从银阳极泥中回收银、铂、钯新工艺.pdf

4 4 中国有色冶金 A 生产实践篇稀贵金属 从银阳极泥中回收银、铂、钯新工艺 衷水平1 ，王俊娥2 ，吴健辉2 ，张永锋1 ，张焕然2 ，苏秀珠2 ( 1 紫金铜业有限公司，福建上杭3 6 4 2 0 0 ；2 紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭3 6 4 2 0 0 ) 摘要现行的银阳极泥处理工艺铂钯直收率低，且稀责金属物料在流程中不断富集循环，未能实 现金属高效回收。研究表明：采用硝酸浸出一浸出液氯化沉银一沉银液还原铂钯一硝酸浸出渣王水分金一 还原得产品金工艺处理银阳极泥，银、铂、钯硝酸浸出率分别为9 9 6 、8 2 4 和8 9 1 ，氯化沉银率为 9 9 9 ，铂钯还原沉淀率分别为9 9 6 和9 9 8 。 关键词银阳极泥；硝酸浸出；氯化沉银；还原沉淀；银；铂；钯 中图分类号 T F 8 3 2 ；T F 8 3 3 ；T F 8 3 6 文献标志码 B 文章编号1 6 7 2 6 1 0 3 ( 2 0 1 7 ) 0 4 一0 0 4 4 0 4 铜火法冶炼系统中，金、银、铂、钯等稀贵金属均 富集于铜电解阳极泥中。，紫金铜业有限公司稀 贵厂以铜阳极泥为原料生产稀散稀贵金属，主要流 程为：阳极泥常压或高压酸浸脱铜除杂一卡尔多炉 熔炼一朵尔合金浇铸一电解得到银粉一银阳极泥氯化 分金一亚钠还原得到产品金一金还原后液深度还原 提取铂钯”“o 。实际生产中，银阳极泥处理系统铂 钯直收率低( 仅2 6 左右) ，铂钯精矿品位低( P t 0 3 ，P d1 0 ) ；且在金还原过程中铂钯会进入金 粉中，使得稀贵金属在流程中不断富集循环，不利于 有价金属高效回收H “。 鉴于现有工艺存在的问题，对银阳极泥处理系 统进行了详细的元素跟踪考察及试验研究，分金前 先采用硝酸分银，大部分铂钯会在银阳极泥硝酸浸 出时转移至溶液中，若能在硝酸浸出液中还原回收 铂钯，则可避免铂钯等有价金属在系统内循环累积， 缩短金银回收周期，减少冶炼成本，提高铂钯直收 率。因此，开展了银阳极泥中稀贵金属回收新工艺 研究。 本文旨在完善铜冶炼过程伴生稀散稀贵金属综 合回收系统，立足于铜阳极泥中贵金属回收，提出 “铂钯随银”理念，重点研究银阳极泥中金、银、铂、 钯回收新工艺，在试验研究基础上，确定银阳极泥中 稀贵金属综合回收工艺流程。 基金项目 福建省区域发展项目( 2 0 1 5 H 4 0 1 7 ) 作者简介 衷水平( 1 9 7 7 ) ，男，江西赣州人，博士，教授级高工 从事有色金属冶金工艺研发和管理工作。 收稿日期 2 0 1 6 0 9 2 6 修订日期 2 0 1 7 - 0 6 - 0 9 1 试验 1 1 试验原料 本研究试验原料为银电解所产生的阳极泥，来 自紫金铜业有限公司稀贵厂银电解工段，主要化学 成分分析结果如表1 。 表1 银阳极泥成分 由表l 可知，银阳极泥中主要元素金、银的含量 分别为6 1 7 和3 3 6 ；副产铂钯的含量分别为 0 2 3 和2 1 6 ；主要杂质铜、碲和铋的含量分别 为0 0 9 、0 3 9 和0 5 1 。 1 2 工艺流程 结合稀贵厂生产实际，提出“铂钯随银”理念， 确定改进后的银阳极泥处理工艺为：银阳极泥硝酸 浸出一浸出液氯化沉银一沉银液还原提取铂钯一硝酸 浸出渣王水分金一还原得产品金。原则工艺流程见 图1 。 1 3 试验设备及试剂 分析仪器：p a n a l y t i c a lX p e r tp r oX R D 衍射仪； X 2 I C P M S ；i C E 3 3 0 0 原子吸收光谱仪； P E R K I N E L M E R ( P E ) I C P 一5 3 0 0 D V 等。 浸出、还原设备：S H J 一6 型恒温水浴磁力搅拌 器；S H Z D 型水循环真空过滤器；四口烧瓶；洗瓶； 烧杯等。 