多金屬?gòu)?fù)雜銅陽(yáng)極泥綜合回收工藝研究

李守榮

（西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900）

在人類活動(dòng)日益頻繁的當(dāng)下，人們對(duì)有色金屬的需求在不斷增加，但有色金屬作為一種不可再生資源，二次資源進(jìn)行回收利用得到人們的重視。在銅陽(yáng)極泥中價(jià)金屬的含量較高，作為一種二次資源，能夠在其中提取中金、銀等貴金屬。在有色金屬行業(yè)中，有價(jià)金屬的有效回收，對(duì)促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 銅陽(yáng)極泥概述

1.1 銅陽(yáng)極泥的定義

當(dāng)電解池中的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)后，金屬性與氧化反應(yīng)的發(fā)生呈正相關(guān)，因此金屬活性越強(qiáng)的先反應(yīng)，并在粗銅中的雜質(zhì)反應(yīng)完之后對(duì)銅進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而形成銅離子，然后銅離子在陰極上形成精銅。當(dāng)銅也完成反應(yīng)之后，精煉銅結(jié)束，陽(yáng)極剩下的沒(méi)有反應(yīng)的東西下沉，形成陽(yáng)極泥，而那些東西就是金銀等東西。

1.2 多金屬?gòu)?fù)雜銅陽(yáng)極泥組成

多金屬?gòu)?fù)雜銅陽(yáng)極泥是由含銅物料組成，但由于含銅物料的來(lái)源相對(duì)比較復(fù)雜，并且極不穩(wěn)定，尤其是在冶煉過(guò)程中對(duì)除銅以外的其他金屬提取效果不夠良好，成分不夠穩(wěn)定。下面就是多金屬?gòu)?fù)雜銅陽(yáng)極泥化學(xué)多元素的分析結(jié)果：第一，銅陽(yáng)極泥主要化學(xué)成分分析結(jié)果：元素分別為Au、Ag、Pd、Cu、Ni、Pd、Sn、Se，成分分別為0.2%～0.3%、3%～10、0.05%～0.02%、6%～12%、2%～5%、5%～8%、6%～10%、0.3%～1%。第二，銅陽(yáng)極泥中主要元素的存在形式：Cu元素的主要存在形式為Cu、Cu2O與CuO等；Ni元素的存在形式為NiO2與NiS等；Sb元素的主要存在形式為BiSbO4與Sb2O等；Sn元素的主要存在形式為SnO2等；Se元素的主要存在形式為Ag2Te與Cu2Te等；Te元素的主要存在形式為金屬或合金狀態(tài)；Ag元素的主要存在形式為Ag2Te與Ag等。通過(guò)上述表述發(fā)現(xiàn)金、銀為多金屬?gòu)?fù)雜銅陽(yáng)極泥中的主要存在狀態(tài)，一部分金能形成碲化金，銀也能與硒進(jìn)行結(jié)合，合金一般為鉑族金屬的狀態(tài)，銅也有一部分以硫酸銅的形式存在。

1.3 多金屬?gòu)?fù)雜銅陽(yáng)極泥性質(zhì)

將金屬?gòu)?fù)雜銅陽(yáng)極泥中的碎屑和陰極離子進(jìn)行洗滌與剔除后，就會(huì)呈現(xiàn)出黑色的，粒度為0.25mm～0.075mm的物質(zhì)。該物質(zhì)在常溫下較為穩(wěn)定，并且具有明顯的氧化過(guò)程。當(dāng)處于真空狀態(tài)時(shí)，不會(huì)與酸發(fā)生反應(yīng)，一旦有氧氣的存在，就會(huì)出現(xiàn)溶解效應(yīng)。在空氣中對(duì)銅陽(yáng)極泥進(jìn)行加熱，重金屬能夠轉(zhuǎn)化為氧化物，并當(dāng)溫度滿足條件時(shí)，硒與碲形成的SeO2等出現(xiàn)揮發(fā)情況。當(dāng)溫度升高后，硒的硫酸鹽會(huì)進(jìn)行分解，并以SeO2的方式進(jìn)行揮發(fā)。同時(shí)，多金屬?gòu)?fù)雜銅陽(yáng)極泥屬再生銅產(chǎn)出的陽(yáng)極泥，不但具備傳統(tǒng)的銅陽(yáng)極泥特征，還比傳統(tǒng)的銅陽(yáng)極泥錫的含量要高。

2 回收工藝與特點(diǎn)

2.1 回收工藝

對(duì)傳統(tǒng)的回收工藝與裝備進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，能夠有效提升銅陽(yáng)極泥貴金屬的回收率，降低對(duì)環(huán)境的污染，縮短生產(chǎn)時(shí)間。在電回轉(zhuǎn)窯動(dòng)態(tài)硫酸化焙燒的聯(lián)合工藝流程中，能夠?qū)g、Au等進(jìn)行分離。

2.2 工藝特點(diǎn)

