銅陽極泥處理工藝和設(shè)備的技術(shù)改造實(shí)踐

李凱軍，王 鋒

（江西自立環(huán)?？萍加邢薰荆鲹嶂?344000）

銅電解精煉陽極泥中含有大量的稀貴金屬，高效回收銅陽極泥中的稀貴金屬意義重大［1］。目前銅陽極泥處理技術(shù)主要包括前期預(yù)處理技術(shù)以及后期火法處理技術(shù)、濕法處理技術(shù)、選冶聯(lián)合處理技術(shù)等［2］。某企業(yè)銅陽極泥處理工藝原先使用的是硫酸化焙燒蒸硒—酸浸脫銅—堿浸除碲—氯化分金—氨水分銀—金銀精煉工藝，該工藝產(chǎn)出的分銀渣含貴金屬偏高，很長一段時間金含量達(dá)到250 g/t，導(dǎo)致貴金屬流失嚴(yán)重。為此，針對銅陽極泥處理工藝和設(shè)備采取了一系列的技術(shù)改造措施，降低了生產(chǎn)成本以及貴金屬的流失，提高了金銀的回收率，以及產(chǎn)品質(zhì)量。

1 原銅陽極泥處理工藝過程以及工藝設(shè)備存在的問題

1.1 原銅陽極泥處理工藝

原銅陽極泥處理工藝流程如圖1所示，銅陽極泥首先通過硫酸漿化，然后再放入馬弗爐進(jìn)行焙燒，煙氣進(jìn)入鉛銻反應(yīng)釜吸收還原后再使用壓濾機(jī)壓濾漂洗得到粗硒，蒸硒渣加入鹽酸進(jìn)行沉銀酸浸分銅工序，分銅液打回電解銅分廠回收金屬銅，分銅渣進(jìn)入堿浸工序得到堿浸液與堿浸渣，堿浸渣加入氯酸鈉進(jìn)行氯化分金工序，分金液直接進(jìn)入鋅錠置換工序，分金渣進(jìn)入氨水分銀工序，分銀液加入水合肼進(jìn)行銀還原工序，分銀渣則作為尾渣另行處理。

圖1 原銅陽極泥處理工藝流程圖

1.2 工藝和設(shè)備存在的問題及對生產(chǎn)的影響

該廠在生產(chǎn)期間發(fā)現(xiàn)初始設(shè)計不能滿足現(xiàn)階段生產(chǎn)要求，主要是原工藝設(shè)備、工藝配置問題尤為突出。比如蒸汽管道只安裝了一個主閥門，在每次技改時都要去關(guān)閉主閥門，極為不方便，同時浪費(fèi)大量蒸汽，增加生產(chǎn)成本；濕法工序反應(yīng)釜至壓濾機(jī)管路均采用底部放料，壓濾時壓力過大容易造成管道脫焊，必須停產(chǎn)進(jìn)行補(bǔ)修，影響正常生產(chǎn)；進(jìn)入分廠的軟化水管路中含有大量的鐵銹，根本不能使用于金銀精煉工序中，會影響產(chǎn)品質(zhì)量；壓濾機(jī)跑混而造成雜質(zhì)分離不清，影響產(chǎn)品質(zhì)量以及金、銀貴金屬的回收率；堿浸工序每天消耗大量氫氧化鈉，并且產(chǎn)生大量堿性廢水，廢水渣量大。

1.2.1 堿浸廢水多，渣含鉛、錫高

堿浸工序液堿的加入主要是為了除去陽極泥中的金屬雜質(zhì)。原工藝流程堿浸工序，在分銅渣進(jìn)行氫氧化鈉堿浸過程中，雜質(zhì)鉛與雜質(zhì)錫生成鉛酸鈉與錫酸鈉，進(jìn)入廢水渣，導(dǎo)致消耗大量氫氧化鈉，產(chǎn)生大量堿性廢水，廢水渣的數(shù)量過大，增加了廢水工序的處理壓力與整個陽極泥處理的生產(chǎn)成本，而且廢水渣中鉛、錫含量高達(dá)18%與20%，陽極泥中錫、鉛流失嚴(yán)重，后續(xù)回收處理工藝復(fù)雜。

