鉛陽極泥真空蒸餾分離技術

孔祥峰　伊家飛

摘? 要：文章綜述了近年來火法、濕法、火法-濕法聯合處理工藝處理鉛陽極泥綜合回收貴金屬的研究進展，指出了這三類傳統方法的局限，并對真空蒸餾分離技術處理鉛陽極的最新進展進行了報道。

關鍵詞：鉛陽極泥;貴金屬回收;真空蒸餾;研究進展

中圖分類號：TF81? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）34-0144-02

Abstract： In this paper， the research progress of comprehensive recovery of precious metals from lead anode slime by fire， wet and combined fire-wet treatment in recent years is reviewed， and the limitations of these three traditional methods are pointed out. The latest progress in the treatment of lead anode by vacuum distillation is reported.

Keywords： lead anode slime; recovery of precious metals; vacuum distillation; research progress

1 鉛陽極泥

鉛陽極泥是鉛電解精煉過程中產生的一種物料，每生產1t電鉛大約產10-20Kg鉛陽極泥。據工業和信息化部數據顯示，2018年中國鉛產量511.3萬噸，每年有大量鉛陽極泥需要處理[1]。粗鉛電解時金、銀、砷、銻和鉍等元素，大部分殘留在殘極中進入陽極泥，鉛陽極泥的典型成分如表1。

2 鉛陽極泥的傳統處理方法

2.1 火法

火法-電解回收稀貴金屬主要采用氧化-還原吹煉除砷銻、氧化吹煉除鉍、氧化精煉除銅、加堿精煉分碲，實現砷、銻、鉍與金、銀、碲等稀貴金屬的初步分離。電解提銀后，銀粉熔鑄成銀錠，一次黑金粉熔鑄成陽極進行電解，產出含銀99.9%以上的電銀和二次黑金粉。二次黑金粉含金90%以上，含銀4%-8%，可鑄成粗金陽極板送電解精煉產出金錠[2]。該法優勢：（1）原料適應性強，不受氧化程度、干濕程度和品位的影響，并可同時處理配比20%左右的銅陽極泥等物料;（2）砷、銻的分離效果好，95%砷、90%銻進入一次灰/煙塵，砷、銻與稀貴金屬分離徹底。

2.2 濕法

鉛陽極泥酸性浸出工藝包括氯鹽浸出、三氯化鐵浸出、氯化-干餾等方法。鉛陽極泥堿性浸出工藝可分為氫氧化鈉常壓浸出、加壓浸出法。

氯鹽浸出法：陽極泥進行預氧化后在酸性溶液體系中浸出，如H2SO4+NaCl、HCl+NaCl，砷、銻、鉍等元素的氧化物被溶解浸出進入溶液，接下來可采用“氯化浸金-二丁基卡必醇萃取金-草酸溶液反萃-亞硝酸鈉提銀-甲醛進行銀還原”工藝或“調節浸出液pH值分離和回收Sb、Bi-螯合樹脂吸金-提金后余渣氨水浸銀-水合肼還原得粗銀”[3]等方法回收金銀，上述工藝中金銀的直收率均超過95%。

三氯化鐵浸出法：利用溶液中高價鐵離子氧化浸出鉛陽極泥中銅、銻、鉍等元素，陽極泥中95%以上的銀和全部的金可進入浸出渣。朱建良等[4]采用酸性三氯化鐵浸出處理鉛陽極泥;浸出渣經酸洗后氨浸提銀，氨浸溶液加入水合肼還原提銀;硝酸處理氨浸渣回收鉛、鉍;脫鉛、鉍后的浸出渣進行氯化分金;二丁基卡必醇萃取金，草酸反萃得高純海綿金。該工藝金銀直收率均超95%，所用三氯化鐵溶液除銅后可重復使用。

氯化-干餾法：利用氯化劑在酸性溶液中對鉛陽極泥個物質進行選擇性浸出，根據浸出液中各金屬氯化物的沸點不同實現氯化物的分離。氯化-干餾法污染較少、溫度低、回收率高。唐謨堂等[5]利用AC氯化-干餾法處理高銻低銀鉛陽極泥，實現了貴金屬和賤金屬的有效分離，銻、銅、鉍、錫的浸出率均大于98%，銀的入渣率高于97%。該工藝的不足為：SbCl5的消耗量大，尾渣中的銀（0.1%-0.5%）和金（≥10g/t）回收困難。

