波立登隆斯卡尔冶炼厂阳极泥的处理.pdf

2 0 0 3年 8月第 4期 波立登隆斯卡尔冶炼厂阳极泥的处理董凤书 2 5 波立登隆斯卡尔冶炼厂阳极泥的处理 董凤 书 中国有 色工程设计研究 总院， 北京1 0 0 0 3 8 [ 摘要】 介绍瑞典 波立登隆斯卡 尔冶炼厂的 阳极泥处理技 术。详细阐述卡 尔多炉吹 炼、 银电解、 金精炼 等具有特 色的 工艺过程 。 [ 关 键词】 加压漫 出； 卡 尔多炉 ； 水溶液氯化 【 中图分类号】 T F 8 3 ； X 7 5【 文献标识码】 B【 文章编号】 1 0 0 2 8 9 4 3 2 0 0 3 0 4 - 0 0 2 5 0 3 1 概述 2 0 0 3年 3月 中国有色工程设计 研究总院与山 东东方冶炼有 限公司组 团， 前往瑞典审查波立登公 司为 山东东方冶炼 有限公 司所作 的二段焙烧技术 处理含砷金精矿的基本设计 。此次之行考察了隆斯 卡尔冶炼厂部分车间以及贵金属冶炼厂。隆斯卡尔 冶炼 厂共有员工 9 O O人 ， 其 中生产人 员 5 0 0人 包 括 1 2 0名女工 。工厂 2 0 o 2年产 C u 2 4万 t , Z n 4 ． 1 万 t 、 P b 4万 t 、 A u 1 4 t , A g 4 5 0 t 、 硫酸 6 0万 t 、 液体二 氧化硫 6万 t 。鉴 于国内几个冶炼厂都在研究 阳极 泥处理方案 ， 希望对波立登公 司阳极泥处理有更多 的了解 ， 现将考察的资料整理 出来奉献给同行 。 2 阳极泥处理 工艺 流程 隆斯卡尔冶炼厂 的贵金 属是从铜 电解 阳极 泥 中提取的 ， 其阳极泥 的组成比较稳定。此次参观所 见到的成分与两年前相 同，阳极泥组成质量分数为 ％ A u0 ． 6 5 ， Ag 2 1 ． 4， I d 0 ． 1 6 ， T e 1 ． 6 ， S e3 ． 3 ， C u9 ． 5 ， Ni 5 ． 8， A s 0 ． 9， S b2 ． 6， B i 0 ． 5， P b7 ． 8 。 阳极泥处理的工艺流程见图 1 。 贵 金 属 厂 的 报 表 显 示 ， 工 厂 2 0 0 2年 产 金 1 5 ． 5 6 2 t ，银 4 0 8 ． 4 2 7 t ，铂 钯 泥 2 ． 2 7 5 t ，碲 化 铜 C u 2 T e 3 3 ． 2 0 2 t ， 硒 1 1 7 ． 9 7 5 t 。 隆斯卡尔冶炼厂 1 9 3 0 【 作者 简介】 董凤书 1 9 柏一 ， 男 ， 辽宁人 ， 教授级高工 ， 项 目总设计 师 ， 两次赴瑞典考察。 【 收稿 日期】 2 0 0 3 - - 0 5 - - 0 5 年到 2 0 o 2年累积产金 3 8 8t ， 银 1 0 4 6 Ot 。 2 ． 1阳极泥的预处理 来 自本厂的阳极泥含水约 1 1 ％， 首先进入洗涤 槽 ， 在常温常压下加水洗涤。洗液返 回到铜电解 ， 固 体渣浆化后泵入加压釜进行加压硫酸浸出。加压浸 出釜为立式釜 ，容积 1 5 m3 ，间断操作 ，富氧浓度 9 4 ％， 温度 1 6 5℃， 压力 0 ． 8 6 MP a ， 浸出时间 8 h ， 碲 、 镍及少量银、 铜 、 硒被浸出。经过压滤 ， 溶液进入硒 化银沉淀池， 冷却过滤后得硒化银渣， 返卡尔多炉。 二次过滤后液再加铜 粉沉淀过滤后得 C u 2 T e泥 ， 余 液返铜 电解系统 。 加压浸 出渣进电热干燥箱进行干燥。干燥箱为 圆形 ， 内有钢支架 ， 上面放有多层托盘 ， 进 出料均 由 叉车进行 ， 烘干时间 1 2 h 。干燥后 的阳极泥要求含 水小于 3 ％， 加压釜 、 干燥箱均 配置在厂房的最高层 ， 干燥 后 的阳极泥用叉车倒入料仓 。 2 ． 2 卡尔多妒吹炼 加压浸 出干燥后 的阳极 泥、 碳酸钠 、 石英 石贮 存在各 自的料仓 ， 经配料混合后进入备料仓 ， 再经 加料管给卡尔多炉装料。另外 ， 该厂还经 常向卡尔 多炉 内加入 回收的金币 、 银币 、 含贵金属 的电子元 件等杂料。 卡尔多炉配置在一层 ， 卡尔多炉 的示意图见图 2。 