论文部分内容阅读
铜阳极泥含有铜、银、金、硒、碲、铅、锑及铂族等大量有价元素,是提取稀贵金属的重要原料之一。铜阳极泥综合利用首先是预处理脱除部分贱金属,再用火法熔炼或湿法冶金技术富集并产出贵金属合金或粉末,最后精炼得到贵金属产品。以上处理过程构成一个系统完整的阳极泥处理生产工艺,其中预处理过程是决定铜阳极泥处综合回收指标的重要环节。但传统的铜阳极泥预处理过程存在着铜、硒脱除率低、碲回收困难、砷的分散及二次污染等问题。为贯彻可持续发展战略,实现资源高效、综合利用,本文针对实现铜阳极泥预处理过程中As、Se、Cu、Te的高效脱除及回收、贵金属的富集等多重目标;借鉴国内外研究经验,提出了铜阳极泥的碱性高压氧化浸出–酸性常压浸出的联合预处理工艺,并采用亚硫酸钠还原、萃取分离工艺回收浸出液中的有价金属。论文的主要研究内容和结论如下:（1）计算和绘制As-H2O系、Se-H2O系、Cu-H2O系、Pb-H2O系的E-pH图,从热力学方面对碱性氧化浸出砷和硒的可能性进行了论证,并对其他元素浸出行为进行了探讨。结果表明,砷和硒分别以Na3AsO4、Na2SeO4的形式进入溶液,而铜、铅、铋、锑、碲、银和金以氧化物、含氧酸盐或单质的形式进入碱性浸出渣。此外,利用动力学原理分析铜阳极泥的碱性浸出影响因素,确定升高反应温度、控制合适的NaOH浓度和搅拌速度,可促进浸出过程。（2）详细研究铜阳极泥碱性高压氧化浸出过程的操作参数对砷、硒浸出效果的影响,确定了碱性高压氧化浸出过程的最佳工艺条件:氧分压0.6MPa、反应温度200℃、NaOH浓度2mol/L、液固比6:1、反应时间3h、搅拌速度650r/min。在该条件下,砷和硒的浸出率分别达到98.20%、93.63%,而碲、铜、锑的浸出率分别仅为0.89%、0.03%以及5.17%。（3）考察碱浸渣常压硫酸浸出过程中各因素对铜、碲、银浸出效果的影响;确定了硫酸浸出–NaCl沉银的最佳工艺条件:H2SO4浓度3mol/L、NaCl浓度6%、液固比5:1、反应温度60℃、反应时间1.5h、搅拌速度500r/min。在此工艺条件下,铜、碲、银的浸出率分别为93.88%、84.06%、0.18%。（4）探索盐酸酸化–亚硫酸钠还原碱浸液中硒的方法,确定还原最佳工艺条件:溶液HCl质量分数为10%、反应温度90℃、Na2SO3添加量为80g/L、反应时间125min。在此工艺条件下,硒的还原率可达96.66%,且以单质硒的形式回收。利用AD-100高效铜萃取剂进行萃取铜试验,在以下工艺条件:初始pH为2.5、A:O为2:1、萃取剂体积浓度为25%、振荡10min,铜的萃取率达92.62%,且萃取过程中每个Cu2+与两个萃取剂分子结合形成AD2Cu。此外,还研究了亚硫酸钠直接还原除铜后液中碲的方法,并得到最佳工艺条件:Na2SO3添加量为20g/L、反应温度90℃、搅拌速度400r/min、反应时间50min。在该工艺条件下,碲的还原率可达99.48%,且以二氧化碲的形式回收。实验结果表明,利用碱性高压氧化浸出–酸性常压浸出的联合工艺预处理铜阳极泥,是切实可行的。该方法不仅高效的脱除As、Se、Cu、Te,且实现了对贵金属的进一步富集;此外,亚硫酸钠能直接有效还原回收浸出液中的硒和萃取铜后液中的碲。该预处理及稀贵金属回收方法,具有广泛推广意义。