雜銅電解陽(yáng)極泥除銅的試驗(yàn)研究

覃用寧, 羅東明, 李浩銘

(廣西冶金研究院， 廣西 南寧 530023)

雜銅電解陽(yáng)極泥除銅的試驗(yàn)研究

覃用寧, 羅東明, 李浩銘

(廣西冶金研究院， 廣西 南寧 530023)

對(duì)雜銅電解陽(yáng)極泥除銅進(jìn)行試驗(yàn)研究，獲取最優(yōu)的浸出條件。在最優(yōu)的浸出條件下進(jìn)行浸出，銅浸出率達(dá)97%，銀不浸出，浸出渣含銅<0.5%，達(dá)到從陽(yáng)極泥除銅、富集貴金屬的目的。

雜銅； 電解； 陽(yáng)極泥； 除銅

雜銅電解陽(yáng)極泥是粗銅電解精煉過(guò)程中產(chǎn)出的一種副產(chǎn)品，它是由銅陽(yáng)極在電解精煉過(guò)程中不溶于電解液的各種物質(zhì)組成，其成分主要取決于銅陽(yáng)極成分和電解的技術(shù)條件，產(chǎn)率一般為銅陽(yáng)極的0.2%～1%。陽(yáng)極泥含有大量的貴金屬和稀有元素，是提取貴金屬的重要原料。選擇陽(yáng)極泥處理工藝流程主要依據(jù)陽(yáng)極泥的化學(xué)成分和規(guī)模的大小，目前處理陽(yáng)極泥工藝流程主要有火法工藝、濕法工藝、火法濕法聯(lián)合工藝和選冶聯(lián)合工藝。不論采用什么工藝流程，最初步驟是把陽(yáng)極泥中賤金屬?gòu)南到y(tǒng)中分離出來(lái)，富集金、銀等貴金屬，有利于金、銀等貴金屬的有效回收。

由于陽(yáng)極泥中銅的大量存在，不利于后續(xù)工序中金、銀等貴金屬的回收，因此處理雜銅電解陽(yáng)極泥工藝流程中第一步是把其中的銅除去。目前雜銅電解陽(yáng)極泥除銅工藝有焙燒稀酸浸出、常壓加催化劑氧化浸出和加壓氧化浸出，當(dāng)前使用的主要工藝是焙燒稀酸浸出和常壓加催化劑氧化浸出。

1 試驗(yàn)原理和目的

試驗(yàn)原理： 在加壓、有硫酸和氧的條件下,雜銅陽(yáng)極泥中銅發(fā)生如下反應(yīng)：

2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O

(1)

2Cu20+4H2SO4+O2=4CuSO4+4H2O

(2)

2CuS+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O+2S

(3)

Cu2S+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O+S

(4)

2S+3O2+2H2O=2H2SO4

(5)

試驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)試驗(yàn)考察銅的浸出率及浸出渣中銅的含量，貴金屬的富集情況，獲得雜銅電解陽(yáng)極泥浸出銅的最優(yōu)條件和貴金屬富集條件。

2 試驗(yàn)原材料和設(shè)備

原材料：雜銅電解陽(yáng)極泥，化學(xué)純硫酸，工業(yè)氧氣。

設(shè)備：高壓實(shí)驗(yàn)釜(帶控溫、攪拌調(diào)控裝置)型號(hào)WS- GSH，容積2 L、工作溫度300 ℃、工作壓力1.0 MPa。

雜銅電解陽(yáng)極泥光譜半定量和定量分析見(jiàn)表1、表2。

表1 光譜半定量分析結(jié)果 %

表2 定量分析結(jié)果 %

物相分析表明陽(yáng)極泥主要成分：PbSO4、BaSO4、SnO2、CuSO4、Cu2O、CuS、AgCl等。

上述分析結(jié)果表明：陽(yáng)極泥中Bi、Se、Sb含量很低，不含Te，主要有價(jià)金屬 為Au、Ag、Sn、Cu、Pb，且Au、Ag含量在雜銅電解陽(yáng)極泥中偏低。

幾內(nèi)亞BOFFA礦區(qū)總面積為1 248 km2，中央子午線為西經(jīng)15°，測(cè)區(qū)范圍為北緯10°33′00″～10°55′00″，西經(jīng)14°00′00″～13°45′00″，測(cè)區(qū)東西寬27 km，南北長(zhǎng)73 km，測(cè)區(qū)平均高程為Hm=130 m，取Rm=6 371 km，經(jīng)上述UTM投影變形公式計(jì)算投影變形，在-27.3～-19.0 cm/km。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 浸出壓力條件試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：H2SO4150 g/L，液固比5，時(shí)間180 min，溫度150 ℃，雜銅電解陽(yáng)極泥200 g。分別進(jìn)行壓力(MPa)：1.4、1.2、1.0、0.8、0.6、常壓條件試驗(yàn)。結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同壓力條件下銅、銀浸出率

