银锌渣综合利用工艺研究

曾晓冬，祝志兵

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424)

1 引言

贵溪冶炼厂99.99%精铋[1－4]生产为传统生产工艺，工序多，产出的中间物料种类多。银锌渣是铋精炼过程中加锌除银产生的一种中间物料，一般为Φ150～300mm硬块状物，含铋高，约55% ～65%，还含有碲[5]、金、银等元素，极具回收价值。随着精铋产能扩大，银锌渣量每年递增，目前银锌渣[6－8]堆存数量已超过150t。由于银锌渣占用了大量的铋资源，影响精铋生产直收率，使铋、碲[5]等有价金属价值没有得到及时体现，制约了工厂精铋产量的进一步提升，因此有必要对其进行研究处理。银锌渣主要化学成分见表1。

表1 银锌渣主要化学成分

2 工艺流程

将大块银锌渣破碎后经氧化浸出使铋、碲进入溶液，金和银富集于渣中，经中和沉铋，还原回收碲，从而实现有价金属富集回收的目的，工艺流程见图1。

图1 银锌渣处理工艺流程图

3 试验与结果

取500g粉末银锌渣进行试验，采用单因素试验以确定最佳反应条件。由于试验使用NaClO3、H2SO4和NaCl作为添加剂浸出，银锌渣中金银基本残留在浸出渣中，以下试验不对金、银进行分析。

3.1 NaClO3浸铋、碲工艺条件

每次取500g粉末银锌渣进行浸出试验，分别考察NaClO3、H2SO4和 NaCl的用量、温度、浸出时间及液固比对Bi、Te浸出率的影响。

3.1.1 NaClO3用量对 Bi、Te 浸出率的影响

在反应温度为90℃，浸出时间为5h，硫酸酸度为100g/L，NaCl用量为120g/L，液固比7∶1的条件下，NaClO3的用量对Bi、Te浸出率的影响如表2所示。

表2 NaClO3用量对Bi、Te浸出率的影响

从表2可以看出，随着NaClO3用量的增大，Bi、Te浸出率上升;当 NaClO3用量为30g/L时，Bi、Te浸出率均为95%以上，考虑NaClO3用量过大，溶液中残余氯气进入空气中，导致作业环境恶化，确定NaClO3用量为30g/L。

3.1.2 浸出时间对Bi、Te浸出率的影响

在反应温度为 90℃，硫酸酸度为 100g/L，NaCl用量为120g/L，NaClO3用量为30g/L，液固比7∶1的条件下，浸出时间对Bi、Te浸出率的影响如表3所示。

表3 浸出时间t对Bi、Te浸出率的影响

由表3可以看出，随着浸出时间的延长，Bi、Te的浸出率将上升，浸出时间达到5h时，Bi、Te浸出率均达95%以上，考虑到生产装置的作业效率，故确定浸出时间5h。

3.1.3 浸出温度对Bi、Te浸出率的影响

在浸出时间为5h，硫酸酸度为100g/L，NaCl用量为120g/L，NaClO3用量为 30g/L，液固比7∶1的条件下，浸出温度对Bi、Te浸出率的影响如表4所示。

表4 浸出温度对Bi、Te浸出率的影响

由表4可以看出，随着温度升高，Bi、Te浸出率上升，浸出温度达90℃时，Bi、Te浸出率均达95%以上，故选择浸出温度为90℃。

3.1.4 硫酸用量对Bi、Te浸出率的影响

在反应温度为90℃，浸出时间为5h，NaCl用量为120g/L，NaClO3用量为 30g/L，液固比7∶1的条件下，硫酸酸度对Bi、Te浸出率的影响如表5所示。

表5 硫酸用量对Bi、Te浸出率的影响

由表5可见，当硫酸酸度在100g/L时，Bi、Te的浸出率均达95%以上，虽然增加硫酸的加入可防止金属离子水解，并有利于Bi、Te的浸出，但硫酸的浓度太高，会使反应环境恶劣，原材料消耗增加，故选择硫酸用量为100g/L。

3.1.5 NaCl用量对 Bi、Te 浸出率的影响

在反应温度为90℃，浸出时间为5h，硫酸酸度为100g/L，NaClO3用量为30g/L，液固比7∶1的条件下，NaCl用量对Bi、Te的浸出率的影响如表6所示。

表6 NaCl用量对Bi、Te浸出率的影响

由表6可知，Bi、Te浸出率随着NaCl用量的增加而提高，增加NaCl的用量可以适当减少NaClO3的用量，NaCl的加入会使溶液中Cl－浓度增高，有利于Bi、Te等金属溶解形成络阴离子，有利于浸出反应的进行，但考虑Cl－浓度过高对设备的腐蚀性加大，故确定NaCl用量为120g/L。

3.1.6 液固比对Bi、Te浸出率的影响

在反应温度为90℃，浸出时间为5h，硫酸酸度为 100g/L，NaClO3用量为 30g/L，NaCl用量为120g/L的条件下，液固比对Bi、Te浸出率的影响如表7所示。

表7 液固比对Bi、Te浸出率的影响

由表7可知，当液固比上升到7∶1时，Bi、Te的浸出率均达95%以上，虽然增大液固比可以提高浸出率，但考虑液量太大对后续工序造成影响，因此选择浸出液固比为7∶1。

根据以上试验，确定银锌渣浸出最佳工艺条件为:NaClO3用量30g/L，H2SO4酸度 100g/L，NaCl用量120g/L，浸出温度为90℃，液固比为7∶1，浸出时间为5h。

3.2 氯氧铋的制取

浸出液中铋主要以BiCl3形式存在，经水解沉淀得到氯氧铋。试验采用在60℃下，液碱中和调pH=1.5后搅拌1h，经洗涤过滤，得到氯氧铋。其试验情况见表8。

表8 氯氧铋制取试验

由表8可知，铋的沉淀基本完全，大部分碲残留在液相中。

3.3 碱浸转型

在60℃条件下，用40g/L NaOH溶液对氯氧铋进行转型，得到可直接进入反射炉还原回收铋的氧化铋原料，铋回收率达95%以上。

3.4 碲的回收

沉铋后液经亚硫酸钠还原使碲进入渣相，供精碲生产线回收碲。其试验情况见表9。

表9 亚硫酸钠还原沉碲试验

由表9可知，经还原后碲的沉淀基本完全，还原渣可用作精碲生产用原料。

4 小结

(1)通过研究表明，当条件控制为:浸出温度90℃、NaCl用量 120g/L、硫酸酸度 100g/L、NaClO3用量30g/L、反应时间5h，沉铋终点pH值1.5、温度60℃、时间1h，碱浸转型NaOH浓度为40g/L，银锌渣中铋、碲、金银可实现有效分离回收。

(2)该工艺采用湿法流程处理银锌渣，工艺简洁，铋、碲回收率高，避免了贵金属的过度分散，得到的铋、碲及金银富集物料可直接进入工厂现有生产线。

(3)采用该工艺进行银锌渣处理，可利用工厂现有设备组织生产，设备投资小，操作简便。随着精铋生产规模的扩大，对银锌渣进行综合利用，回收其的铋、碲及金银等有价金属，是提升工厂经济效益的方向。

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