冶煉銅渣中提取金銀的濕法工藝探討

黃常岳

（湖南水口山有色金屬有限公司 湖南常寧 421513）

冶煉銅渣中提取金銀的濕法工藝探討

黃常岳

（湖南水口山有色金屬有限公司 湖南常寧 421513）

在濕法冶煉過(guò)程中，如果氰化金泥雜質(zhì)元素含量發(fā)生一定的波動(dòng)情況，極容易提高冶煉副產(chǎn)品銅渣中貴金屬含量，進(jìn)而對(duì)黃金精煉回收率造成影響，最終影響到企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的獲得。為了有效回收貴金屬，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，可采用金銀與其他賤金屬電位差異，并加入氧化劑調(diào)整體系電位，以實(shí)現(xiàn)分離金銀與賤金屬的目的。針對(duì)此，本文首先分析了銅渣相關(guān)內(nèi)容，其次以某精煉廠黃金精煉為例，對(duì)冶煉銅渣中提取金銀的濕法工藝進(jìn)行了詳細(xì)的探討，以供參考。

冶煉銅渣；控電位氯化法；氧化劑；濕法工藝

1 引言

某精煉廠黃金精煉工藝為控電位氯化法，操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)成本較低，適應(yīng)性較強(qiáng)，工藝條件也容易調(diào)整，即使出現(xiàn)設(shè)備問(wèn)題，也較容易解決，并且還具備良好的勞動(dòng)條件。但由于該精煉廠處理的氰化金泥雜質(zhì)元素含量存在較大的波動(dòng)情況，金泥中含銅品位超過(guò)了3%，大大增加了濕法冶煉生產(chǎn)的難度，此情況下，除雜之后廢水置換的銅渣中的金品位較高。銅渣是除雜后的液體經(jīng)過(guò)鐵粉置換得到的綜合回收產(chǎn)物，為金泥濕法冶煉生產(chǎn)的副產(chǎn)品。

2 銅渣概述

銅渣是煉銅過(guò)程中產(chǎn)生的渣，屬有色金屬渣的一種。采用反射爐法煉銅排出的廢渣為反射爐銅渣，采用鼓風(fēng)爐煉銅排出的為鼓風(fēng)爐銅渣。銅渣的化學(xué)組成為SiO230-40%，CaO5-10%，MaO1-5%，Al2O32-4%，此外還有大量的鐵27～35%和少量鋅2-3%；主要礦石為鐵橄欖石（為含90%的FeSiO4），其此為磁鐵礦、玻璃體和硫化物。每冶煉出1t銅，反射爐法將產(chǎn)生10～20t爐渣，鼓風(fēng)爐法為50～100t銅渣。銅渣與淬渣摻入石灰拌和壓實(shí)后可作公路基層。用氣冷銅渣作為鐵路道碴，效果良好。熔融的銅渣還可直接澆注成致密堅(jiān)硬的銅渣筑石，也可將銅渣放入回收室內(nèi)氧化熔燒，然后再采用還原方法處理而回收粒銅。

3 冶煉銅渣的化學(xué)組成

該試驗(yàn)采用的冶煉銅渣為某冶煉廠一年之前的銅渣，對(duì)于其化學(xué)組成分析，結(jié)構(gòu)如表1所示。該部門銅渣含銅量為40.75%，屬于極難處理含金物料，如果采取氰化法進(jìn)行處理，會(huì)消耗掉大量的氰化物，并且還無(wú)法實(shí)現(xiàn)分離貴金屬與賤金屬銅的目的。如果委托外加工，成本較高，并且無(wú)法有效的管理中間環(huán)節(jié)，此時(shí)就需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究，制定一套具備較高可行性的銅渣處理方案，為冶煉銅渣處理奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 銅渣處理試驗(yàn)研究

在進(jìn)行濕法冶金操作時(shí)，金泥中包含的金、銀、銅等物質(zhì)會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，但因?yàn)楦鞣N金屬氧化還原電位不同，所以可加入適當(dāng)?shù)难趸瘎?duì)體系電位進(jìn)行調(diào)整控制，主要是通過(guò)不同金屬之間電位的差異，分離貴賤金屬，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期浸出目的。對(duì)于金泥中各金屬在溫度為25℃時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，具體見(jiàn)表2。

