从铅阳极泥中脱砷富集金银的新工艺

王 帆， 罗永光， 晋家强， 任占誉

(云南驰宏锌锗股份有限公司， 云南 曲靖 655000)

从铅阳极泥中脱砷富集金银的新工艺

王 帆， 罗永光， 晋家强， 任占誉

(云南驰宏锌锗股份有限公司， 云南 曲靖 655000)

开发出一种成本低、环保、高效处理铅阳极泥的新型复合冶炼工艺，该工艺能将金银富集4倍；有害金属As以砷酸钠产品形式开路除去，开路率大于70%；铅、锑以合金形式回收进生产流程，回收率大于80%。

铅阳极泥； 脱砷； 金银富集； 氮压碱浸； 砷酸钠； 甘油浸出

0 前言

目前国内外从铅阳极泥中富集金、银主要采取火法工艺[1]，它具有工艺简单，处理能力大，金银回收率高等特点。但该工艺也存在劳动强度大，操作环境差，环境污染严重，有价金属综合利用率低等缺点。而湿法工艺富集金银大多处于试验阶段，即使少数几个已工业化的湿法工艺，也受限于特定原料，不具有推广价值。

针对某厂阳极泥原料开发出的新型复合处理工艺，其为全湿法流程，可将铅阳极泥中的银富集至20%以上，砷能够有效地开路除去，不产生有毒物，具有良好的经济效益和社会效益。

1 试验原理及设备

1.1 试验原理

(1)氮压碱浸脱砷：该厂阳极泥中的As主要以As2O3及金属砷形式存在，阳极泥经自然氧化后，Sb主体为Sb2O3，有少量锑银矿和氧化锑铋矿。氮压碱浸时，砷发生反应进入溶液，仅有少量的锑以低价态进入溶液，主要反应如下：

As2O3+6NaOH=2Na3AsO3+3H2O

(1)

(2)氧化分离：进入溶液中的低价态锑被氧化成锑酸钠，锑酸钠因不具可溶性而从溶液中分离。

(3)甘油碱浸：甘油在NaOH溶剂中浸出Sb2O3，机理基于下面反应[2]：

Sb2O3+2NaOH+4C3H8O3=

2NaC6H7Sb(OH)7+3H2O

(2)

1.2 原料组成

试验原料由某厂阳极泥取样后的残余样品混合而成，主要成分见表1。

1.3 工艺流程

在大量的前期研究[3]和试验基础上，探索出一套适用于处理该厂铅阳极泥的新型流程，见图1。

图1 铅阳极泥处理工艺流程图

1.4 试验主要仪器和方法

本文分析方法除特殊说明外，均采用化学法分析。

2 试验结果与讨论

2.1 氮压碱浸脱砷

对铅阳极泥脱砷方法比较后认为，氧压浸出[4]能较好地将金属As开路出去，实现As、Sb的有效分离。但铅阳极泥中锑会被氧化而生成锑酸钠，不利于后续工序的处理。因此，本工艺中的氮压碱浸脱砷，利用N2的惰性，在不改变阳极泥中其它元素物相的前提下，采用碱性溶剂中高温压煮，使As最大程度地浸出，仅有少量的Sb被浸出。

2.1.1 温度对脱砷效果的影响

在液固比10∶1，搅拌速度500 r/min，恒温时间2 h，N2分压0.8 MPa，釜压0.94 MPa, NaOH 70 g/L的条件下，分别考察了恒温温度为90 ℃(不需加压)、120 ℃、150 ℃、170 ℃、190 ℃时的脱砷效果，试验结果见图2。

图2 温度对脱砷效果的影响

由图2可见，温度对铅阳极泥中As的浸出影响较大，但高于溶剂沸点的温度要依靠加压来维持。温度高于170 ℃时，As的浸出率增加不明显。故恒温温度选择170 ℃最适宜。

2.1.2 NaOH浓度对脱砷效果的影响

在液固比10∶1，搅拌速度500 r/min，恒温时间2 h， N2分压0.8 MPa，釜压0.94 MPa，恒温温度170 ℃的条件下，分别考察了NaOH浓度为30 g/L、50 g/L、70 g/L、90 g/L、110 g/L时的脱砷效果，试验结果见图3。

图3 NaOH浓度对脱砷效果影响

由图3可见，NaOH浓度高于70 g/L时，Sb的浸出率也会明显增长。故NaOH浓度70 g/L较为适宜。

2.1.3 液固比对脱砷效果的影响

在NaOH 70 g/L，搅拌速度500 r/min，恒温时间2 h，N2分压0.8 MPa，釜压0.94 MPa,恒温温度170 ℃的条件下，分别考察了液固比为5、8、10、12时的脱砷效果，试验结果见图4。