氫氧化鈉常壓浸出是將鉛陽極泥置于NaOH溶液中，并在常壓下加入適量的氧化劑。楊天足等[6]采用控制電位氧化脫砷法，在氫氧化鈉體系中先通入壓縮空氣，再加入雙氧水氧化浸出，砷的浸出率達98%以上。雙氧水價格高昂，在工業實踐中會大大增加生產成本。為強化氧化條件，劉偉峰[7]采用分步氧化加壓浸出鉛陽極泥，第一階段為空氣氧化，第二階段為雙氧水氧化，該工藝中砷以高價氧化態進入到溶液，砷浸出率高，浸出時間短。

2.3 聯合法

鉛陽極泥濕法-火法聯合處理工藝適合處理含金銀較低的鉛陽極泥。此類方法首先采用濕法工藝脫除陽極泥中賤金屬，然后對富含金銀等貴金屬的浸出渣進行火法處理，經氧化還原熔煉后得到滿足電解要求的銀陽極板，電解后產出銀錠。聯合法與傳統火法工藝相比，通常金銀的回收率出10%左右，銅、銻、鉍等亦可在浸出液中回收率。聯合法存在工藝流程長，過程復雜，一次性投資費用高，設備維護量大等問題。此外，該工藝化學試劑消耗量大;在控電氯化操作階段，常有氯氣溢出，惡化操作環境。

3 鉛陽極泥真空蒸餾

昆明理工大學劉大春課題組[8]利用真空蒸餾技術開展了低銀鉛陽極泥富集銀的研究。在壓力10～25Pa、蒸餾溫度1223K、保溫時間45min條件下，鉛和鉍揮發地較為徹底。當蒸餾溫度由1133K提高至1373K時，渣中銀含量由3.6%提高到27.8%，銀在殘留物中富集;由于Ag3Sb、Cu2Sb和Cu10Sb3等金屬間化合物的形成，銻在殘留物中尚有殘留。LIN D Q等[9]開展了“真空蒸發+真空還原”兩步法用于高銻鉛陽極泥脫銻，脫砷率達到99.96%，脫銻率達92%以上。

李亮等[10]以高銻鉛陽極泥為原料采用兩次真空蒸餾制備得純度為95.2%的粗銻。楊學林等[11]研究了真空條件下從高銻鉛陽極泥中分離制備三氧化二銻的新工藝，蒸餾后制得純度高于99.7%的三氧化二銻粉體，滿足國家零級三氧化二銻純度要求。該工藝流程短、無污染、能耗低，和傳統火法或濕法等工藝相比，只需要真空蒸餾一道工序，大幅降低生產成本，在完善和擴建真空設備后，可實現連續或半連續工業化操作。

4 結束語

高效清潔綜合處理鉛陽極泥意義重大。國內外針對火法、濕法、濕法-火法聯合工藝三種工藝開展了大量研究，但仍有許多問題亟待解決，如在應用較廣泛的火法-電解工藝中存在工藝流程復雜、綜合處理成本高、貴金屬損失大、碲回收率低、產生大量高砷煙塵等問題。為此，有學者采用真空蒸餾技術處理鉛陽極泥，貴金屬回收率高，且流程短，能耗低，符合清潔生產的發展要求，值得進行深入探索。

參考文獻：

[1]原材料工業司.2018年鉛鋅行業運行情況[EB/OL].http：//www.

miit.gov.cn/n1146312/n1146904/n1648356/n1648358/c6664321/content.html， 2019-03-05.

[2]黎鼎鑫.貴金屬提取與精煉[M].長沙：中南工業大學出版社，1991.

[3]何喜慶，曹瑰華，趙宇，等.用螯合樹脂回收鉛陽極泥中的金[J].黃金，1998，5（5）：34-36.

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[5]唐謨堂，唐朝波，楊聲海，等.用AC法處理高銻低銀類鉛陽極泥-氯化浸出和干餾的擴大試驗[J].中南工業大學學報，2002，33（4）：360-363.

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[7]劉偉峰.堿性氧化法處理銅/鉛陽極泥的研究[D].長沙：中南大學，2011.

[8]LI L， TIAN Y，LIU D C， et al.Pretreatment of lead anode slimewith low silver by vacuum distillation for concentrating silver [J].Journal of Central South University of Technology，2013，20 （3）：615-621.

[9]LIN D Q， QIU K Q. Removing arsenic from anode slime byvacuum dynamic evaporation andvacuum dynamic flashreduction[J].Vacuum，2012，86（8）：1155-1160.

[10]李亮，劉大春，楊斌，等.真空蒸餾鉛陽極泥制備粗銻的研究[J].真空科學與技術學報，2012，32（4）：301-305.

[11]楊學林，丘克強，張露露，等.利用高銻鉛陽極泥制備三氧化二銻的工藝研究[J].現代化工，2004，24（2）：44-46.