表1 冶煉銅渣的化學(xué)組成

表2 25℃時(shí)金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)

通過(guò)表2可知，貴金屬金銀與其他賤金屬電位具有較大的差異，在加入一定量的氧化劑之后，體系電位會(huì)隨之升高，之后，電位較低的賤金屬會(huì)先溶解，當(dāng)電位升高至一定的程度之后，停止加入氧化劑，就可實(shí)現(xiàn)有效分離貴金屬金銀與其他賤金屬的目的。

一般情況下，以硫酸鹽形態(tài)存在的鉛不會(huì)出現(xiàn)溶解現(xiàn)象，僅在高溫與氯化物濃度很高的介質(zhì)中，較少量的鉛與氯化物才會(huì)形成可溶性五氯鉛酸絡(luò)離子，當(dāng)溶解溫度降低之后，其又會(huì)重新轉(zhuǎn)化為硫酸鹽存在于銅渣中。隨著體系電位的提高，進(jìn)浸出率也不斷增加，對(duì)于金在溶液中的賦存形式，主要為AuCl4-，其化學(xué)反應(yīng)式為2Au+2HCl+3Cl2=2HAuCl4。圖1為金的浸出率與電位變化的關(guān)系。

圖1 金的浸出率與電位變化的關(guān)系

4.1 銅渣分離銅試驗(yàn)

由于金銀與賤金屬之間的氧化還原電位存在一定的差異，試驗(yàn)時(shí)可采用氯化法除去銅渣中的銅等雜質(zhì)，并且還可通過(guò)控制調(diào)漿濃度、電位與溫度等因素進(jìn)行相應(yīng)的研究，具體步驟如下：

①將適量的水加入600mL燒杯，并一邊用玻璃棒攪拌一邊加入大約50g的銅渣濕重。②緩慢加酸至3.0M，此時(shí)需要對(duì)加酸的速度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以避免劇烈反應(yīng)現(xiàn)象甚至是爆炸現(xiàn)象的出現(xiàn)。結(jié)束加酸操作之后，采用電爐升溫至80℃，升溫過(guò)程要緩慢，且還需要對(duì)少別中的反應(yīng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察。③加入2號(hào)藥升高到試驗(yàn)電位，當(dāng)保溫保電位反應(yīng)滿足試驗(yàn)時(shí)間之后，進(jìn)行過(guò)濾操作，以獲得具有較高含金量的含金渣。此過(guò)程試驗(yàn)現(xiàn)象為：試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫較多，且粘度較高，所以在攪拌過(guò)程中，藥劑往往會(huì)粘附在泡沫表面，金泥與藥劑的接觸作用降低，除雜電位波動(dòng)反復(fù)頻繁。

4.2 廢液處理試驗(yàn)研究

在酸性介質(zhì)中，銅渣中的大部分銅等雜質(zhì)均以離子的形式進(jìn)入除銅后的液體，對(duì)于除銅之后的液體，通常采用鐵粉置換其中的銅，以生成冶煉副產(chǎn)品銅渣。對(duì)于除雜后液體中金、銅含量，具體見(jiàn)表3。

表3 除雜后液體中金、銅含量

對(duì)于具體實(shí)驗(yàn)情況，具體如下：①1號(hào)試驗(yàn)：抽取除雜后液體600mL至燒杯中，并將其溫度升至80℃，加入1.2g鐵粉。鐵粉應(yīng)當(dāng)少量多次加入燒杯，并利用玻璃棒不斷攪拌，以使得鐵粉能夠充分反應(yīng)。②2號(hào)試驗(yàn)：其他步驟與1號(hào)試驗(yàn)一樣，但需加鐵粉至電位＜-300mV處（2號(hào)燒杯廢液電位達(dá)到-311mV，鐵粉用量為0.9g）。③3號(hào)試驗(yàn)：其他步驟與1號(hào)試驗(yàn)一樣，鐵粉加入量為0.6g。試驗(yàn)現(xiàn)象為：隨著鐵粉的持續(xù)加入，廢液顏色由淺綠色逐漸變?yōu)闊o(wú)色，并且有紅色沉淀生成，但冷卻之后，廢液顏色又恢復(fù)為淡綠色。此外，1、3號(hào)試驗(yàn)廢液顏色帶有黃色，2號(hào)較1、3號(hào)顏色稍淺。

