铅阳极泥碱性浸出锑、铋研究.pdf

第s 6 葶第矿矿篮工A 篇F黜。12016 0 2M I N I N GA N DM E TL U R G I C E N G I N E E R I N G e D r u a r y 年月AL A L 。“⋯ 铅阳极泥碱性浸出锑、铋研究① 李彦龙，易超，鲁兴武，程亮，崔海瑞，李贵 西北矿冶研究院，甘肃白银7 3 0 9 0 0 摘要以N a O H ．甘油为浸出剂对铅阳极泥中S b 、B i 进行浸出实验研究。分别考查了甘油和氢氧化钠浓度、浸出温度、浸出时间、 浸出液固比等因素对浸出效果的影响，确定了用N a O H 和甘油浸出铅阳极泥中s b 、B i 的最佳实验条件为氢氧化钠浓度2 5 0g ／L 、甘 油浓度2 5 0g ／L 、浸出温度8 0 ℃、液固比5 1 、浸出时间2h 。此条件下S b 和B i 浸出率分别达8 2 ．5 ％N8 4 ．1 5 ％；贵金属A u 、A g 的富 集率分别高达1 3 9 ．8 ％和1 2 2 ．7 ％，损失率低于1 ％。 关键词铅阳极泥；浸出；锑；铋 中图分类号T F l l1文献标识码Ad o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 6 ．0 1 ．0 2 0 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 6 0 1 - 0 0 8 0 - 0 3 A l k a l i n eL e a c h i n go fS ba n dB if r o mL e a dA n o d eS l i m e L IY a n l o n g ，Y IC h a o ，L UX i n g W H ，C H E N GL i a n g ，C U IH a i r u i ，L IG u i N o r t h w e s tR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B a i y i n7 3 0 9 0 0 ，G a n s u ，C h i n a A b s t r a c t T h et e s to nl e a c h i n gS ba n dB if r o ml e a da n o d es l i m ew i t hN a O H g l y c e r i n u ma sl e a c h i n ga g e n tw a sc o n d u c t e d t oi n v e s t i g a t et h ei m p a c t so fd i f f e r e n tg l y c e r i n u ma n dN a O Hc o n c e n t r a t i o n s ，l e a c h i n gt e m p e r a t u r ea n dt i m e ，a sw e l la s r a t i oo fl i x i v i u mt ol e a da n o d es l i m e ，r e s p e c t i v e l y ，o nt h el e a c h i n ge f f e c t s ．T h el e a c h i n ge f f i c i e n c yo fS ba n dB i r e s p e c f i v e l vr e a c h e d8 2 ．5 ％a n d8 4 ．1 5 ％w i t ht h el e a c h i n gp r o c e s sc o n d u c t e da tt h et e m p e r a t u r eo f8 0 ℃f o r2h ，w i t h t h ec o n c o n t r a t i o n so fb o t hg l y c e r i n u ma n dN a O Ha t2 5 0g ／L ．r a t i oo fl i x i v i u mt ol c a da n o d es l i m ea t5 1 ．T h e e n r i c l a m e n tr a t i oo fA ua n dA gw e r eu pt o1 3 9 ．8 ％a n d1 2 2 ．7 ％，r e s p e c t i v e l y ，a n dt h el O S S r a t i ow a sl e s st h a n1 ％． K e yw o r d s l c a da n o d es l i m e ；l e a c h i n g ；s f i b i u m ；b i s m u t h 铅阳极泥是粗铅电解精炼过程中铅阳极分解后的 产物，是生产A u 、A g 的重要原料。