氨水與液氨對(duì)分銀工序影響的生產(chǎn)實(shí)踐

王亞東，房孟釗

（1.大冶有色金屬有限責(zé)任公司，湖北 黃石 435002；2.有色金屬冶金與循環(huán)利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 黃石 435002）

大冶有色金屬有限責(zé)任公司冶煉廠稀貴金屬車間主要承擔(dān)貴金屬的生產(chǎn)任務(wù)，處理工藝采用的是回轉(zhuǎn)窯硫酸化焙燒的半濕法工藝，從銅陽極泥中提取金、銀、鉑、鈀等貴金屬，貴金屬中銀的產(chǎn)量最高，約300 t，因此，為了最大限度回收銅陽極泥中的銀，稀貴車間一直在不斷的對(duì)生產(chǎn)工藝核心分銀工序加強(qiáng)改進(jìn)，由于最初的亞鈉分銀工藝存在浸出率低、分銀精礦含銀指標(biāo)很高（＞15 kg／t）、管道容易結(jié)晶堵塞、甲醛還原分銀液得到的沉銀后液無法有效循環(huán)利用、沉銀后液中鈉離子偏高而造成污水處理成本高等一系列問題致使銀的回收率偏低、職工的勞動(dòng)強(qiáng)度較大、生產(chǎn)效率偏低、銀產(chǎn)量的生產(chǎn)任務(wù)壓力大，均給車間帶來了很大的困擾。通過將亞鈉分銀工藝改成氨浸分銀工藝后，提高了銀的浸出率，分銀精礦含銀指標(biāo)可以較好的控制在≤7.5 kg／t，又通過引進(jìn)脫氨塔處理含氨廢水的工藝，不僅可以處理沉銀后液，而且回收了沉銀后液中的氨，生產(chǎn)出了高濃度的氨水繼續(xù)返回分銀工序進(jìn)行氨浸分銀，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本［1-4］。

1 試 驗(yàn)

1.1 現(xiàn)有氨浸分銀的方法

稀貴金屬車間通過銅陽極泥回轉(zhuǎn)窯焙燒工序-蒸硒渣分銅工序-分銅渣分金工序，流程如圖1所示，將銀富集到分金渣中，進(jìn)行氨浸分銀工序，得到最后的尾渣即分銀精礦。由于脫氨塔生產(chǎn)的氨水滿足不了實(shí)際生產(chǎn)，因此，一分銀反應(yīng)釜中先加入一定量的氨水，然后向反應(yīng)釜中補(bǔ)水到25 m3，再通入一定量的液氨，保證一分銀反應(yīng)釜中總氨量達(dá)到2 350 kg后停止通氨，常溫條件下繼續(xù)攪拌反應(yīng)4 h后壓濾、洗滌、取樣化驗(yàn)分銀精礦中銀指標(biāo)，若分銀精礦含銀指標(biāo)≤7.5 kg／t，則集中外銷；分銀精礦含銀指標(biāo)＞7.5 kg／t，則集中二次分銀。

圖1 氨水與液氨聯(lián)合分銀的工藝路線

1.2 分銀工序的生產(chǎn)現(xiàn)狀

目前，稀貴金屬車間在長(zhǎng)期的實(shí)際生產(chǎn)中，采用氨浸分銀工藝，雖然徹底解決了亞鈉分銀工藝的缺點(diǎn)，但是也帶來了新的問題，由于每天脫氨塔生產(chǎn)的氨水量有限，為了保證一分銀反應(yīng)釜中總氨量達(dá)到2 350 kg，主要依靠液氨站的持續(xù)供應(yīng)液氨來保證每年分銀工序的生產(chǎn)，但是液氨站在生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)屬于重大危險(xiǎn)源，每年需要花費(fèi)大量的人力、物力、停產(chǎn)等措施針對(duì)液氨站進(jìn)行檢修定期維護(hù)，以確保其安全性。另外，由于氨容易揮發(fā)的特點(diǎn)，在分銀工序正常生產(chǎn)期間，氨氣散排較為嚴(yán)重，對(duì)職工的身體健康、周邊環(huán)境構(gòu)成了較大的威脅。

