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从银阳极泥中综合回收金银的生产实践

2014-07-02熊爱臣张元松

湖南有色金属 2014年5期
关键词:银粉金粉火法

熊爱臣,张元松

(柳州华锡铟锡材料有限公司,广西柳州 545006)

从银阳极泥中综合回收金银的生产实践

熊爱臣,张元松

(柳州华锡铟锡材料有限公司,广西柳州 545006)

简述了从银阳极泥中综合回收金银的生产实践。通过火法与湿法相结合,使废弃的银阳极泥得到综合利用,节约了矿产资源,解决了生产带来的资金积压等问题,并对处理银阳极泥提供了一条有效的途径。

银阳极泥;综合回收;金;银

广西河池某铅锑冶炼厂多年致力于银的精炼而囤积的大量的二次银阳极泥,这些银阳极泥中含有Sb、Bi、Cu、Pb、Au、Ag等有价金属,造成了生产资金积压。为了不造成资源浪费以及减缓资金流失,该厂开始探索有价金属的回收,并综合利用火法与湿法从银阳极泥中回收金银等贵金属。火法流程的特点是工艺成熟、过程易于操作控制、对物料的适应性强,且适于大规模集中生产。与火法流程相比,湿法流程具有金银直收率高、流程短、能耗低、生产周期短、综合利用经济效益好及有利于环境保护等诸多优点[1]。火法工艺目前主要用于回收锑、铅、铜、铋,富集金银,得到金银合金[2];湿法工艺主要用于分离金银合金。由于银阳极泥中成分复杂波动较大,根据物料的成分,火法和湿法工艺相互结合相互补充,使贵金属得以最大限度的回收。生产实践证明,该综合回收工艺对原料适应性强,金属回收率高,环境污染小,并获得了较高的经济效益。

1 银阳极泥的成分及工艺流程

1.1 银阳极泥的化学成分

电解过程中,电极电位比银大的金属大部分不会溶解而沉淀下来,电极电位比银小的金属杂质一部分会形成氧化物或碱式盐也会沉淀下来,这些沉淀物就构成银阳极泥[3],其主要化学成分见表1。

1.2 工艺流程

经过长期的研究实践,采用火法与湿法相结合,从银阳极泥中回收金银的回收率最好,创造的经济效益也是最高。

表1 银阳极泥化学成分

火法工艺主要是通过在坩埚地炉中进行银阳极泥熔炼,目的在于除去大部分Bi、Pb、Sb、Cu等杂质,将金和银精炼富集到94%以上,其工艺流程如图1所示。

图1 火法工艺流程图

湿法工艺主要是通过在酸性介质中,并在强氧化剂的作用下,进一步除去金银合金中的杂质,且分离出金银,再用还原剂还原金粉、银粉[4],其工艺流程如图2所示。

图2 湿法工艺流程图

2 生产实践

2.1 火法工艺

将阳极泥按4%配入纯碱并搅拌均匀,分批加入坩埚中,同时加入1%左右的保护剂以保护石墨坩埚,待料熔好后捞净表面浮渣,再进行三次吹风氧化精炼,分次加入少量硼砂使其在半熔融状态下包裹浮渣即用工具捞出,之后分多次加入1∶1的纯碱和硝酸钠强氧化精炼,同样加入少量硼砂使其在半熔融状态下包裹浮渣即用工具捞出,精炼渣、氧化渣用水洗后烘干,与熔炼渣一起加入下批料一道处理。精炼完毕将合金往装满水的不锈钢桶内缓慢倒入并快速搅动水进行水淬处理,得到小颗粒的水淬金银合金。此过程反应比较复杂,但是大部分Sb、Bi、Cu、Pb等都以氧化物形式被去除。水淬精炼后的溶液,得到含量在94%以上的金银合金。

2.2 湿法工艺

2.2.1 硝酸溶解水淬金银合金

用水淬银量的1.2倍硝酸(浓度为70%左右)对金银合金进行溶解,操作过程要缓慢进行,控制好用酸量,防止反应过于剧烈而导致冒槽,如反应速度过快可加入少量水冷却以降低其反应速度,反应终点时需加热0.5 h,尽可能将水淬金银合金溶解完全和减少溶液中游离酸量。反应终止后将上清液小心舀入100 L的塑料桶中,每桶约装18 kg左右的银量,以备下步沉银操作。桶底黑金粉(海绵金)先后用纯净水洗涤2~3次,目的是除去微量AgNO3。

2.2.2 NaCl沉银

将上清液配入饱和盐水沉银,盐用量为银离子重量的0.6倍,加入盐水时要不断搅拌直至加入盐水不产生白色AgCl沉淀为止才完成沉银操作。若液体变为绿色即可判断NaCl过量,可加入少量Ag-NO3溶液使液体颜色略微变蓝,沉银后沉银上清液[Ag+]仅为5.8 mg/L,沉银上清液总量相当低,Ag损失可忽略不记,其主要反应为:

