陳志華

(大冶有色金屬股份有限公司稀貴金屬廠,湖北 黃石 435005)

大冶銅陽極泥處理工藝的改進(jìn)實(shí)踐

陳志華

(大冶有色金屬股份有限公司稀貴金屬廠,湖北 黃石 435005)

分析了大冶有色金屬股份有限公司稀貴金屬廠原銅陽極泥處理工藝存在的主要問題，介紹了近年來所采取的改進(jìn)措施及取得的成效。

銅陽極泥；工藝；改進(jìn)；實(shí)踐

1 工藝流程

銅陽極泥經(jīng)回轉(zhuǎn)窯硫酸化焙燒，煙氣進(jìn)吸收塔回收粗硒，蒸硒渣進(jìn)行酸浸分銅作業(yè)，分銅渣進(jìn)入氯化分金工序，分金液進(jìn)行亞硫酸鈉還原得到粗金粉，分金渣進(jìn)入亞硫酸鈉分銀工序，分銀液用甲醛還原得到粗銀粉。粗金粉和粗銀粉分別經(jīng)中頻爐熔煉和小轉(zhuǎn)爐吹煉后澆成陽極板，再經(jīng)電解精煉、澆鑄得到成品金錠和銀錠，分銀渣則作為尾渣另行處置。具體工藝流程見圖1。

2 存在的主要問題

2.1 回轉(zhuǎn)窯陽極泥處理量小，粗硒直收率低

回轉(zhuǎn)窯投產(chǎn)初期，按照設(shè)計(jì)值，泥酸比控制在1∶（0.8～1.0），窯頭、窯中、窯尾三段溫度控制在350～650℃之間，窯頭負(fù)壓控制在-1 500 Pa。由于焙燒溫度低和窯頭負(fù)壓小，回轉(zhuǎn)窯經(jīng)常濕窯和烘窯，生產(chǎn)一直不正常。另外，由于定量給料槽運(yùn)行不穩(wěn)定，給料勺易翻，導(dǎo)致給料量不足。這些因素致使回轉(zhuǎn)窯的陽極泥處理量降低，而且由于陽極泥中的硒、碲及其化合物未徹底分解氧化，蒸硒渣含硒超標(biāo)，粗硒直收率降低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，回轉(zhuǎn)窯日處理量?jī)H1.6 t/臺(tái)，蒸硒渣含硒約0.5%，粗硒直收率僅70%～80%。

2.2 分銅工序酸度高，影響碲的直收率

在分銅過程中，較高的酸度有利于銅、銀的浸出，但也會(huì)使碲的浸出大幅增加。原采用高酸分銅，酸度為100 g/L，使得脫銅后液含碲高達(dá)2.0～2.5 g/L，這部分碲由于酸度高，液量大，回收成本高，沒有得到有效回收，而是回到銅系統(tǒng)，從而降低了碲在銅陽極泥處理系統(tǒng)中的直收率。

2.3 分銀渣含銀較高，粗銀粉品位較低

原分銀工序采用亞硫酸鈉分銀—甲醛還原工藝得到粗銀粉。由于亞硫酸鈉分銀工藝條件苛刻，不易控制，特別是當(dāng)陽極泥中錫、鉛、銻、鉍等雜質(zhì)含量較高時(shí)，對(duì)分銀效果影響更大。隨著公司外購雜銅量的增加，陽極泥中的錫、鉛、銻、鉍等雜質(zhì)含量呈同步上升趨勢(shì)，這些雜質(zhì)元素在分銀堿性條件下易形成絮凝膠狀物，導(dǎo)致分銀液不能澄清和壓濾效果變差。生產(chǎn)中，時(shí)常因分銀液渾濁，部分懸浮分銀渣進(jìn)入粗銀粉從而降低了粗銀粉的品位。此外，由于分銀液絮凝膠狀物堵塞了壓濾機(jī)濾布的孔隙，分銀渣無法濾干，導(dǎo)致分銀渣含銀較高。

2.4 小轉(zhuǎn)爐收塵系統(tǒng)落后，尾氣不達(dá)標(biāo)

圖1 銅陽極泥處理工藝流程圖

小轉(zhuǎn)爐始建于2000年，采用水沫裝置收塵。由于收塵工藝落后，煙塵回收率低，大量煙塵隨尾氣一起排出，不僅污染了廠房及周邊環(huán)境，而且煙塵中夾帶有銀、鉛等貴金屬，造成資源的浪費(fèi)。因此，對(duì)小轉(zhuǎn)爐收塵系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造勢(shì)在必行。