1.3 試驗(yàn)方法

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)一反應(yīng)釜蒸硒渣投料量及理論值推算只需421.5 kg總氨量，但實(shí)際生產(chǎn)的總氨量為2 350 kg／反應(yīng)釜，約是理論量的5.6倍，因此，在保證分銀精礦含銀指標(biāo)≤7.5 kg／t的基礎(chǔ)上，每一分銀反應(yīng)釜的生產(chǎn)條件為：先在反應(yīng)釜中加入一定量的氨水（脫氨塔生產(chǎn)的氨水），然后釜中補(bǔ)水到25 m3，最后通入一定量的液氨，保證每反應(yīng)釜的總氨量達(dá)到生產(chǎn)要求后繼續(xù)攪拌4 h，壓濾、洗滌，得到分銀精礦?？疾炜偘绷糠謩e為1 500 kg／反應(yīng)釜、1 700 kg／反應(yīng)釜、1 800 kg／反應(yīng)釜、1 900 kg／反應(yīng)釜、2 000 kg／反應(yīng)釜對(duì)分銀工序的影響；另外，分析氨水分銀代替氨水與液氨聯(lián)合分銀的可行性，為取消重大危險(xiǎn)源液氨站提供理論指導(dǎo)。

1.4 試驗(yàn)原理

1.脫氨塔。脫氨塔處理沉銀后液如圖2所示，沉銀后液進(jìn)入脫氨塔，根據(jù)氨在溶液中高溫條件下?lián)]發(fā)的原理回收沉銀后液中氨，再降低溫度冷凝得到高濃度的氨水，氨在水中的化學(xué)平衡式如下［5-6］：

圖2 脫氨塔處理沉銀后液流程

2.分銀工序。氨浸分銀的目的是保證分金渣中氯化銀被浸出，進(jìn)入溶液中，主要化學(xué)式如下：

水合肼沉銀的目的是將溶液中銀全部還原沉淀，得到高品位的粗銀粉，銀氨絡(luò)離子中氨重新被釋放，進(jìn)入溶液中，主要化學(xué)式如下：

2 結(jié)果與討論

2.1 總氨量1 500 kg分銀試驗(yàn)

2.1.1 氨水＋液氨聯(lián)合試驗(yàn)

氨水與液氨聯(lián)合分銀試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，曲線1為工業(yè)生產(chǎn)上15釜的分銀工序生產(chǎn)得到的分銀精礦含銀情況。曲線2為15釜的分銀工序生產(chǎn)得到的分銀精礦含銀平均值9.80 kg／t。曲線3為工業(yè)生產(chǎn)上要求分銀精礦含銀指標(biāo)≤7.5 kg／t。圖中可以看出分銀精礦含銀均＞7.5 kg／t，且波動(dòng)較大，說明在分銀的整個(gè)過程中，氨的利用率很低。

圖3 氨水與液氨聯(lián)合分銀

2.1.2 氨水試驗(yàn)

氨水分銀試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，曲線1為工業(yè)生產(chǎn)上5釜的分銀工序生產(chǎn)得到的分銀精礦含銀情況，每一分銀反應(yīng)釜的分銀條件為：在反應(yīng)釜中加入一定量的氨水（脫氨塔生產(chǎn)的氨水），保證每反應(yīng)釜的總氨量達(dá)到1 500 kg，再對(duì)反應(yīng)釜補(bǔ)水到25 m3后繼續(xù)攪拌4 h，壓濾、洗滌，得到分銀精礦。曲線2為5釜的分銀工序生產(chǎn)得到的分銀精礦含銀平均值8.73 kg／t。曲線3為工業(yè)生產(chǎn)上要求分銀精礦含銀指標(biāo)≤7.5 kg／t。圖中可以看出，不加入液氨，只用氨水分銀，在同樣的總氨量條件下，分銀精礦含銀均值更低，且有1反應(yīng)釜的分銀精礦含銀＜7.5 kg／t，證明只用氨水分銀，氨的利用率更高。因此，后續(xù)1 700 kg／反應(yīng)釜、1 800 kg／反應(yīng)釜、1 900 kg／反應(yīng)釜、2 000 kg／反應(yīng)釜總氨量試驗(yàn)中不再單獨(dú)進(jìn)行氨水試驗(yàn)。

圖4 氨水分銀

2.2 總氨量1 700 kg分銀試驗(yàn)

