黃 健，吳宋超

（1.湖南有色金屬研究院，湖南長(zhǎng)沙 410100；2.湖北鑫榮礦業(yè)有限公司，湖北十堰 442000）

銀泥濕法冶煉脫鋅與分銀工藝的優(yōu)化

黃 健1，吳宋超2

（1.湖南有色金屬研究院，湖南長(zhǎng)沙 410100；2.湖北鑫榮礦業(yè)有限公司，湖北十堰 442000）

金銀濕法生產(chǎn)試驗(yàn)研究得出優(yōu)化脫鋅工藝過程中，硫酸投加量由原先理論用量的2.5倍降為投加2倍硫酸理論用量，反應(yīng)溫度控制在70℃，能穩(wěn)定保持較高的脫鋅率，脫鋅渣中鋅含量在1.5%左右，有效地減少了脫鋅過程中硫酸的消耗（同比降低了20%硫酸消耗）以及脫鋅率的提高（由原先80%左右的脫鋅率提高到現(xiàn)在的87.5%）。分銀工藝的優(yōu)化重心在調(diào)整硝酸配比，通過生產(chǎn)試驗(yàn)探索，找到了較為理想的硝酸配比，由原先水比硝酸1∶1調(diào)整為水比硝酸3∶2（重量比），顯著提高了硝酸利用率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，和原工藝相比，硝酸利用率提高了12.5%。

銀泥；脫鋅；分銀；工藝優(yōu)化

目前國(guó)內(nèi)外貴金屬礦山多為金礦、銀礦等獨(dú)立礦山，貴金屬冶煉企業(yè)主要從金精礦或銀精礦中提純金、銀，其工藝主要采用火法冶煉工藝與濕法冶煉工藝［1］。金銀火法冶煉工藝經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐，它對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)，處理能力大，且隨著設(shè)備及操作條件的不斷改進(jìn)，已日臻完善和成熟，金銀回收率達(dá)到比較高的水平［2］。但火法流程復(fù)雜冗長(zhǎng)，金、銀回收率不高，返渣多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，積壓大量資金［3］，影響企業(yè)資金周轉(zhuǎn)，還存在能耗高、污染環(huán)境嚴(yán)重等缺點(diǎn)。濕法冶煉工藝［4］一般運(yùn)用氰化浸出、鋅粉置換、硫酸脫鋅、硝酸分銀、氯化分金、水合肼還原，從而實(shí)現(xiàn)金銀提純。該工藝過程簡(jiǎn)單，制備的銀粉、金粉經(jīng)過濾、洗滌、烘干后即可鑄錠，銀、金回收率達(dá)99%以上，沉銀母液和還原后液中的銀含量均小于0.001 g／L。

1 試驗(yàn)原料

某公司氰化-鋅粉置換工藝處理后制得的銀泥中銀含量70%～75%，金含量5 000～6 000 g／t，主要有害金屬雜質(zhì)鋅含量8%～12%、銅含量1%～1.2%。試驗(yàn)主要研究銀泥在處理過程中脫鋅與分銀工藝的優(yōu)化。

2 試驗(yàn)原理及方法

2.1 脫鋅工藝

在脫鋅工藝階段需濃硫酸才能同時(shí)除去金屬雜質(zhì)鋅與銅，考慮到銅雜質(zhì)含量少及后續(xù)廢液殘酸的處理，利用稀硫酸處理脫鋅即可，銅雜質(zhì)在后續(xù)硝酸分銀中除去。

Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑

Cu+H2SO4（濃）＝CuSO4+H2↑

2.2 分銀工藝

硝酸分銀是金屬銀與硝酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：

3Ag+4HNO3（?。?AgNO3+NO↑+2H2O Ag+2HNO3（濃）＝AgNO3+NO2↑+H2O

由上述反應(yīng)式可知，避免金屬銀與濃硝酸反應(yīng)，可大大提高硝酸的利用率。

2.3 試驗(yàn)研究方法

在脫鋅與分銀工藝優(yōu)化試驗(yàn)過程運(yùn)用單因素試驗(yàn)法開展研究工作，找出最佳的脫鋅與分銀工藝條件，降低生產(chǎn)成本，提高工藝技術(shù)水平。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 脫鋅工藝優(yōu)化

試驗(yàn)考察不同硫酸投加量對(duì)脫鋅效果的影響，其它工藝條件為：銀泥重量600 kg，反應(yīng)溫度60℃，攪拌時(shí)間4 h，液固比3∶1。試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 不同硫酸投加量試驗(yàn)結(jié)果