5 生產(chǎn)實(shí)踐

5.1 生產(chǎn)流程

通過(guò)上述試驗(yàn)研究，該項(xiàng)目確定采用控電位氯化技術(shù)來(lái)進(jìn)行分離雜質(zhì)銅-廢液置換銅-含金銀渣混入氰化金泥進(jìn)-步除雜分出金-剩下含銀渣鑄陽(yáng)極板銀電解回收銀的工藝流程（圖2）。

圖2 銅渣濕法處理工藝流程圖

5.2 冶煉銅渣處理流程的應(yīng)用情況

①向反應(yīng)釜中加適量水，緩慢加入鹽酸，至酸度為0.5M，加酸時(shí)間≥20min，然后，投入銅渣濕重200kg/釜；反應(yīng)30min后，再緩慢加酸至2.0M。②加酸完成后，緩慢升溫到80℃，升溫過(guò)程應(yīng)仔細(xì)觀察釜中的反應(yīng)情況，正常情況下若蒸汽壓力為0.3MPa時(shí)，升溫過(guò)程應(yīng)≥45min。若發(fā)現(xiàn)反應(yīng)較劇烈，則必須減少供汽量，延長(zhǎng)升溫時(shí)間。③溫度達(dá)到80℃開(kāi)始記時(shí)，保持溫度反應(yīng)4h，然后緩慢添加2號(hào)藥劑，使電位均勻地升高至400～450mV，開(kāi)始記錄時(shí)間，并保持溫度和電位反應(yīng)8h，然后放料過(guò)濾，以獲得含金量較高的含金渣。

對(duì)于處理之后的銅渣，新生成了含金渣與新銅渣兩類物質(zhì)，基于化驗(yàn)情況與金屬含量可以發(fā)現(xiàn)，處理后取得了顯著的效果。其中，新銅渣品位從0.71%降至426.53g/t，含銀品位由2.2%降至2496.77g/t。將生產(chǎn)的含金渣、氰化金泥混合之后，采用濕法精煉工藝，可獲得國(guó)標(biāo)1號(hào)金錠。

通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐情況可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)調(diào)漿溫度、濃度與酸度進(jìn)行一定的控制，并且加入適量的氯酸鈉，然后確保電位處于420～450mV范圍內(nèi)，溫度與電位持續(xù)反應(yīng)8h，可使得銅渣中的大部分賤金屬與其他雜質(zhì)進(jìn)入溶液中，金、銀的損失較少，幾乎全部留在氯化渣中。

對(duì)于該冶煉銅渣處理工藝的優(yōu)勢(shì)，主要在于：利用精煉廠現(xiàn)有設(shè)備和藥劑就可滿足生產(chǎn)要求，不需要重新投資新設(shè)備，生產(chǎn)周期較，經(jīng)濟(jì)效益較高。對(duì)于該工藝缺陷，即為處理量相對(duì)較小，無(wú)法形成規(guī)模處理，在一定程度上增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。

6 結(jié)語(yǔ)

大量的含金銅渣，金品位無(wú)法得到有效的保證，通過(guò)采用氰化法，不僅會(huì)消耗大量的氰化物，還無(wú)法確保貴金屬與賤金屬銅有效分離目標(biāo)的數(shù)顯。此情況下，對(duì)從冶煉銅渣中提取貴金屬處理工藝進(jìn)行深入的研究具有重要意義，可使得黃金冶煉廠最大限度地回收貴金屬金銀。

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1004-7344（2016）10-0241-02

2016-3-18

黃常岳（1984-），男，助理工程師，本科，主要從事冶煉方面的工作。