图4 液固比对脱砷效果的影响

由表4可见，液固比的增大有益于金属As的浸出，但液固比过大会带来溶液处理量大等一系列问题。故选择液固比为10∶1。

试验结果表明：采用NaOH溶剂中氮气加压浸出，能在不改变阳极泥物相的情况下，较好地实现砷、锑的选择性浸出，初步到达了试验目的。本工艺氮压碱浸的最佳技术条件为：NaOH 70 g/L，搅拌速度500 r/min，恒温时间2 h；N2分压0.8 MPa，釜压0.94 MPa,恒温温度170 ℃，液固比10∶1。

阳极泥氮压碱浸，As的开路率达78%,Sb的浸出控制在15%以内,其它金属基本不浸出。

2.2 氧化分离和砷的开路

取氮压碱浸最佳工艺条件下得到的浸出后液1.7 L，将其加热到70 ℃，从烧杯底部加入约1/25总体积的双氧水[5]，分多次均匀加入，恒温1 h；待溶液冷却至室温后液固分离，得锑酸钠晶体。溶液继续加热浓缩结晶，至有晶体大量析出，再次液固分离，结晶体用少量清水冲洗。得到的浓缩后液445 mL(As 2.70 g/L, Sb 1.04 g/L)，结晶物为灰白色颗粒状物体，夹杂有少量黄色颗粒。经计算，溶液中As入结晶体率达90%。

用X荧光扫描晶体分析其组成，结果见表2。

表2 晶体X荧光扫描结果 %

用化学法分析结晶物中的主要元素，结果为：As 16.46%，Sb 0.11%，Pb 0.031%。从分析结果可看出，结晶的主体成分为砷酸钠，夹杂有少量的NaOH，可通过多次洗涤提纯，其它杂质都在可控范围内，可作为产品出售。此方法处理体系简单，砷能很好的开路，可有效解决“砷害”问题。

2.3 甘油浸出

取氮压碱浸最佳工艺条件下得到的浸出渣继续甘油浸出(甘油250 g/L,NaOH80 g/L,液固比10∶1，浸出温度80～85 ℃，浸出时间2 h)，试验结果见表3。

表3 甘油浸出固体样分析结果 %

采用该流程，最终渣率能降到26.7%以下，渣中贵金属富集4倍，全过程中金银无损失；铜、铋基本不被浸出；砷酸钠出售给玻璃厂，可根除砷害；锑酸钠可出售，也可与铅锑合金一起并入铅冶炼流程处理。

从连续中试结果看，铅阳极泥中含银富集到20%以上，砷得到有效的开路，后续工序产生“砷害”可能性大大降低。甘油和氢氧化钠在电解过程实现再生，在整个体系内闭路循环使用。铅锑可通过电积回收，不会在甘油溶液中富集。

3 结语

本工艺安全，不产生有毒物，流程短，渣率低，金银能够富集4倍。As以合理的形式从冶炼流程中开路除去，一次开路率大于70%，避免其在流程中恶性循环，不造成二次污染。Pb、Sb以半产品形式回收，可很好地并入现有流程，提高了冶炼过程中的有价金属的综合回收率。特别是锑的回收，满足了铅电解过程中对锑的需求，无需购买精锑。最为突出的是，本工艺为全湿法流程，它的成功实施对湿法处理铅阳极泥有着重要的意义。但该工艺的主要反应机理目前还不是很清楚，有待进一步的研究。

[1]杨天足等.铅阳极泥湿法处理工艺述评[J].黄金，1996,17(11):33-38.

[2]潘朝群等.NaOH、甘油的水溶液浸出三氧化二锑的机理研究[J].矿冶，2001,10(2):50-54.

[3]陈定邦,唐泰良.采用甘油在碱性介质中处理铅阳极泥新工艺的研究[A].全国有色金属冶炼技术交流会论文集[C],1983:73-75.

[4]熊宗国.高砷低金银的铅阳极泥的高压脱砷[J].贵金属，1992,13(3):30-34.

[5]陈顺.从高砷高锑烟灰中综合回收有价金属工艺研究[J].株冶科技，2002,30(1):5-7.

Newprocessofgoldandsilverenrichmentandarsenicremovalfromleadanodeslimes

WANG Fan, LUO Yong-guang, JIN Jia-qiang， REN Zhan-yu

A new composite metallurgical process with the characteristics of low cost, environmental friendly and high efficiency were developed to treat lead anode slimes. With the process, the gold and silver would be enriched by 4 times, the harmful metals As was removed with open circuit as sodium arsenate, and the open circuit rate was over 70%, lead and antimony recycled into the production process in the form of alloy, and the recovery rate was over 80%.

lead anode slime; arsenic removal; gold and silver enrichment; nitrogen pressure alkali leaching; sodium arsenate; glycerol leaching

王帆(1985—)，男，湖北洪湖人，硕士，工程师，从事湿法冶炼研究工作。

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