王 帆， 羅永光， 晉家強(qiáng)， 任占譽(yù)

(云南馳宏鋅鍺股份有限公司， 云南 曲靖 655000)

從鉛陽極泥中脫砷富集金銀的新工藝

王 帆， 羅永光， 晉家強(qiáng)， 任占譽(yù)

(云南馳宏鋅鍺股份有限公司， 云南 曲靖 655000)

開發(fā)出一種成本低、環(huán)保、高效處理鉛陽極泥的新型復(fù)合冶煉工藝，該工藝能將金銀富集4倍；有害金屬As以砷酸鈉產(chǎn)品形式開路除去，開路率大于70%；鉛、銻以合金形式回收進(jìn)生產(chǎn)流程，回收率大于80%。

鉛陽極泥； 脫砷； 金銀富集； 氮壓堿浸； 砷酸鈉； 甘油浸出

0 前言

目前國內(nèi)外從鉛陽極泥中富集金、銀主要采取火法工藝[1]，它具有工藝簡單，處理能力大，金銀回收率高等特點(diǎn)。但該工藝也存在勞動強(qiáng)度大，操作環(huán)境差，環(huán)境污染嚴(yán)重，有價金屬綜合利用率低等缺點(diǎn)。而濕法工藝富集金銀大多處于試驗(yàn)階段，即使少數(shù)幾個已工業(yè)化的濕法工藝，也受限于特定原料，不具有推廣價值。

針對某廠陽極泥原料開發(fā)出的新型復(fù)合處理工藝，其為全濕法流程，可將鉛陽極泥中的銀富集至20%以上，砷能夠有效地開路除去，不產(chǎn)生有毒物，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 試驗(yàn)原理及設(shè)備

1.1 試驗(yàn)原理

(1)氮壓堿浸脫砷：該廠陽極泥中的As主要以As2O3及金屬砷形式存在，陽極泥經(jīng)自然氧化后，Sb主體為Sb2O3，有少量銻銀礦和氧化銻鉍礦。氮壓堿浸時，砷發(fā)生反應(yīng)進(jìn)入溶液，僅有少量的銻以低價態(tài)進(jìn)入溶液，主要反應(yīng)如下：

As2O3+6NaOH=2Na3AsO3+3H2O

(1)

(2)氧化分離：進(jìn)入溶液中的低價態(tài)銻被氧化成銻酸鈉，銻酸鈉因不具可溶性而從溶液中分離。

(3)甘油堿浸：甘油在NaOH溶劑中浸出Sb2O3，機(jī)理基于下面反應(yīng)[2]：

Sb2O3+2NaOH+4C3H8O3=

2NaC6H7Sb(OH)7+3H2O

(2)

1.2 原料組成

試驗(yàn)原料由某廠陽極泥取樣后的殘余樣品混合而成，主要成分見表1。

1.3 工藝流程

在大量的前期研究[3]和試驗(yàn)基礎(chǔ)上，探索出一套適用于處理該廠鉛陽極泥的新型流程，見圖1。

圖1 鉛陽極泥處理工藝流程圖

1.4 試驗(yàn)主要儀器和方法

本文分析方法除特殊說明外，均采用化學(xué)法分析。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 氮壓堿浸脫砷

對鉛陽極泥脫砷方法比較后認(rèn)為，氧壓浸出[4]能較好地將金屬As開路出去，實(shí)現(xiàn)As、Sb的有效分離。但鉛陽極泥中銻會被氧化而生成銻酸鈉，不利于后續(xù)工序的處理。因此，本工藝中的氮壓堿浸脫砷，利用N2的惰性，在不改變陽極泥中其它元素物相的前提下，采用堿性溶劑中高溫壓煮，使As最大程度地浸出，僅有少量的Sb被浸出。

2.1.1 溫度對脫砷效果的影響

在液固比10∶1，攪拌速度500 r/min，恒溫時間2 h，N2分壓0.8 MPa，釜壓0.94 MPa, NaOH 70 g/L的條件下，分別考察了恒溫溫度為90 ℃(不需加壓)、120 ℃、150 ℃、170 ℃、190 ℃時的脫砷效果，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 溫度對脫砷效果的影響

由圖2可見，溫度對鉛陽極泥中As的浸出影響較大，但高于溶劑沸點(diǎn)的溫度要依靠加壓來維持。溫度高于170 ℃時，As的浸出率增加不明顯。故恒溫溫度選擇170 ℃最適宜。

2.1.2 NaOH濃度對脫砷效果的影響

在液固比10∶1，攪拌速度500 r/min，恒溫時間2 h， N2分壓0.8 MPa，釜壓0.94 MPa，恒溫溫度170 ℃的條件下，分別考察了NaOH濃度為30 g/L、50 g/L、70 g/L、90 g/L、110 g/L時的脫砷效果，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 NaOH濃度對脫砷效果影響

由圖3可見，NaOH濃度高于70 g/L時，Sb的浸出率也會明顯增長。故NaOH濃度70 g/L較為適宜。

2.1.3 液固比對脫砷效果的影響

在NaOH 70 g/L，攪拌速度500 r/min，恒溫時間2 h，N2分壓0.8 MPa，釜壓0.94 MPa,恒溫溫度170 ℃的條件下，分別考察了液固比為5、8、10、12時的脫砷效果，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 液固比對脫砷效果的影響