1.2.2 分銀渣中金含量偏高

原工藝在分金過程中是在工業(yè)鹽與硫酸的水溶液中氯化分金，由于公司銅陽極泥原料復(fù)雜，于是分金條件難以控制，導(dǎo)致分銀渣中金含量長期處于超標(biāo)狀態(tài)，高達(dá)250 g/L，遠(yuǎn)高于全國分銀渣平均水平60 g/L，使得金流失嚴(yán)重，降低了金的直收率。

1.2.3 廢水渣中金含量偏高

原工藝中銅陽極泥金品位偏低，氯化分金后的分金液是直接打入置換槽使用鋅錠進(jìn)行置換反應(yīng)，使得分金液里面的金與鋅發(fā)生置換，達(dá)到一定量時再集中處理。但是由于現(xiàn)場設(shè)備設(shè)施不充足，每天都有新的分金液產(chǎn)生并打入置換槽，置換過程可能未完全結(jié)束就必須打入壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，置換時間過短，置換效果不理想，導(dǎo)致置換后液打入廢水工序處理后廢水渣金含量偏高，長期處于30 g/t的狀態(tài)，而且一旦金流失到廢水渣后重新回收，便會加重生產(chǎn)負(fù)擔(dān)，增加生產(chǎn)成本，降低了金的直收率。

1.2.4 金錠、銀錠產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定

稀貴金屬中的金錠質(zhì)量為99.95%以上，產(chǎn)出的銀錠質(zhì)量為99.995%以上。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，國標(biāo)99.95%金錠雜質(zhì)含量中鐵不得高于0.003%，國標(biāo)99.995%銀錠雜質(zhì)含量中鐵不得高于0.001%，然而進(jìn)入分廠的軟化水管內(nèi)含有大量鐵銹，而且管路過長，使用于金、銀精煉過程中，導(dǎo)致成品金錠、銀錠質(zhì)量經(jīng)常達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)，雜質(zhì)含量超標(biāo)，尤其是鐵含量，降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。

2 針對原先處理工藝和設(shè)備采取的技術(shù)改造方案

針對原生產(chǎn)處理工藝和設(shè)備出現(xiàn)的問題以及對生產(chǎn)產(chǎn)生的影響，結(jié)合現(xiàn)階段生產(chǎn)實(shí)際情況，認(rèn)真分析總結(jié)，提出并實(shí)施了一系列的技術(shù)改造方案。

2.1 取消使用堿浸工序

在原銅陽極泥處理工藝中取消使用堿浸工序有以下幾個好處。

1.在原銅陽極泥處理工藝中每天大約有130 kg的鉛與140 kg的錫進(jìn)入到廢水渣當(dāng)中，去除堿浸工序之后，每天僅有7 kg的鉛與10 kg的錫進(jìn)入到廢水渣中，使得陽極泥中的鉛、錫大部分都進(jìn)入分銀渣中，從而使得廢水渣中鉛、錫等金屬含量大大降低，而且進(jìn)入到分銀渣中的鉛、錫后續(xù)集中回收工藝更加簡便，工藝流程大大縮減，節(jié)約回收成本，增加經(jīng)濟(jì)效益［3］。

2.在原銅陽極泥處理工藝中每天需消耗1 t氫氧化鈉，而且隨著產(chǎn)量的不斷提高，氫氧化鈉的消耗量也不斷增加，去除堿浸工序之后，便不需要再消耗氫氧化鈉，每天可節(jié)約成本大約3 000元。

3.在原銅陽極泥處理工藝中每天產(chǎn)生大量堿性廢水，廢水工序處理壓力大，員工勞動強(qiáng)度加大，去除堿浸工序之后可降低廢水工序處理壓力以及員工的工作強(qiáng)度，更利于穩(wěn)定員工。

