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        銅陽(yáng)極泥熔煉渣浮選精礦中鉍的回收利用

        2018-08-05 04:00:32朱新生
        世界有色金屬 2018年10期
        關(guān)鍵詞:陽(yáng)極泥鐵粉液固比

        朱新生

        (金隆銅業(yè)有限公司 安徽銅陵 244021)

        1 前言

        kaldo爐處理酸浸脫銅陽(yáng)極泥產(chǎn)出的熔煉渣,由于含有少量的金、銀等貴金屬,國(guó)內(nèi)外通常全部返回銅冶煉系統(tǒng)再循環(huán),實(shí)現(xiàn)金銀二次回收。由于循環(huán)流程過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的有價(jià)元素分散,降低了貴金屬的直收率及綜合回收率。國(guó)內(nèi)某企業(yè)開(kāi)發(fā)了浮選富集金、銀技術(shù),將熔煉渣中99%以上的金、銀富集到精礦中,精礦返回kaldo爐再回收,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,雜質(zhì)元素鉍、砷等雜質(zhì)在浮選過(guò)程中也得以富集,精礦入爐處理延長(zhǎng)單爐處理時(shí)間2小時(shí)以上[1],降低了卡爾多爐的處理能力,其中的有價(jià)元素鉍未能得到回收。因此本文對(duì)kaldo熔煉渣浮選精礦中鉍的脫除及綜合利用進(jìn)行了研究??柖酄t熔煉渣浮選精礦主要組成如表1。

        2 原理與工藝流程

        2.1 基本原理

        在硫酸氯鹽體系下,鉍以可溶的氯化鉍形式進(jìn)入液相,經(jīng)中和水解生所氯氧鉍。氯氧鉍堿浸脫砷除雜,浸出渣酸浸重溶鐵粉還原制得海綿鉍。主要化學(xué)方程式[2]如下:

        2.2 工藝流程

        擬采用的工藝流程如圖1所示

        3 硫酸-氯鹽浸出

        控制溫度在90℃~98℃,在固液質(zhì)量比1:4、硫酸濃度2.5mol/l、氯化鈉濃度125g/l 條件下,連續(xù)攪拌4小時(shí),冷卻澄清,過(guò)濾。精礦酸浸渣組成如表2。

        由表2可以看出,熔煉渣精礦經(jīng)酸浸后,由于Bi、Ca、Mg等雜質(zhì)的進(jìn)入酸浸液,金,銀品位進(jìn)一步得以富集,該部分浸出渣可直接返回kaldo循環(huán)利用。精礦中的鉍由15.28%下降到了0.23%,達(dá)到了精礦返回kaldo爐使用的要求。

        圖1 銅陽(yáng)極泥熔煉渣浮選精礦中鉍的回收流程

        4 中和沉鉍

        上述浸出液,采用30%的氫氧化鈉,調(diào)節(jié)溶液pH值至3.0~3.5,充分?jǐn)嚢?0分鐘,靜止澄清至上清液清亮,底流進(jìn)行固液分離,得到固體氯氧鉍。其組成見(jiàn)表3。

        5 堿浸脫砷

        由表3可以看出,砷作為沉鉍渣中主要雜質(zhì)元素,有必要在提鉍前去除,可以利用砷在堿液中生成易溶的砷酸鈉進(jìn)入液相,鉍則留在渣中,實(shí)現(xiàn)砷的開(kāi)路分離。

        表1 kaldo熔煉渣浮選精金礦成分

        表2 精礦酸浸渣成分

        表3 中和沉鉍渣主要成份

        5.1 浸出時(shí)間對(duì)砷脫除率的影響

        設(shè)定浸出溫度為90℃、氫氧化鈉與沉鉍渣質(zhì)量比(堿料比)為1:2、液固比為6:1,考察浸出時(shí)間對(duì)砷脫除率的影響。結(jié)果見(jiàn)圖2。