2.5 銀錠質(zhì)量達(dá)不到要求

受分銀工序粗銀粉品位低、雜質(zhì)含量高的影響，銀陽極板Sb、Bi、Te的含量分別達(dá)到0.019%、0.017%、0.020%，接近電解允許值，造成電銀粉質(zhì)量產(chǎn)生波動(dòng)，成品銀錠的質(zhì)量時(shí)常達(dá)不到國標(biāo)GB/T4135-2002中IC-Ag99.99的要求。

3 改進(jìn)措施

針對(duì)原銅陽極泥處理工藝存在的不足，近年來工廠采取了一系列的改進(jìn)措施。

3.1 強(qiáng)化蒸硒效果，提高回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)能及粗硒直收率

在提高回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)能及粗硒直收率方面，主要做了以下幾方面的工作：

該傳感器有三個(gè)通道，一個(gè)進(jìn)油口，一個(gè)出油口，一個(gè)電源及串口通道.包含一個(gè)測(cè)量單元、激光源和一個(gè)光敏二極管，如圖3所示.

（1）提高焙燒溫度，保證陽極泥中的硒、碲及其化合物能在較高的溫度下徹底分解氧化。

（2）提高窯頭負(fù)壓，使窯內(nèi)產(chǎn)生的煙氣易進(jìn)入吸收塔，從而減少了回轉(zhuǎn)窯濕窯和烘窯的次數(shù)，使窯內(nèi)不易形成爐結(jié)。

（3）根據(jù)陽極泥的品質(zhì)，適當(dāng)調(diào)整泥酸比。

（4）改進(jìn)給料傳送機(jī)構(gòu)，并加大給料勺容積，保證給料勺運(yùn)行正常，均勻持續(xù)給料。

采取以上措施后，回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行正常，單臺(tái)窯陽極泥處理能力大幅上升，由1.6 t/d提高到了3.7 t/d，蒸硒渣含硒由0.5%降至0.2%以下，粗硒的直收率由70%～80%提高到95%以上。目前回轉(zhuǎn)窯工藝參數(shù)控制為：一段溫度600℃、二段溫度640℃、三段溫度700 ℃ ，窯 頭 負(fù) 壓 -7 000～-8 000 Pa，泥 酸 比1:（0.55～0.6）。

3.2 調(diào)整工藝，降低分銅工序酸度

原分銅工序酸度高達(dá)100 g/L，造成碲大量浸出。工藝調(diào)整后，酸度降到15 g/L，碲在分銅工序浸出量大大減少。脫銅后液含碲由2.0～2.5 g/L降低到0.5 g/L以下。陽極泥中碲在后續(xù)分金工序的鋅粉置換后液和鉑鈀精礦中得到富集并通過提取進(jìn)行有效回收，從而改善了碲的分散狀況，提高了碲的直收率。據(jù)測(cè)算，工藝調(diào)整前，銅陽極泥中碲的直收率約為50%，工藝調(diào)整后，碲的直收率達(dá)80%以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著。分銅采用低酸浸出工藝后，分銅渣含銅指標(biāo)穩(wěn)定在1%以下，沒有受到影響，但硫酸銅的產(chǎn)出率卻因酸度不夠而顯著下降。后根據(jù)同離子效應(yīng)，在硫酸銅溶液蒸發(fā)前補(bǔ)充適量硫酸并對(duì)硫酸銅溶液蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)的玻美度作相應(yīng)調(diào)整，穩(wěn)定和提高了硫酸銅的產(chǎn)率。

3.3 原分銀工藝改為氨浸分銀—水合肼還原工藝

采用氨浸分銀—水合肼還原工藝產(chǎn)出的粗銀粉，具有粒度細(xì)、純度高的特點(diǎn)。該工藝具有原料適應(yīng)性強(qiáng)、流程短、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易、生產(chǎn)效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，近年來國內(nèi)廣泛采用。

氨浸分銀的原理是基于氨與銀離子能形成穩(wěn)定的Ag(NH3)2+絡(luò)離子而進(jìn)入溶液。銅陽極泥經(jīng)硫酸化焙燒蒸硒—酸浸分銅—氯化分金后，其中銀基本上都轉(zhuǎn)化為AgCl，其主要反應(yīng)為：

根據(jù)AgCl—NH3—H2O系電位-pH圖，只有在pH＞7.7時(shí)，AgCl才能轉(zhuǎn)化為Ag(NH3)2+，溶液pH＞13.5時(shí)，Ag(NH3)2+將轉(zhuǎn)變成為Ag2O沉淀，因此，分銀結(jié)束時(shí)的溶液pH值不宜過高。氨浸分銀后液在堿性條件下，用水合肼還原可得到粗銀粉，反應(yīng)式為：

