铜阳极泥处理研究现状

孔祥峰，邓聚海

（1.昆明理工大学 真空冶金国家工程实验室，云南 昆明 650093；2.昆明理工大学 云南省有色金属真空冶金重点实验室，云南 昆明 650093；3.昆明理工大学 省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室，云南 昆明 650093）

铜阳极泥是粗铜电解精炼产生的副产物，质量一般约为阳极板的0.2%～1.0%。铜阳极泥的成分和物相，主要受阳极板成分、电解技术条件及后期存放条件的影响。阳极泥中含有大量的金、银、铜、硒、碲及铂族贵金属是提取稀贵金属的主要原料之一[1，2]。2016年我国白银的产量为21635吨，占世界的69%[3]。共伴生银产出量在我国银金总产量中占有重要地位，59.92%的银产自铜铅锑等有色金属资源冶炼的副产品。

1 传统火法工艺（三段吹炼法）

传统火法处理主要分为以下步骤：①硫酸化焙烧，首先将铜、镍等金属硫酸盐化，硒通过氧化生成氧化硒，挥发性较好，水吸收制得含水粗硒；②焙砂溶出，采用硫酸酸浸，溶出铜镍等金属硫酸盐，银在此过程能被大量浸出，需要对浸出液要进行铜板置换银的工序；③浸出渣还原熔炼，形成贵铅合金；④分银炉氧化精炼，过程中使贵铅中银金以外的杂质通过氧化法除去。为提高精炼效率，吹炼段采取低品位贵铅初级氧化吹炼和高品位贵铅深度氧化精炼两步吹炼，最后得到银含量97%以上的银合金；⑤银电解精炼，银板或不锈钢板常被用作阴极，电解液通常由硝酸与硝酸银水溶液组成。

整个工艺流程复杂，天然气、工业氧、焦丁/无烟煤等消耗量大，综合处理成本高；贵金属损失大、直收率低，金、银在一次渣、二次渣、铜铋渣、碲渣中都有分布，金银回收率只有97%，银生产周期约7天，占用资金周期长，产生的二次废水、废渣难处理；砷在系统中不断循环累积且难以处理，操作环境恶劣，环保问题突出。

2 选冶联合法

选冶联合流程工艺主要由以下几个部分组成：①铜阳极泥的预处理，主要是使阳极泥中硒、碲以及铜与其它金属分离，阳极泥经空气氧化脱铜，氯酸钠脱硒；②浮选，对预处理渣进行浮选，能够有效地富集贱、贵金属，从而使贵金属的回收率得到提高；③熔炼，依据浮选精矿中所含的杂质量与种类，配入适当的造渣剂通过分银炉熔炼工艺，得到银含量较高的合金板。通过银电解制取电解银，最后通过处理银电解阳极泥回收金以及铂族金属。④浮选尾矿处理。该工艺能够有效地提高铅锡的回收率以及减少烟尘烟气量。目前，采用选冶联合工艺流程的企业主要分布在德国、美国、芬兰、等发达国家，但处理流程复杂、效率低，浮选尾矿银金分散大，有价金属含量高，难以进一步处理。环保压力较大，火法粗炼尾气含尘约100mg/Nm3，废水量约10m3/t阳极泥[4]。金银回收率98.5%，银生产周期约7天。

3 卡尔多炉法

铜阳极泥在常温常压下经水洗除可溶性铜，洗涤渣浆化后采用氧压硫酸浸出，除去大部分的铜和部分的银、硒、碲；浸出渣干燥后配料，送入卡尔多炉熔炼，浇铸产出多尔合金（粗银），过程产生的烟尘、渣返入二段卡尔多炉熔炼，产出贵铅配入一段卡尔多炉熔炼工艺。

该流程的特点是操作时间短，金属积压少，能耗低，烟气量小，回收率高，操作环境好。但炉渣炉料返量大，给整个生产过程带来巨大的处理负担，废水3m3/t泥，尾气含尘约5 mg/Nm3，废渣率约64%。银生产周期4天～5天，全套设备进口，费用高（约3亿），炉龄短（约3个月），影响生产连续性。

4 全湿法

全湿法工艺的基本流程是浸出-氯化-还原。①盐酸浸出，脱除其中的贱金属，使锑、铋、铜、砷等全部或大部分进入溶液，而大部分铅沉淀在浸出渣中；②浸出渣氯化分金，金进入氯化液，银进入氯化渣，氯化液还原得到粗金粉；③氯化渣亚硫酸钠或氨水浸出，银进入分银液中，分银液还原得到银粉，金粉和银粉经熔铸得到金锭和银锭；④采用分步水解沉淀法，从脱除贱金属的浸出液中回收锑、铋等中间产物。湿法工艺易于进行连续化和自动化生产。但银粉、金粉纯度不高，直收率低；锑渣、铋渣、铅渣等含银较高。但工艺不成熟、原料适应性差、药剂成本高、处理量有限，难以进行大规模工业化生产，同时废水处理来量大，废水约10m3/t泥，金银回收率99%，银生产周期1月～3月。同时耐腐性能要求高，投资高（约3亿元）。

5 半湿法（硫酸化焙烧-湿法）

半湿法工艺过程为：阳极泥经硫酸化焙烧蒸硒后，烟气经水吸收得到含水粗硒，焙烧渣经硫酸浸出。浸出液用铜置换得到银粉经洗涤干燥铸锭可得到1号银，置换尾液返铜电解，硫酸浸出渣采用氯酸钠浸金，分金渣返冶炼系统，分金液用草酸还原得到金粉，经洗涤干燥铸锭可得到99.99%金锭，尾液用来回收铂钯。

6 结论及展望

①铜阳极泥处理工艺的发展要立足于现有的火法技术，降低能耗改善操作环境，采用新方法来强化冶金过程，减少环境污染。传统火法贵金属回收周期长，应该开发新技术替代部分现有技术，解决资金积压问题，有价金属的回收率；②改进选冶联合法和（半）湿法工艺等，提高金银回收率，对于尾矿开发新的处理技术，解决尾矿有价金属的损失，提高资源综合利用率，降低成本；③湿法处理工艺也是未来铜阳极泥处理工艺的发展的一个方向，由于起步较晚，工艺尚不成熟，有待进一步研究。④目前，昆明理工大学就阳极泥的真空处理已做了大量的工作，真空冶金较传统冶金有很大的优势，部分成果已经工业化应用，对阳极泥的高效清洁利用提供了一条崭新的思路，有待进一步研究。