多金属复杂铜阳极泥综合回收工艺研究

李守荣

（西北矿冶研究院，甘肃 白银 730900）

在人类活动日益频繁的当下，人们对有色金属的需求在不断增加，但有色金属作为一种不可再生资源，二次资源进行回收利用得到人们的重视。在铜阳极泥中价金属的含量较高，作为一种二次资源，能够在其中提取中金、银等贵金属。在有色金属行业中，有价金属的有效回收，对促进整个行业的可持续发展具有重要意义。

1 铜阳极泥概述

1.1 铜阳极泥的定义

当电解池中的阳极发生氧化反应后，金属性与氧化反应的发生呈正相关，因此金属活性越强的先反应，并在粗铜中的杂质反应完之后对铜进行反应，进而形成铜离子，然后铜离子在阴极上形成精铜。当铜也完成反应之后，精炼铜结束，阳极剩下的没有反应的东西下沉，形成阳极泥，而那些东西就是金银等东西。

1.2 多金属复杂铜阳极泥组成

多金属复杂铜阳极泥是由含铜物料组成，但由于含铜物料的来源相对比较复杂，并且极不稳定，尤其是在冶炼过程中对除铜以外的其他金属提取效果不够良好，成分不够稳定。下面就是多金属复杂铜阳极泥化学多元素的分析结果：第一，铜阳极泥主要化学成分分析结果：元素分别为Au、Ag、Pd、Cu、Ni、Pd、Sn、Se，成分分别为0.2%～0.3%、3%～10、0.05%～0.02%、6%～12%、2%～5%、5%～8%、6%～10%、0.3%～1%。第二，铜阳极泥中主要元素的存在形式：Cu元素的主要存在形式为Cu、Cu2O与CuO等；Ni元素的存在形式为NiO2与NiS等；Sb元素的主要存在形式为BiSbO4与Sb2O等；Sn元素的主要存在形式为SnO2等；Se元素的主要存在形式为Ag2Te与Cu2Te等；Te元素的主要存在形式为金属或合金状态；Ag元素的主要存在形式为Ag2Te与Ag等。通过上述表述发现金、银为多金属复杂铜阳极泥中的主要存在状态，一部分金能形成碲化金，银也能与硒进行结合，合金一般为铂族金属的状态，铜也有一部分以硫酸铜的形式存在。

1.3 多金属复杂铜阳极泥性质

将金属复杂铜阳极泥中的碎屑和阴极离子进行洗涤与剔除后，就会呈现出黑色的，粒度为0.25mm～0.075mm的物质。该物质在常温下较为稳定，并且具有明显的氧化过程。当处于真空状态时，不会与酸发生反应，一旦有氧气的存在，就会出现溶解效应。在空气中对铜阳极泥进行加热，重金属能够转化为氧化物，并当温度满足条件时，硒与碲形成的SeO2等出现挥发情况。当温度升高后，硒的硫酸盐会进行分解，并以SeO2的方式进行挥发。同时，多金属复杂铜阳极泥属再生铜产出的阳极泥，不但具备传统的铜阳极泥特征，还比传统的铜阳极泥锡的含量要高。

2 回收工艺与特点

2.1 回收工艺

对传统的回收工艺与装备进行改进与创新，能够有效提升铜阳极泥贵金属的回收率，降低对环境的污染，缩短生产时间。在电回转窑动态硫酸化焙烧的联合工艺流程中，能够对Ag、Au等进行分离。

2.2 工艺特点

（1）电回转窑动态硫酸化焙烧。过去在进行硫酸化焙烧时，要先按照一定的比例将阳极泥与硫酸置于焙烧锅中进行加热，这时就会将阳极泥进行浆化，当颜色变为墨绿色后，要及时将其放入马弗炉中蒸硒焙烧。

但在这个过程中不但无法对温度进行有效控制，也会出现产能低、蒸硒效果不够理想等问题，并且在液体中还有硒的残留物，对下一阶段的工作造成极大影响。但是在电回转窑动态硫酸化焙烧的应用中，能够对操作环境进行优化，实现自动化生产[1]。第一，将炉料干燥区的稳定控制在220°以上，300°以下，这时就会在250°左右的温度条件下对硒化物进行转化；第二，将硫酸盐反应的温度控制在150°以上，550°以下，这时铜转化为CuSO4，并且能溶于水；第三，在高温挥发区的温度，一般在600°以上，650°以下，在650°的环境下硫酸铜进行分解，因此要将温度控制在650°以内[2]。

（2）铜萃取、电积和硫酸镍蒸发结晶。采用M5640—P984—煤油体系对铜进行三级萃取，pH=1.5，当萃取经过2分钟之后，再进行30秒的反萃，这时就能保证反萃取率在99%以上，这样就能实现铜与其他组分彻底分离，同时也要保证反萃后的铜浓度能够达到电积的实际要求。在实践中发现酸碱度控制在3～3.5，蒸发浓度控制在330g/L，同时也要将温度进行合理控制，这样就能将硫酸镍进行生产。

（3）水解沉锑。在8.5倍的原液体积的蒸馏水中进行冲稀水解，这样就能得到水解沉锑，被沉淀物的完全沉淀条件为pH值在2.3以下。将速率应适度在反应过程中滴入，沉淀就会快速形成，使得杂质离子未能充分解离。水解率要想达到98%，就要将温度控制在15°以上，80°以下，保持时间在90分钟以内，10分钟以上。

（4）中和沉锡。在完成水解沉锑后，将石灰乳加入到溶液中，并将其pH值控制在4～4.5之间，然后在搅拌5小时，出现沉锡后方可结束。溶液在出现沉锡后，Sn的含量在0.1g/L以内，沉淀浆化后洗涤脱氯，加入石灰乳将pH控制在5～5.5之间。锡精矿的出现需要在温度升高到90°～95°之间，并且在1.25h的搅拌后出现。

3 对环境的影响及预防治理方案

（1）废气。硫酸化焙烧尾气在完成反应后会出现沉硒，然后尾气再进入总塔，并在碱液作用下进行吸收。分金尾气完成喷淋吸收后，在尾气总塔碱液进行吸收。分银尾气也同样在完成喷淋吸收后，在尾气总塔中由碱液吸收。分银渣焙砂酸浸尾气完成喷淋吸收后，总塔碱液中对尾气进行吸收。其他的尾气在完成清水塔吸收后，在总塔碱液中对尾气进行吸收。最后将异味进行清除，并在对尾气检测达标后进行排放。

（2）废水与固体废物。对尾气收塔喷淋液饱和后要及时排入到环保池中，并在中和作用后，将其置于蒸发器中进行蒸发，这时就会得到工业废盐。对硫酸浸出液进行萃铜等处理后进行使用。在环保池中对分金浸出液进行置换等处理。进入环保池前要进行分银处理，并在完成中和后进行蒸发。

4 结语

对多金属复杂铜阳极泥综合回收工艺的不断优化后，能够满足大多数多金属复杂铜阳极泥的处理，并且在贵金属工艺设备的应用下，不但具有良好的应用效果，投资成本较小，并且对有色金属行业的可持续发展具有重要意义。