銀泥濕法冶煉脫鋅與分銀工藝的優化

黃 健，吳宋超

（1.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100；2.湖北鑫榮礦業有限公司，湖北十堰 442000）

銀泥濕法冶煉脫鋅與分銀工藝的優化

黃 健1，吳宋超2

（1.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100；2.湖北鑫榮礦業有限公司，湖北十堰 442000）

金銀濕法生產試驗研究得出優化脫鋅工藝過程中，硫酸投加量由原先理論用量的2.5倍降為投加2倍硫酸理論用量，反應溫度控制在70℃，能穩定保持較高的脫鋅率，脫鋅渣中鋅含量在1.5%左右，有效地減少了脫鋅過程中硫酸的消耗（同比降低了20%硫酸消耗）以及脫鋅率的提高（由原先80%左右的脫鋅率提高到現在的87.5%）。分銀工藝的優化重心在調整硝酸配比，通過生產試驗探索，找到了較為理想的硝酸配比，由原先水比硝酸1∶1調整為水比硝酸3∶2（重量比），顯著提高了硝酸利用率，節約了生產成本，和原工藝相比，硝酸利用率提高了12.5%。

銀泥；脫鋅；分銀；工藝優化

目前國內外貴金屬礦山多為金礦、銀礦等獨立礦山，貴金屬冶煉企業主要從金精礦或銀精礦中提純金、銀，其工藝主要采用火法冶煉工藝與濕法冶煉工藝［1］。金銀火法冶煉工藝經過長期的實踐，它對原料的適應性強，處理能力大，且隨著設備及操作條件的不斷改進，已日臻完善和成熟，金銀回收率達到比較高的水平［2］。但火法流程復雜冗長，金、銀回收率不高，返渣多，生產周期長，積壓大量資金［3］，影響企業資金周轉，還存在能耗高、污染環境嚴重等缺點。濕法冶煉工藝［4］一般運用氰化浸出、鋅粉置換、硫酸脫鋅、硝酸分銀、氯化分金、水合肼還原，從而實現金銀提純。該工藝過程簡單，制備的銀粉、金粉經過濾、洗滌、烘干后即可鑄錠，銀、金回收率達99%以上，沉銀母液和還原后液中的銀含量均小于0.001 g／L。

1 試驗原料

某公司氰化-鋅粉置換工藝處理后制得的銀泥中銀含量70%～75%，金含量5 000～6 000 g／t，主要有害金屬雜質鋅含量8%～12%、銅含量1%～1.2%。試驗主要研究銀泥在處理過程中脫鋅與分銀工藝的優化。

2 試驗原理及方法

2.1 脫鋅工藝

在脫鋅工藝階段需濃硫酸才能同時除去金屬雜質鋅與銅，考慮到銅雜質含量少及后續廢液殘酸的處理，利用稀硫酸處理脫鋅即可，銅雜質在后續硝酸分銀中除去。

Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑

Cu+H2SO4（濃）＝CuSO4+H2↑

2.2 分銀工藝

硝酸分銀是金屬銀與硝酸發生化學反應，反應方程式如下：

3Ag+4HNO3（?。?AgNO3+NO↑+2H2O Ag+2HNO3（濃）＝AgNO3+NO2↑+H2O

由上述反應式可知，避免金屬銀與濃硝酸反應，可大大提高硝酸的利用率。

2.3 試驗研究方法

在脫鋅與分銀工藝優化試驗過程運用單因素試驗法開展研究工作，找出最佳的脫鋅與分銀工藝條件，降低生產成本，提高工藝技術水平。

3 試驗結果與討論

3.1 脫鋅工藝優化

試驗考察不同硫酸投加量對脫鋅效果的影響，其它工藝條件為：銀泥重量600 kg，反應溫度60℃，攪拌時間4 h，液固比3∶1。試驗結果見表1。

表1 不同硫酸投加量試驗結果

不同硫酸投加量對渣含鋅的影響如圖1所示。

圖1 不同硫酸投加量對渣含鋅的影響

由上述試驗結果可知，硫酸投加量為200 kg最為合適，硫酸投加量過多，則浪費硫酸的消耗，硫酸投加量少于200 kg，則銀泥中鋅脫除不凈，因此硫酸投加量定為200 kg較為合適。

試驗考察不同反應溫度對脫鋅效果的影響，其它工藝條件為：銀泥重量600 kg，硫酸投加量200 kg，攪拌時間4 h，液固比3∶1。試驗結果見表2。

表2 不同反應溫度試驗結果

圖2 不同反應溫度對渣含鋅的影響

不同反應溫度對渣含鋅的影響如圖2所示。

由上述試驗結果可知，當反應溫度達到70℃后，脫鋅渣中鋅含量大致維持在1.5%左右，前期投料銀泥過程中由于硫酸與鋅反應是放熱反應，且硫酸濃度較高，所以脫鋅能順利進行，隨著硫酸的消耗，硫酸濃度變稀后，只有加熱才能促進硫酸進一步的脫鋅反應，因此投料完畢后，升溫至70℃最為理想。

試驗考察不同反應攪拌時間對脫鋅效果的影響，其它工藝條件為：銀泥重量600 kg，反應溫度70℃，硫酸投加量200 kg，液固比3∶1。試驗結果見表3。

表3 不同反應攪拌時間試驗結果

不同反應攪拌時間對渣含鋅的影響如圖3所示。

圖3 不同反應攪拌時間對渣含鋅的影響

由上述試驗結果可知，投料完畢后反應攪拌時間達到2 h則脫鋅反應基本完成，達到平衡狀態，反應攪拌時間不足的話，則液固介質交換擴散滲透不充分，影響銀泥顆粒內部鋅的脫除；反應攪拌時間過長則無謂消耗動力，因此反應攪拌時間定為2 h最為合理。