卡尔多炉 的具体技术参数如下 阳极 泥处理量 2 5 0 0 - 3 0 0 0 t ／ a ， 工作容积 0 ． 8 m 3 , 产金银合金量 2 0 0 维普资讯 2 6 有色冶炼 口贵金属 图 1 贵金属厂主要工艺过程示意图 吹炼喷枪 图 2 卡尔多炉示意图 2 5 0 t ／ a ， 年工作天数 3 2 0 d ， 每周期循环时间 1 6 ． 2 h ， 吨阳极泥消耗燃油 柴油 0 ． 1 2 t ，消耗 氧气 3 4 0 m3 ， 消耗 焦 炭 粉 1 0 ． 6 k g ， 燃 烧 器 喷枪 需 要 最 大 油 流 速1 ． 9 I Y mi n 1 ． 1 MW， 吹炼空气量 7 0 0 m3 ／ h ， 吹炼空气 效率 2 5 ％， 熔炼后 的熔体量 1 5 6 0 k g 。 吹 炼 前 金 属 熔 体 的组 成 质 量 分 数 为 ％ Ag4 4 ． 7， Au 1 ． 8， C u3 ． 1 ， P b 1 3 ． 2， As 0 ． 2， S b2 ． 2， N i 0 ． 1 ， 至污水处理站 粗硒 至卡尔多炉 S e21 ． 1。 Te1 1 ． 8。 卡尔多炉装有 1个燃烧喷枪和 1 个 吹炼 喷枪。燃烧喷枪熔化炉料 ， 熔 炼后期加入焦炭 粉还原 渣中的银， 控制炉渣含银小于 0 ．4 ％。 最后 ， 吹炼枪将空气和氧气吹到炉内金属熔体 表面， 于是硒 、 铅和铜被氧化。二氧化硒蒸发被 捕集在文丘里收尘器内 ， 铅 和铜形成渣送至铜 熔炼转炉 。 经过精炼 ， 金银合金 中杂质含量很低 。金 银合金倒入包子 ， 铸成银电解阳极板 。 熔炼渣和金银合金组成质量分数见表 1 。 表 1 熔炼渣和金银合金组成质量分数 ％ A u A g C u P b S e T e S b 熔炼炉渣 o ． 1 o ． 5 3 2 9 ． 1 O ． 1 0 ． 1 1 2 5 金银合金 1 ．2 5 9 8 0 ． 3 o ． 0 1 o ．0 1 o ．0 1 o ． 0 1 2 ． 3 卡尔多炉烟气的处理 卡尔多炉烟气量为 3 5 0 0 - 4 0 0 0 m 3 ／ h ， 烟气成分 在各个 阶段是变化 的， 每二 - 一 周期烟气 的成分如下 维普资讯 2 0 0 3年 8月第 4期 波立登隆斯卡尔冶炼厂 阳极泥的处理董凤书 2 7 ‘ p o 1 1 5 ％ -2 0％ ， q t7 ,020％ - - 5％ ， ‘ p s 0％ - 3％ ， ps e o0- 2 0 g ／ m ， p n o O -3 0 g ／ m ， q r I 2O 1 ％- 5 ％， 其余为 N 2 。烟气经 文丘里收尘器收尘 ， 文丘里排出的气体再经湿式 电 收尘器和洗涤塔洗涤后排空 。排放烟气中含尘量小 于 5 mg ／ m3 ， 满足欧洲环保标准。洗涤塔 的废水排至 污水处理站。 文丘里收尘器收收集下来的粉尘进入沉淀池 ， 底流进行压滤 ， 滤渣返卡 尔多炉 ， 滤液通人二 氧化 硫进行一次还原沉淀硒 ，经过滤得到 ≥9 9 ． 5 ％的粗 硒 ， 再经精炼得≥9 9 ． 9 ％的标准硒粒 。一次沉硒后液 再经二氧化硫沉硒 ， 二次过滤渣返卡尔 多炉 ， 滤液 送至污水处理站 。 2 ． 4银 电解 银 电解采用 6 O O mmx 8 0 0 l n n a 高效 电解槽 ， 每组 4台共 3组 ，最大产量可达 5 0 0 ff a 。阳极尺寸 3 8 0 m inx 4 2 0 mm， 阴极 尺寸 4 O O m inx 4 5 0 I n n l ， 材料 为不 锈钢 ， 同极距 1 0 0 - 1 2 0 I n l n ， 电流密度 1 2 0 0 Mm2 。银 粉从槽底 自动排出。含有少量电解液 的银粉落人带 筛 网的不锈钢槽 内， 银粉在筛上 ， 电解液再返 回到 高位槽。 阳极泥的成分为 ％ 1 I I 1 5 ． 4 ， ∞ g 3 2 ． 5 ， 5 ～ 3 0， ‘ I 0． 1， ‘ l 0． 1， t O r e 0． 1， t O s , 0． 1。 银粉的成分为 ‘ o ．