        由圖2可知,砷浸出率隨著浸出時(shí)間的增加而升高,當(dāng)浸出時(shí)間從1h延長(zhǎng)到3h時(shí)砷浸出率增加較為顯著,由81.85%增加到89.68%,浸出時(shí)間再延長(zhǎng)砷浸出率增幅變緩。浸出3h時(shí)可作為最佳時(shí)間。

        5.2 氫氧化鈉加入量對(duì)砷脫除率的影響

        設(shè)定浸出溫度為90℃、液固比為6:1、浸出3h后,考察堿料比對(duì)砷脫除率的影響。結(jié)果結(jié)圖3。

        圖2 浸出時(shí)間對(duì)脫砷效果的影響

        圖3 堿料比對(duì)脫砷效果的影響

        由圖3可能看出,砷浸出率隨著堿用量的增加而升高,當(dāng)堿料由1:4增大到3:4時(shí),砷的浸出率增幅較大,由86.21%增加到93.25%為最高,堿料比再升高到1:1時(shí)砷浸出率為92.57%略微有所下降。因此選定堿料比3:4為適宜的堿用量

        5.3 浸出溫度對(duì)砷脫除率的影響

        取堿料比為3:4、液固比為6:1、浸出3h后,考察浸出溫度對(duì)砷脫除率的影響。結(jié)果見(jiàn)圖4所示。

        由圖4可以看出,溫度由20℃增加到80℃時(shí),砷浸出率隨著溫度的升高大幅增加80℃時(shí),砷的浸出率達(dá)到92.38%,溫度再升高到90℃時(shí)砷浸出率為變化不大。因此80℃可作為適宜的浸出溫度

        圖4 溫度對(duì)脫砷效果的影響

        圖5 液固比對(duì)脫砷效果的影響

        5.4 液固比對(duì)砷脫除率的影響

        浸出溫度為80℃、堿料比為3:4、浸出3h后,考察液固比對(duì)砷脫除率的影響。結(jié)果見(jiàn)圖5所示。

        由圖5可知,當(dāng)液固由3:1增加到5:1時(shí),砷浸出率由80.3%增加到93.25%,液固比繼續(xù)增加時(shí)砷浸出率基本不變,甚至出現(xiàn)微弱下降趨勢(shì)。

        6 海綿鉍的制取

        6.1 鹽酸重溶

        根據(jù)陳蘭、謝兆風(fēng)、覃小龍等相關(guān)研究結(jié)果[3],以室溫條件下,將脫砷后含鉍渣經(jīng)鹽酸浸出重溶,鹽酸濃度2.5mol/l、液固比5:1,反應(yīng)1小時(shí),制備富鉍溶液,組成為砷0.12g/l、銻3.55 g/l、銅1.62 g/l、鉍90 g/l。

        6.2 鐵粉還原

        鹽酸重溶反應(yīng)結(jié)束后,向浸出液中加入還原鐵粉,鐵粉加入量為溶液中鉍量的1.25倍,還原反應(yīng)時(shí)間3h,分別對(duì)渣相、液相進(jìn)行分析,液相中鉍還原置換率可達(dá)98.1%,產(chǎn)品海綿鉍中含鉍85.6%、含鐵1.9%,鉍的綜合回收率92.3%。

        7 結(jié)果與討論

        針對(duì)銅陽(yáng)極泥熔煉渣浮選精礦中高鉍特點(diǎn),提出酸浸脫鉍、中和沉淀、鹽酸重新及還原提鉍工藝,特別是對(duì)主要雜質(zhì)砷的脫除進(jìn)行優(yōu)化研究,獲得了脫砷的最佳工藝參數(shù)條件:堿料比3:4、浸出溫度80℃、浸出時(shí)間3h、液固比5:1,砷的脫除率可達(dá)到93.25%。經(jīng)鹽酸重溶、鐵粉還原置換后,最終獲得含鉍85.6%的海綿鉍。

        因此,采用本文提出的工藝,對(duì)銅陽(yáng)泥熔煉渣浮選精礦進(jìn)行處理,既能有效降低精礦中鉍含量,避免了對(duì)kaldo作業(yè)周期的影響,又能實(shí)現(xiàn)精礦的有價(jià)元素鉍的回收利用。

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