分金壓榨工序的優化研究

桂曉凱，梁柱俊

（江西銅業股份有限公司貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

某銅冶煉廠金生產線以銅陽極泥為原料，采用“預處理脫雜-硫酸化焙燒-水浸分銅-氯化分金-金還原”的方法得到金粉［1］。在氯化分金工序過程中，金以絡合物HAuCl4形態存在于分金溶液，銀則以AgCl沉淀存在于分金渣中［2］，采用壓濾機實現固液分離［3］，為后續生產提供條件。實際生產過程中，壓濾機不能實現固液完全分離，分金渣會夾帶分金液，使得部分金液進入渣中，造成金的流失。渣中的金最終會進入粗銀粉，降低粗銀粉的純度［4］。因此，優化分金壓榨工序，降低渣中金的含量，對提高金的回收率及粗銀粉的純度具有重要意義。

2 試驗部分

2.1 試驗原料與儀器

試驗原料是某銅冶煉廠正常生產的分金渣，其主要化學成分如表1所示。

表1 分金渣的化學成分 %

試驗設備主要有：萬能電子天平，JA31001，天津市慶達試驗儀器公司；電子恒速攪拌器，JHS-1/90，杭州儀表電機廠；旋片式真空泵，2XZ-4，北京永興明醫療儀表公司。

2.2 試驗原理

某銅冶煉廠分金工藝以銅陽極泥中間物料蒸硒渣為原料［5］，蒸硒渣經水浸分銅后直接進行氯化分金，得到分金渣和分金液，其工藝流程如圖1所示。

圖1 處理工藝

氯化分金工藝采用混酸介質體系，在強酸性氣氛下，金與氯生成HAuCl4存在于分金溶液，銀生成氯化銀進入渣中，從而實現金與銀的分離，為后續工序提純金、銀稀貴金屬提供條件。其主要化學反應方程式如式（1）和式（2）所示。

2.3 試驗方法

取分金渣干重約為500g，精確至0.01g，按照試驗要求固液比，加水至設定液位；用電子恒速攪拌器攪拌漿化；然后采用真空泵進行固液分離，分離過程中加水漂洗；分金渣稱量重量，分金液測量體積。試驗結束后取分金渣進行化驗，分析其中的元素含量。

3 試驗結果與討論

3.1 漿化時間對分金渣中金含量的影響

分金渣干重約為500g，按照固液比1∶2，加水至設定液位；用電子恒速攪拌器攪拌漿化，漿化時間分別設定為5min、10min、15min、20min、25min；然后采用真空泵進行固液分離，分離過程中加水漂洗，漂洗時間設定為15min。試驗結后束后取樣化驗，結果如圖2所示。

圖2 分金渣中金含量隨漿化時間的變化情況

從圖2可知，隨著漿化時間的增加，分金渣中金含量呈下降趨勢，但每段的下降趨勢有所不同。在5～10min內，分金渣中金含量急劇下降；10～15min內，分金渣中金含量緩慢下降；15～25min內，分金渣中金含量雖略有下降，但基本保持不變。產生這種響應效果的原因是分金渣顆粒表面附著的以HAuCl4為主的溶質，可逐漸溶解進入溶液中，該溶解行為的本質驅動力是分金渣顆粒表面與溶液中溶質的濃度差，濃度差越大，溶解速度越快。在0～15min內，溶質快速溶解，同時二者濃度差逐漸降低，在15min之后到達極限值，難以產生明顯的傳質行為。從節能增效的角度上講，確定漿化時間15min為宜。

3.2 漿化固液比對分金渣中金含量的影響

分金渣干重約為500g，漿化固液比分別設定為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5，分別加水至設定液位；用電子恒速攪拌器攪拌漿化，漿化時間設定為5min；然后采用真空泵進行固液分離，分離過程中加水漂洗，漂洗時間設定為15min。試驗結束后取樣化驗，結果如圖3所示。

圖3 分金渣中金含量隨漿化固液比的變化情況

從圖3可知，隨著漿化固液比的增加，分金渣中金含量呈下降趨勢，但每段的下降趨勢有所不同。在（1∶1）～（1∶2）內，分金渣中金含量急劇下降；（1∶2）～（1∶3）內，分金渣中金含量緩慢下降；（1∶3）～（1∶5）內，分金渣中金含量雖略有下降，但基本保持不變。說明提高漿化固液比，可顯著降低分金渣中金的含量。產生這種響應效果的原因有兩點：一是提高固液比增加分金渣與溶解表面的接觸面積，可促進溶質的傳質行為，提高溶解效率；二是提高固液比可降低溶液中溶質的極限濃度，提高溶液中溶質的容量。但當固液比超過1∶3之后，其效果已微乎其微。從廢水零排放的角度來看，最佳漿化固液比選擇1∶3為宜。

3.3 漂洗時間對分金渣中金含量的影響

分金渣干重約為500g，按照固液比1∶3，加水至設定液位；用電子恒速攪拌器攪拌漿化，漿化時間設定為10min；然后采用真空泵進行固液分離，分離過程中加水漂洗，漂洗時間分別設定為5min、10min、15min、20min、25min。試驗結束后取樣化驗，結果如圖4所示。

圖4 分金渣中金含量隨漂洗時間的變化情況

從圖4中可知，隨著漂洗時間的增加分金渣中金含量呈下降趨勢，但每段的下降趨勢有所不同。在5～10min內，分金渣中金含量急劇下降；10～15min內，分金渣中金含量緩慢下降；15～25min內，分金渣中金含量雖略有下降，但基本保持不變。漂洗的本質是利用流體在固體表面的快速流動，從而使固體表面的附著可溶物溶解。根據伯努利原理，流體的流速越快，其壓強越小。與濃度差一樣，壓力差同樣是溶質傳質行為的驅動力之一。因此，漂洗時在濃度差與壓力差的雙重推動力作用下，溶質迅速溶解，但該過程同樣存在一個極限值，漂洗時間超過15min后其推動作用基本消失。從節能增效和廢水零排放的角度上來看，最佳漂洗時間以15min為宜。

綜上所述，以漿化時間15min、固液比1∶3、漂洗時間15min為優化后分金壓榨工序最佳試驗條件。在該參數條件下，再次進行試驗。試驗結束后取樣化驗，結果如表2所示。

表2 分金渣的化學成分 %

從表1和表2對比可知，分金渣中Ag、Cu、Sb、Te、Pb、Sn的含量變化不大，說明優化分金壓榨工序參數對它們的影響很小，并不會造成主要有價元素銀的流失，而分金渣中金含量則有比較大范圍的降低，說明優化分金壓榨工序參數可以降低分金渣中金含量。優化前分金渣中金的最低含量為0.53%，遠遠不能達到實際生產要求（金含量＜0.1%），優化后分金渣中金含量為0.047%，遠低于0.1%，滿足實際生產需要。

4 結語

（1）試驗表明，優化分金壓榨工序后，分金渣中金含量實現大幅度降低，且不會造成主要有價元素銀的流失，證明對傳統壓榨工藝的優化改進是可行的。

（2）研究出分金壓榨工藝的最佳條件，漿化時間為15min，漿化固液比為1∶3，漂洗時間為15min。在該參數條件下，得到的分金渣中金含量為0.047%，遠低于0.1%，滿足實際生產需要。該工藝優化效果理想，可用于實際生產。

（3）通過優化分金壓榨工序，可以有效降低分金渣中金的含量，提高金的回收率，實現金的高效回收。同時，分金渣中金含量的降低，減少了金對后續工序的影響，提高了粗銀粉的純度，對于提取金、銀等貴金屬具有重要幫助。