氨量1 700 kg分銀試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示，曲線1為工業(yè)生產(chǎn)上9釜的分銀工序生產(chǎn)得到的分銀精礦含銀情況。曲線2為9釜的分銀工序生產(chǎn)得到的分銀精礦含銀平均值9.12 kg／t。曲線3為工業(yè)生產(chǎn)上要求分銀精礦含銀指標(biāo)≤7.5 kg／t。圖中可以看出在總氨量不變的基礎(chǔ)上，補(bǔ)入的液氨越多，分銀精礦含銀指標(biāo)越高，說明在分銀的整個(gè)過程中，使用液氨不利于降低分銀精礦含銀指標(biāo)。

圖5 氨量1 700 kg分銀

2.3 總氨量1 800 kg分銀試驗(yàn)

氨量1 800 kg分銀試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示，曲線1為工業(yè)生產(chǎn)上18釜的分銀工序生產(chǎn)得到的分銀精礦含銀情況。曲線2為18釜的分銀工序生產(chǎn)得到的分銀精礦含銀平均值8.65 kg／t。曲線3為工業(yè)生產(chǎn)上要求分銀精礦含銀指標(biāo)≤7.5 kg／t。圖中可以看出在總氨量不變的基礎(chǔ)上，補(bǔ)入的液氨越多，分銀精礦含銀指標(biāo)越高，當(dāng)液氨的補(bǔ)充在0～640 kg之間時(shí)，分銀精礦含銀均＜7.5 kg／t，尤其是不加液氨，全部用氨水分銀，分銀精礦含銀為4.45 kg／t，說明氨水的分銀效果很好；當(dāng)液氨的補(bǔ)充＞640 kg后，分銀精礦含銀均＞7.5 kg／t，說明液氨在反應(yīng)釜中并未參與反應(yīng)，直接散排到空氣中，致使氨的利用率很低，造成分銀精礦含銀指標(biāo)越來越高。

圖6 氨量1 800 kg分銀

2.4 總氨量1 900 kg分銀試驗(yàn)

氨量1 900 kg分銀試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示，曲線1為工業(yè)生產(chǎn)上29釜的分銀工序生產(chǎn)得到的分銀精礦含銀情況。曲線2為29釜的分銀工序生產(chǎn)得到的分銀精礦含銀平均值7.65 kg／t。曲線3為工業(yè)生產(chǎn)上要求分銀精礦含銀指標(biāo)≤7.5 kg／t。圖中可以看出在總氨量不變的基礎(chǔ)上，補(bǔ)入的液氨越多，分銀精礦含銀指標(biāo)越高，當(dāng)液氨的補(bǔ)充在0～520 kg之間時(shí)，分銀精礦含銀均＜7.5 kg／t，尤其是不加液氨，全部用氨水分銀，分銀精礦含銀為3.52 kg／t，說明氨水的分銀效果很好；當(dāng)液氨的補(bǔ)充＞520 kg后，分銀精礦含銀均＞7.5 kg／t，說明隨著反應(yīng)釜中氨的溶解度的飽和，大部分液氨在反應(yīng)釜中并未參與反應(yīng)，直接散排到空氣中，致使氨的利用率很低，造成分銀精礦含銀指標(biāo)越來越高。

圖7 氨量1 900 kg分銀

2.5 總氨量2 000 kg分銀試驗(yàn)

氨量2 000 kg分銀試驗(yàn)結(jié)果如圖8所示，曲線1為工業(yè)生產(chǎn)上26釜的分銀工序生產(chǎn)得到的分銀精礦含銀情況。曲線2為26釜的分銀工序生產(chǎn)得到的分銀精礦含銀平均值6.23 kg／t。曲線3為工業(yè)生產(chǎn)上要求分銀精礦含銀指標(biāo)≤7.5 kg／t。圖中可以看出在總氨量不變的基礎(chǔ)上，補(bǔ)入的液氨越多，分銀精礦含銀指標(biāo)越高，當(dāng)液氨的補(bǔ)充在0～788 kg之間時(shí)，分銀精礦含銀均＜7.5 kg／t，尤其是不加液氨，全部用氨水分銀，分銀精礦含銀為3.11 kg／t，說明氨水的分銀效果很好；當(dāng)液氨的補(bǔ)充＞788 kg后，分銀精礦含銀均＞7.5 kg／t，說明隨著反應(yīng)釜中氨的溶解度的飽和，大部分液氨在反應(yīng)釜中并未參與反應(yīng)，直接散排到空氣中，致使氨的利用率很低，造成分銀精礦含銀指標(biāo)越來越高。

