提升粗銀粉品位的生產實踐

2021-10-06 02:36:44房孟釗

湖南有色金屬 2021年4期

方準，房孟釗

（1.大冶有色金屬有限責任公司，湖北黃石 435002；2.有色金屬冶金與循環利用湖北省重點實驗室，湖北黃石 435002）

大冶有色金屬有限責任公司冶煉廠在銅陽極泥中提取銀的主要工藝為：氨浸分銀—水合肼沉銀—粗銀粉轉爐除雜—銀陽極板電解。其中生產過程是：首先，經過高酸氯化的分金渣，在酸充分洗脫的情況下，以一定固液比通入液氨，讓氨與銀離子絡合，從而使銀離子由固相進入液相，再通過壓濾機固液分離，實現銀與其它雜質的分離；其次，含銀氨絡合物的溶液，經過水合肼還原，得到較高品位（91%以上）的粗銀粉；最后，粗銀粉再進入轉爐氧化除雜，澆鑄得到99%以上的銀陽極板進入電解工序［1～8］。在實際生產中，粗銀粉經常出現雜質含量居高不下，嚴重影響粗銀粉品位，尤其是雜質Pb含量最高，雜質過高的粗銀粉會大幅度增加銀轉爐的吹煉時間，由于銀轉爐的布袋收塵效率問題而導致銀損失占全廠銀可計量損失的50%左右，因此提高粗銀粉品位，有效減少雜質進入粗銀粉是降低銀損失的重要途徑［9～13］。

1 試驗

1.1 粗銀粉的現狀

粗銀粉的品位較低，平均在95%左右，見表1。粗銀粉中主要雜質是鉛，其含量平均在1.61%，是影響粗銀粉品位低的一個重要原因，并且在銀轉爐中吹煉需要很長時間，除雜困難。

表1 粗銀粉品位 %

1.2 試驗準備

取工業生產中同一批的分金渣、分銀液、分銀渣、粗銀粉與沉銀后液備用，再準備分銀工序中的工業氨水、沉銀工序中的水合肼、驗證沉銀終點的碘化鉀、純水、精密濾紙等。

1.3 試驗原理

在生產粗銀粉過程中主要發生的化學反應方程式為：

1.4 試驗方法

首先，對分金渣按照分銀工序中的液固比，不加氨水進行浸出試驗，分析浸出液中主要雜質含量；其次，對分銀液進行精密過濾，再沉銀試驗，化驗粗銀粉品位。最后，對在工業生產上跟分金渣、分銀液同一批次的分銀渣、粗銀粉與沉銀后液進行化驗分析其中的雜質含量。

2 結果與討論

2.1 雜質來源分析

粗銀粉中雜質過高，主要是分銀液中雜質過高造成的，因此根據分銀系統工藝體系分析，分銀液中雜質的來源只可能是三方面：（1）氨浸分銀過程中，雜質轉變為可溶絡合物或鹽類，溶解進入分銀液中，其中重點關注部分為Cu、Au、Bi；（2）氨浸分銀過程中，原料分金渣洗滌不徹底，導致分金渣中雜質形成可溶性物質進入粗銀粉中，其中重點關注部分為Cu、Au、Bi、Te；（3）由于分銀液過濾不徹底，導致分銀渣穿濾進入分銀液中，其中重點關注部分為Pb、Sb。

2.2 雜質來源確定

為了確定核心影響因素，以5組試驗為一批次，進行了多批次分銀液相關試驗，統計平均值匯總見表2～表6。根據鉛元素性質，鉛不會被氨絡合浸出。表2說明分金渣洗滌不徹底是粗銀粉中Au、Cu、Te含量高的一個重要因素。表2與表3對比，在氨浸環境下，Cu、Te浸出效率大幅度提升，其原因可能是氨對銅有絡合作用，導致銅進入溶液中；同時在氨浸環境下，溶液pH值為9～10，堿性環境導致碲的浸出率提高。表4與表5可知，粗銀粉含金比例大幅高于溶液中含量，其主要原因可能是水合肼對金的還原效率要大幅高于鉛，溶液中的金在粗銀粉中得到富集；粗銀粉中Pb含量過高是分銀渣穿濾到分銀液中造成的。表6可知，雜質在分銀渣中得到富集，尤其是分銀渣中鉛含量很高。

