一、前言

铜阳极泥富含重有色金属、贵金属、稀有金属等多种有价元素，因此一直备受人们关注。为了回收这些有价值的元素，世界上许多国家做了大量的工艺实验、研发和设备改进，各种实验研究和工业应用在七八十年代取得了很大进展。近30年来，我国铜阳极泥处理的各种实验研究和工业应用取得了很大进展，特别是湿法工艺的研究，在回收金、银等元素方面取得了很大进展。

目前金川公司处理铜阳极泥的方法与国内同行业其他厂家类似。采用硫酸化焙烧-浸出法。在实践中，由于燃煤加热和设备老化严重，存在操作难以精确控制、生产环境恶劣、金属回收率低、生产成本高等缺点。而且金川公司“十五”期间铜产能大幅增加，铜阳极泥处理能力严重不足。因此，有必要进行技术改造，改善目前生产的操作技术条件。

二。金川铜阳极泥的特征及原因分析

(1)化学成分和相成分

铜阳极泥通常分为三类:硫化铜电解阳极泥、硫化铜镍电解阳极泥和杂铜阳极泥。金川铜阳极泥属于铜镍硫化矿电解阳极泥，颜色为黑灰色，粒度在100 ~ 200目之间，混有少量砂石。其化学成分和相组成见表1和表2。

表1金川铜阳极泥的化学成分%

表2金川铜阳极泥中主要元素的相组成

从表1和表2可以看出，金川铜阳极泥具有明显的特征:(1)镍含量特别高，硒含量远高于银含量，并含有一定量的铂族金属；(2)镍的相组成特别复杂，主要是NiO，还有一定量的高价氧化物相；(3)银含量小于硒，部分硒与铜结合形成Cu2Se、CuAgSe等相。

原因分析

金川铜镍硫化物矿床不仅富含镍和铜，还富含硫、钴、铂、钯、金、银、硒等有价元素。表3列出了金川矿石中伴生金属元素的含量。

表3金川矿石中伴生元素含量g/t

目前铜阳极泥含镍量高、物相组成复杂的原因，还需要从高冰磨和浮选两方面来分析。高锍磨矿浮选生产的铜精矿含铜65% ~ 70%，含镍3% ~ 5%。经过反射炉熔炼精炼后，得到的铜阳极板中的镍主要以Ni3S2和Ni [9]的形式存在。铜电解过程中，镍主要进入电解液，少量镍以NiO和NiS的形式进入铜阳极泥。铜阳极泥含镍10% ~ 15%，铜50% ~ 60%。自1988年以来，铜系统逐渐在自热炉中熔炼，在卡尔多炉中吹炼。由于吹炼过程中的强氧化性气氛，镍主要以NiO和(Ni，Fe)3O4的形式存在于铜阳极泥中。这些相在铜电解过程中不进入电解液，而是直接或进一步氧化成高价氧化物进入铜阳极泥，阳极板中的少量铜也进入铜阳极泥。

三。金川铜阳极泥生产技术现状

金川公司于1971年开始生产铜阳极泥。国内许多科研机构对这种材料的处理进行了各种实验研究。1987年，处理再生铜阳极泥的工艺投产。原设计规模为每年处理40吨二次阳极泥。经过几年的生产运行，认为二次阳极泥熔融电解生产过程中银、硒损失较大，增加了主工序产量。因此，1990年采用小窑直接处理阳极泥。随着阳极泥成分的变化和铜电解车间新系统的投产，1996年进行了扩产，使铜阳极泥一次焙烧能力达到500t/a，由于阳极泥需要二次甚至三次焙烧，阳极泥实际处理能力只能达到300t/a，目前铜阳极泥处理工艺流程图如图1所示。

目前生产工艺中存在的主要问题是银和硒的无休止脱除和镍的浸出率低。主要原因有:(1)两次焙烧时间温度控制不准，时高时低，主要是温度低，导致脱硒没完没了；(2)一次酸浸过程中加入生料(未焙铜阳极泥)沉银，使二次焙砂的物相组成更加复杂，未能达到高脱硒率和高镍浸出率的目的。

四。相似材料处理工艺简介

国内类似金川的铜阳极泥很少，芬兰奥托昆普公司和前苏联莫斯科铜厂的铜阳极泥含镍量与金川相近[1]。其化学成分如表4所示。

表4国外铜阳极泥的化学成分%

20世纪80年代初，Otop公司开始了大规模的铜阳极泥处理工艺改进和设备完善的研究工作，并投入工业应用。在未来20年内，其技术和设备(包括自动控制等。)被广泛推广到世界各地。许多国家的部分或全部厂家都采用奥托昆普铜阳极泥处理方法。

奥托-普铜阳极泥的处理方法有氧化酸浸除铜、加压酸浸除镍和亚硫酸焙烧蒸硒。由于原料中金银含量高，铜氧化酸浸出效率高，奥托昆普公司采用这种低成本的方法从铜阳极泥中除铜。

1985年以前，除镍工艺采用热硫酸浸出法，条件为温度150 ~ 200℃，时间8h。反应后，通过在含水浸出槽中稀释和过滤，可获得含镍和铜小于1%的浸出渣。加压酸浸用于去除镍。工艺条件为温度150 ~ 180℃，压力0.7 ~ 0.8 MPa，时间2 ~ 4小时。除镍后，渣中镍含量低于1%。该工艺具有以下优点:(1)降低了酸耗；(2)蒸发量和浓缩量减少；(3)降低了能耗；(4)降低了设备的腐蚀程度；(5)金属回收率高，生产成本低。

