銀鋅渣綜合利用工藝研究

曾曉冬，祝志兵

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424)

1 引言

貴溪冶煉廠99.99%精鉍[1－4]生產(chǎn)為傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，工序多，產(chǎn)出的中間物料種類多。銀鋅渣是鉍精煉過程中加鋅除銀產(chǎn)生的一種中間物料，一般為Φ150～300mm硬塊狀物，含鉍高，約55% ～65%，還含有碲[5]、金、銀等元素，極具回收價值。隨著精鉍產(chǎn)能擴(kuò)大，銀鋅渣量每年遞增，目前銀鋅渣[6－8]堆存數(shù)量已超過150t。由于銀鋅渣占用了大量的鉍資源，影響精鉍生產(chǎn)直收率，使鉍、碲[5]等有價金屬價值沒有得到及時體現(xiàn)，制約了工廠精鉍產(chǎn)量的進(jìn)一步提升，因此有必要對其進(jìn)行研究處理。銀鋅渣主要化學(xué)成分見表1。

表1 銀鋅渣主要化學(xué)成分

2 工藝流程

將大塊銀鋅渣破碎后經(jīng)氧化浸出使鉍、碲進(jìn)入溶液，金和銀富集于渣中，經(jīng)中和沉鉍，還原回收碲，從而實現(xiàn)有價金屬富集回收的目的，工藝流程見圖1。

圖1 銀鋅渣處理工藝流程圖

3 試驗與結(jié)果

取500g粉末銀鋅渣進(jìn)行試驗，采用單因素試驗以確定最佳反應(yīng)條件。由于試驗使用NaClO3、H2SO4和NaCl作為添加劑浸出，銀鋅渣中金銀基本殘留在浸出渣中，以下試驗不對金、銀進(jìn)行分析。

3.1 NaClO3浸鉍、碲工藝條件

每次取500g粉末銀鋅渣進(jìn)行浸出試驗，分別考察NaClO3、H2SO4和 NaCl的用量、溫度、浸出時間及液固比對Bi、Te浸出率的影響。

3.1.1 NaClO3用量對 Bi、Te 浸出率的影響

在反應(yīng)溫度為90℃，浸出時間為5h，硫酸酸度為100g/L，NaCl用量為120g/L，液固比7∶1的條件下，NaClO3的用量對Bi、Te浸出率的影響如表2所示。

表2 NaClO3用量對Bi、Te浸出率的影響

從表2可以看出，隨著NaClO3用量的增大，Bi、Te浸出率上升;當(dāng) NaClO3用量為30g/L時，Bi、Te浸出率均為95%以上，考慮NaClO3用量過大，溶液中殘余氯氣進(jìn)入空氣中，導(dǎo)致作業(yè)環(huán)境惡化，確定NaClO3用量為30g/L。

3.1.2 浸出時間對Bi、Te浸出率的影響

在反應(yīng)溫度為 90℃，硫酸酸度為 100g/L，NaCl用量為120g/L，NaClO3用量為30g/L，液固比7∶1的條件下，浸出時間對Bi、Te浸出率的影響如表3所示。

表3 浸出時間t對Bi、Te浸出率的影響

由表3可以看出，隨著浸出時間的延長，Bi、Te的浸出率將上升，浸出時間達(dá)到5h時，Bi、Te浸出率均達(dá)95%以上，考慮到生產(chǎn)裝置的作業(yè)效率，故確定浸出時間5h。

3.1.3 浸出溫度對Bi、Te浸出率的影響

在浸出時間為5h，硫酸酸度為100g/L，NaCl用量為120g/L，NaClO3用量為 30g/L，液固比7∶1的條件下，浸出溫度對Bi、Te浸出率的影響如表4所示。

表4 浸出溫度對Bi、Te浸出率的影響

由表4可以看出，隨著溫度升高，Bi、Te浸出率上升，浸出溫度達(dá)90℃時，Bi、Te浸出率均達(dá)95%以上，故選擇浸出溫度為90℃。

3.1.4 硫酸用量對Bi、Te浸出率的影響

在反應(yīng)溫度為90℃，浸出時間為5h，NaCl用量為120g/L，NaClO3用量為 30g/L，液固比7∶1的條件下，硫酸酸度對Bi、Te浸出率的影響如表5所示。

表5 硫酸用量對Bi、Te浸出率的影響

由表5可見，當(dāng)硫酸酸度在100g/L時，Bi、Te的浸出率均達(dá)95%以上，雖然增加硫酸的加入可防止金屬離子水解，并有利于Bi、Te的浸出，但硫酸的濃度太高，會使反應(yīng)環(huán)境惡劣，原材料消耗增加，故選擇硫酸用量為100g/L。

