从铜阳极泥中浸出铜、砷、碲试验研究

2021-08-04刘永平

湿法冶金 2021年4期

刘永平，雷刚

(江西铜业股份有限公司贵溪冶炼厂，江西贵溪 335424)

铜阳极泥是铜电解精炼过程的中间产物，其中含有金、银、铂、钯等贵金属，也含有大量铜、砷、碲、铋等[1-3]。因此，从铜阳极泥中综合回收有价金属受到广泛关注。火法工艺处理铜阳极泥存在返渣多，金、银贵金属直收率低，存在砷、铅烟尘危害等问题[2，4]。因此，铜阳极泥的处理多采用湿法工艺。

一般情况下，铜阳极泥湿法处理工艺均需要经过预处理脱除铜、砷等杂质后再提取贵金属。预处理的难点是既要保证较高的杂质脱除率，又要尽量减少贵金属损失[5-6]。在高氯盐、高酸体系中浸出阳极泥，铜、锑、铋可以得到较好脱除，但银损失较大[7-8];在氯盐体系中采用加压酸浸工艺处理，铜、砷、铋等杂质浸出效果较好，但银、碲大量浸出，损失较大[9-10]；采用氧压浸出工艺，银、硒会有部分进入浸出液，不利于银的集中回收[11]。

试验采用浓酸浸铜砷—液碱浸砷碲工艺处理铜阳极泥，将铜、砷高效脱除，保证金银全部富集在渣相中而不损失。在较高硫酸浓度下，利用浓硫酸的弱氧化性和酸效应，铜、砷被大量浸出到溶液中，而金、银、硒、碲富集在渣相中；渣相用液碱浸出，砷被深度脱除，大部分碲得到有效浸出，金、银进一步富集。

1 试验部分

1.1 试验原料

铜阳极泥化学成分见表1。铜阳极泥中：铜以单质、Cu3(AsO4)2、Cu2O、Cu2Te等形式存在；砷主要以砷酸盐形式存在；银除以单质存在外，还与硒、碲结合；金以单质或与碲形成金属间化合物存在[2，12-13]。

表1 铜阳极泥的典型化学成分 %

1.2 试验流程与原理

从铜阳极泥中提取铜、砷工艺流程如图1所示。

图1 铜阳极泥铜、砷的提取工艺

将较高浓度硫酸溶液加入到铜阳极泥中，搅拌，利用浓硫酸的弱氧化性和酸效应浸出铜、砷等，部分碲转型。过滤后，得到铜浸出液和浸出渣。铜浸出液送铜电解系统回收铜、砷。

浓酸浸出铜的反应如下[14-15]：

浸铜渣与氢氧化钠溶液混合，控制反应温度、反应时间，其中的砷、碲被转入到溶液中，金、银不浸出。过滤得到砷浸出液和砷浸出渣，砷浸出渣富含金、银，可进一步提取，砷浸出液中含砷、碲。

碱浸砷、碲反应如下：

2 试验结果与讨论

2.1 阳极泥的硫酸浸出

2.1.1 硫酸质量浓度对浸出率的影响

按液固体积质量比1/1，将铜阳极泥加入反应釜内，再加入浓硫酸，控制硫酸质量浓度，反应温度30 ℃条件下搅拌反应4 h。反应结束后，向浆液中加入清水稀释2倍，过滤。硫酸质量浓度对浸出率的影响试验结果见表2。

表2 硫酸质量浓度对浸出率的影响

由表2看出：随硫酸质量浓度升高，铜、砷浸出率逐渐提高；硫酸质量浓度高于500 g/L，银不浸出；硫酸质量浓度在600～950 g/L范围内，碲不浸出；硒只在硫酸质量浓度1 100 g/L时有微量浸出；金只在硫酸质量浓度950 g/L时不浸出，其他质量浓度下均有不同程度浸出。为减少金、银、硒、碲的分散损失，确定选择硫酸质量浓度950 g/L为宜，此时铜浸出率68.14%、砷浸出率48.33%。

2.1.2 反应温度对浸出率的影响

硫酸质量浓度950 g/L，液固体积质量比1/1，搅拌反应4 h，反应温度对浸出率的影响试验结果见表3。