从分银液中沉银工艺探索优化
2021-01-04梁柱俊汪琳琪
周 佳，梁柱俊，汪琳琪，文 婷
（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）
贵溪冶炼厂自2015年引入“全湿法短流程高纯银的制备工艺”[1]，以铜阳极泥中间物料蒸硒渣为原料[2]，采用“水浸分铜—碱浸分碲—氯化分金—亚硫酸钠分银—酸化沉银—净化除杂—银粉还原”的方法得到银粉[3-7]。2018年初，由于工艺更改，碲在粗银粉中含量大幅上升，导致银锭由于碲含量超标而影响产品质量，银锭一级品级率下降了30%。
本文以亚硫酸钠分银后的分银液作为试验原料，改用A试剂酸化沉银，试验结果表明，在其他工艺条件不变情况下，对比传统的二氧化硫沉银，A试剂沉银适应性广泛，可以有效降低粗银粉中碲的含量，提高银锭产品质量。
1 试验研究方法
1.1 试验原料
以贵冶冶炼厂的分银液为原料，对其化学成分进行分析见表1。
表1 分银液典型化学成分 g/L
1.2 试验原理
分银液中的银主要是以[Ag(SO3)n]（2n-1）-络合阴离子存在，通过提高溶液中的酸度，有利于反应向[1]和[2]正向进行，从而使溶液中SO32-浓度降低，促使可溶性络合物 [Ag(SO3)n]（2n-1）-逐步分解，游离的Ag+与溶液中的Cl-生成AgCl沉淀析出。同时，溶液中的碲盐在还原性气体SO2存在情况下，会被还原生成单质碲，而在净化除杂工序，铅、碲等杂质会被氧化进入溶液中与氯化银分离。主要反应方程式如下：
1.3 试验方法
分别采用二氧化硫气体、A试剂从分银液中进行酸化沉银，其工艺流程图见图1所示。酸化沉银得到的粗氯化银经过净化除杂除去铅、碲等杂质，再进行银粉还原得到粗银粉，粗银粉中碲杂质含量的高低直接影响到最终银锭产品的质量；沉银后液经过PH调节工序，可以达到适应分银条件，再返回分银工序作为分银母液。
图1 从分银液中A试剂沉银工艺流程
2 试验结果与讨论
2.1 二氧化硫沉银试验结果
取分银液边搅拌边通入二氧化硫气体，溶液中出现大量白色沉淀，用PH计检测溶液中的PH值，待溶液中PH值降至4.6左右，其银离子浓度小于0.01g/L，停止通入二氧化硫气体。固液分离后的粗氯化银经过“净化除杂—银粉还原”得到粗银粉[7]，沉银后液经过PH调节返回分银循环使用。
表2 二氧化硫沉银循环次数和粗银粉主要杂质含量 %
2.2 A试剂沉银试验结果
取分银液边搅拌边缓慢加入A试剂，溶液中出现大量白色沉淀，用PH计检测溶液中的PH值，待溶液中PH值降至4.6左右，其银离子浓度小于0.01g/L，停止加入A试剂。固液分离后的粗氯化银经过“净化除杂—银粉还原”得到粗银粉，沉银后液经过PH调节返回分银循环使用。
表3 A试剂沉银循环次数和粗银粉主要杂质含量 %
在其他条件保持不变的情况下，A试剂沉银循环四次得到的粗银粉碲杂质含量平均值相对于二氧化硫沉银下降75%，通过对比试验可以得出，A试剂沉银可以有效降低粗银粉碲杂质含量。
A试剂沉银会使沉银后液中产生新的酸盐，循环使用一定次数后，酸盐达到饱和状态，易产生结晶物，需要定期开路沉银后液，补充新液。
2.3 影响粗银粉碲杂质含量原因分析
表4 二氧化硫沉银净化除杂后液主要杂质含量 g/L
二氧化硫沉银得到的粗氯化银经过净化除杂，其净化后液主要杂质平均含量如表4所示，净化后液碲杂质平均含量0.119g/L。
表5 A试剂沉银净化除杂后液主要杂质含量 g/L
A试剂沉银得到的粗氯化银经过净化除杂，其净化后液主要杂质平均含量如表5所示，净化后液碲杂质平均含量0.487g/L。对比二氧化硫沉银的粗氯化银，A试剂沉银的粗氯化银中碲杂质更容易在净化除杂阶段被氧化除去。
通过研究发现，沉银过程中PH值在某M阶段时，还原出来的碲会被氯化银包裹,该部分碲在净化除杂阶段很难除去，随着氯化银进入银还原工序，导致粗银粉碲杂质含量高。二氧化硫沉银PH值下降慢，处于M阶段时间长，还原出来的碲被氯化银包裹的多；A试剂沉银PH值下降速度较快，可以快速越过M阶段，还原出来的碲被氯化银包裹的少，净化除杂效果好。
3 工业生产应用
在A试剂沉银试验取得理想结果的前提下，贵溪冶炼厂把A试剂沉银应用到工业生产中。由于A试剂沉银反应剧烈，工业生产上需要配置A试剂高位槽，并增加A试剂自动阀联锁PH值进行自动控制，当溶液中瞬时PH值降至设定的终点PH值时，A试剂自动阀会关闭，停止加入试剂。
A试剂沉银过程会产生新的酸盐，工业生产上沉银后液每天需要部分开路，在PH调节工序补充新液，可以保证循环母液不易结晶。另外，A试剂沉银产生的二氧化硫气体可以利用到调节工序，与该工序加入的液碱反应，来达到提高分银母液亚硫酸钠浓度的目的。相对比A试剂沉银，二氧化硫沉银的优点是可以提高沉银后液中亚硫酸钠浓度，在调节工序只需要调整PH值，便可满足分银母液的要求。
表6 二氧化硫沉银与A试剂沉银生产数据对比
A试剂沉银工业生产应用前后，分别对二氧化硫沉银和A试剂沉银时长3个月共180批样进行分析统计，其结果如表6所示。新工艺A试剂沉银应用后，粗银粉中碲杂质含量下降72%，银锭一级品级率上升39.3%。
4 结语
（1）通过一年多的生产应用，相对传统的二氧化硫沉银，A试剂沉银工艺并未有明显的弊端，产出的粗银粉碲杂质含量满足工艺要求，最直接的影响是银锭一级品级率上升了35%，对于稳定银锭产品质量具有举足轻重的作用。
（2）传统的二氧化硫沉银使用的是钢瓶二氧化硫，用量大，成本高。A试剂沉银使用的试剂用量少，成本低，这对于企业降本增效具有积极的意义。
（3）A试剂沉银反应时间短，对于不同杂质含量的生产原料适应性强，能够应用于复杂多变的生产工艺，具有较大的应用价值。