2.2.3 AgCl洗涤和还原

过滤沉银上清液后加入同体积水和少量HNO3,调节pH值为2.5,使Bi和Pb以硝酸盐形式进入溶液达到去除的目的,随后加水洗涤AgCl,洗到洗液无蓝色为止(pH=6)时(洗净Cu(NO3)2),即可进行还原操作,洗涤5次即可。AgCl还原操作时,可采用锌丝还原,或采用葡萄糖还原。一方面,采用Zn还原的原理在于:Zn2+的电极电位为-0.76 V,Ag+的电极电位为+0.8 V,这样Ag+可作为氧化剂而被还原为单质Ag。试验中,锌丝还原AgCl时先加2%盐酸,再按AgCl∶Zn=3∶1比例加入Zn丝,并与AgCl充分搅拌接触,反应过程中加入适量盐酸加快反应速度,锌丝要有部分过量,反应至溶液中只有少量气泡产生时,说明AgCl基本还原完全,即可加入AgCl重量10%的盐酸处理多余锌丝,反应至溶液中只有少量气泡产生时说明还原银粉中已没有过量锌丝,即可进行还原银粉洗涤,洗涤时若有悬浮物Zn(OH)2,放少量盐酸调节pH值为3时溶液变清澈,洗涤除去生成的ZnCl2,洗涤5~6次至pH=5时,即进行还原银粉过滤。另一方面,采用葡萄糖还原时,加入葡萄糖和NaOH分别为AgCl重量的0.5倍和0.6倍,在搅拌条件下不断缓慢加入新配制的浓NaOH溶液,反应产生的热量足够维持所需温度条件,待还原液变为酱油色且微有焦糖味产生时,反应过程中要用试纸多次监测还原液的pH值,当pH值稳定在9左右且加入少量葡萄糖后也不下降,则说明还原已到终点。按35 kg的AgCl反应时间控制为1 h,操作时要严防冒槽,之后将粗银粉加清水洗涤数次(洗液pH=7~8)即可进行过滤。

2.2.4 海绵金的提纯

将海绵金放入塑料桶中,加入HNO3∶HCl=1∶3的王水进行溶金操作,生成AuCl3溶液。王水的加入按少量多次的原则,溶解过程要搅拌,溶金塑料桶要外套大塑料槽防止冒槽,大致溶完全后要将剩余沉淀集中到小烧杯用王水煮溶,因Ag+在王水中很快和HCl反应生成AgCl,因此此过程能很好地将Au、Ag分离,AuCl3溶液用1.5倍Au重量的草酸进行还原,用新配烧碱水溶液作调节pH值的调整剂,以烧碱液加入的快慢来控制反应速度和程度,切勿过快过多,防止反应过猛导致溢槽损失。当pH值调到2.5~3且无气泡产生时才表明还原结束(还原时要经常搅拌),还原终点的判断也可观察溶液是否是黄色,若黄,说明还原还不彻底,若变成褐绿色,并检验pH≥4时,草酸可顺利将AuCl3还原得到Au粉、乙醇及无机盐溶液,当溶液呈褐绿色时,说明还原基本结束。还原结束后要趁热加入还原液1倍量的清水,以防止还原液冷却后出现无机盐溶液结晶,金粉自然沉淀1 h用胶管虹吸上清液后用滤布过滤分出金粉,金粉转入不锈钢容器中以加热方式通过多次水洗→酸洗→水洗→氨水洗→水洗后即得精金粉(含Au 99.42%),将金粉烘干后,纯度达99.8%。洗液合并还原液调整pH=1~2,用锌丝置换回收剩余黄金或待检验,确定不再含有Au、Ag即可作废弃处理。所得海绵金先用清水洗涤无机盐,再加入NH3·H2O处理,以跟AgCl和草酸铜反应生成银氨络合物,除去部分Cu、Ag,达到提纯目的,最后加少量HNO3,调节pH=0~5时,让洗液变清澈,减少洗涤时的损失,黄金纯度达99.42%。主要的化学反应为:

2.2.5 还原银粉精炼

将还原过滤好的银粉进行熔化和精炼,要求烘烤至无水粉状,避免熔银时发生爆炸事故,熔化时配入适量纯碱,熔化捞渣后要鼓风精炼,并加NaNO3强氧化精炼,精炼操作与阳极泥熔炼相当,处理一锅料耗时12 h。还原银粉也可用转炉进行精炼。

3 生产实例

用800 kg囤积的银阳极泥进行生产实践,通过上述研究的方法,共产出金103.87 kg、纯度为99.42%、回收率为99.3%;银466.21 kg、纯度为98.51%、回收率为98.98%,获得了良好的经济效益。

4 结束语

该工艺投入生产应用中,获得了良好的经济效益,解决了生产带来的的资金积压问题,并对该类阳极泥中金银的回收提供了良好的途径。通过这种变废为宝的回收再利用,使阳极泥资源化,节约了矿产资源,达到了循环经济的目的。

[1] 邱文光,徐远志.高银铜阳极泥湿法处理流程研究[J].有色金属设计,2000,27(2):19-24.

[2] 单桃云.火法炼锑除铅渣中锑铅回收工艺研究[J].湖南有色金属,2014,30(2):36-38.

[3] 谢兆凤,张圣南,马辉,等.银阳极泥的处理工艺[P].中国专利:CN 102041393 A,2011-05-04.

[4] 奚英洲,白玉林,刘庆杰.水氯法从银阳极泥中提金[J].中国有色冶金,2007,36(1):56-58.

Operating Practice for Com prehensively Recovering Gold and Silver from Silver Anode Slime

XIONG Ai-chen,ZHANG Yuan-song
(Liuzhou China Tin Tin&Indium Material Co.,Ltd,Liuzhou 545006,China)

This paper resumes the operating practice for comprehensively recovering gold and silver from silver anode slime.Through the combination of pyro-metallurgical and hydrometallurgical processes,itmakes it possible to gain the comprehensive utilization of waste silver anode slime and save themineral resources,and solve the backlog of funds that caused by production.This paper provides an effective way to dealwith silver anode slime.

silver anode slime;comprehensively recovering;gold;silver

TF831

:A

:1003-5540(2014)05-0038-03

2014-07-15

熊爱臣(1969-),男,工程师,主要从事有色金属冶炼及加工。

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