3.1.5 NaCl用量對 Bi、Te 浸出率的影響

在反應(yīng)溫度為90℃，浸出時間為5h，硫酸酸度為100g/L，NaClO3用量為30g/L，液固比7∶1的條件下，NaCl用量對Bi、Te的浸出率的影響如表6所示。

表6 NaCl用量對Bi、Te浸出率的影響

由表6可知，Bi、Te浸出率隨著NaCl用量的增加而提高，增加NaCl的用量可以適當(dāng)減少NaClO3的用量，NaCl的加入會使溶液中Cl－濃度增高，有利于Bi、Te等金屬溶解形成絡(luò)陰離子，有利于浸出反應(yīng)的進(jìn)行，但考慮Cl－濃度過高對設(shè)備的腐蝕性加大，故確定NaCl用量為120g/L。

3.1.6 液固比對Bi、Te浸出率的影響

在反應(yīng)溫度為90℃，浸出時間為5h，硫酸酸度為 100g/L，NaClO3用量為 30g/L，NaCl用量為120g/L的條件下，液固比對Bi、Te浸出率的影響如表7所示。

表7 液固比對Bi、Te浸出率的影響

由表7可知，當(dāng)液固比上升到7∶1時，Bi、Te的浸出率均達(dá)95%以上，雖然增大液固比可以提高浸出率，但考慮液量太大對后續(xù)工序造成影響，因此選擇浸出液固比為7∶1。

根據(jù)以上試驗，確定銀鋅渣浸出最佳工藝條件為:NaClO3用量30g/L，H2SO4酸度 100g/L，NaCl用量120g/L，浸出溫度為90℃，液固比為7∶1，浸出時間為5h。

3.2 氯氧鉍的制取

浸出液中鉍主要以BiCl3形式存在，經(jīng)水解沉淀得到氯氧鉍。試驗采用在60℃下，液堿中和調(diào)pH=1.5后攪拌1h，經(jīng)洗滌過濾，得到氯氧鉍。其試驗情況見表8。

表8 氯氧鉍制取試驗

由表8可知，鉍的沉淀基本完全，大部分碲殘留在液相中。

3.3 堿浸轉(zhuǎn)型

在60℃條件下，用40g/L NaOH溶液對氯氧鉍進(jìn)行轉(zhuǎn)型，得到可直接進(jìn)入反射爐還原回收鉍的氧化鉍原料，鉍回收率達(dá)95%以上。

3.4 碲的回收

沉鉍后液經(jīng)亞硫酸鈉還原使碲進(jìn)入渣相，供精碲生產(chǎn)線回收碲。其試驗情況見表9。

表9 亞硫酸鈉還原沉碲試驗

由表9可知，經(jīng)還原后碲的沉淀基本完全，還原渣可用作精碲生產(chǎn)用原料。

4 小結(jié)

(1)通過研究表明，當(dāng)條件控制為:浸出溫度90℃、NaCl用量 120g/L、硫酸酸度 100g/L、NaClO3用量30g/L、反應(yīng)時間5h，沉鉍終點(diǎn)pH值1.5、溫度60℃、時間1h，堿浸轉(zhuǎn)型NaOH濃度為40g/L，銀鋅渣中鉍、碲、金銀可實現(xiàn)有效分離回收。

(2)該工藝采用濕法流程處理銀鋅渣，工藝簡潔，鉍、碲回收率高，避免了貴金屬的過度分散，得到的鉍、碲及金銀富集物料可直接進(jìn)入工廠現(xiàn)有生產(chǎn)線。

(3)采用該工藝進(jìn)行銀鋅渣處理，可利用工廠現(xiàn)有設(shè)備組織生產(chǎn)，設(shè)備投資小，操作簡便。隨著精鉍生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，對銀鋅渣進(jìn)行綜合利用，回收其的鉍、碲及金銀等有價金屬，是提升工廠經(jīng)濟(jì)效益的方向。

[1]汪立果.鉍[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1986:103－104.

[2]余繼燮.貴金屬冶金學(xué) [M].北京:冶金工業(yè)出版社，1995:94－108.

[3]宋文成.粗鉍中除鉛、鋅新工藝的研究[J].有色科技，1996(2):35－39.

[4]M Fielding.鉍[J].有色冶煉.1993(1):60－62.

[5]謝明輝，王興明，陳后興，等.碲的資源、用途與提取分離技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].四川有色金屬，2005(1):5－8.

[6]鄧華.從鋅浸出渣回收銀的改進(jìn)[J].有色冶煉.1998(7):19－21.

[7]王華.濕法處理銀鋅精礦工藝研究[D].昆明:昆明理工大學(xué)，2006.

[8]張華.從富銀渣中回收銀的方法研究[J].四川有色金屬，2000(1):32－36.