倪迎瑞,寧創(chuàng)路,李佳誠(chéng),閔丁丁,熊鵬程
(1.陜西黃金集團(tuán)西安秦金有限責(zé)任公司,陜西西安 710054;2.西安匯創(chuàng)貴金屬新材料研究院有限公司,陜西西安 710000)
金電解陽(yáng)極泥中含有大量AgCl和金,火法通常將其返回制備金銀合金陽(yáng)極,用于電解金,金、銀不能徹底分離,生產(chǎn)的金純度較低,銀回收率低[1-5]。濕法工藝有氨浸銀—水合肼還原銀[6-11]、亞硫酸鈉浸出銀—甲醛還原沉淀銀[12-14]。兩種方法均可將金、銀分離,但氨水和甲醛的使用易造成環(huán)境污染。氨浸銀—水合肼還原法中,銀氨溶液不穩(wěn)定,有安全隱患;亞硫酸鈉浸出銀—甲醛還原法中,甲醛還原速度慢,生成的銀粉顆粒粒徑在微米級(jí),固液分離困難。試驗(yàn)研究了采用亞硫酸鈉浸出—水合肼還原工藝回收銀,以期為從金電解陽(yáng)極泥中回收金和銀提供一種無(wú)氨方法。
試驗(yàn)原料為陜西黃金集團(tuán)西安秦金有限責(zé)任公司金電解陽(yáng)極泥,主要成分見(jiàn)表1。
表1 金電解陽(yáng)極泥的主要成分 %
由表1看出:AgCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)31%~37%,Au質(zhì)量分?jǐn)?shù)61%~67%,其他金屬元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于1%。
主要試劑:亞硫酸鈉,工業(yè)級(jí),99%;水合肼,分析純,80 g/L;氫氧化鈉,工業(yè)級(jí),99%;純凈水。
主要設(shè)備:電解槽(自制),電解電源(上海百納德電子信息有限公司),電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司),日立Z-2000火焰石墨爐一體化原子吸收分光光度計(jì)(天美科學(xué)儀器有限公司),50 L攪拌裝置(自制),101型電熱鼓風(fēng)干燥箱(北京偉科永興儀器有限公司),負(fù)壓溶金裝置(自制)。
將一定量亞硫酸鈉溶液與10 g金電解陽(yáng)極泥混合,室溫下充分?jǐn)嚢杞鲆欢〞r(shí)間后過(guò)濾,濾液加適量水合肼攪拌還原,之后用氫氧化鈉溶液調(diào)pH至堿性,沉淀反應(yīng)完全后過(guò)濾,得固體銀粉。
在溫度25 ℃、浸出時(shí)間2 h、液固體積質(zhì)量比10/1、攪拌速度150 r/min條件下,亞硫酸鈉質(zhì)量濃度對(duì)銀浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。
圖1 亞硫酸鈉質(zhì)量濃度對(duì)銀浸出率的影響
由圖1看出:隨亞硫酸鈉質(zhì)量濃度增大,銀浸出率逐漸提高;亞硫酸鈉質(zhì)量濃度增至250 g/L時(shí),銀浸出率高達(dá)99%。亞硫酸鈉質(zhì)量濃度過(guò)低,反應(yīng)速率較低,在有限時(shí)間內(nèi)銀浸出率偏低;亞硫酸鈉質(zhì)量濃度過(guò)高,則試劑用量加大,同時(shí)會(huì)有亞硫酸鈉結(jié)晶析出,導(dǎo)致管路堵塞。綜合考慮,確定適宜亞硫酸鈉質(zhì)量濃度為250 g/L。
在溫度25 ℃、亞硫酸鈉質(zhì)量濃度250 g/L、液固體積質(zhì)量比10/1、攪拌速度150 r/min條件下,浸出時(shí)間對(duì)銀浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。
圖2 浸出時(shí)間對(duì)銀浸出率的影響
由圖2看出:浸出時(shí)間在2 h之內(nèi),隨浸出時(shí)間延長(zhǎng),銀浸出率迅速提高,但浸出不完全;浸出2 h后,銀浸出率達(dá)99%并趨于穩(wěn)定。綜合考慮,確定適宜浸出時(shí)間為2 h。
在溫度25 ℃、浸出時(shí)間2 h、亞硫酸鈉質(zhì)量濃度250 g/L、液固體積質(zhì)量比10/1條件下,攪拌速度對(duì)銀浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。
圖3 攪拌速度對(duì)銀浸出率的影響
由圖3看出:隨攪拌速度增大,銀浸出率提高;攪拌速度增至150 r/min時(shí),銀浸出率達(dá)99%,之后基本保持不變,攪拌速度過(guò)快反而易造成液體飛濺。綜合考慮,確定適宜攪拌速度為150 r/min。
在溫度25 ℃、浸出時(shí)間2 h、亞硫酸鈉質(zhì)量濃度250 g/L、攪拌速度150 r/min條件下,液固體積質(zhì)量比對(duì)銀浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。
圖4 液固體積質(zhì)量比對(duì)銀浸出率的影響
由圖4看出:銀浸出率隨液固體積質(zhì)量比增大而逐漸提高,當(dāng)液固體積質(zhì)量比為10/1時(shí),銀浸出率達(dá)99%。液固體積質(zhì)量比過(guò)小,溶液中離子濃度過(guò)高,銀浸出率相對(duì)較低;液固體積質(zhì)量比過(guò)大,會(huì)對(duì)后續(xù)還原不利:綜合考慮,確定適宜液固體積質(zhì)量比為10/1。
在溫度25 ℃、浸出時(shí)間2 h、亞硫酸鈉質(zhì)量濃度250 g/L、攪拌速度150 r/min、液固體積質(zhì)量比10/1條件下,對(duì)10 g陽(yáng)極泥進(jìn)行浸出,過(guò)濾后加入水合肼還原并調(diào)濾液pH=13,水合肼用量對(duì)銀還原率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。
圖5 水合肼用量對(duì)銀還原率的影響
由圖5看出:隨水合肼用量增加,銀還原率逐漸升高;水合肼用量為1.1 mL時(shí),銀還原率達(dá)99%。綜合考慮,確定水合肼適宜用量為1.1 mL。水合肼用量過(guò)低,會(huì)造成銀還原不徹底;水合肼用量過(guò)高,則造成試劑浪費(fèi),同時(shí)也會(huì)影響亞硫酸鈉溶液再次利用。綜合考慮,確定水合肼適宜用量為1.1 mL。
對(duì)上述濾液加入1.1 mL水合肼,再加入氫氧化鈉溶液調(diào)pH,溶液pH對(duì)銀還原率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。
圖6 溶液pH對(duì)銀還原率的影響
由圖6看出:隨溶液pH升高,銀還原率逐漸升高;當(dāng)pH增大至13時(shí),銀還原率接近99%。pH過(guò)低,溶液中的亞硫酸根容易分解;pH過(guò)高會(huì)造成試劑浪費(fèi),同時(shí)會(huì)生成Ag2O沉淀。綜合考慮,確定溶液pH以13為宜。
針對(duì)金電解陽(yáng)極泥,采用亞硫酸鈉浸出—水合肼還原工藝回收銀,可得到較高銀回收率且純度達(dá)99%。該工藝銀回收率高,質(zhì)量穩(wěn)定,已在工業(yè)中得到應(yīng)用,綠色環(huán)保,安全性高,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。