圖8 氨量2 000 kg分銀

2.6 氨水與液氨分銀的對(duì)比

分銀精礦含銀與總氨量的關(guān)系如圖9所示，曲線1為在分銀反應(yīng)釜中加入氨水，不加液氨的試驗(yàn)結(jié)果；曲線2為在分銀反應(yīng)釜中加入氨水與液氨聯(lián)合分銀的試驗(yàn)結(jié)果；曲線3為工業(yè)生產(chǎn)上要求分銀精礦含銀指標(biāo)≤7.5 kg／t。從圖中可知，不論是選擇氨水分銀還是氨水與液氨聯(lián)合分銀，隨著總氨量的增加，分銀精礦含銀逐漸降低，但是氨水分銀所得分銀精礦含銀指標(biāo)均低于氨水與液氨聯(lián)合分銀所得分銀精礦含銀指標(biāo)，且根據(jù)曲線1與曲線3的交點(diǎn)判斷，氨水分銀的總氨量達(dá)到1 600 kg時(shí)，所得的分銀精礦含銀≤7.5 kg／t；根據(jù)曲線2與曲線3的交點(diǎn)判斷，氨水與液氨聯(lián)合分銀的總氨量＞1 900 kg時(shí)，分銀精礦含銀≤7.5 kg／t。說明氨水分銀遠(yuǎn)強(qiáng)于氨水與液氨聯(lián)合分銀，因此，為了保證分銀精礦含銀指標(biāo)穩(wěn)定≤7.5 kg／t，實(shí)際分銀工序的生產(chǎn)改為采用總氨量1 700 kg的氨水分銀，分銀反應(yīng)釜密封處理，降低氨的散排，為后續(xù)進(jìn)一步降低單釜的分銀總氨量。

圖9 分銀精礦含銀與總氨量的關(guān)系

2.7 分銀工序的改進(jìn)

氨水分銀的改進(jìn)工藝路線如圖10所示，通過總氨量1 500～2 000 kg分銀試驗(yàn)證明了氨水分銀效果遠(yuǎn)高于氨水與液氨聯(lián)合分銀，因此，取消液氨站，直接購買工業(yè)級(jí)氨水（≥25%）與脫氨塔生產(chǎn)的氨水混合后進(jìn)入分銀工序。

圖10 氨水分銀的工藝路線

3 經(jīng)濟(jì)效益

取消液氨站，每年節(jié)約維護(hù)費(fèi)用約10萬元；由外購氨水代替液氨，氨水的市場(chǎng)價(jià)1 900元／t，液氨的市場(chǎng)價(jià)達(dá)到3 400元／t，每年分銀工序約647釜，按照降低氨量650 kg／反應(yīng)釜計(jì)算，則每年減少420.55 t氨量，因此，在國家不斷嚴(yán)格的安全環(huán)保雙重壓力下，廠區(qū)內(nèi)重大危險(xiǎn)源液氨站的取消對(duì)于企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展意義重大，每年僅在分銀工序生產(chǎn)上至少可以降低成本144萬元。

4 結(jié) 論

1.通過總氨量1 500～2 000 kg／反應(yīng)釜的工業(yè)分銀試驗(yàn)證明了液氨相對(duì)于氨水更容易散排，是分銀精礦含銀指標(biāo)波動(dòng)較大的原因，且全部氨水分銀效果遠(yuǎn)高于氨水與液氨聯(lián)合分銀。

2.取消液氨站，選擇外購工業(yè)級(jí)氨水是可行的，可以徹底解決重大危險(xiǎn)源的問題。

3.在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，選擇總氨量1 700 kg／反應(yīng)釜較為合適，若分銀反應(yīng)釜密封處理，有利于進(jìn)一步降低分銀精礦含銀指標(biāo)與單釜總氨量。

4.選擇氨水分銀，每年在分銀工序上至少可以節(jié)約生產(chǎn)成本144萬元。