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铜阳极泥化学分析方法(工业上从电解精炼铜的阳极泥)

铜阳极泥化学分析方法(工业上从电解精炼铜的阳极泥) 铜阳极泥浸出渣中硒和铅的氯化和硝酸脱除

某厂铜阳极泥的主要成分(%):金0.3 ~ 0.9%,银4 ~ 10%,铜15 ~ 25%,铅10 ~ 20%,锡10 ~ 15%,硒1 ~ 4%。使用图1所示的工艺,在通过用稀硫酸直接浸出除去铜之后,浸出残渣中的铜含量低于1%。然后用液体氯化除硒,用稀硝酸浸出除铅,用碳酸钠转化。除去铜、硒、铅后,渣量很少,再用氯酸钠浸出金,氨浸出银。

图1氯酸钠氯化-全湿法工艺

1.氯化脱硒

氯化硒脱除是通过通入氯气氧化稀盐酸溶液中的浸出渣,达到:

(1)分解去除硒化物;(2)浸出渣中的银完全转化为氯化银,从而可以通过氨浸回收。氯化过程中,浸出渣中残留的铜可以被完全去除。为防止铅的溶解,溶液中应含有3 ~ 4摩尔/升的硫酸。

氰化过程中,固液比为1∶3,液温为80℃。通入氯气氯化2 ~ 4小时。起初硒化物分解还原成硒(Se2+→ Se),浸出渣逐渐变红;随着过程的进行,单质硒再次被氧化(Se→Se4++),浸出渣逐渐变浅。另外,浸出渣中的银逐渐转化为氯化银,使渣逐渐变白。氯化终点是当炉渣变白时,用硝酸溶解炉渣样品,然后用氯离子进行测试,直到没有氯化银沉淀生成,证明炉渣中的银已经完全转化为氯化银,然后终止氯化。

硒的氯化浸出率可达97%以上,几乎可以除去铜等杂质或大大降低。但在此过程中有少量金进入溶液,需要在通入二氧化硫还原硒时从粗硒产品中回收。硒还原后的溶液可返回浸出。粗硒用亚硫酸钠溶解,过滤,不溶残渣主要是金。该渣与下一个除铅渣结合,用氯酸钠浸出金。用盐酸酸化滤液以制备精制硒。

二、碳酸钠转化和硝酸除铅

氯化除硒后的浸出渣中铅主要以硫酸铅的形式存在。为了尽可能多地除去铅,防止银进入溶液,加入碳酸钠将铅转化为碳酸铅或碱式碳酸铅,其他金属的硫酸盐也转化为碳酸盐,以利于用硝酸浸出。由于碳酸铅的溶度积(1.0× 10-13)远小于硫酸铅的溶度积(1.6× 10-8),只要使用足够的碱,硫酸铅完全可以转化为碳酸铅。在转化过程中,在固液比1∶4、液温70 ~ 90℃和机械搅拌的条件下,缓慢加入碳酸钠(浸出渣质量的40%)。经过约4小时的转化,铅转化率超过99%。然后,滤液的主要成分是碳酸钠、硫酸钠和部分氯化钠。大部分硫酸钠结晶除去后,滤液返回转化操作,直至回收至含氯化钠过多,再与其他酸性废液中和后丢弃。

硝酸除铅的原理是基于硝酸能彻底快速溶解碳酸铅,生成的硝酸铅溶解度高。该方法可获得纯净的硝酸铅溶液。稀硝酸中和除铅是指在室温和搅拌下,缓慢加入3 mol/L硝酸,待反应变慢,无二氧化碳气泡放出后,确定溶液pH值在0.5以下,终止操作。此时铅的去除率大于99%,渣中铅含量小于0.3%。金银不会在浸液中流失。如果浸出渣含钙,也会生成硝酸钙进入溶液。

过滤后的除铅液主要含有硝酸铅(可能还有一点硝酸钙)。向溶液中加入适量的硫酸,使铅和钙以硫酸盐形式沉淀出来,然后将溶液返回除铅处使用。为了保证回收液的除铅效果,回收液中不得含有SO42 -。因此,沉淀铅钙时,应控制硫酸的用量,再生液中残留少量硝酸铅。脱除硒和铅后的浸出渣送氯酸钠浸出金。

经过一段时间的生产,该厂上述工艺取消了“氯化除硒”和“氯浸银”两项操作,改为“碳酸钠转化-硝酸除铅”,再用硝酸浸出银和硒。改进的工艺是加入碳酸钠转化后,室温下加入2 mol/L硝酸,搅拌反应至无二氧化碳气泡放出,确定pH值为1 ~ 2。脱铅率达到99.4%,渣中铅含量约0.3%,金银无损失。脱铅后的渣用5mol∕L硝酸溶液浸出,固液比1∶4,液温80 ~ 90℃,浸出时间1h。银和硒的浸出率分别达到92%和95%以上。为了提高银的浸出率,在配制5mol/L硝酸溶液时使用蒸馏水或离子交换水,以避免氯离子带入溶液中生成氯化银沉淀。除铜、铅、银、硒后,浸出渣量大大减少,为氯酸钠浸金提供了方便。

将银硒浸液加热,根据银含量加入适量HCl(HCl不宜过量,浸液中留少量AgNO3)沉淀AgCl。过滤后的AgCl用稀HCl洗涤,然后用铁置换,得到纯度为99.9%的银粉。滤液返回用于再次浸出。在循环直到硒富集后,SO2或Na2SO3用于还原和沉淀硒。

关键词TAG: 有色金属 
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