铜阳极泥分银渣中回收铋和锑

铁芝兰

青海西豫有色金属有限公司，青海格尔木 816000

1 研究的内容及意义

1.1 研究内容

阳极泥处理后会留下大部分的分银渣，为了提高对有价金属的回收率，需要对分银渣进行综合利用。分银渣中含有丰富的锑、铋元素，本文以提取分银渣中的锑、铋元素为主要研究内容，对于分银渣中的锑、铋元素的提取工艺进行了详细研究。主要内容是：采取湿法工艺开提取分银渣中的锑、铋元素，同时从氯化钠以及硫酸的浓度、浸出时间等方面分别分析了影响金属元素浸出率的主要因素。通过对分银渣中锑、铋元素的提取研究，最后确定了一个优化分银渣中锑、铋元素回收的工艺方案，并提出了最佳的提取条件。

1.2 研究意义

首先，当前好多铜冶炼厂将分银渣以堆放的方式处理，但分银渣中含有的贵金属元素又相当丰富，长期堆放还会对环境造成一定的潜在危害和压力。开展对分银渣中贵金属元素的回收利用研究，通过探讨制定出最为合理、最大价值的提取贵金属和有价金属的方案和条件。对于有色金属的开发利用，开辟了一个新的研究方法。其次，从分银渣中对贵金属的提取本来就是一个关于废渣处理的环境保护范畴，这种关于贵金属的提取工艺研究能够为环境的污染治理提供有效的方法和途径，充分发挥了保护环境的现实意义。

2 试验中采用的原料与方法

试验中采用的原料主要为某铜冶炼厂的阳极泥经卡尔多炉熔炼产出的分银渣，这种分银渣的样粒度较粗，平均在2cm左右，首先要对分银渣进行磨碎的过程，黄色颗粒一般是0.074mm的占到80%以上，试验中采用到的其他原料有纯硫酸和氯化钠等溶液。

试验活动主要在1mL的多口玻璃烧瓶中进行，通过采用带温控和直立搅拌的方法对其进行加热，最后将细磨的分银渣与硫酸和氯化钠等进行混合，当达到一定的温度时就会浸出，当浸出活动结束之后，再进行过滤、洗涤以及干燥等其他工具，然后实现对浸出渣和溶液的取样分析。

3 试验的结果与讨论

3.1 实验中的原料成分和物相分析

卡尔多炉分银渣一般呈现褐色的外观，其中含金量是19.13g/t、含银量是4246g/t，其他元素的分析一般都带0.1%以下，由此可见，卡尔多炉分银渣中元素成分的复杂性，在这些丰富的元素中，只有锑、铋、金、银、铜等具有综合的回收价值。

选取其中部分的分银渣来制作成抛光片，从显微镜下对抛光片的观察表明，卡尔多炉分银渣在显微镜下，基本呈现玻璃状或微晶状。这些集体相中除了气孔之外，还有一些粒状或者柱状结构的灰白色硫粒，偶尔也会看到亮白色金属相的斑点。通过扫描电镜能谱仪对于样品进行分析，其中A点是硒化合物，B点主要是含有Pb、Si的物质，或者是一定数量的Sb和As，C点主要是铅砷氧化物，D点是复合氧化物。偶尔看到的亮白色金属线主要是金属银，经常与硒化物相伴而生，通过观察结果表明，分银渣中主要存在的矿物为硅酸铅，其次含量最多的是铅铋氧化物和铜银的硒化物以及少量的金属。具体呈现见图1。

图1 分银渣的光学显微镜照片

对于细磨后的分银渣样品进行x射线的分析，结果如图2所示。图2的结果显示，可以清楚地鉴别分银渣中的硅酸铅，而谱线呈现的弥散状态说明结晶不佳。

图2 分银渣的XRD谱

3.2 浸出试验分析

分银渣中除了含有丰富的铅元素之外，还包括丰富的锑、铋、金、银等有价的金属元素。为了在分离和浸出锑、铋元素的同时，有效抑制铅元素的进出，将主要采用硫酸和氯盐的浸出剂有效抑制铅元素的溶出，从而实现了对铅、锑、铋元素的初步分离。金银一般会同铅元素一同进入铅渣，铅渣还可以用于进一步的分离和回收金银的工序中。此次试验主要考察的是硫酸和氯盐的浓度，以及浸出的时间长短对于铅、铋、锑等元素浸出率产生的影响。

3.2.1 对氯化钠浓度对浸出率的影响分析

在对氯化钠浓度进行分析的过程中，首先要满足的固定条件是：100g的分银渣，2∶1的液体和固体，硫酸浓度保持在2.75mol/L、同样温度要在95℃左右，浸出时间保持在4h以上，在满足以上这些基本条件的前提下，氯化钠浓度对浸出元素浸出率的影响见图2。

从图3中可以看出，对于氯化钠本身浓度的提高，同样有利于增强对于铋和锑元素的浸出率，并且在氯化钠研究的浓度范围内，铋的浸出率一般都要大于98.5%。同样，铅元素的浸出率也小于1%，不同的是，随着氯化钠浓度的不断增加，银的溶出率也随着增加，当氯化钠浸出剂的浓度从75g/L增加到175g/L时，银的熔出率也会有0.28%增加到1.7%，而金几乎不受影响，也就是不会被浸出。对以上各种条件进行综合考虑的情况下，将氯化钠浸出剂的浓度保持在125g/L左右。

3.2.2 硫酸浓度对浸出率的影响分析

首先必须满足的固定条件是：实验中要采用100g的分银渣，还要有4∶1的液固体，同时运算浓度是125g/L，温度保持在95℃左右，浸出时间最少达到4h，在这些基本情况满足的前提下，不同硫酸会呈现不同的浓度，而这些浓度也会对金属浸出率产生影响，就如下图所示：

图4 硫酸浓度对浸出率的影响

从图4中能够看出，硫酸浓度的提高有利于进一步增强对铋和锑等元素的浸出率，尤其是对锑元素的浸出不产生较大的影响，铋元素的进驻也会因此变得更为容易，在不超出研究的酸度范围之内，铋的浸出率普遍达到98%以上，而铅的浸出率都小于1%。

3.2.3 浸出时间对浸出率的影响分析

固定条件是100g的分银渣，4∶1比例的液体和固体，硫酸浓度是2.75mol/L，氯化钠浓度是125g/L，浸泡温度仍然保持在95℃左右，在这些条件满足的情况下，浸出时间越长，越有利于锑的浸出率，当浸出时间由2h延长至6h，锑的浸出率也会由88%增加到91%，但是对其他铅、铋、银的浸出率并没有产生什么太大的影响。

3.3 综合条件试验分析

从上面对单因素试验结果的分析，经过综合考虑，优化后的浸出实验固定条件为：硫酸浓度要保持在2.5mol/L，氯化钠浓度依然是125g/L，固体和液体之间的比例依然是4∶1，温度在95℃左右，浸出的最佳时间是4h，在综合条件满足的情况下，各个元素的浸出率分别是：Bi元素的浸出率平均达到98%、Sb元素的浸出率平均为91%、Pb的浸出率平均为0.56%、Ag元素的浸出率平均为0.76%、Au元素的浸出率平均为0.01%。

4 试验结论分析

试验结果表明，氯盐浓度越高，越有利于增加盐的浸出率，从而会进一步导致银元素的分散。在采用硫酸-氯化钠的湿法浸出工艺时，最优化的进出条件应该是：硫酸浓度保持在2.5mol/L，氯化钠浓度保持在125g/L，温度依然保持在95℃左右，固液的最佳比例是4∶1，浸出时间保持在4h左右最佳。