從圖1可見(jiàn)：隨氧壓力的增加，銅、銀的浸出率增大，銅浸出率從常壓的94%上升到97.83%，銀浸出率從常壓的不浸出上升到42.68%。經(jīng)分析渣含銅從0.63%降到0.24%；在壓力條件下渣含銅<0.5%。綜合考慮取浸出壓力條件0.8 MPa，銀浸出率～24%。

3.2 浸出時(shí)間條件試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：H2SO4150 g/L，液固比5，壓力0.8 MPa，溫度150 ℃，雜銅電解陽(yáng)極泥200 g。分別進(jìn)行時(shí)間(min)：180、150、120、90、60、40條件試驗(yàn)。結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同時(shí)間條件下銅、銀浸出率

從圖2可見(jiàn)：隨時(shí)間的增加，銅、銀的浸出率增大，銅浸出率從97.11%上升到97.68%，但變化不明顯。銀浸出率從19.55%上升到32.52%。經(jīng)分析渣含銅在0.24%～0.35%波動(dòng)。綜合考慮取浸出時(shí)間條件60 min。

3.3 浸出酸度條件試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：液固比5，壓力0.8 MPa，時(shí)間60 min，溫度150 ℃，雜銅電解陽(yáng)極泥200 g。分別進(jìn)行H2SO4(g/L)：130、110、90、70條件試驗(yàn)。結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同酸度條件下銅、銀浸出率

從圖3可見(jiàn)：隨酸度的增加，銅、銀的浸出率增大，銅浸出率從95.42%上升到97.66%，但變化不明顯。銀浸出率從9.14%上升到28.83%。經(jīng)分析渣含銅在0.24%～0.50%波動(dòng)。綜合考慮取浸出酸度條件100 g/L。

3.4 浸出溫度條件試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：H2SO4100 g/L ，液固比5，壓力0.8 MPa，時(shí)間60 min，雜銅電解陽(yáng)極泥200 g。分別進(jìn)行溫度(℃)： 150、130、110、90、70條件試驗(yàn)。結(jié)果如圖4所示。

圖4 不同溫度條件下銅、銀浸出率

從圖4可見(jiàn)：隨溫度的增加，銅的浸出率變化不明顯，銅浸出率在97.49%到97.66%之間，但銀浸出率從0上升到19.55%。經(jīng)分析渣含銅在0.24%～0.35%波動(dòng)。綜合考慮取浸出溫度條件70 ℃。

3.5 浸出液固比條件試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：H2SO4100 g/L,壓力0.8 MPa，溫度70 ℃，時(shí)間60 min，雜銅電解陽(yáng)極泥200 g。分別進(jìn)行液固比：5、4、3條件試驗(yàn)。結(jié)果如圖5所示。

圖5 不同液固比條件下銅、銀浸出率

從圖5可見(jiàn)：隨液固比的增加，銅的浸出率變化不明顯，銅浸出率在97.65%到97.77%之間，銀不被浸出。經(jīng)分析渣含銅在0.24%～0.36%波動(dòng)。綜合考慮取液固比條件為3。

3.6 綜合條件試驗(yàn)

通過(guò)上述條件試驗(yàn)，獲得浸出綜合條件：

H2SO4100 g/L，液固比3，壓力0.8 MPa，溫度70 ℃， 時(shí)間60 min。在綜合條件下，分別取雜銅電解陽(yáng)極泥500 g，進(jìn)行3次試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 綜合試驗(yàn)結(jié)果

從上表可見(jiàn)：在綜合條件下浸出雜銅電解陽(yáng)極泥，銅浸出率達(dá)97%，銀不浸出，浸出渣含銅<0.5%。

4 結(jié)論

上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：雜銅電解陽(yáng)極泥在一定的溫度、氧壓和酸度條件下，可以達(dá)到分離浸出銅，金銀不被浸出而富集在浸出渣中的目的。最優(yōu)浸出條件為：H2SO4100 g/L，液固比3，壓力0.8 MPa，溫度70 ℃， 時(shí)間60 min。在此條件下銅浸出率達(dá)97%，銀不浸出，浸出渣含銅<0.5%。

Testofremovalofcopperfromanodeslimeinscrapcopperelectrolysis

QIN Yong-ning, LUO Dong-ming, LI Hao-ming

The test of removal of copper from anode slime in scrap copper electrolysis was performed, and the optimal leaching condition was obtained. Under the optimal leaching condition, the copper leaching rate reaches 97%, silver is not leached, and the content of copper in leaching slag is below 0.5%, and the goals of removing copper from anode slime and concentrating precious metals were realized.

scrap copper; electrolysis; anode slime; copper removal

覃用寧(1965—)，男，高級(jí)工程師，從事有色金屬冶金研究。

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