（1）電回轉(zhuǎn)窯動(dòng)態(tài)硫酸化焙燒。過(guò)去在進(jìn)行硫酸化焙燒時(shí)，要先按照一定的比例將陽(yáng)極泥與硫酸置于焙燒鍋中進(jìn)行加熱，這時(shí)就會(huì)將陽(yáng)極泥進(jìn)行漿化，當(dāng)顏色變?yōu)槟G色后，要及時(shí)將其放入馬弗爐中蒸硒焙燒。

但在這個(gè)過(guò)程中不但無(wú)法對(duì)溫度進(jìn)行有效控制，也會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)能低、蒸硒效果不夠理想等問(wèn)題，并且在液體中還有硒的殘留物，對(duì)下一階段的工作造成極大影響。但是在電回轉(zhuǎn)窯動(dòng)態(tài)硫酸化焙燒的應(yīng)用中，能夠?qū)Σ僮鳝h(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)[1]。第一，將爐料干燥區(qū)的穩(wěn)定控制在220°以上，300°以下，這時(shí)就會(huì)在250°左右的溫度條件下對(duì)硒化物進(jìn)行轉(zhuǎn)化；第二，將硫酸鹽反應(yīng)的溫度控制在150°以上，550°以下，這時(shí)銅轉(zhuǎn)化為CuSO4，并且能溶于水；第三，在高溫?fù)]發(fā)區(qū)的溫度，一般在600°以上，650°以下，在650°的環(huán)境下硫酸銅進(jìn)行分解，因此要將溫度控制在650°以內(nèi)[2]。

（2）銅萃取、電積和硫酸鎳蒸發(fā)結(jié)晶。采用M5640—P984—煤油體系對(duì)銅進(jìn)行三級(jí)萃取，pH=1.5，當(dāng)萃取經(jīng)過(guò)2分鐘之后，再進(jìn)行30秒的反萃，這時(shí)就能保證反萃取率在99%以上，這樣就能實(shí)現(xiàn)銅與其他組分徹底分離，同時(shí)也要保證反萃后的銅濃度能夠達(dá)到電積的實(shí)際要求。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)酸堿度控制在3～3.5，蒸發(fā)濃度控制在330g/L，同時(shí)也要將溫度進(jìn)行合理控制，這樣就能將硫酸鎳進(jìn)行生產(chǎn)。

（3）水解沉銻。在8.5倍的原液體積的蒸餾水中進(jìn)行沖稀水解，這樣就能得到水解沉銻，被沉淀物的完全沉淀?xiàng)l件為pH值在2.3以下。將速率應(yīng)適度在反應(yīng)過(guò)程中滴入，沉淀就會(huì)快速形成，使得雜質(zhì)離子未能充分解離。水解率要想達(dá)到98%，就要將溫度控制在15°以上，80°以下，保持時(shí)間在90分鐘以內(nèi)，10分鐘以上。

（4）中和沉錫。在完成水解沉銻后，將石灰乳加入到溶液中，并將其pH值控制在4～4.5之間，然后在攪拌5小時(shí)，出現(xiàn)沉錫后方可結(jié)束。溶液在出現(xiàn)沉錫后，Sn的含量在0.1g/L以內(nèi)，沉淀漿化后洗滌脫氯，加入石灰乳將pH控制在5～5.5之間。錫精礦的出現(xiàn)需要在溫度升高到90°～95°之間，并且在1.25h的攪拌后出現(xiàn)。

3 對(duì)環(huán)境的影響及預(yù)防治理方案

（1）廢氣。硫酸化焙燒尾氣在完成反應(yīng)后會(huì)出現(xiàn)沉硒，然后尾氣再進(jìn)入總塔，并在堿液作用下進(jìn)行吸收。分金尾氣完成噴淋吸收后，在尾氣總塔堿液進(jìn)行吸收。分銀尾氣也同樣在完成噴淋吸收后，在尾氣總塔中由堿液吸收。分銀渣焙砂酸浸尾氣完成噴淋吸收后，總塔堿液中對(duì)尾氣進(jìn)行吸收。其他的尾氣在完成清水塔吸收后，在總塔堿液中對(duì)尾氣進(jìn)行吸收。最后將異味進(jìn)行清除，并在對(duì)尾氣檢測(cè)達(dá)標(biāo)后進(jìn)行排放。

（2）廢水與固體廢物。對(duì)尾氣收塔噴淋液飽和后要及時(shí)排入到環(huán)保池中，并在中和作用后，將其置于蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)，這時(shí)就會(huì)得到工業(yè)廢鹽。對(duì)硫酸浸出液進(jìn)行萃銅等處理后進(jìn)行使用。在環(huán)保池中對(duì)分金浸出液進(jìn)行置換等處理。進(jìn)入環(huán)保池前要進(jìn)行分銀處理，并在完成中和后進(jìn)行蒸發(fā)。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)多金屬?gòu)?fù)雜銅陽(yáng)極泥綜合回收工藝的不斷優(yōu)化后，能夠滿足大多數(shù)多金屬?gòu)?fù)雜銅陽(yáng)極泥的處理，并且在貴金屬工藝設(shè)備的應(yīng)用下，不但具有良好的應(yīng)用效果，投資成本較小，并且對(duì)有色金屬行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。