试剂：7 0 浓硝酸；氯化钠；亚硫酸氢钠；氢氧化 钠；水等。 万方数据 2 0 1 7 年8 月第4 期衷水平等：从银阳极泥中回收银、铂、钯新工艺 4 5 银阳极泥 废水处理 图1 银阳极泥处理工艺流程 2 结果与讨论 2 1 硝酸浸出 将一定量银阳极泥、硝酸和水放人四口烧瓶中， 待温度升至设定温度时开始计时，搅拌浸出一定时 间停止，过滤，滤液计量备用，滤渣经洗涤烘干后，研 细混匀备用。考察硝酸浓度和反应温度对浸出率的 影响。 2 1 1硝酸浓度对浸出率的影响 取5 份相同质量的银阳极泥，液固比为3 ：1 ，控 制硝酸浓度分别为5 、1 0 、1 5 、2 0 和2 5 ，在 温度7 0 条件下，反应2h 。硝酸浓度对浸出率的 影响见图2 。 由图2 可知，随着硝酸浓度的增大，银、铂和 钯的浸出率逐渐提高；硝酸浓度由5 提高至 2 0 时，银、铂和钯的浸出率分别由4 5 2 、 3 1 3 和3 6 4 提高至9 8 7 、6 8 1 和 7 7 5 ，浓度再增大，浸出率变化不大；考虑到硝 酸浓度增加时，体系溢出氮氧化物增多，且溶液 游离硝酸增加对后续铂钯还原沉淀不利，故选择 硝酸浓度为2 0 。 2 1 2 反应温度对浸出率的影响 取5 份相同质量银阳极泥，液固比为3 ：1 ，硝酸 图2 硝酸浓度对浸出率的影响 浓度为2 0 ，控制温度分别为5 0 、6 0 、7 0 、8 0 和9 0 ，反应2h 。反应温度对浸出率的影响见 图3 。 誉 瓣 寻j 燃 图3 反应温度对浸出率的影响 由图3 可知，随着反应温度升高，银、铂和钯的 浸出率逐渐提高；温度由5 0 提高至7 0 时，银的 浸出率由7 6 5 提高至9 8 7 ，温度升高到8 0 时，银浸出率为9 9 6 ，铂和钯的浸出率比7 0 时 有显著提高，考虑到硝酸浸出过程需尽量保证铂钯 浸出，故选择反应温度为8 0 ，此时铂钯浸出率分 别为8 2 4 和8 9 1 。 经硝酸浸银后，银阳极泥中的金进一步被富集， 可直接在后续王水分金工序回收金。 2 2 氯化沉银 由上述试验结果可知，经过硝酸浸出，银阳极泥 中9 9 的银、8 2 的铂和9 0 的钯被转移至溶液 中。对1L 硝酸浸出液采用2 倍于理论耗量的氯化 钠沉银，沉银结果如表2 所示。 由表2 可知，氯化沉银过程中银的沉淀率可达 9 9 9 以上，脱银液中银、铂和钯的量分别为0 0 7 g L 、0 6 2g L 和5 6 9g L 。所得氯化银沉淀送铁粉 置换回收银。 蝤帅黔加：2弱 万方数据 4 6 中国有色冶金A 生产实践篇稀贵金属 表2 氯化沉银结果 2 3 铂钯还原 将一定量脱银液、还原剂放人四口烧瓶中，温度 升至设定温度时开始计时，搅拌反应一定时间停止， 过滤，滤液计量备用，滤渣经洗涤烘干后，研细混匀 备用。考察还原剂用量、反应温度和反应时间对沉 淀率的影响。 2 3 1 亚硫酸氢钠用量对沉淀率的影响 取5 份相同体积硝酸浸出脱银液，在温度7 0 条件下，分别缓慢加入理论用量1 倍、2 倍、3 倍、4 倍、5 倍的亚硫酸氢钠，搅拌反应2h 。还原剂用量 对铂钯沉淀率的影响见图4 。 零 褥 媸 避 图4 亚硫酸氢钠用量对铂钯沉淀率的影响 由图4 可知，相同条件下，铂的沉淀率高于钯沉 淀率，说明在硝酸体系下，铂更易被还原；随着还原剂 用量的增加，铂钯的沉淀率逐渐提高，当亚硫酸氢钠 用量为理论量的4 倍时，铂、钯的沉淀率分别达到 9 8 3 和9 6 9 ，再增加还原剂用量沉淀率变化不 大，综合考虑，选择亚硫酸氢钠用量为理论量的4 倍。 2 3 2 反应温度对沉淀率的影响 取5 份相同体积硝酸浸出脱银液，分别在5 0 、6 0 、7 0 、8 0 和9 0 温度条件下，缓慢加入 理论用量4 倍的亚硫酸钠，搅拌反应2h 。反应温度 对铂钯沉淀率的影响见图5 。 由图5 可知，在所选温度范围内，铂钯的沉淀率 均随温度提高而提高；温度由5 0 提高至8 0 时， 铂钯沉淀率提高较快，分别由8 3 4 和8 2 6 提高 至9 9 5 和9 9 6 ，温度再升高时，铂钯沉淀率变 化不大。