冶炼铜渣中提取金银的湿法工艺探讨

黄常岳

（湖南水口山有色金属有限公司 湖南常宁 421513）

冶炼铜渣中提取金银的湿法工艺探讨

黄常岳

（湖南水口山有色金属有限公司 湖南常宁 421513）

在湿法冶炼过程中，如果氰化金泥杂质元素含量发生一定的波动情况，极容易提高冶炼副产品铜渣中贵金属含量，进而对黄金精炼回收率造成影响，最终影响到企业经济效益的获得。为了有效回收贵金属，提升企业经济效益，可采用金银与其他贱金属电位差异，并加入氧化剂调整体系电位，以实现分离金银与贱金属的目的。针对此，本文首先分析了铜渣相关内容，其次以某精炼厂黄金精炼为例，对冶炼铜渣中提取金银的湿法工艺进行了详细的探讨，以供参考。

冶炼铜渣；控电位氯化法；氧化剂；湿法工艺

1 引言

某精炼厂黄金精炼工艺为控电位氯化法，操作简单，经济成本较低，适应性较强，工艺条件也容易调整，即使出现设备问题，也较容易解决，并且还具备良好的劳动条件。但由于该精炼厂处理的氰化金泥杂质元素含量存在较大的波动情况，金泥中含铜品位超过了3%，大大增加了湿法冶炼生产的难度，此情况下，除杂之后废水置换的铜渣中的金品位较高。铜渣是除杂后的液体经过铁粉置换得到的综合回收产物，为金泥湿法冶炼生产的副产品。

2 铜渣概述

铜渣是炼铜过程中产生的渣，属有色金属渣的一种。采用反射炉法炼铜排出的废渣为反射炉铜渣，采用鼓风炉炼铜排出的为鼓风炉铜渣。铜渣的化学组成为SiO230-40%，CaO5-10%，MaO1-5%，Al2O32-4%，此外还有大量的铁27～35%和少量锌2-3%；主要矿石为铁橄榄石（为含90%的FeSiO4），其此为磁铁矿、玻璃体和硫化物。每冶炼出1t铜，反射炉法将产生10～20t炉渣，鼓风炉法为50～100t铜渣。铜渣与淬渣掺入石灰拌和压实后可作公路基层。用气冷铜渣作为铁路道碴，效果良好。熔融的铜渣还可直接浇注成致密坚硬的铜渣筑石，也可将铜渣放入回收室内氧化熔烧，然后再采用还原方法处理而回收粒铜。

3 冶炼铜渣的化学组成

该试验采用的冶炼铜渣为某冶炼厂一年之前的铜渣，对于其化学组成分析，结构如表1所示。该部门铜渣含铜量为40.75%，属于极难处理含金物料，如果采取氰化法进行处理，会消耗掉大量的氰化物，并且还无法实现分离贵金属与贱金属铜的目的。如果委托外加工，成本较高，并且无法有效的管理中间环节，此时就需要进行大量的试验研究，制定一套具备较高可行性的铜渣处理方案，为冶炼铜渣处理奠定坚实的基础。

4 铜渣处理试验研究

在进行湿法冶金操作时，金泥中包含的金、银、铜等物质会发生氧化还原反应，但因为各种金属氧化还原电位不同，所以可加入适当的氧化剂对体系电位进行调整控制，主要是通过不同金属之间电位的差异，分离贵贱金属，以实现预期浸出目的。对于金泥中各金属在温度为25℃时的标准电极电势，具体见表2。

表1 冶炼铜渣的化学组成

表2 25℃时金属的标准电极电势

通过表2可知，贵金属金银与其他贱金属电位具有较大的差异，在加入一定量的氧化剂之后，体系电位会随之升高，之后，电位较低的贱金属会先溶解，当电位升高至一定的程度之后，停止加入氧化剂，就可实现有效分离贵金属金银与其他贱金属的目的。

一般情况下，以硫酸盐形态存在的铅不会出现溶解现象，仅在高温与氯化物浓度很高的介质中，较少量的铅与氯化物才会形成可溶性五氯铅酸络离子，当溶解温度降低之后，其又会重新转化为硫酸盐存在于铜渣中。随着体系电位的提高，进浸出率也不断增加，对于金在溶液中的赋存形式，主要为AuCl4-，其化学反应式为2Au+2HCl+3Cl2=2HAuCl4。图1为金的浸出率与电位变化的关系。

图1 金的浸出率与电位变化的关系

4.1 铜渣分离铜试验

由于金银与贱金属之间的氧化还原电位存在一定的差异，试验时可采用氯化法除去铜渣中的铜等杂质，并且还可通过控制调浆浓度、电位与温度等因素进行相应的研究，具体步骤如下：