綜合上述試驗得到的最佳工藝參數組合起來進行試驗驗證，最終檢驗分析脫鋅渣中鋅含量都能穩定在1.5%左右，試驗結果證明該脫鋅優化項目取得了顯著的效果和成績。

3.2 分銀工藝優化

試驗考察不同水與硝酸配比對分銀投料效果的影響，其它工藝條件為：硝酸用量定為200 kg，投料完畢后升溫至85℃，攪拌時間4 h。在試驗投料脫鋅渣過程中以投料后基本無氣泡產生為試驗終點，記錄試驗結果見表4。

表4 不同水與硝酸配比試驗結果

不同水與硝酸配比對脫鋅渣投料量的影響如圖4所示。

圖4 不同水與硝酸配比對脫鋅渣投料量的影響

由上述試驗結果可知，水與硝酸重量比為1.5∶1時，硝酸利用率最高，200 kg硝酸能投料分銀360～370 kg，硝酸濃度偏高的話，投料前期以濃硝酸分解銀為主，隨著反應進行，硝酸濃度降低后，則是稀硝酸開始分解銀，但如果水與硝酸重量比過大，水投加過多，硝酸濃度偏稀，則投料分銀反應過程緩慢，在漫長的投料過程中，部分硝酸也揮發損失。因此通過試驗得出，最佳水與硝酸重量比為1.5∶1為最佳。

試驗考察投料完畢后升溫加熱促進反應，生產過程中不同溫度對分銀浸出率的影響，其它工藝條件為：硝酸用量定為200 kg，加水300 kg，投料完畢后加熱溫度分別為60℃、70℃、80℃、90℃、100℃，攪拌時間4 h，試驗考察各溫度下分銀渣中銀含量，記錄試驗結果，見表5。

表5 投料完畢后不同升溫溫度對分銀渣含銀的影響

不同升溫溫度對分銀渣含銀的影響如圖5所示。

圖5 不同升溫溫度對分銀渣含銀的影響

由上述試驗結果可知，加熱溫度為90℃時效果最佳，分銀渣中銀含量只有1.23%，銀浸出率達到99.2%，加熱到100℃后，存在生產安全隱患，溶液劇烈沸騰，有冒槽的危險，因此排除。

4 結 論

1.生產試驗研究得出優化脫鋅工藝過程中，硫酸投加量由原先理論用量的2.5倍降為投加2倍硫酸理論用量，反應溫度控制在70℃，能穩定保持較高的脫鋅率，脫鋅渣中鋅含量在1.5%左右，減少了在脫鋅工藝過程中硫酸的消耗量，節約了生產成本。有效的減少了脫鋅過程中硫酸的消耗（降低了20%硫酸消耗）以及脫鋅率的提高（由原先80%左右的脫鋅率提高到現在的87.5%），減少了后續工藝堿物料的消耗，同時減少了分銀工藝生產過程硝酸與鋅金屬雜質的副反應的發生，提高了硝酸分銀的利用率。

2.分銀工藝的優化重心在調整、優化硝酸配比，通過近半年生產試驗探索，找到了較為理想的硝酸配比，由原先水比硝酸1∶1調整為水比硝酸3∶2（重量比），300 kg水投加200 kg硝酸可比原先200 kg水投加200 kg硝酸的分銀工藝參數條件下多投料脫鋅渣40 kg左右（原先投320～340 kg脫鋅渣，現在投360～380 kg脫鋅渣）。顯著提高了硝酸利用率，節約了生產成本，和原工藝相比，硝酸利用率提高了12.5%，即節省了原先硝酸消耗的12.5%。并且分銀過程產生的煙氣濃度也相應降低，顏色變淡，給冶煉尾氣凈化裝置充分的凈化緩沖余地，提升了凈化裝置處理能力，降低了尾氣對環境的污染。

［1］ 黃振泉，胡躍華，鐘平，等.黃金提取方法與工藝現狀及其發展前景［J］.贛南師范學院學報，1994，（5）：54-67.

［2］ 陳芳芳，張亦飛，薛光.黃金冶煉生產工藝現狀及發展［J］.貴金屬，2011，2（1）：11-18.

［3］ 汪蓓.銅陽極泥預處理富集金銀新工藝研究［D］.長沙：中南大學，2009.

［4］ 黎鼎鑫，王永錄.貴金屬提取與精煉［M］.長沙：中南大學出版社，2001.549-559.

Process OptiMization of Zinc Rem oval and Silver Separation of Silver M ud by Hydrometallurgy

HUANG Jian1，WU Song-chao2
（1.Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China；2.Hubei Xinrong Mining Co.，Ltd.，Shiyan 442000，China）

In the process of zinc removal by gold and silver hydrometallurgy，the amount of sulfuric acid was reduced from 2.5 times to 2 times of the theoretical amount，reaction temperature was controlled at70 degrees，which could maintain the stability of the high zinc removal rate and the zinc content in zinc slagwas about1.5%，and effectively reduce the sulfuric acid consumption 20%and increase the rate of zinc from the original 80%to 87.5%.The optimization of silver separation process focused on adjusting the ratio of nitric acid.Through the exploration，it cracked the ideal ratio of nitrate，adjusting from the original ratio 1∶1 to 3∶2（weight ratio），and significantly increased the nitrate utilization rate，saved the cost of production.Compared to the original process，the nitrate utilization rate was increased by 12.5%.

silvermud；zinc removal；silver separation；process optimization

TF803.2

A

1003-5540（2016）03-0031-03

2016-04-22

黃 ?。?983-），男，工程師，主要從事環境工程、有色金屬資源回收等方面的研究工作。