該廠銅陽極泥處理系統(tǒng)氨浸分銀在常溫下進(jìn)行，按Ag≤35 g/L確定液固比，以溶液中氨濃度8%～10%確定液氨通入量，通氨結(jié)束后攪拌4 h。氨浸分銀后液用水合肼還原，實(shí)際用量為理論量的2倍，在50～60℃時(shí)還原30 min，還原后液含金、銀量可達(dá)10 mg/L以下。工藝改進(jìn)后，粗銀粉含銀由70%～80%提高到97%以上，分銀渣含銀由2.5%～3%降至0.8%以下。

在氨浸分銀—水合肼還原過程中，為防止少量氨氣逸出污染環(huán)境，將原明流式壓濾機(jī)改為暗流式，使壓濾過程基本在密閉條件下進(jìn)行；對(duì)各反應(yīng)釜、貯槽等盛裝物料的容器進(jìn)行密封，通過抽風(fēng)系統(tǒng)及時(shí)將各容器中逸出的少量氨氣引入清水吸收塔，氨氣經(jīng)吸收后達(dá)標(biāo)排放。此外，水合肼還原后液中因含有少量的NH3·H2O和N2H4，需進(jìn)行預(yù)處理。生產(chǎn)中先用廢酸中和NH3·H2O，再用適量的高錳酸鉀氧化N2H4，之后送污水處理站進(jìn)行處理。

分銀工藝改為氨浸分銀—水合肼還原工藝后，粗銀粉品位大幅提高，雜質(zhì)含量顯著降低，銀陽極板中雜質(zhì)Sb、Bi、Te的含量均下降到0.01%以下，較好地滿足了銀電解的工藝要求，成品銀錠的質(zhì)量問題得到徹底解決。

3.4 對(duì)小轉(zhuǎn)爐收塵系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造

針對(duì)小轉(zhuǎn)爐煉銀過程中產(chǎn)生的煙塵具有溫度高、顆粒細(xì)、難捕集的特點(diǎn)，對(duì)原收塵系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用噴霧降溫—布袋收塵工藝，其中的關(guān)鍵設(shè)備噴霧降溫系統(tǒng)從美國進(jìn)口。來自轉(zhuǎn)爐爐口的高溫?zé)煔饨?jīng)過自行研制的X型煙罩進(jìn)入噴霧降溫系統(tǒng)，煙氣溫度降到200±20℃再進(jìn)入反吹扁布袋收塵器收塵，收塵后的煙氣經(jīng)尾氣煙囪高空達(dá)標(biāo)排放。收塵系統(tǒng)改造后，尾氣經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門檢測(cè)達(dá)到排放要求，小轉(zhuǎn)爐的白銀回收率由99.0%提高到99.7%以上。

4 結(jié)語

大冶有色金屬股份有限公司稀貴金屬廠銅陽極泥處理系統(tǒng)經(jīng)過改進(jìn)后，蒸硒渣含硒降至0.2%以下，粗硒直收率提高到95%以上，粗銀粉含銀穩(wěn)定在97%以上，分銀渣含銀下降到0.8%以下，小轉(zhuǎn)爐白銀回收率達(dá)99.7%以上，粗碲的直收率達(dá)80%以上，主產(chǎn)品黃金、白銀的直收率明顯提高。現(xiàn)每年處理銅陽極泥3 000 t左右，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

目前，該廠所生產(chǎn)的“大江”牌金錠、銀錠分別達(dá)到上海黃金交易所SGEB1-1中Au-99.99和國標(biāo)GB/T4135-2002中IC-Ag99.99的質(zhì)量要求，其中“大江”牌銀錠于2007年2月在倫敦貴金屬交易所（LB?MA）成功注冊(cè)，打入國際市場(chǎng)。

[1]余建民.貴金屬分離與精煉工藝學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2]王永錄，劉正華.金、銀及鉑族金屬再生回收[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2005.

Abstract:This paper analyze the main problem existing in original treatment of copper anode slime in rare and precious metal plant of Daye non-ferrous Co.,Ltd.,and introduced the improvement measures which have been taken and the effects that has been achieved in recent years.

Key words:copper anode slime;process;improvement;practice

Improvement practice of treatment of copper anode slime in Daye

CHEN Zhi-hua

X756；TF831；TF832

B

1672-6103（2011）01-0019-03

陳志華（1971—），男，湖北省武穴市人，稀貴金屬廠副廠長(zhǎng)，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事稀貴金屬生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

2010-08-24

2010-09-27