1.使用純水進行洗滌分金渣，純水與分金渣的液固比為3∶1（分銀工序液固比一致），浸出液成分見表2。

表2 浸出液成分 mg／L

2.將分銀液經濾紙精細過濾后分析其成分，見表3。

表3 精細過濾后分銀液成分 mg／L

3.分銀液經過精細過濾后，用水合肼還原制取的粗銀粉品位見表4。

表4 精細過濾后粗銀粉品位 %

4.分銀液未經過精細過濾，用水合肼直接還原制取的粗銀粉品位與沉銀后液成分見表5。

表5 粗銀粉品位與沉銀后液成分

5.分銀渣成分見表6。

表6 分銀渣成分 %

根據以上分析，假設表4與表5中鉛含量差異全部由分銀渣穿濾造成，則產出粗銀粉中約含4%～5%的分銀渣，以此為基礎估算產出分銀液中各種元素的來源和去向，估算結果見表7。影響粗銀粉質量的雜質元素主要是Cu、Pb、Bi、Sb、Te等元素。由于分銀液在還原為粗銀粉時需經過過濾，大部分穿濾的分銀渣都將進入粗銀粉中，也將雜質元素帶入粗銀粉中。按照穿濾分銀渣全部進入粗銀粉中，則可以得出以下分析結果：（1）粗銀粉中Au、Ag基本全部來自分銀液中；（2）粗銀粉中Cu、Te約一半來自分銀液、一半來自分銀液中穿濾的分銀渣；（3）粗銀粉中Pb、Bi、Sb基本全部來自分銀液中穿濾的分銀渣。因此，對粗銀粉中Pb、Bi、Sb含量的控制主要在于減少分銀渣穿濾；對Cu、Te含量的控制主要在于控制分銀渣穿濾量和還原過程。

表7 分銀液中元素來源與去向估算 %

2.3 分銀液預處理

確定分銀渣穿濾是造成分銀液中雜質含量高的核心因素，因此分銀液在進入沉銀工序之前必須有效除去溶液中的分銀渣顆粒，減少固體懸浮物對還原銀粉的質量影響。在分銀液進入沉銀工序之前需經過自動反洗表面過濾器預處理，根據現場實際生產情況，選擇的設備為過濾面積35 m2，現場工況條件下可實現11～13 m3／h過濾速度。此設備的主要運行過程為：分銀液持續不斷地通過過濾器致密的過濾層，濾液先返回原液中，一直循環過濾，直到濾液澄清度達到工藝指標，然后過濾器會自動切換到正常過濾，不再循環過濾，分銀液一次性過濾完，濾液進入沉銀工序中，而濾渣進入排渣池中。通過過濾前與過濾后對比，分銀液未經過濾器預處理，溶液的澄清度較低，比較渾濁，且顏色為淡綠色，說明有部分分銀渣穿濾到分銀液中；分銀液經過濾器預處理后，溶液的澄清度很高，很清澈，且顏色為無色，過濾效果很理想，達到了預期試驗效果。

2.4 除雜效果

經過精細過濾后的分銀液，在沉銀反應釜中通過投加水合肼進行沉銀操作，反應終點使用碘化鉀判斷，產出的粗銀粉品位見表8。通過精細過濾后，粗銀粉中對Pb的除雜率為94.5%；對Bi的除雜率為90.6%；對Sb的除雜率為97.4%；對Cu的除雜率為66.7%；對Te的除雜率為67.4%，粗銀粉的品位由95.33%提高到98.4%。