铅阳极泥中，除含 有丰富的A u 、A g 贵金属和S e 、T e 等稀有金属外，还含 有大量的S b 、B i 等有价金属。从铅阳极泥中提取A u 、 A g 的主要工艺q 1 为铅阳极泥与预处理的铜阳极泥 混合后进人贵铅炉中形成贵铅，贵铅经脱S b 、B i 等杂 质后形成金银合金，最后电解分离得到高纯度的A u 、 A g 。在该过程中，大部分S b 、A s 等有价金属随烟气和 炉渣排出，B i 进入贵铅，贵铅中的B i 会影响A u 和A g 生产过程。若在铅阳极泥进入贵铅炉之前将其中的有 价金属高效回收利用，降低贵铅中B i 杂质含量，提高 铅阳极泥中贵金属A u 、A g 的含量，对改善后续贵铅回 收A u 、A g 的质量是很有必要的。 本文以某厂铅阳极泥为原料，采用湿法碱浸研究 铅阳极泥中的主要有价金属S b 、B i 的浸出规律，以及 铅阳极泥中A u 、A g 的富集率。 1 实验 1 ．1 实验原理及方法 铅电解过程中会产生含有F e 、C o 、N i 、C d 、z n 、T e 、 S e 、s b 、B i 、A s 、C u 、A u 、A g 、S n 和铂系金属等的铅阳极 泥。经研究发现H J ，绝大多数银与锑结合形成A g 。S b 、 ￡- A g S b 等化合物，此外A g 还会与P b 、C u 、B i 等组成 金属间化合物、氧化物或固溶体。A u 则以金单质颗粒 或者金属间化合物分布于阳极泥中。在溶液中存在多 羟基醇的情况下，氢氧化钠和铅阳极泥中的S b O ，和 B i O ，发生如下化学反应p j 。 6 N a O H a q S b 2 0 3 。 一2 N a 3 S b 0 3 。q 3 H 2 0 1 6 N a O H a q B i 2 0 3 。 一2 N a 3 B i 0 3 a q 3 H 2 0 2 利用S b 0 ，和B i O ，能够在碱性多羟基醇溶液中 溶解的化学特性，可将S b 和B i 从铅阳极泥中有效地 分离出来。 ①收稿日期2 0 1 5 - 0 9 - 1 9 作者简介李彦龙 1 9 8 6 一 ，男，山西吕梁人，助理工程师，硕士，主要研究方向为有色金属冶金新工艺及资源综合回收利用。 万方数据 第1 期 李彦龙等铅阳极泥碱性浸出锑、铋研究 配制不同浓度的N a O H 甘油浸出剂，加入阳极泥 中，考察N a O H 浓度、甘油浓度、浸出时间、浸出温度和 液固比对阳极泥中S b 、B i 浸出率的影响。 1 ．2 原料、试剂和仪器 实验原料来源于某厂I S P 系统电解铅车间产出的 铅阳极泥，主要组成见表1 。 表1 铅阳极泥组成 质量分数 ／％ A u A g C uP bSB iA sS bT e 0 ．0 5 91 7 ．5 52 0 ．6 41 3 ．5 30 ．9 1 1 0 ．3 80 ．6 81 5 ．2 60 ．3 1 主要实验仪器永磁直流电机搅拌机，5 0 ～30 0 0 r ／r a i n ；D Z K W 一4 型电子恒温水浴锅；电动搅拌器；旋片 式真空泵；密度计；温度计；烧杯；量筒；恒温干燥箱；球 磨机。 主要试剂N a O H 、甘油等，均为分析纯。 2 结果与讨论 2 ．1 甘油浓度对浸出率的影响 阳极泥用量2 0g ，固定N a O H 浓度1 5 0g ／L ，反应 时间2h ，浸出温度8 0 ℃，液固比5 1 ，甘油浓度对阳极 泥中S b 、B i 浸出率的影响如图1 所示。从图1 可以看 出，当溶液中加入甘油后，对S b 和B i 的浸出效果改善 都是很明显的，阳极泥中的s b 浸出率随着甘油浓度增 加逐渐增加，当浸出液中甘油浓度为2 5 0g ／L 时，S b 和 B i 浸出率分别为6 1 ．2 4 ％和3 8 ．9 5 ％。 图1 甘油浓度对S b 、B i 浸出率的影响 2 ．2N a o H 浓度对浸出率的影响 固定甘油浓度为2 5 0g ／L ，其它条件不变，N a O H 浓度对阳极泥中S b 、B i 浸出率的影响见图2 。由图2 可见，S b 、B i 浸出率随着浸出剂中N a O H 浓度增加呈 增长趋势。当N a O H 浓度在0 2 0 0g ／L 范围内增加 时，s b 浸出率急剧增加，在N a O H 浓度为2 5 0g ／L 后趋 于平缓；B i 浸出率与N a O H 浓度几乎呈线性关系，当 N a O H 浓度为3 0 0g ／L 时B i 浸出率为8 4 ．1 5 ％。综合 考虑，选择N a O H 浓度为2 5 0g ／L 。 