1、铜阳极泥 蒸硒渣 分 铜的新工艺研究 吴文花，刘吉波，汤杰雄 ，王志坚，苏正夫 （湖南稀土金属材料研究院，长沙 410126） 摘要 ： 采用 预浸 低搅拌速率 水浸工艺取代酸浸工艺从 铜阳极泥 蒸硒渣中分铜， 在 保证铜浸出率的同时降低碲、银等其他元素的浸出损失。 考察了 氯化钠 添加量、搅拌速率、预浸时间对铜等元素浸出率的影响。 最佳工艺条件为： 先将 蒸硒渣在自来水中预浸 12 h，液固比 4 1， 再 加入 1 倍理论量 氯化钠 ，常温搅拌 2 h，搅拌速率可低至 100 r/min。以此条件进行扩大试验，铜的浸出率为 94%，碲浸出损失 3%，银、铋、 锑、铂、钯、金基本不损失。 关
2、键词： 铜阳极泥 ； 蒸硒渣 ； 分铜 ； 水浸 中图分类号： TF803.2+3 文献标志码： A 文章编号： 1007-7545（ 2016） 12-0000-00 Study on New Technology to Leach Copper from Selenium-Removed Residues of Copper Anode Slime WU Wen-hua, LIU Ji-bo, TANG Jie-xiong, WANG Zhi-jian, SU Zheng-fu (Hunan Rare Earth Metal Research Institute, Changsha 410
3、126, China) Abstract： In order to ensure copper leaching rate and reduce leaching loss of Te, Ag, etc, acidic leaching was substituted by pre-leaching and water leaching under low stirring speed to leach copper from selenium-removed residues of copper anode slime. The effects of sodium chloride addi
4、tion, stirring speed, and pre-leaching time on copper leaching rate were investigated. The results show that the optimum conditions include pre-leaching duration of 12 h in water with L/S=4, and then stirring for 2 hours at room temperature with one time theoretical amount of sodium chloride and sti
5、rring rate as low as 100 r/min. Under the above conditions, copper leaching rate of pilot test is 94%, tellurium loss is 3% below, with no loss of Ag, Bi, Sb, Pt, Pd, and Au. Key words： copper anode slime; selenium-removed residues; leaching copper; water leaching 铜阳极泥是提取贵金属和综合回收其他有价金属的重要原料 1-2。近年来，
6、为了提高有价金属的回收率、消除环境污染、改善操作环境，结合火法 电解工艺 3和全湿法流程 4的优点， 通常 采用 焙烧 湿法浸出工艺 5-6处理，以回 收其中的有价金属。 铜阳极泥经硫酸化焙烧蒸硒 7， 得到的蒸硒渣一般采用酸浸分铜 工艺 8-9回收其中 的 铜，其他有价元素从分铜渣中进行回收。采用硫酸浸分铜时，铜的浸出率可达 90%以上，但碲、银等有价金属有部分进入浸液中， 造成了这些有价元素的分散损失。某厂铜阳极泥蒸硒渣用硫酸浸分铜时，硫酸酸度为15150 g/L，铜浸出率为 90%以上，碲的浸出损失为 10%20%， 贵金属钯有 20%左右进入溶液，部分银进入溶液中 （ 可通过氯化沉淀将