9 9 ％， ‘ 3 0 1 ， t O r 5 x 1 0 - 6 o 5xl O ， t o r ．5 xl O - ， t O S b 2 Xl 0 。 电解液要求 p o 7 ． 3 0 g ， L， p 1 ． 1 0 0 - 1 5 0 g ／ l ，超过 这个指标用铜粉进行置换 ， 置换渣返卡尔多炉 。 9 9 ． 9 9 5 ％的银粉经熔炼铸成银锭或银粒 。 银 电解槽是波立登公司专有技术 ， 单槽生产 能 力可达 4 0 a ， 国内某黄金冶炼厂已引进 1台。 2 ． 5 金的湿法精炼 银 电解得到 的阳极泥水洗后加入到 1 5 0 0 L盐 酸浸洗 釜 搪瓷釜 ， 盐 酸浓度 1 ～ 2 M， 温度 6 0 ～ 7 0 ℃， 机械搅拌。 铜等贱金属溶解 ， 金银留在渣 中， 浸洗 时 间一 般 2 - 3 h ， 用 吸滤 盘进 行 分离 。吸滤 盘约 1 5 0 0m inx 20 0 0ml n ， 用玻璃钢制造 ， 一釜放一盘。 滤 渣加入 1 5 0 0 L水溶液氯化釜 ， 液固 比 7 ～ 1 0 1 ， 酸度 1 2 MH C l ， 温度 6 0 ～ 7 0℃。氯气作氧化剂 国内个别 厂改为氯酸钠 ， 氧化还原电位大于 1 0 0 0 m V， 氯气 的加入终点以尾气玻璃瓶 中有气泡连续 冒出为准。 水溶液氯化使金变成氯金酸 ，银变为氯化银渣 ， 吸 滤盘进行金银分离。磁力泵将溶液送至 1 5 0 0 L还 原釜 ， 加 入 N a H S O 溶液 ， 控制 p H值 ， 控制还原 电 位 ， 温度 6 0 - 7 0℃， 机械搅拌。还原金的多少视溶液 杂质含量高低 和金品位而定 。隆斯卡尔冶炼厂还原 金品位大于 9 9 ． 9 9 ％， 一般一次还原 9 5 ％左右的金属 量 ， 液固分离用吸滤盘进行 。得到的金粉烘干后称 重放人坩锅内，一个坩锅正好铸一块 国际标准锭 。 铸锭 为 自动连续定量浇铸 ， 外观看上去没有手工浇 铸的美观。 溶液进行二次还原 ， 吸滤后得到 9 9 ． 7 5 ％的粗金 粉返 回到水溶液氯化釜 。二次还原后液沉淀铂钯 。 废液经铁粉置换后送污水处理站。 真空系统由水环式真空泵和缓冲槽组成 ， 缓 冲 槽 由玻璃钢制造 ， 形状类似小搪瓷反应釜 ， 体积约 0 ． 5 m 。 吸滤盘 的滤布为波立登专有滤布 ，不跑混 ， 不 需再生洗涤， 每次用塑料铲铲出滤渣后可继续使用 ， 大约 3 个月换一次滤布。 3 主要技 经指标 隆斯卡尔冶炼厂贵金属 厂从 阳极泥 到成 品银 的直收率 9 0 ％- 9 5 ％，总收率 9 5 ． 5 ％；金的直收率 9 8 ． 5 ％～ 9 9 ． 0 ％， 总收率 9 9 ． 8 ％。 从阳极泥到产出金银合金， 贵金属的回收率分 别为 A u 9 9 ． 9 ％， A g 9 9 ． 8 ％， P a ／ P t 8 0％ ， s e 9 7 ％- 9 8 ％， r e9 0 ％。 4 结束语 卡尔多炉处理阳极泥的技术具有其独特之处 ， 波兰、 墨西哥 、 哈萨克斯坦 、 美 国等工厂 已采用 。国 内有三家黄金冶炼厂分别引进 了金精炼技术用 于 处理金泥 ， 均已投产。 在整理考察报告时， 波立登公司驻北京办事处 刘万灵先生提供 了一些资料 ， 在此表示谢意。 上接 第 1 1页 A L C L A R 6 0 0 * 的水平 。烧结法硅渣分离过程中添加 絮凝剂的试验表 明， 选用英 国 6 0 0 “ 絮凝剂可减少进 入流程 中的水 ， 有利于提高精液氧化铝浓度 ， 减轻 蒸发负担。 【 参考文献】 【 1 】 杨重愚． 氧化铝生产工艺[ -s q ．北京 冶金工业 出版社。 1 9 9 3 ． 【 2 】 卢红梅等． 赤泥沉降过程 中絮凝剂的现状与发展前景【 J 】 ． 轻金属 。 2 0 0 0， 9 ． 【 3 】 吕鲜 翠等． 多种絮凝剂在我 厂氧化铝生产 中的应用性 能简述【 J 】 ． 晋铝科 技 ， 2 0 0 1 。 3 ． 【 4 】 李云 中等． 浅谈钠硅渣分离时絮凝剂 的选型【 J 】 ． 晋铝科技 ， 2 0 0 2 卫 维普资讯