专利名称：一种铜阳极泥的预处理方法
技术领域：
本发明涉及冶金领域中湿法冶金过程，特别是有效地预处理铜阳极泥
的湿法冶金方法。
技术背景铜阳极泥是粗铜电解精炼过程的产物，主要含有金、银、钼族金属、铜、
硒、碲、砷、锑、铋、铅、镍等金属，是提取贵金属的重要原料。为了提取铜阳极泥中的贵金属，
需先将含量比贵金属高的其它贱金属分离并回收，即在提取贵金属前对铜阳极泥进行预处
理，脱除对贵金属提取过程影响大的杂质金属，然后再用火法或湿法提取金和银。 无论是用火法还是湿法从铜阳极泥中提取贵金属，影响较大的杂质金属主要是
砷、硒、铜和碲等，预处理的目的是从铜阳极泥中脱除这些金属，其主要原因是一是铜阳极
泥在火法熔炼过程中，贵金属易与硒、碲和铜等形成锍相，导致贵金属分散，金属直收率低，
另外砷在后续的火法处理过程中分散在各个中间产物，加大了集中处理难度；二是贵铅含
铜、硒和碲等高时使吹炼过程加长，试剂消耗增大、能耗增加；三是铜阳极泥中铜、硒、碲和
砷等与贵金属形成金属间化合物，导致湿法处理过程中贵金属溶解效果差，贵金属直收率
低；四是砷、硒、铜和碲等易进入金银提纯过程，影响金银产品质量；所以，无论是用火法还
是湿法提取铜阳极泥中的贵金属，均须预先脱除这些杂质金属，以提高贵金属回收率、縮短
处理过程、提高金银产品质量。 有关铜阳极泥的预处理方法的研究很多，主要有空气氧化脱铜法、氧化焙烧法、硫
酸化焙烧法、苏打焙烧法、硫酸体系加压氧化浸出法、选矿富集法等方法，目前在工业上广
泛采用的预处理方法有硫酸盐化焙烧法、加压氧化酸浸法和选矿富集法三种。 硫酸盐化焙烧法是将铜阳极泥与浓硫酸混合后在回转窑中焙烧，使硒氧化成挥发
性的Se02并以粗硒的形式回收，铜转化成可溶性的硫酸铜，再用稀酸溶解铜；该方法具有
焙烧温度低、硒和铜脱除率高等优点，但是存在的缺点是设备腐蚀快、辅助工序长、环境污
染严重、砷分散问题突出。加压氧化酸浸法是在硫酸体系采用高温高压的方式强化了脱铜
反应过程，该方法铜的浸出率达到98%以上，同时伴随有有少量的银、硒、碲、砷等金属的溶
解；该方法的优点是铜脱除率高、工艺过程短，但是存在设备易腐蚀、硒碲脱除率低、砷分散
问题突出等缺点。浮选富集方法是铜阳极泥采用空气氧化脱铜后浮选处理，使大部分铅、锑
等贱金属与贵金属分离，使金、银、硒、碲和铂族金属等富集在银精矿中，得到的银精矿含银
达到50%以上，该方法常与铜阳极泥火法处理过程结合起来称作选冶联合工艺，在还原熔
炼前再采用焙烧方法使硒以二氧化硒挥发回收；该方法具有贵金属富集比高、工艺过程短、
成本低等优点，但是其废水量大、综合回收效果差等缺点限制了该方法的推广。 发明内容本发明的目的是提供一种能有效地预处理铜阳极泥脱除砷、硒、碲和
铜，且过程无污染的湿法冶金方法。 为达到上述目的本发明采用的技术方案是铜阳极泥经过筛分和热水洗涤后，在碱性氢氧化钠体系进行加压氧化浸出，硒和砷被氧化进入碱性浸出液，铜和碲被氧化进入碱性浸出渣，碱性浸出渣再用硫酸溶液浸出铜和碲，贵金属富集在酸性浸出渣。
具体的工艺过程和工艺参数如下
1筛分和水洗
将铜阳极泥用温度70 9(TC热水浆化洗涤，保持液固比(液体体积与固体重量之比L/kg)为3 8 : 1和反应时间1 2h，固液分离前用孔径为150 840um的筛筛分以除去铜阳极泥中的粗铜等大颗粒夹杂物，洗水送硫酸浸出配液。
2碱性加压氧化浸出 水洗后的铜阳极泥用浓度为0. 5 2. 5mol *L—1的氢氧化钠溶液浆化，液固比(液
体体积与固体重量之比)为3 10 : l，搅拌0. 5 2h后将浆料加入到高压反应釜中；在
反应釜填充体积比(浆料体积/反应釜容积)0. 5 0. 9和搅拌速度500 1000r min—1
的条件下缓慢升温至150 25(TC，通入氧气，调整氧分压为0. 5 1. 5MPa反应2 6h ;达
到反应时间后开始降温，当温度降低至6(TC以下时，放出浆料并固液分离，得到碱性浸出液