7、银分离出来 ） ，铋、砷等也有部分浸出损失，故该工艺中碲、钯、银、铋、砷等进入分铜后液 中的分散损失较大。 本文 在已有的铅阳极泥 10-11、碲渣 1 2等研究基础上， 开发新的分铜工艺，旨在降低蒸硒渣分铜时其他有价元素的分散损失，同时不影响铜的浸出率和后续回收工序 。 1 试验部分 1.1 试验原料 蒸硒渣来自大冶 有色金属 股份有限公司稀贵金属厂，含 Au 0.17%、 Ag 9.83%、 Cu 13.37%、 Pt 4.2 g/t、 Pd 31.5 g/t、 Se 0.37%、 Te 1.83%、 Pb 6.29%、 Sb 3.14%、 Bi 1.49%。 根据化学成分 和 XRD 分
8、析， 并 结合 文献报道 13和Jade 软 件分析结果， 蒸硒渣中各元素基本以氧化物、硫酸盐、金属间化合物等形式存在 ，其中 ， 铜 为 硫酸铜、氧化铜 等 ，碲 为 二氧化碲、碲酸铋 、碲化铋、碲化银 等 ，银 为 氧化银 、 硫酸银、碲化银等。 硫酸铜溶于水，氧化铜可以氯化铜的形式溶于水；硫酸银微溶于水 和硫酸 ，而其转换为氯化银时不溶于水，可减少浸出损失；二氧化碲在酸性溶液中部分可溶解，而其在水中基本不溶解。所以 本文采 用水浸分铜，并加入少量氯化剂，可以将硫酸铜和大部分氧化铜浸出，而银以氯化银的形式沉于渣中，碲也基本不被浸出， 可以 从渣中进行回收。 收稿日期： 2016-07-07
9、 作者 简介 ： 吴文花（ 1987-），女，湖南涟源人，工学硕士，工程师 . doi： 10.3969/j.issn.1007-7545.2016.12.004 1.2 试验方法 取一定量蒸硒渣，加入少量氯化钠添加剂，加入自来水，液固比 4 1，在一 定 温度下搅拌反应 2 h， 过滤。主要考察水浸时氯化钠添加量对铜、碲、银浸出率的影响， 另外 还分别考察了温度、搅拌速率、预浸时间对铜浸出率的影响。 2 结果 与 分析 2.1 氯化钠添加量对浸出率的影响 氯化钠 理论量的计算方法：不添加 氯化钠 水浸时未浸出的 铜 全部转化为 氯化铜 所需 氯化钠 的量，以及浸出的 银 全部转化为 氯化银
10、所需 氯化钠 的量，两者相加即为理论量。按照 前期 探索 试验 ， 无 添加剂 只有水浸出 时，铜的浸出率为 80%左右，银的浸出率为 20%30%，本 试验 按原料中铜的 20%转化为 氯化铜 加上银的 30%转化为 氯化银 需 要 的 氯化钠 量为理论量。 取 100 g 蒸硒渣，加自来水，液固比 4 1，加入 氯化钠 ，常温下搅拌 2 h（搅拌速率 约 300 r/min），过滤洗涤烘干， 试验结果如表 1 所示。 表 1 水浸分铜时 氯化钠 加入量 对 浸出率 的影响 Table 1 Effect of NaCl dosage on leaching rate in water lea
11、ching process 氯化钠 加入量 （ 理 论量 倍数） Cu Ag Te Bi Sb Pt、 Pd、 Au 0 含量 21.57 g/L 4.62 g/L 30.39 mg/L 1.33 mg/L 0.50 mg/L 0.01 mg/L 浸出率 /% 80.46 27.18 1.01 0.055 0.01 - 0.5 含量 24.57 g/L 0.68 mg/L 67.40 mg/L 1.69 mg/L 1.26 mg/L 0.01 mg/L 浸出率 /% 91.65 0.004 2.24 0.07 0.025 - 1.0 含量 26.40 g/L 0.375 mg/L 85.79
12、mg/L 2.54 mg/L 5.32 mg/L 0.01 mg/L 浸出率 /% 97.19 0.0023 2.8 0.1 0.1 - 1.2 含量 26.69 g/L 0.61 mg/L 106.00 mg/L 3.14 mg/L 6.10 mg/L 0.01 mg/L 浸出率 /% 98.23 0.0037 3.48 0.126 0.116 - 1.5 含量 26.24 g/L 0.52 mg/L 98.06 mg/L 4.03 mg/L 4.61 mg/L 0.01 mg/L 浸出率 /% 96.58 0.0032 3.2 0.16 0.088 - 2.0 含量 25.66 g/L 0
13、.87 mg/L 107.60 mg/L 8.07mg/L 3.92 mg/L 0.01 mg/L 浸出率 /% 94.46 0.0053 3.5 0.325 0.075 - 从表 1 可知，随着 氯化钠用 量的增加，这些元素的浸出率均有所提高。添加 氯化钠 为理论量的 0.5 倍时，铜的浸出率为 91%左右，碲浸出损失 3%，银、铋、锑 及贵金属 等其他元素基本不损失。当添加理论量 1 倍 及以上的 氯化钠 时，铜的浸出率可达到 95%以上，银 等贵金属 基本未被浸出，铋锑的浸出损失较少，碲的浸出损失不大于 3.5%。故以添加 1 倍 理论量的 氯化钠 为最佳添加量 （ 约为蒸硒渣量的 6%