由表4可見，液固比的增大有益于金屬As的浸出，但液固比過大會帶來溶液處理量大等一系列問題。故選擇液固比為10∶1。

試驗(yàn)結(jié)果表明：采用NaOH溶劑中氮?dú)饧訅航?，能在不改變陽極泥物相的情況下，較好地實(shí)現(xiàn)砷、銻的選擇性浸出，初步到達(dá)了試驗(yàn)?zāi)康?。本工藝氮壓堿浸的最佳技術(shù)條件為：NaOH 70 g/L，攪拌速度500 r/min，恒溫時間2 h；N2分壓0.8 MPa，釜壓0.94 MPa,恒溫溫度170 ℃，液固比10∶1。

陽極泥氮壓堿浸，As的開路率達(dá)78%,Sb的浸出控制在15%以內(nèi),其它金屬基本不浸出。

2.2 氧化分離和砷的開路

取氮壓堿浸最佳工藝條件下得到的浸出后液1.7 L，將其加熱到70 ℃，從燒杯底部加入約1/25總體積的雙氧水[5]，分多次均勻加入，恒溫1 h；待溶液冷卻至室溫后液固分離，得銻酸鈉晶體。溶液繼續(xù)加熱濃縮結(jié)晶，至有晶體大量析出，再次液固分離，結(jié)晶體用少量清水沖洗。得到的濃縮后液445 mL(As 2.70 g/L, Sb 1.04 g/L)，結(jié)晶物為灰白色顆粒狀物體，夾雜有少量黃色顆粒。經(jīng)計算，溶液中As入結(jié)晶體率達(dá)90%。

用X熒光掃描晶體分析其組成，結(jié)果見表2。

表2 晶體X熒光掃描結(jié)果 %

用化學(xué)法分析結(jié)晶物中的主要元素，結(jié)果為：As 16.46%，Sb 0.11%，Pb 0.031%。從分析結(jié)果可看出，結(jié)晶的主體成分為砷酸鈉，夾雜有少量的NaOH，可通過多次洗滌提純，其它雜質(zhì)都在可控范圍內(nèi)，可作為產(chǎn)品出售。此方法處理體系簡單，砷能很好的開路，可有效解決“砷害”問題。

2.3 甘油浸出

取氮壓堿浸最佳工藝條件下得到的浸出渣繼續(xù)甘油浸出(甘油250 g/L,NaOH80 g/L,液固比10∶1，浸出溫度80～85 ℃，浸出時間2 h)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 甘油浸出固體樣分析結(jié)果 %

采用該流程，最終渣率能降到26.7%以下，渣中貴金屬富集4倍，全過程中金銀無損失；銅、鉍基本不被浸出；砷酸鈉出售給玻璃廠，可根除砷害；銻酸鈉可出售，也可與鉛銻合金一起并入鉛冶煉流程處理。

從連續(xù)中試結(jié)果看，鉛陽極泥中含銀富集到20%以上，砷得到有效的開路，后續(xù)工序產(chǎn)生“砷害”可能性大大降低。甘油和氫氧化鈉在電解過程實(shí)現(xiàn)再生，在整個體系內(nèi)閉路循環(huán)使用。鉛銻可通過電積回收，不會在甘油溶液中富集。

3 結(jié)語

本工藝安全，不產(chǎn)生有毒物，流程短，渣率低，金銀能夠富集4倍。As以合理的形式從冶煉流程中開路除去，一次開路率大于70%，避免其在流程中惡性循環(huán)，不造成二次污染。Pb、Sb以半產(chǎn)品形式回收，可很好地并入現(xiàn)有流程，提高了冶煉過程中的有價金屬的綜合回收率。特別是銻的回收，滿足了鉛電解過程中對銻的需求，無需購買精銻。最為突出的是，本工藝為全濕法流程，它的成功實(shí)施對濕法處理鉛陽極泥有著重要的意義。但該工藝的主要反應(yīng)機(jī)理目前還不是很清楚，有待進(jìn)一步的研究。

[1]楊天足等.鉛陽極泥濕法處理工藝述評[J].黃金，1996,17(11):33-38.

[2]潘朝群等.NaOH、甘油的水溶液浸出三氧化二銻的機(jī)理研究[J].礦冶，2001,10(2):50-54.

[3]陳定邦,唐泰良.采用甘油在堿性介質(zhì)中處理鉛陽極泥新工藝的研究[A].全國有色金屬冶煉技術(shù)交流會論文集[C],1983:73-75.

[4]熊宗國.高砷低金銀的鉛陽極泥的高壓脫砷[J].貴金屬，1992,13(3):30-34.

[5]陳順.從高砷高銻煙灰中綜合回收有價金屬工藝研究[J].株冶科技，2002,30(1):5-7.

Newprocessofgoldandsilverenrichmentandarsenicremovalfromleadanodeslimes

WANG Fan, LUO Yong-guang, JIN Jia-qiang， REN Zhan-yu

A new composite metallurgical process with the characteristics of low cost, environmental friendly and high efficiency were developed to treat lead anode slimes. With the process, the gold and silver would be enriched by 4 times, the harmful metals As was removed with open circuit as sodium arsenate, and the open circuit rate was over 70%, lead and antimony recycled into the production process in the form of alloy, and the recovery rate was over 80%.

lead anode slime; arsenic removal; gold and silver enrichment; nitrogen pressure alkali leaching; sodium arsenate; glycerol leaching

王帆(1985—)，男，湖北洪湖人，碩士，工程師，從事濕法冶煉研究工作。

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