①将适量的水加入600mL烧杯，并一边用玻璃棒搅拌一边加入大约50g的铜渣湿重。②缓慢加酸至3.0M，此时需要对加酸的速度进行严格的控制，以避免剧烈反应现象甚至是爆炸现象的出现。结束加酸操作之后，采用电炉升温至80℃，升温过程要缓慢，且还需要对少别中的反应情况进行实时观察。③加入2号药升高到试验电位，当保温保电位反应满足试验时间之后，进行过滤操作，以获得具有较高含金量的含金渣。此过程试验现象为：试验过程中产生的泡沫较多，且粘度较高，所以在搅拌过程中，药剂往往会粘附在泡沫表面，金泥与药剂的接触作用降低，除杂电位波动反复频繁。

4.2 废液处理试验研究

在酸性介质中，铜渣中的大部分铜等杂质均以离子的形式进入除铜后的液体，对于除铜之后的液体，通常采用铁粉置换其中的铜，以生成冶炼副产品铜渣。对于除杂后液体中金、铜含量，具体见表3。

表3 除杂后液体中金、铜含量

对于具体实验情况，具体如下：①1号试验：抽取除杂后液体600mL至烧杯中，并将其温度升至80℃，加入1.2g铁粉。铁粉应当少量多次加入烧杯，并利用玻璃棒不断搅拌，以使得铁粉能够充分反应。②2号试验：其他步骤与1号试验一样，但需加铁粉至电位＜-300mV处（2号烧杯废液电位达到-311mV，铁粉用量为0.9g）。③3号试验：其他步骤与1号试验一样，铁粉加入量为0.6g。试验现象为：随着铁粉的持续加入，废液颜色由浅绿色逐渐变为无色，并且有红色沉淀生成，但冷却之后，废液颜色又恢复为淡绿色。此外，1、3号试验废液颜色带有黄色，2号较1、3号颜色稍浅。

5 生产实践

5.1 生产流程

通过上述试验研究，该项目确定采用控电位氯化技术来进行分离杂质铜-废液置换铜-含金银渣混入氰化金泥进-步除杂分出金-剩下含银渣铸阳极板银电解回收银的工艺流程（图2）。

图2 铜渣湿法处理工艺流程图

5.2 冶炼铜渣处理流程的应用情况

①向反应釜中加适量水，缓慢加入盐酸，至酸度为0.5M，加酸时间≥20min，然后，投入铜渣湿重200kg/釜；反应30min后，再缓慢加酸至2.0M。②加酸完成后，缓慢升温到80℃，升温过程应仔细观察釜中的反应情况，正常情况下若蒸汽压力为0.3MPa时，升温过程应≥45min。若发现反应较剧烈，则必须减少供汽量，延长升温时间。③温度达到80℃开始记时，保持温度反应4h，然后缓慢添加2号药剂，使电位均匀地升高至400～450mV，开始记录时间，并保持温度和电位反应8h，然后放料过滤，以获得含金量较高的含金渣。

对于处理之后的铜渣，新生成了含金渣与新铜渣两类物质，基于化验情况与金属含量可以发现，处理后取得了显著的效果。其中，新铜渣品位从0.71%降至426.53g/t，含银品位由2.2%降至2496.77g/t。将生产的含金渣、氰化金泥混合之后，采用湿法精炼工艺，可获得国标1号金锭。

通过生产实践情况可以发现，通过对调浆温度、浓度与酸度进行一定的控制，并且加入适量的氯酸钠，然后确保电位处于420～450mV范围内，温度与电位持续反应8h，可使得铜渣中的大部分贱金属与其他杂质进入溶液中，金、银的损失较少，几乎全部留在氯化渣中。

对于该冶炼铜渣处理工艺的优势，主要在于：利用精炼厂现有设备和药剂就可满足生产要求，不需要重新投资新设备，生产周期较，经济效益较高。对于该工艺缺陷，即为处理量相对较小，无法形成规模处理，在一定程度上增加了劳动强度。

6 结语

大量的含金铜渣，金品位无法得到有效的保证，通过采用氰化法，不仅会消耗大量的氰化物，还无法确保贵金属与贱金属铜有效分离目标的数显。此情况下，对从冶炼铜渣中提取贵金属处理工艺进行深入的研究具有重要意义，可使得黄金冶炼厂最大限度地回收贵金属金银。

[1]张晗，陈彩霞，赵秀丽.全湿法工艺处理砷铜渣的试验研究[J].有色金属：冶炼部分，2010（02）：37～39.

[2]陈文波，韩晓龙，赵宏，等.湿法炼锌多金属铜渣的综合利用新工艺研究[J].有色金属：冶炼部分，2014（06）：22～25.

[3]李磊，胡建杭，魏永刚，等.铜渣中铜的回收工艺及新技术[J].材料导报，2013（27）：21～26.

TF83

A

1004-7344（2016）10-0241-02

2016-3-18

黄常岳（1984-），男，助理工程师，本科，主要从事冶炼方面的工作。