14、） ，即可使铜浸出率达到 97%，碲浸出损失控制在 3%以内，银、铋、锑 、铂、钯、金 基本不损失。 2.2 搅拌速率对浸出率的影响 根据上述结果，进行 10 kg 级扩大 试验 ，结果发现铜的浸出率低于实验室水平，经分析，是由于现场搅拌条件（约为 100200 r/min）与实验室（可达 300 r/min）不一致 ，导致铜的浸出率有所下降，故在实验室对搅拌速率进行了条件实验 。 根据表 1，在 300 r/min 搅拌速率下，碲的浸出率在 3%左右， 其他元素基本不损失， 可以认为低于 300 r/min时 ，碲的浸出损失不会高于 3%，其他元素的损失可忽略不计 ，故搅拌条件试验只针对铜的
15、浸出率水平进行比较 ，分别进行了 不同 搅拌速率下铜的浸出率对比 试验，结果表明，当 搅拌速率 分别为 100、 200、 300、 400 r/min时， 铜浸出率 分别为 86.26%、 93.79%、 94.80%、 95.34%。可 见 ，搅拌速率越高，蒸硒渣被搅碎的程度越高，铜的 浸出率也越高，根据数据可推测出实验室条件下搅拌速率在 300400 r/min 时，铜的浸出率即可达到 95%以上。从 试验 结果可以推断，水浸分铜反应可能主要为界面扩散控制，因此与蒸硒渣的粒度、颗粒分散度以及颗粒相与液相相对运动速率有关 。 生产上水浸分铜的浸出率之所以达不到实验室水平，主要是生产过程中搅
16、拌速率较低，蒸硒渣颗粒没有充分分散的缘故 。 所以，生产上可以采取提高搅拌速率、预浸提高颗粒分散性和球磨降低颗粒粒度来提高界面扩散速度。 但是， 提高搅拌速率需对搅拌设备进行改造，要求很高，较难实现；球磨需增加球磨设备，大大 增加了投资成本；预浸方法只需静置一段时间，工艺简单，较容易实现。 2.3 预浸时间对浸出率的影响 将蒸硒渣在自来水中预浸一段时间后直接进行搅拌反应，以提高铜的浸出率。 试验时 搅拌速率为 100 r/min，其他条件同 2.1节 。结果表明， 当预浸时间分别为 0、 6、 12、 24 h 时， 铜浸出率 分别为 86.26%、 89.74%、 94.33%、94.44%
17、。 即 在 100 r/min 条件下，要使铜的浸出率达到 94%以上，预浸至少需 12 h， 基本可以达到实验室 300 r/min搅拌条件下的浸出效果。 根据上述条件试验结果，进行扩 大试验验证。取 10 kg 蒸硒渣样品， 按 液固比 4 1 加入 自来水，预浸静置12 h，然 后加入 600 g 氯化钠 ，常温搅拌 2 h，搅拌速率 100 r/min。得到 的 水浸液 成分 为 ： Cu 21.55 g/L、 Ag 0.403 mg/L、 Te 74.90 mg/L、 Bi 3.12 mg/L、 Sb 5.67 mg/L， Pt、 Pd、 Au0.01 mg/L； 浸出率分别为（ %
18、）： Cu 94.41、Ag 0.0028、 Te 2.78、 Bi 0.14、 Sb 0.12。 从 扩大试验结果 可知， 通过预浸 12 h 后在 100 r/min 搅拌速 率下进行水浸分铜，亦可实现铜浸出率在 94%以上，碲的浸出损失在 3%以内，贵金属及其他有价金属基本不损失 。 3 结论 1）采用水浸工艺取代酸浸工艺从蒸硒渣中分铜，并添加 1 倍理论量的 氯化钠（ 约为蒸硒渣量的 6%） ，即可使铜浸出率达到 97%，碲浸出损失控制在 3%以内，银、铋、锑、铂、钯、金基本不损失。 2） 考虑到实际生产与实验室水平下的搅拌条件不同，采用预浸 低搅拌速率浸出工艺 的 最佳条件为 ： 蒸
19、硒渣在自来水中预浸 12 h，液固比 4 1， 然 后加入 1 倍理论量 氯化钠 ，常温搅拌 2 h，搅拌速率可低至 100 r/min。以此条 件进行扩大试验时， 铜的浸出率为 94%，碲浸出损失 3%，银、铋、锑、铂、钯、金基本不损失。 参考文献 1 王吉坤 ，张博亚 . 铜 阳极泥 现代综合利用技术 M. 北京：冶金工业出版社， 2008： 12-13. 2 郑雅杰，汪蓓 ，史建远 . 铜阳极泥预处理富集金银的研究 J. 中南大学学报 （ 自然科学版 ） ， 2010， 41(3)：865-870. 3 王小龙，张昕红 . 铜阳极泥处理工艺的探讨 J. 矿冶 ， 2005， 14(4)：
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