在蒸硒工艺改进之前，还采用硫酸焙烧蒸硒，即将铜阳极泥用浓硫酸制浆，然后放入铸铁盘中，送入炉中600℃焙烧24 ~ 48h。这种方法由于腐蚀和焙烧严重，释放出大量的SO2，设备故障多，环境污染严重。为此，公司重点研究开发亚硫酸化焙烧法脱硒。在该方法中，将阳极泥加入到焙烧盘中，堆积在焙烧炉中，并通入SO2气体和空气体(或氧气)的加热混合物。烟气在炉内强制循环，使烟气的热量传递给炉料，热效率高。反应产生的气体被通过喷射器循环的稀硫酸吸收。在喷射器之后，硒被释放到熔炉中。奥托铜阳极泥脱硒流程见图2。

这种方法的优点很明显:减少了烟气量，减少了废酸量，改善了工作环境，避免了腐蚀，从而降低了维护和运行成本。这种奥托昆普焙烧炉已在智利、印度、瑞典、美国、前南斯拉夫、赞比亚和其他国家使用。在智利国有矿业公司的应用中得到了更新和改进:改进了硒沉淀系统，减少了循环液中的悬浮物，减少了管道结疤，减少了泵的磨损；改造循环管路系统，减少焙烧炉停车时间，提高处理能力。改进后的回收设备流程图如图3所示。

5.金川铜阳极泥处理工艺的选择

(一)工艺选择的原则

工艺选择的总原则是工艺先进、可靠、经济合理，具体可以体现在以下几个方面:工艺简单、工艺先进、综合利用率高；(2)技术经济指标高，材料和能源消耗低；(3)设备易于制造，维护和维修方便，(4)劳动条件好，环保；(5)投资与经济效益的关系。

(2)金川铜阳极泥处理的替代工艺方法

根据金川高镍铜阳极泥的原料特性，只有两种工艺流程可供选择并成功应用于工业:一种是传统的硫酸化焙烧脱硒酸浸除铜和镍；另一种是加压浸出除铜、镍，硫黄焙烧除硒。由于金川公司的铜阳极泥比银阳极泥高，采用鼓风酸浸预处理不能达到良好的除铜效果，这一点已被实验研究证明[8]。因此，无论采用硫酸焙烧还是加压酸浸，除铜除镍都应在同一过程中完成。两种处理金川铜阳极泥工艺的原理流程分别如图4和图5所示。

(3)两种工艺的比较(见表5)

表5金川铜阳极泥两种处理工艺的特点比较

金川采用硫酸焙烧浸出工艺处理铜阳极泥已有十多年的生产实践和经验。此外，加压浸出工艺在金川已实现工业化，亚硫酸化焙烧脱硒工艺在金川尚未进行。因此，在原有生产的基础上，适当优化技术条件，强化生产工艺，提高金属回收率，降低生产成本，是非常安全可靠的工艺选择。

(5)金川铜阳极泥处理工艺的发展方向

从上表5两种工艺的对比可以看出，加压浸出工艺处理铜阳极泥是一种先进的工艺，具有明显的经济效益。而且金川公司目前正在进行镍精矿加压浸出的工业试验，该试验的成功将推动金川加压浸出工艺的发展。硫黄焙烧可以通过小规模实验研究或直接引进技术进行，都是有效的。综上所述，金川铜阳极泥处理的发展方向应该是加压浸出-硫黄焙烧综合回收工艺。

不及物动词结论。

(1)金川铜阳极泥具有镍含量高、相组成复杂、硒含量高于银含量、除铜困难的特点，处理工艺相应复杂；

(2)采用两次焙烧两次浸出工艺处理金川铜阳极泥是安全可靠的。但由于环保压力大、设备损耗等原因，要寻找一种符合环保标准且合理的综合回收新工艺。

(3)加压酸浸和硫黄焙烧可以解决环境问题，改善操作环境，降低生产过程中的能耗和酸耗，应该是金川铜阳极泥处理的发展方向。

参考

1.O.Hyrarinen，奥托昆普公司波利精炼厂从铜阳极泥中回收硒和贵金属，金川译文集，1982年6月。

2.加藤光夫等，铜阳极泥焙烧工艺的改进，有色金属冶炼，1989(2)

3.重有色金属冶炼设计手册。锡、锑、汞和贵金属分册，冶金工业出版社，1996年11月

4.孙国雄，焙烧-硫酸和硝酸浸出法处理含镍铜阳极泥，第一届全国镍钴学术会议论文集，1987年9月。

5.杨蓉，含镍铜精矿富氧熔炼新工艺的生产实践，金川科技，1992(4)

6.向天龙，提高金川铜电解电流密度的工业试验及其经济效益，金川科技，1997(4)

7.铜电解阳极泥高压釜硫酸浸出试验，有色冶金，1992(3)

8.从铜精炼厂的阳极泥中回收硒。有色金属冶炼，1991(1)

9.奥托昆普公司阳极泥和有色金属冶炼的处理。1993(1)

10.徐传华，奥托昆普公司冶炼技术。有色金属冶炼，2000(5)

1.智利国营矿业公司贵金属车间硒、碲、铂、钯的分离，有色金属冶炼，1993(5)