進(jìn)行后續(xù)精煉提純，在后續(xù)精煉工藝允許的條件下，應(yīng)盡可能提煉蒸餾殘留物中的貴金屬。在試驗條件下，當(dāng)真空蒸餾恒溫時間為1.5 h時，所得蒸餾殘留物中雜質(zhì)含量與貴金屬回收率處于較優(yōu)水平，利于后續(xù)電解精煉提純。

3 結(jié)論

浮選金精礦氰化浸出時，通常選用鋅粉置換法對浸出貴液中的金、銀進(jìn)行回收，產(chǎn)出置換金泥。目前，置換金泥的精煉提純通常采用濕法冶煉工藝，其中控電位氯化法具有明顯優(yōu)勢，已成為大型黃金冶煉企業(yè)主要采用的精煉工藝。置換金泥精煉提純過程產(chǎn)出高銀冶煉渣。黃金氰化冶煉企業(yè)可以采用鉛原位捕集工藝，有效富集渣中的貴金屬，同時可以采用真空蒸餾工藝處理冶煉所得合金渣錠。在蒸餾溫度1 000 ℃、蒸餾恒溫時間1.5 h、壓力不超過10 Pa的條件下，可獲得金銀含量合計超過90%的產(chǎn)品。產(chǎn)品可直接用于電解精煉，實現(xiàn)高銀冶煉渣中貴金屬的富集和綜合回收。

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