和碱性浸出渣，发生的主要化学反应如下 2Se+4NaOH+302个=2Na2Se04+2H20 (1) Ag2Se+2NaOH+202 t = Na2Se04+Ag20+H20 (2) 2Cu2Se+4NaOH+502个=2Na2Se04+4CuO+2H20 (3) CuS+2NaOH+02 t = CuO+Na2S04+H20 (4) Ag2Te+2NaOH+202 t = Na20 Te03 I +Ag20+H20 (5) 2Cu2Te+4NaOH+502个=Na20 Te03 I +4CuO+2H20 (6) Sb203+2NaOH+02个=2NaSb03 I +H20 (7) As203+2NaOH+02个=2NaAs03+H20 (8) 3硫酸浸出 碱性浸出渣在硫酸溶液中搅拌浸出，硫酸溶液用铜阳极泥的洗水和硫酸配制，硫酸溶液浓度为1. 5 3. 5mol *L—^液固比(液体体积与固体重量之比L/kg)为3 10 : 1、搅拌速度300 600r min—^温度35 9(TC的条件下反应2 6h，得到酸性浸出液和酸性浸出渣，酸性浸出渣回收贵金属，酸性浸出液回收铜和碲发生的主要化学反应为
CuO+H2S04 = CuS04+H20 (9)
Na20 Te03+H2S04 = H2Te04+Na2S04 (10)
Ag20+2H2S04 = 2AgHS04+H20 (11)
所述的氢氧化钠、氧气和硫酸均为工业级试剂。 与传统的铜阳极泥预处理方法比较，本发明有以下优点碱性加压氧化浸出过程，硒和砷的浸出率都达到99%以上，硒和砷的脱除完全，便于集中回收，解决了砷在整个铜阳极泥处理工艺中的分散问题；碱性浸出渣硫酸浸出时，铜的浸出率达到98%以上，碲的浸出率达到78%以上，铜和碲脱除效果好，提高了碲的回收率，利于后续工序处理；采用碱性体系加压氧化浸出，设备腐蚀小、操作安全、贵金属富集比高、综合回收效益好；劳动强度低、处理时间短、操作环境好。 本发明适用于处理粗铜电解精炼过程产出的铜阳极泥，其主要成分范围以重量百分比计为(% ) :Au 0. 01 1. 5、Ag2. 0 20、Cul0 25、Pb5 15、As0. 5 10、Sbl. 5 8. 0、 Sel. 5 10和TeO. 5 5. 09 ;也适合于处理杂铜电解的阳极泥等物料。
图1 :本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1 : 铜阳极泥用80°C的热水在液固比L/kg为4 : 1的条件下洗涤1 2h，用孔径为500um的筛网筛出大颗粒夹杂物后过滤，水洗后铜阳极泥在8(TC烘干后备用，铜阳极泥主要成分以重量百分比计为(% ) :Cul3. 33、 Ag9. 71、 AuO. 153、 As4. 3、 Se4. 11、 TeO. 94、PblO. 45和Sb3. 39。 配制2mol/L氢氧化钠溶液750ml，加入150g上述成分的铜阳极泥，搅拌0. 5h后加入到1000ml不锈钢高压反应釜中，调整搅拌速度至800r *min—、然后缓慢升温至20(TC，待温度和压力稳定后通入工业氧气，保持氧分压0. 7MPa下反应3h，达到反应时间后通入冷却水降温，当整体温度降低至6(TC以下时，放出浆料并过滤，浸出渣水洗后烘干称重，碱性浸出渣重112. 2g，其主要成分以重量百分比计为(% ) :Cul7. 68、Agl3. 12、AuO. 212、As0. 035、SeO. 041、 Tel. 15、Pbll. 45和Sb4. 23，砷和硒的浸出率分别为99. 39%和99. 27%。
用铜阳极泥洗水配制3mol/L的硫酸溶液500ml，在搅拌速度450r min—1的条件下加入碱性浸出渣，保持温度85t:反应2h，然后过滤，浸出渣用水洗涤后烘干称重，酸性浸出渣重87. 75g，其主要成分以重量百分比计为(% ) :CuO. 35、Agl5. 34、AuO. 262、As0. 045、SeO. 05、Te0. 35、Pbl4. 75和Sb4. 87，铜和碲的浸出率分别为98. 46%和78. 22%，银的浸出率为7. 58%。