为保证铂钯还原完全，反应温度选择8 0 零 槲 烈 嚣 图5 反应温度对铂钯沉淀率的影响 为宜。 2 3 3 反应时问对沉淀率的影响 取5 份相同体积硝酸浸出脱银液，在8 0 温度 条件下，缓慢加入理论用量4 倍的亚硫酸钠，分别搅 拌反应0 5h 、1h 、1 5h 、2h 和3h 。反应时问对铂 钯沉淀率的影响见图6 。 攀 瓣 媲 蜉 图6反应时间对铂钯沉淀率的影响 由图6 可知，反应时间对沉淀率的影响没有还 原剂和温度的大，在所选时间范围内，铂钯的沉淀率 随时间延长呈增加趋势；时间由0 5h 延长至2h 时，铂钯沉淀率分别由9 3 3 和9 1 7 提高至 9 9 5 和9 9 6 ，再延长时问，铂钯沉淀率变化不 大。综合考虑，选择反应时间为2h 。 2 3 4 验证试验 分别取两份1L 的硝酸浸出脱银液，在温度8 0 、亚硫酸氢钠为理论用量4 倍、反应时间2h 条件 下，进行两组平行试验，试验结果如表3 所示。 表3 验证试验结果 舵鳃舛g!帅骼斛跎 万方数据 2 0 1 7 年8 月第4 期衷水平等：从银阳极泥中回收银、铂、钯新工艺 4 7 由表3 可以看出，在优化试验条件下，各组试验 铂钯还原沉淀率与单因素条件试验结果相吻合，还 原过程重现性好，铂钯的平均沉淀率分别为9 9 6 和9 9 8 。对还原所得铂钯精矿进行化学多元素 分析，结果如表4 所示。 表4 铂钯精矿成分 由表3 可知，硝酸浸出脱银液还原沉淀得到的 铂钯精矿P t 、P d 含量分别为1 9 1 和1 5 3 9 ，较 原工艺所得铂钯精矿纯度有一定的提高( 原工艺P t 0 3 ，P d1 0 ) 。 2 4 王水浸出一还原 将一定量配置好的王水、硝酸浸出渣一起放入 四口烧瓶中，温度升至设定温度时开始计时，搅拌反 应一定时间停止，过滤，滤液计量备用；往浸出液中 加入适量还原剂，待温度升至设定温度时开始计时， 搅拌反应一定时间停止，过滤可得金产品。 浸出条件：液固比3 ：1 ，反应温度8 0 ，时间2 h 。还原条件：亚硫酸氢钠用量为理论量3 倍，温度 7 5 ，搅拌反应2h 。所得金粉的成分如表5 所示。 表5 金粉成分 由表5 可知，银阳极泥硝酸浸出渣王水分金液 还原所得金粉含A u9 9 9 9 0 ，其他杂质含量也符 合国家标准G B T1 7 7 5 - - 2 0 0 9 的规定。 3结论 经过硝酸浸出，银阳极泥中9 9 6 的银、 8 2 4 的铂和8 9 1 的钯被转移至溶液中；经过氯 化沉银，9 9 9 以上的银以氯化银的形态富集，经铁 粉置换回收。 在优化试验条件下，银阳极泥硝酸浸出脱银液 中的铂钯经还原后可得到较好的富集回收，还原沉 淀率分别达到9 9 6 和9 9 8 ，所得铂钯精矿含铂 1 9 1 、含钯1 5 3 9 。 采用新工艺生产的金粉含A u9 9 9 9 0 ，符合 金粉国家标准。 采用该工艺处理银阳极泥，可显著提高金银冶 炼流程中铂钯的直收率，提高铂钯精矿纯度，并减少 铂钯等对提金工序的影响，为金、银、铂、钯高效富集 回收提供了新思路。 参考文献 1 杨天足贵金属冶金及产品深加工 M 长沙：中南大学出版 社2 0 0 0 2 陈景铂族金属化学冶金理论与实践 M 昆明：云南科技出 版社，1 9 9 5 3 梁君飞，柳松，谢西京铜阳极泥处理工艺的研究进展 J 黄 金，2 0 0 8 ，2 9 ( 1 2 ) ：3 2 3 7 4 杨宗荣，朱素芬从电解铜阳极泥中提取金和银 J 贵金属， 1 9 9 8 ，1 9 ( 2 ) ：2 8 3 3 5 潘从明，李明，黄虎军等从复杂银阳极泥中提取金、钯工艺优 化与研究 J 黄金科学技术，2 0 1 4 ，2 2 ( 4 ) ：1 1 8 1 2 3 6 熊爱臣，张元松从银阳极泥中综合回收金银的生产实践 J 湖南有色金属，2 0 1 4 ，3 0 ( 5 ) ：3 8 4 0 7 邱文光，徐远志高银铜阳极泥