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硝酸银电解阳极(以银为阳极电解硝酸铜溶液)

硝酸银电解阳极(以银为阳极电解硝酸铜溶液) 亚硫酸钠还原铜阳极泥中的银

亚硫酸钠酸性溶液中金和银的还原因其操作简单、成本低廉,近年来受到国内外的广泛关注。

亚硫酸钠还原银,因为铜、镍和铅的亚硫酸盐易溶于酸,锌和铋的亚硫酸盐易溶于含二氧化硫的水溶液,而银的亚硫酸盐既不溶于无机酸溶液,也不溶于含二氧化硫的水溶液。因此,亚硫酸钠可以从含有大量重金属杂质的酸性溶液中还原银。

虽然盐溶液沉银成本低,沉银完全(氯化银溶度积为1.78× 10-10),但部分杂质(铜、镍、铅、锌、铁等)。)会与银共沉淀,得到的银纯度不高,氯化银难以过滤。采用火法还原时,由于氯化银的粒度小、熔点低,冶炼过程中银在炉渣和粉尘中的损失率高达2.5% ~ 3%。如果用铜置换法,银的纯度很低(80%左右),成本高。用铜粉置换时,由于铜粉在硝酸溶液中润湿性差,容易生成“结块”和“夹心”铜,所以得到的沉淀银纯度不高。因此,亚硫酸钠从酸性溶液中还原银优于盐析和置换铜。

лиирадсрщтейн等人报道了用亚硫酸钠从银电解废液中还原银的实验。实验中使用的硝酸银电解废液的成分(g/L)为:Ag56、Cu240、Fe3.85、N12.85、Pb18.90、Sn4.78、Bi0.60和游离HNO312.7。

当溶液的pH值为5.5 ~ 6.5时,亚硫酸钠能与所有的银反应,生成亚硫酸银沉淀。同时,15% ~ 20%的其他金属也产生亚硫酸盐共沉淀,降低银的纯度。

2硝酸镁+Na2SO3 Ag2SO3+2NaNO3

me(NO3)2+na2so 3·meso 3+2 nano 3

当溶液的pH值为1 ~ 2时,游离硝酸与亚硫酸钠反应,亚硫酸银还原生成二氧化硫。后者将亚硫酸银还原成金属银。所有贱金属杂质保留在溶液中,得到高纯度的粗银。

Na2SO3+2HNO3 2NaNO3+H2SO3

ag2so 3+h2so 3 2Ag↓+h2so 4+SO2↓

在一个容积为10L的带搅拌桨的反应器中进行了亚硫酸钠还原银的条件试验。在搅拌速度为120 r/min时,考察了还原时间、硝酸浓度和亚硫酸钠添加量对银及杂质还原沉淀的影响。

第一,还原时间对还原的影响。当溶液调至含HNO370g∕L时,按溶液中银的重量加入1.5倍的Na2SO3,室温下搅拌还原25分钟,银的沉淀率达到99.3%。图1显示了不同还原时间下银的沉淀速率。

图1反应时间与银沉淀速率的关系

第二,硝酸浓度对还原的影响。当溶液中含有HNO310g∕L时,加入1.5倍理论量的Na2SO3,室温下搅拌还原30分钟,银的沉淀率接近100%,同时占总量17%的杂质共沉淀。随着溶液酸度的增加,银和杂质的沉淀率明显下降。不同酸度条件下银和杂质的沉淀速率如图2所示。

图2硝酸浓度与银及杂质沉淀率的关系

第三,亚硫酸钠的加入对还原的影响。当溶液中硝酸浓度为70g/L,加入1.5 ~ 2倍理论量的Na2SO3,室温下搅拌还原30min,银的还原沉淀率为78.92% ~ 99.30%,共沉淀杂质占总量的0.1% ~ 0.8%(图3),其中主要杂质为(%): Cu 0.06 ~ 0.25。该方法得到的沉淀(含1.60% ~ 2.25%的铜、0.62% ~ 0.78%的锌和0.40% ~ 1.27%的铅)纯度高于铜粉置换法。

图3亚硫酸钠添加量与银及杂质沉淀率的关系

某厂曾进行过用亚硫酸钠从铜阳极泥硝酸直接浸出液中还原银的试验。试液的配制是含有大量重金属杂质的硝酸银溶液,是将铜阳极泥用水洗涤(图4)除去铜粉碎屑,然后直接加入硝酸溶解而得。

图4硝酸银分离-电解法流程图

由于实验的探索性,没有进一步比较不同的条件和选择最佳条件。实验所用的铜阳极泥主要成分为(%): Cu 11.20、Pb18.07、Zn6.30、Fe0.80、SiO22.37、Au1.64、Ag26.78,将阳极泥溶于硝酸直至后期反应缓慢后,直接用蒸汽加热阳极泥,搅拌加速溶解,除去过量硝酸,得到含有10.5g∕L银、90g∕L硝酸和大量铜、铅、锌、铁等杂质的溶液。将10L该溶液置于20L耐酸瓷罐中,室温下搅拌(不锈钢搅拌桨,转速360r∕min),每克溶液中的银加入1.8g无水亚硫酸钠(由工业纯na2so3 7h2o转化而来),搅拌40分钟使银还原。银的还原率为97.36%,沉淀物中的银含量为91.47%。沉淀物用3.0 mol/L硫酸溶液洗涤后,银品位提高到94.25%。沉银后的残液和洗涤液中的银被铜置换回收。

基于以上综合测试,可以得出以下结论:

1.亚硫酸钠可以从含有大量重金属杂质的硝酸银溶液中还原银。

2.最佳还原条件为:硝酸浓度为10 ~ 90g·∕·l,无水亚硫酸钠的用量为银含量的1.8 ~ 2.1倍,在自热搅拌下还原30 ~ 40min,银的还原接近99%,沉淀中银含量大于90%。

第三,析出的银用稀硫酸或含二氧化硫的水溶液洗涤,可明显降低杂质含量。

关键词TAG: 有色金属 
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