不同硫酸投加量對(duì)渣含鋅的影響如圖1所示。

圖1 不同硫酸投加量對(duì)渣含鋅的影響

由上述試驗(yàn)結(jié)果可知，硫酸投加量為200 kg最為合適，硫酸投加量過多，則浪費(fèi)硫酸的消耗，硫酸投加量少于200 kg，則銀泥中鋅脫除不凈，因此硫酸投加量定為200 kg較為合適。

試驗(yàn)考察不同反應(yīng)溫度對(duì)脫鋅效果的影響，其它工藝條件為：銀泥重量600 kg，硫酸投加量200 kg，攪拌時(shí)間4 h，液固比3∶1。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 不同反應(yīng)溫度試驗(yàn)結(jié)果

圖2 不同反應(yīng)溫度對(duì)渣含鋅的影響

不同反應(yīng)溫度對(duì)渣含鋅的影響如圖2所示。

由上述試驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到70℃后，脫鋅渣中鋅含量大致維持在1.5%左右，前期投料銀泥過程中由于硫酸與鋅反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且硫酸濃度較高，所以脫鋅能順利進(jìn)行，隨著硫酸的消耗，硫酸濃度變稀后，只有加熱才能促進(jìn)硫酸進(jìn)一步的脫鋅反應(yīng)，因此投料完畢后，升溫至70℃最為理想。

試驗(yàn)考察不同反應(yīng)攪拌時(shí)間對(duì)脫鋅效果的影響，其它工藝條件為：銀泥重量600 kg，反應(yīng)溫度70℃，硫酸投加量200 kg，液固比3∶1。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 不同反應(yīng)攪拌時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果

不同反應(yīng)攪拌時(shí)間對(duì)渣含鋅的影響如圖3所示。

圖3 不同反應(yīng)攪拌時(shí)間對(duì)渣含鋅的影響

由上述試驗(yàn)結(jié)果可知，投料完畢后反應(yīng)攪拌時(shí)間達(dá)到2 h則脫鋅反應(yīng)基本完成，達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)攪拌時(shí)間不足的話，則液固介質(zhì)交換擴(kuò)散滲透不充分，影響銀泥顆粒內(nèi)部鋅的脫除；反應(yīng)攪拌時(shí)間過長(zhǎng)則無謂消耗動(dòng)力，因此反應(yīng)攪拌時(shí)間定為2 h最為合理。

綜合上述試驗(yàn)得到的最佳工藝參數(shù)組合起來進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，最終檢驗(yàn)分析脫鋅渣中鋅含量都能穩(wěn)定在1.5%左右，試驗(yàn)結(jié)果證明該脫鋅優(yōu)化項(xiàng)目取得了顯著的效果和成績(jī)。

3.2 分銀工藝優(yōu)化

試驗(yàn)考察不同水與硝酸配比對(duì)分銀投料效果的影響，其它工藝條件為：硝酸用量定為200 kg，投料完畢后升溫至85℃，攪拌時(shí)間4 h。在試驗(yàn)投料脫鋅渣過程中以投料后基本無氣泡產(chǎn)生為試驗(yàn)終點(diǎn)，記錄試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 不同水與硝酸配比試驗(yàn)結(jié)果

不同水與硝酸配比對(duì)脫鋅渣投料量的影響如圖4所示。

圖4 不同水與硝酸配比對(duì)脫鋅渣投料量的影響

由上述試驗(yàn)結(jié)果可知，水與硝酸重量比為1.5∶1時(shí)，硝酸利用率最高，200 kg硝酸能投料分銀360～370 kg，硝酸濃度偏高的話，投料前期以濃硝酸分解銀為主，隨著反應(yīng)進(jìn)行，硝酸濃度降低后，則是稀硝酸開始分解銀，但如果水與硝酸重量比過大，水投加過多，硝酸濃度偏稀，則投料分銀反應(yīng)過程緩慢，在漫長(zhǎng)的投料過程中，部分硝酸也揮發(fā)損失。因此通過試驗(yàn)得出，最佳水與硝酸重量比為1.5∶1為最佳。

試驗(yàn)考察投料完畢后升溫加熱促進(jìn)反應(yīng)，生產(chǎn)過程中不同溫度對(duì)分銀浸出率的影響，其它工藝條件為：硝酸用量定為200 kg，加水300 kg，投料完畢后加熱溫度分別為60℃、70℃、80℃、90℃、100℃，攪拌時(shí)間4 h，試驗(yàn)考察各溫度下分銀渣中銀含量，記錄試驗(yàn)結(jié)果，見表5。

