铜阳极泥综合回收稀贵金属生产实践

＊杨得臣

（北方铜业股份有限公司 山西 043700）

1.概况

2014年中条山集团公司阴极铜产能达到180kt/a，年产阳极泥900～1100t。原侯马北铜铜业有限公司贵金属系统年处理铜阳极泥在700t/a，不能满足生产要求，中条山集团公司垣曲冶炼厂2014年新建一条稀贵金属处理系统，铜阳极泥处理规模为1300t/a，2014年12月份设备安装完毕后开始新工艺的探索试生产，由于设备配置问题，2015年陆续对设备进行了更换和改造，2015年底处理量达到设计产能。2016年到2018年对设计工艺进行优化完善，持续强化工艺操作，提高工艺指标，依托科技攻关，实现科技增效，2019年12月份“中条山”牌金锭、银锭在上海期货交易所注册成功。

中条山集团稀贵金属的生产坚持自主创新，以自身多年积累的经验为基础，借鉴本行业或跨行业先进方法，形成独具“中条山”特色的冶炼方法与工艺，产品质量达到国标要求，经济性能指标处于同行业先进水平。

2.生产实践

新建稀贵金属系统由北京恩菲公司设计院设计，设备由公司自行安装、调试。在实际试生产过程中，发现主要是湿法、火法工艺存在不同程度的缺陷，过程控制困难，设备状况频出，表现为过程杂质分离效果差、生产经营效益指标差，产品品质难以达到国标。

通过大量的试验和实际操作验证、比较，在借鉴侯马北铜铜业有限公司贵金属系统及综合国内几家铜冶炼技术基础上，设备管线多次改进，工艺流程不断完善。

2015年底处理量达到设计产能，系统转入正常生产，继续探索各类工艺指标，2018年金锭、银锭产品全部达到金锭GB/T 4134-2021中IC-Au99.99标准，银锭 满足GB/T 4135-2016中IC-Ag99.99标准。

原铜阳极泥处理流程见图1，根据生产实践优化后的铜阳极泥处理流程见图2。年处理阳极泥规模达1300t，产品为金锭、银锭、精硒、海绵铂、海绵钯等。

图1 阳极泥处理工艺流程图

图2 阳极泥处理工艺流程图

主要的改进和技术攻关如下：

(1)回转窑进料系统改造

在试生产中最初的链条式进料系统由于维修频率高，影响正常进料作业时间，阳极泥处理量低，经过试验改造为圆盘式大容量进料系统，故障维修率大幅降低，提高了设备利用率，回转窑设备作业率由80%提高到95%以上，保证了阳极泥入窑量，稳定焙烧渣质量。

①稳定回转窑窑內负压，提高焙烧渣质量

回转窑配套的硒吸收罐罐口法兰由于材质问题，致使罐口法兰密封面使用较短时间出现法兰平面变形，造成密封不严，导致负压泄露，致使窑內负压不稳定，焙烧渣质量指标时好时坏，同时负压泄漏会造成真空机组负荷增大，降低设备的使用寿命。最初使用的法兰盖板材质为12mm厚的普通铁板，不耐腐蚀，且需要每天拆卸，人员劳动强度较大。采用法兰加固法既在加固法兰和盖板间用有弹性及较厚的耐酸胶皮加以密封。回转窑窑尾料仓原厂家提供的材质为铸铁，不耐腐蚀，将之更换为不锈钢材质，且对料仓形状做了必要改进，并通过对真空机组冷却水系统、负压管线改进，有效提高并稳定了回转窑负压，且降低操作人员的劳动强度。

②增加阳极泥浆化时间，稳定焙烧渣质量

应用结果表明，风机盘管取暖速率快，噪声低，温度达到使用者的理想状态，并且超低温CO2空气热源热泵机组性能稳定，自控功能强，优化运行，体现了节能思想，还能实现用户的不同要求，达到舒适满意。

一次浆化槽和二次浆化槽容积都在2m3左右，正常状态下一次浆化槽浆化阳极泥量1t（湿量）左右且浆化好的阳极泥在8h左右全部进入回转窑，但由于阳极泥水分及颗粒大小的不均匀性，此种设备的配置时常会出现阳极泥浆化效果不好而回转窑出现等料入窑的情况，针对这一状况增加一个同等规格的一次浆化槽，可以满足不同规格阳极泥的浆化要求，提高了浆化效果。

通过稳定回转窑窑內负压和增加阳极泥浆化时间提高浆化效果的改进，焙烧渣合格率（含硒＜0.3%）由2015年的75%达到2016年的焙烧渣合格率（含硒＜ 0.3%）95%以上，解决了焙烧渣质量波动较大的问题。

(2)降低粗硒中金银含量，提高金银直收率

加强职工培训，提高职工的操作技能，通过控制泥酸比在1.1～1.3之间，出窑负压在-100～-200Pa之间，窑体三段温度分别在400～410℃、580～600℃、680～ 700℃之间，降低粗硒中金银含量，由刚开始生产时粗硒含金30～150g/t、银200～2000g/t降低为粗硒含金 20～40g/t、银200～600g/t，金直收率提高0.1%左右，银直收率提高0.003%左右。