实施例2 : 铜阳极泥用80°C的热水在液固比L/kg为5 : 1的条件下洗涤1 2h，用孔径为600um的筛网筛出大颗粒夹杂物后过滤，水洗后铜阳极泥在8(TC烘干后备用，铜阳极泥主要成分以重量百分比计为(% ) :Cu8. 47、 AglO. 86、 AuO. 17、 As4. 25、 Se4. 92、 Tel. 95、Pb26. 27和Sb5. 00 ; 配制1. 8mol/L氢氧化钠溶液900ml，加入150g上述成分的铜阳极泥，搅拌0. 5h后加入到1000ml不锈钢高压反应釜中，调整搅拌速度至900r *min—、然后缓慢升温至225°C，待温度和压力稳定后通入工业氧气，保持氧分压0. 8MPa下反应3h，达到反应时间后通入冷却水降温，当整体温度降低至60°C以下时，放出桨料并过滤，浸出渣水洗后烘干称重，碱性浸出渣重115g，其主要成分以重量百分比计为(%) :Cull. 18、Agl4.32、Au0.22、As0.038、SeO. 05、 Te2. 55、 Pb32. 45和Sb6. 48，砷和硒的浸出率分别为99. 31 %和99. 22%。
用铜阳极泥洗水配制3. 2mol/L的硫酸溶液500ml，在搅拌速度450r min—1的条件下加入碱性浸出渣，保持温度80°C反应2h，然后过滤，浸出渣用水洗涤后烘干称重，酸性浸出渣重90g，其主要成分以重量百分比计为(％) :CuO. 25、 Agl6. 50、 AuO. 28、 AsO. 05、SeO. 07、Te0. 47、 Pb34. 58和Sb7. 48，铜和碲的浸出率分别为98. 23%和85. 54%，银的浸出率为8. 84%。
权利要求
一种铜阳极泥的预处理方法，其特征在于包括以下步骤a.筛分和水洗将铜阳极泥用温度为70～90℃的热水浆化洗涤，保持液固比L/kg为3～8∶1，反应时间1～2h，固液分离前用孔径为150～840um的筛筛分以除去铜阳极泥中的粗铜大颗粒夹杂物，洗水送硫酸浸出配液；b.碱性加压氧化浸出水洗后的铜阳极泥用浓度为0.5～2.5mol·L-1的氢氧化钠溶液浆化，液固比L/kg为3～10∶1，搅拌0.5～2h后将浆料加入到高压反应釜中；在反应釜填充体积比，即浆料体积/反应釜容积为0.5～0.9，搅拌速度500～1000r·min-1的条件下缓慢升温至150～250℃，通入氧气，调整氧分压为0.5～1.5MPa反应2～6h；达到反应时间后开始降温，当温度降低至60℃以下时，放出浆料并固液分离，得到碱性浸出液和碱性浸出渣，碱性浸出液回收硒、砷；c.硫酸浸出将上一步得到的碱性浸出渣在硫酸溶液中搅拌浸出，硫酸溶液用铜阳极泥的洗水和硫酸配制，硫酸溶液浓度为1.5～3.5mol·L-1、液固比L/kg为3～10∶1、搅拌速度300～600r·min-1、温度35～90℃的条件下反应2～6h，得到酸性浸出液和酸性浸出渣，酸性浸出渣回收贵金属，酸性浸出液回收铜和碲。
全文摘要
一种铜阳极泥的预处理方法，本发明先将铜阳极泥经过筛分和热水洗涤后，在碱性氢氧化钠体系进行加压氧化浸出，硒和砷被氧化进入碱性浸出液，铜和碲被氧化进入碱性浸出渣，碱性浸出渣再用硫酸溶液浸出铜和碲，贵金属富集在酸性浸出渣。本发明硒和砷的浸出率都达到99％以上，硒和砷的脱除完全，便于集中回收，解决了砷在整个铜阳极泥处理工艺中的分散问题；铜的浸出率达到98％以上，碲的浸出率达到78％以上，铜和碲脱除效果好，提高了碲的回收率，利于后续工序处理；设备腐蚀小、操作安全、贵金属富集比高、综合回收效益好；劳动强度低、处理时间短、操作环境好。
文档编号C22B3/12GK101775498SQ201019060009
公开日2010年7月14日 申请日期2010年2月8日 优先权日2010年2月8日
发明者任晋, 刘伟, 刘伟锋, 张杜超, 文剑锋, 杨天足, 王安 申请人:中南大学