表5 投料完畢后不同升溫溫度對(duì)分銀渣含銀的影響

不同升溫溫度對(duì)分銀渣含銀的影響如圖5所示。

圖5 不同升溫溫度對(duì)分銀渣含銀的影響

由上述試驗(yàn)結(jié)果可知，加熱溫度為90℃時(shí)效果最佳，分銀渣中銀含量只有1.23%，銀浸出率達(dá)到99.2%，加熱到100℃后，存在生產(chǎn)安全隱患，溶液劇烈沸騰，有冒槽的危險(xiǎn)，因此排除。

4 結(jié) 論

1.生產(chǎn)試驗(yàn)研究得出優(yōu)化脫鋅工藝過程中，硫酸投加量由原先理論用量的2.5倍降為投加2倍硫酸理論用量，反應(yīng)溫度控制在70℃，能穩(wěn)定保持較高的脫鋅率，脫鋅渣中鋅含量在1.5%左右，減少了在脫鋅工藝過程中硫酸的消耗量，節(jié)約了生產(chǎn)成本。有效的減少了脫鋅過程中硫酸的消耗（降低了20%硫酸消耗）以及脫鋅率的提高（由原先80%左右的脫鋅率提高到現(xiàn)在的87.5%），減少了后續(xù)工藝堿物料的消耗，同時(shí)減少了分銀工藝生產(chǎn)過程硝酸與鋅金屬雜質(zhì)的副反應(yīng)的發(fā)生，提高了硝酸分銀的利用率。

2.分銀工藝的優(yōu)化重心在調(diào)整、優(yōu)化硝酸配比，通過近半年生產(chǎn)試驗(yàn)探索，找到了較為理想的硝酸配比，由原先水比硝酸1∶1調(diào)整為水比硝酸3∶2（重量比），300 kg水投加200 kg硝酸可比原先200 kg水投加200 kg硝酸的分銀工藝參數(shù)條件下多投料脫鋅渣40 kg左右（原先投320～340 kg脫鋅渣，現(xiàn)在投360～380 kg脫鋅渣）。顯著提高了硝酸利用率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，和原工藝相比，硝酸利用率提高了12.5%，即節(jié)省了原先硝酸消耗的12.5%。并且分銀過程產(chǎn)生的煙氣濃度也相應(yīng)降低，顏色變淡，給冶煉尾氣凈化裝置充分的凈化緩沖余地，提升了凈化裝置處理能力，降低了尾氣對(duì)環(huán)境的污染。

［1］ 黃振泉，胡躍華，鐘平，等.黃金提取方法與工藝現(xiàn)狀及其發(fā)展前景［J］.贛南師范學(xué)院學(xué)報(bào)，1994，（5）：54-67.

［2］ 陳芳芳，張亦飛，薛光.黃金冶煉生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀及發(fā)展［J］.貴金屬，2011，2（1）：11-18.

［3］ 汪蓓.銅陽極泥預(yù)處理富集金銀新工藝研究［D］.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2009.

［4］ 黎鼎鑫，王永錄.貴金屬提取與精煉［M］.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2001.549-559.

Process OptiMization of Zinc Rem oval and Silver Separation of Silver M ud by Hydrometallurgy

HUANG Jian1，WU Song-chao2
（1.Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China；2.Hubei Xinrong Mining Co.，Ltd.，Shiyan 442000，China）

In the process of zinc removal by gold and silver hydrometallurgy，the amount of sulfuric acid was reduced from 2.5 times to 2 times of the theoretical amount，reaction temperature was controlled at70 degrees，which could maintain the stability of the high zinc removal rate and the zinc content in zinc slagwas about1.5%，and effectively reduce the sulfuric acid consumption 20%and increase the rate of zinc from the original 80%to 87.5%.The optimization of silver separation process focused on adjusting the ratio of nitric acid.Through the exploration，it cracked the ideal ratio of nitrate，adjusting from the original ratio 1∶1 to 3∶2（weight ratio），and significantly increased the nitrate utilization rate，saved the cost of production.Compared to the original process，the nitrate utilization rate was increased by 12.5%.

silvermud；zinc removal；silver separation；process optimization

TF803.2

A

1003-5540（2016）03-0031-03

2016-04-22

黃 健（1983-），男，工程師，主要從事環(huán)境工程、有色金屬資源回收等方面的研究工作。