图2N a O H 浓度对S b 、B i 浸出率的影响 2 ．3 浸出温度对浸出率的影响 固定N a O H 浓度为2 5 0g ／L ，其它条件不变，浸出 温度对阳极泥中S b 、B i 浸出率的影响如图3 所示。 图3 浸出温度对S b 、B i 浸出率的影响 从图3 可以发现，温度对s b 、B i 浸出率的影响较 大，其中S b 浸出率的变化更为明显。当浸出温度由 0 ℃增加到8 0 ℃时，S b 浸出率由4 1 ．9 3 ％增加到8 2 ．5 0 ％， 增长率接近1 0 0 ％；而B i 浸出率在8 0 ℃时还不足 7 0 ％，增长率不足1 5 ％。考虑到s b 的浸出效果，选择 浸出温度为8 0 ℃。 2 ．4 浸出液固比对浸出率的影响 固定浸出温度8 0 ℃，其它条件不变，液固比对阳 极泥中S b 、B i 浸出率的影响如图4 所示。液固比对 S b 、B i 浸出率的影响规律非常相似，当液固比在3 1 ～ 5 1 范围内变化时，s b 、B i 浸出率随着液固比增加几乎 呈线性增加，液固比为5 1 时，S b 浸出率为8 2 ．5 ％，B i 浸出率为6 9 ．5 7 ％。液固比大于5 1 后，S b 和B i 浸出 率均开始下降。一方面，铅阳极泥中的s b 和B i 不仅 是以氧化物存在，部分s b 和B i 分别与A u 和A g 形成 金属间化合物，此外还有部分金属以夹杂物的形式存 在于铅阳极泥中使得浸出率降低；另一方面，随着液固 万方数据 矿冶工程 第3 6 卷 比增加，单位体积的浸出剂中阳极泥量就会减少，随着 反应的进行，N a O H 甘油组成的浸出剂与铅阳极泥的 接触机会减少，在有限的反应时间内，浸出率就会降 低。因此，选取液固比为5 1 。 图4 液固比对S b 、B i 浸出率的影响 2 ．5 浸出时间对浸出率的影响 固定浸出液固比为5 1 ，其它条件不变，浸出时间 对S b 、B i 浸出率的影响如图5 所示。从图5 可以看 出，浸出时间对阳极泥中S b 和B i 浸出率影响较明显。 浸出时间低于2h ，S b 、B i 浸出率随着浸出时间增加呈 上升趋势；2h 时s b 、B i 浸出率分别达到最高值8 2 ．5 ％ 和6 9 ．5 7 ％；当浸出时间超过2h 后，阳极泥中S b 和B i 浸出率逐渐下降。浸出时间延长并不能完全浸出铅阳 极泥中的S b 和B i ，这主要是由于铅阳极泥中的部分 s b 和B i 以固溶体、合金以及金属夹杂的形式存在，使 得碱性浸出更加困难。选择浸出时间为2h 。 图5 浸出时间对S b 、B i 浸出率的影响 2 ．6 贵金属A u 和A g 的富集 矿物中有价金属的富集率占是指富集后的矿物中 金属的含量与富集前原矿物中金属含量差额比 8 塑号群崭笋⋯％ 。 原矿中金属含量 ⋯一 表2 列出了最优条件下得到的浸出渣中A u 和A g 的富集情况。 表2 浸出前后A u 和A g 富集情况 阳极泥经过N a O H 甘油浸出后，阳极泥中的铅、 铜、锑、铋等金属元素溶解进入浸出液中，然而阳极泥 中的A u 、A g 等贵金属不与N a O H 和甘油浸出剂发生 溶解反应，实验结束后留在浸出渣中而富集。分别以 最优条件得到的浸出渣与阳极泥原料中含有的金银含 量进行对比可以发现，经N a O H 甘油浸出阳极泥中S b 和B i 后得到的浸出渣中贵金属A u 、A g 的富集率分别 可达1 3 9 ．8 ％和1 2 2 ．7 ％，而铅阳极泥中金、银的损失率 也控制在1 ％以下。富集有A u 、A g 的浸出渣可以直接 送往贵铅炉进行贵金属的回收冶炼。 3 结论 用N a O H 和甘油浸出铅阳极泥中S b 、B i 的最佳条 件为氢氧化钠浓度2 5 0g ／L 、甘油浓度2 5 0g ／L 、浸出 温度8 0 ℃、液固比5 1 、浸出时间为2h ，此条件下S b 、 B i 浸出率分别为8 2 ．5 ％和8 4 ．1 5 ％。经N a O H 甘油浸 出阳极泥中s b 和B i 后得到的浸出渣中A u 、A g 富集率 分别为1 3 9 ．8 ％和1 2 2 ．7 ％，损失率低于1 ％。 参考文献 [ 1 ] 杨克儿，黄春霞，佟珊玲，等．从铅阳极泥中分离锑[ J ] ．湿法冶 金。2 0 0 5 2 1 0 8 1 1 0 ． [ 2 ] 刘贵扬，沈慧庭，王强．电解锰阳极泥有机还原浸出回收锰和铅 的研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 4 4 9 2 - 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