提升粗银粉品位的生产实践

2021-10-06房孟钊

湖南有色金属 2021年4期

方准，房孟钊

（1.大冶有色金属有限责任公司，湖北黄石 435002；2.有色金属冶金与循环利用湖北省重点实验室，湖北黄石 435002）

大冶有色金属有限责任公司冶炼厂在铜阳极泥中提取银的主要工艺为：氨浸分银—水合肼沉银—粗银粉转炉除杂—银阳极板电解。其中生产过程是：首先，经过高酸氯化的分金渣，在酸充分洗脱的情况下，以一定固液比通入液氨，让氨与银离子络合，从而使银离子由固相进入液相，再通过压滤机固液分离，实现银与其它杂质的分离；其次，含银氨络合物的溶液，经过水合肼还原，得到较高品位（91%以上）的粗银粉；最后，粗银粉再进入转炉氧化除杂，浇铸得到99%以上的银阳极板进入电解工序［1～8］。在实际生产中，粗银粉经常出现杂质含量居高不下，严重影响粗银粉品位，尤其是杂质Pb含量最高，杂质过高的粗银粉会大幅度增加银转炉的吹炼时间，由于银转炉的布袋收尘效率问题而导致银损失占全厂银可计量损失的50%左右，因此提高粗银粉品位，有效减少杂质进入粗银粉是降低银损失的重要途径［9～13］。

1 试验

1.1 粗银粉的现状

粗银粉的品位较低，平均在95%左右，见表1。粗银粉中主要杂质是铅，其含量平均在1.61%，是影响粗银粉品位低的一个重要原因，并且在银转炉中吹炼需要很长时间，除杂困难。

表1 粗银粉品位 %

1.2 试验准备

取工业生产中同一批的分金渣、分银液、分银渣、粗银粉与沉银后液备用，再准备分银工序中的工业氨水、沉银工序中的水合肼、验证沉银终点的碘化钾、纯水、精密滤纸等。

1.3 试验原理

在生产粗银粉过程中主要发生的化学反应方程式为：

1.4 试验方法

首先，对分金渣按照分银工序中的液固比，不加氨水进行浸出试验，分析浸出液中主要杂质含量；其次，对分银液进行精密过滤，再沉银试验，化验粗银粉品位。最后，对在工业生产上跟分金渣、分银液同一批次的分银渣、粗银粉与沉银后液进行化验分析其中的杂质含量。

2 结果与讨论

2.1 杂质来源分析

粗银粉中杂质过高，主要是分银液中杂质过高造成的，因此根据分银系统工艺体系分析，分银液中杂质的来源只可能是三方面：（1）氨浸分银过程中，杂质转变为可溶络合物或盐类，溶解进入分银液中，其中重点关注部分为Cu、Au、Bi；（2）氨浸分银过程中，原料分金渣洗涤不彻底，导致分金渣中杂质形成可溶性物质进入粗银粉中，其中重点关注部分为Cu、Au、Bi、Te；（3）由于分银液过滤不彻底，导致分银渣穿滤进入分银液中，其中重点关注部分为Pb、Sb。

2.2 杂质来源确定

为了确定核心影响因素，以5组试验为一批次，进行了多批次分银液相关试验，统计平均值汇总见表2～表6。根据铅元素性质，铅不会被氨络合浸出。表2说明分金渣洗涤不彻底是粗银粉中Au、Cu、Te含量高的一个重要因素。表2与表3对比，在氨浸环境下，Cu、Te浸出效率大幅度提升，其原因可能是氨对铜有络合作用，导致铜进入溶液中；同时在氨浸环境下，溶液pH值为9～10，碱性环境导致碲的浸出率提高。表4与表5可知，粗银粉含金比例大幅高于溶液中含量，其主要原因可能是水合肼对金的还原效率要大幅高于铅，溶液中的金在粗银粉中得到富集；粗银粉中Pb含量过高是分银渣穿滤到分银液中造成的。表6可知，杂质在分银渣中得到富集，尤其是分银渣中铅含量很高。

1.使用纯水进行洗涤分金渣，纯水与分金渣的液固比为3∶1（分银工序液固比一致），浸出液成分见表2。

表2 浸出液成分 mg／L

2.将分银液经滤纸精细过滤后分析其成分，见表3。

表3 精细过滤后分银液成分 mg／L

3.分银液经过精细过滤后，用水合肼还原制取的粗银粉品位见表4。

表4 精细过滤后粗银粉品位 %

4.分银液未经过精细过滤，用水合肼直接还原制取的粗银粉品位与沉银后液成分见表5。

表5 粗银粉品位与沉银后液成分

5.分银渣成分见表6。

表6 分银渣成分 %

根据以上分析，假设表4与表5中铅含量差异全部由分银渣穿滤造成，则产出粗银粉中约含4%～5%的分银渣，以此为基础估算产出分银液中各种元素的来源和去向，估算结果见表7。影响粗银粉质量的杂质元素主要是Cu、Pb、Bi、Sb、Te等元素。由于分银液在还原为粗银粉时需经过过滤，大部分穿滤的分银渣都将进入粗银粉中，也将杂质元素带入粗银粉中。按照穿滤分银渣全部进入粗银粉中，则可以得出以下分析结果：（1）粗银粉中Au、Ag基本全部来自分银液中；（2）粗银粉中Cu、Te约一半来自分银液、一半来自分银液中穿滤的分银渣；（3）粗银粉中Pb、Bi、Sb基本全部来自分银液中穿滤的分银渣。因此，对粗银粉中Pb、Bi、Sb含量的控制主要在于减少分银渣穿滤；对Cu、Te含量的控制主要在于控制分银渣穿滤量和还原过程。

表7 分银液中元素来源与去向估算 %

2.3 分银液预处理

确定分银渣穿滤是造成分银液中杂质含量高的核心因素，因此分银液在进入沉银工序之前必须有效除去溶液中的分银渣颗粒，减少固体悬浮物对还原银粉的质量影响。在分银液进入沉银工序之前需经过自动反洗表面过滤器预处理，根据现场实际生产情况，选择的设备为过滤面积35 m2，现场工况条件下可实现11～13 m3／h过滤速度。此设备的主要运行过程为：分银液持续不断地通过过滤器致密的过滤层，滤液先返回原液中，一直循环过滤，直到滤液澄清度达到工艺指标，然后过滤器会自动切换到正常过滤，不再循环过滤，分银液一次性过滤完，滤液进入沉银工序中，而滤渣进入排渣池中。通过过滤前与过滤后对比，分银液未经过滤器预处理，溶液的澄清度较低，比较浑浊，且颜色为淡绿色，说明有部分分银渣穿滤到分银液中；分银液经过滤器预处理后，溶液的澄清度很高，很清澈，且颜色为无色，过滤效果很理想，达到了预期试验效果。

2.4 除杂效果

经过精细过滤后的分银液，在沉银反应釜中通过投加水合肼进行沉银操作，反应终点使用碘化钾判断，产出的粗银粉品位见表8。通过精细过滤后，粗银粉中对Pb的除杂率为94.5%；对Bi的除杂率为90.6%；对Sb的除杂率为97.4%；对Cu的除杂率为66.7%；对Te的除杂率为67.4%，粗银粉的品位由95.33%提高到98.4%。