處理銅鉛陽極泥的工藝流程為:
硫酸化焙燒蒸硒--稀硫酸浸出脫銅--還原熔煉--氧化精煉--金銀電解精煉--鉑鈀回收
該流程工藝成熟,易于操作控制,對物料適應性強。下面介紹銅鉛陽極泥--金銀合金板的冶煉工藝。
1. 硫酸化焙燒工序
兼有脫銅與提硒兩個作用故得到廣泛采用,先將含水20%左右的銅鉛陽極泥與工業硫酸混合拌成漿料,裝入不銹鋼盤中,焙燒過程中銅鎳等賤金屬在250℃下完全轉變為水溶性硫酸鹽,硒化物先在240—300℃下于硫酸反應生成硒酸鹽,然后在500---650℃的高溫下分解為SeO2. SeO2的升華溫度為315℃,揮發出來的SeO2進入吸收罐被水吸收形成亞硒酸,同時被爐氣中的二氧化硫還原為單體硒,得到的粗硒含量一般在96---98%。
2.酸浸脫銅
焙燒后的陽極泥—焙砂,其中銅鎳等賤金屬已經轉變為硫酸鹽,用水即可浸出,但為提高浸出率,在浸出液中加入少量硫酸,轉化為硫酸銀的銀也轉入溶液,故浸出過濾后的浸出液需用銅置換出其中的銀,得粗銀粉,銅置換一般用銅殘極板或廢銅絲架于置換槽假底上進行。置換后的硫酸銅溶液多用以生產膽礬,粗銀粉送分銀爐處理。浸出渣經熱水充分洗滌后送貴鉛爐還原熔煉。
3.貴鉛爐還原熔煉
還原熔煉原料為經脫銅,硒后的銅陽極泥或鉛陽極泥,其雜質主要以氧化物或含氧化物的鹽類存在。還原熔煉的目的是使這些雜質進入渣中或揮發進入煙塵而除去,使鉛的化合物還原為金屬鉛。鉛是貴金屬的良好捕集劑,熔煉過程中貴金屬溶解在鉛液中形成貴金屬與鉛的合金,即貴鉛。
還原熔煉時,銅的化合物絕大部分還原為金屬銅而集于貴鉛中,這些銅在貴鉛氧化精煉時使作業時間增長,貴金屬損失增加,故陽極泥浸出脫銅渣要求含銅在2.5%以下。As2O3的熔點為315℃,沸點為500℃,故在爐料熔化前即強烈發揮,轉入煙塵。而Sb2O3熔點為635℃,沸點為1456℃,揮發緩慢,部分與熔劑作用進入爐渣,部分進入貴鉛。鉍的氧化物主要被還原進入貴鉛。鉛的化合物除少部分呈硅酸鹽入爐渣外,大部分被還原形成貴鉛,貴金屬則以金屬狀態進入貴鉛。還原熔煉后期,往往向貴鉛中鼓入空氣,以使溶解在貴鉛中的少量銅鉍砷銻等雜質氧化入渣或揮發轉入煙塵。
貴鉛爐熔煉的產物有A.貴鉛,貴鉛主要由金,銀,鉛,鉍,銅,砷,銻等金屬組成。B。爐渣。C.煙塵。
4.分銀爐氧化精煉
氧化精煉的原料為貴鉛和粗銀粉。
氧化精煉的目的就是利用氧化法把貴鉛中除金,銀以外的雜質包括鉛在內盡量除去,得到含Au+Ag97%,以上的金銀合金板,以便進一步點解分解金銀。
貴鉛中各金屬的氧化序列為:Sb,As,Pb,Bi,Cu,Te,Se,Ag,另外,氧化的難易還與含量有關,貴鉛中一般含鉛最多,故鉛最先氧化形成PbO,然后由于PbO對氧的傳遞作用,使砷,銻氧化。砷銻的低價氧化物易于揮發而進入爐氣。如進一步氧化形成高價氧化物(如As2O5,Sb2O5),則與堿性化合物(如PbO,Na2O等)形成砷(銻)酸鹽入渣。但由于As2O5的解離壓比Sb2O5低,更易形成砷酸鹽,而銻酸鹽較難形成,多數揮發進入爐氣,故一般煙塵含砷低而銻高。
鉛砷銻氧化造渣或揮發后,鉍開始氧化形成Bi2O3,其熔點較低(710℃),在熔煉溫度下能與PbO組成熔點低,流動性好的稀渣,即氧化前期渣。
銅硒碲的徹底氧化,要靠加入強氧化劑硝石(KNO3)或NaNO3方能實現。硒在硫酸化焙燒時已經除去,碲大部分進入貴鉛,氧化精煉加入硝石時,碲被氧化為易揮發的TeO2,為了能在渣中回收碲,需加入蘇打(Na2CO3)使碲形成碲酸鈉即蘇打渣,蘇打渣是回收碲的重要原料。
除碲后繼續加入硝石以除去殘余的銅,使合金品位達95%以上。金銀在氧化精煉過程中不被氧化,但會有少量銀揮發,極少量的金銀被機械夾帶在渣中。
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