(3)分铜银工艺改为只分铜不分银工艺，减少粗银粉引入杂质量

原工艺焙烧渣进入湿法流程先进行分铜银后分铜银液再沉银变成氯化银，氯化银转移至后续银还原工序在碱性溶液中充分浆化后和分金渣氨浸后的氨浸液一起利用水合肼还原出粗银粉，后改为焙烧渣进入湿法流程只分铜不分银，在银还原工序只针对氨浸液还原至粗银粉，减少了氯化银参与银还原引入的杂质，给后续银转炉作业减少了障碍。

(4)粗银粉洗涤装置改进

生产实践中发现，随着阳极泥中碲含量增高，导致分银上清液碲元素逐渐增高，最高曾达到5000mg/L,经还原后，大部分进入粗银粉中，导致粗银粉中碲含量异常增高。把洗涤粗银粉离心机更换成压滤机，压滤机后配置负压抽滤装置，采用热水增压洗涤、负压抽滤，减轻了职工劳动强度，洗涤效果好，作业环境也进一步改善，且减少了离心机系统漏滤的现象，进一步提高了银的回收率。

(5)分金系统改进

①分金渣压滤产能提高改进

最初配置的厢式压滤机过滤面积20m2两台，板框尺寸为800mm×800mm，每次单台压滤分金渣在600kg（湿量）左右，直接限制了分金岗位的产能，致使车间处理量无法达到设计产能，受场地限制，无法增加设备，在原有场地的基础上，更换成1000mm×1000mm规格的过滤面积为30m2两台厢式压滤机，每次单台压滤分金渣在900～1000kg（湿），突破了分金产能限制，车间处理量达到设计产能。

②铂钯泥抽滤系统改为压滤机过滤，提高工作效率

(6)截留总废水中有价元素，保证各金属回收率

车间外排至污水处理站的废水，含有一定量的固体物质，通过加大对废水的压滤，截留废水中的固体物质，其固体物质含有部分有价元素，力争最大限度保证各金属回收率。

(7)增加银转炉，完善银提纯工艺

银提取原工艺为阳极泥硫酸化焙烧、高酸分铜、氯化分金、氨浸分银、银还原、粗银粉熔铸、银电解、精银粉铸锭成型，由于阳极泥中硒碲等元素分离不彻底，致使银锭品位不稳定，不能满足银锭注册要求。经过研讨后在粗银粉熔铸环节由中频炉熔铸更换为使用银转炉加入粗银粉氧化造渣吹炼，去除银粉中大部的硒碲等杂质元素，给后续银电解作业减轻了压力，银锭品位稳定在GB/T 4135-2016中IC-Ag99.99标准，全部银锭产品满足注册要求。

(8)银锭熔铸除氧剂改进

使用木炭除氧时，会造成银液飞溅、表面残留炭渣和浮渣，铸成的银锭表面不光洁，含有碳渣和浮渣，影响银锭外观质量，不合格品需要重新返炉熔铸。经过对使用面粉和木炭除氧的反复试验及不断观察，面粉在除氧过程中稳定性更好，银液不易飞溅，银液表面残渣易去除，银液表面更干净，浇铸出的银锭表面无杂质，且光滑整洁，银锭外观质量得到明显改善，银锭合格率提升（减少了银锭返锅重新熔铸的次数），同时降低操作人员的劳动强度。

(9)金精炼工艺完善

金精炼工艺是粗金粉提纯为精金粉的工艺，由最初的粗金粉经稀液体洗涤后高温氯化分金、还原改为粗金粉不同浓度液体洗涤后低温氯化分金、还原，直接熔铸后保持成品金锭品位在99.99%（GB/T 4134-2021标准1#金锭）以上。此方法简单易行，替代传统金电解工艺，生产周期快速缩短，降低成本，减少积压。

(10)金锭物理外观质量提升

产品金锭最初设计为3kg，由于采用立模浇铸，浇铸后成品金锭物理外观不能满足注册要求，为达到注册要求和标准，新增了金锭造粒机、成型机、打码机、高精度电子天平、烘箱及重新引入并布置了氮气管线，确定了最终金锭规格为1kg标准锭，满足了注册要求并成功注册成功。

(11)配备金银直读光谱仪，快速分析样品

粗银粉在银转炉氧化造渣吹炼过程中，需要快速分析炉料反应状态，判断反应终点，在车间配置了ICAP-7400型电感耦合等离子体光谱仪的基础上增设了金银直读光谱仪、铣床、压片机，可以快速分析银转炉中的炉料成分，及时了解炉料反应状态，迅速判断反应终点，节约天然气用量和电力等的消耗。

3.总结

贵金属综合回收项目是集团公司拓展非铜产业，实现产业链延伸的重点项目和新的产值利润增长点。

在借鉴侯马北铜铜业有限公司贵金属系统及综合国内几家铜冶炼技术基础上，设备管线多次改进，工艺流程不断完善，形成了中条山特色稀贵金属冶炼工艺技术，各项指标达到了国内领先水平。稀贵金属综合回收系统的金银回收率98.5%以上，金直收率92.5%以上，银直收率94.5%以上，金品位达到99.99%以上，银品位达到99.99%以上。

经过设备的合理配置和工艺优化，既达到设计产能，又使生产更加流畅，生产组织便宜实施；生产过程中，采制样及化验对质量控制极为重要，生产中及时采取有代表性的样品并及时化验出准确的结果，使管理人员及操作人员可以及时了解生产状况，对指导生产起着重要的作用，对系统金属平衡也提供着重要数据；工艺流程中不但要考虑各种工艺的效果，还要考虑工艺适合工业化生产的时效性。