2.2 增設(shè)二次分金工序

在原銅陽極泥處理工藝中由于原料金屬含量不穩(wěn)定，分金反應(yīng)條件難以及時調(diào)整，使得分銀渣中金含量平均處于250 g/t，于是在氨水分銀工序之后加一道二次分金工序，將金含量超標(biāo)的分銀渣集中在二次分金工序中進(jìn)行處理，二次分金渣金含量基本保持在15 g/t的水平，提高了金的回收率與直收率，貴金屬的回收率提高大約1%～1.5%。

2.3 增設(shè)鐵粉置換工序

在原銅陽極泥處理工藝流程中分金液直接打入置換槽進(jìn)行鋅錠置換，置換壓濾機(jī)時常跑混，使得廢水渣中金含量長期處于30 g/t之高，于是在鋅錠置換之前加一道鐵粉置換工序，進(jìn)行置換預(yù)處理，從調(diào)整之后的生產(chǎn)運(yùn)行情況來看，廢水渣中金含量大幅度下降，效果明顯，金含量基本能穩(wěn)定在10 g/t以內(nèi)。與此同時置換所需的鋅塊也能大幅度減少，鋅塊的消耗量從100 kg/d降低到25 kg/d，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了貴金屬的回收率與直收率。

2.4 增設(shè)金銀精煉純水設(shè)備

在前期從進(jìn)入分廠的軟化水管道中含有大量鐵銹，對金銀精煉產(chǎn)品金錠、銀錠質(zhì)量影響很大，于是在進(jìn)入金銀精煉的軟化水前增設(shè)一套純水裝置，使得軟化水在進(jìn)入金銀精煉之前再進(jìn)行一道過濾，水的雜質(zhì)含量基本能保持在要求之內(nèi)的水準(zhǔn)。從增設(shè)一套純化水裝置后的生產(chǎn)運(yùn)行來看，金錠的產(chǎn)品質(zhì)量能控制在99.95%以上，各項(xiàng)雜質(zhì)含量均在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)；銀錠的產(chǎn)品質(zhì)量能控制在99.995%以上，各項(xiàng)雜質(zhì)含量均在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，效果明顯，產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高且穩(wěn)定。

2.5 蒸汽管道加裝分閥門

原進(jìn)入分廠的蒸汽管道只安裝了一個主閥門，而且位置處于橋架上方，并未有其它分閥門，在每次技改時都要去關(guān)閉主閥門，主閥門為DN200的截止閥，極為不方便，同時浪費(fèi)大量蒸汽，于是在分廠8.3 m平臺上面加裝2個分閥門，一個DN80的截止閥控制金銀精煉的蒸汽，一個DN125的截止閥作為粗煉工段以及廢水工段的總閥門，然后在廢水以及粗煉使用的分管道前分別加裝一個DN80的分閥門，同為截止閥。在安裝閥門之后，每次技術(shù)改造都能在不影響其它工序的情況下進(jìn)行，操作簡單，同時也不會造成蒸汽的無故浪費(fèi)，節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3 工藝和設(shè)備技改后的效果分析

工藝和設(shè)備技術(shù)改造方案前后的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的變化見表1。

表1 工藝和設(shè)備技術(shù)改造方案實(shí)施前后的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的變化

工藝和設(shè)備的技術(shù)改造方案實(shí)踐表明，廢水渣中的鉛、錫含量基本控制在1%以下，分銀渣中金含量下降明顯，從250 g/t降到了15 g/t以下，廢水渣中金含量低于10 g/t，鋅錠消耗量降低了四分之三，減少了貴金屬的流失，金銀的直收率得到了顯著提升，同時節(jié)約了大量的生產(chǎn)成本，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。金錠、銀錠品質(zhì)均能達(dá)到最新IC-Au 99.95國家標(biāo)準(zhǔn)以及IC-Ag 99.995國家標(biāo)準(zhǔn)，主品位穩(wěn)定在99.95%與99.995%以上，產(chǎn)品質(zhì)量取得了顯著提高。

4 結(jié) 語

實(shí)踐證明，該企業(yè)銅陽極泥處理通過取消堿浸工序、增加二次分金工序等工藝和設(shè)備改造之后，尾渣主要金屬含量得到了明顯的降低，產(chǎn)品穩(wěn)定在國家標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，生產(chǎn)成本也得到了降低，效果明顯。