堿性氧化法處理銅-鉛陽極泥的研究.pdf

1、銅/鉛陽極泥是電解精煉過程重要的副產(chǎn)物，含有銅、鉛、硒、碲、砷、銻和貴金屬等多種有價(jià)金屬，完整的陽極泥處理工藝主要包括預(yù)處理過程、火法處理過程或濕法處理過程、貴金屬提純等四個過程，雖然關(guān)于陽極泥處理方法的研究很多，但是傳統(tǒng)的陽極泥處理方法大多數(shù)都是在酸性體系中進(jìn)行，主要存在金屬回收率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重和處理成本高等缺點(diǎn)，所以，根據(jù)國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)等政策的要求，提出本課題研究。
　　 為了實(shí)現(xiàn)銅/鉛

2、陽極泥中有價(jià)金屬分步分離、減少環(huán)境污染、提高金屬回收率和貴金屬再次富集的多重目的，通過對比陽極泥直接堿性浸出和酸性浸出的金屬分離效果，提出采用堿性氧化浸出和酸性浸出相結(jié)合的工藝成功處理了銅/鉛陽極泥，堿性氧化浸出過程在有效分離了銅/鉛陽極泥中的砷和硒的同時將其它金屬氧化，然后在酸性浸出過程又分離了銅、碲和鉍等金屬，實(shí)現(xiàn)了貴金屬的高效富集。論文的主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下：
　　 (1)通過對陽極泥堿性氧化浸出過程的關(guān)鍵因素和金屬行為

3、的研究，選擇氧氣(或空氣)和雙氧水作為氧化劑是可行的，噴嘴的使用可以促進(jìn)空氣氧化浸出過程的物料混合與氧化過程，加壓氧化方式的使用可以同時提高反應(yīng)過程溫度、壓力和氧分壓等；根據(jù)Me-H2O系的E-pH圖，研究了堿性氧化浸出過程中銅/鉛陽極泥中主要金屬的行為，銅、鉛、鉍、銻、金和銀被氧化后以氧化物、含氧酸鹽或單質(zhì)形態(tài)進(jìn)入堿性浸出渣，砷、硒、碲、硫、硅和氟以含氧鈉鹽形態(tài)進(jìn)入堿性浸出液，即通過堿性氧化浸出過程實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬的有效分離。
　　

4、 (2)通過對比堿性KOH和NaOH兩個體系在不同氧化方式的金屬分離效果，提出采用堿性加壓氧化浸出與硫酸浸出相結(jié)合的方法處理銅陽極泥，在堿性加壓氧化浸出過程分離砷和硒的同時氧化其他金屬，堿性浸出渣的硫酸浸出過程中分離銅和碲，實(shí)現(xiàn)了有價(jià)金屬高效脫除的目的；
　　 確定了銅陽極泥堿性加壓氧化浸出過程的最佳的工藝條件：NaOH濃度2.0mol/L、溫度200℃、氧分壓0.7MPa、時間3h、液固比5:1、填充比0.8和攪拌速度100

5、0r/min，堿性浸出渣率保持在76.0％，砷和硒的浸出率達(dá)到99.0％以上，銅、銀和碲的浸出率為零，鉛和銻的浸出率僅保持在3.0％左右。用硫酸選擇性浸出堿性浸出渣中的銅和碲，確定了硫酸浸出過程的最佳工藝條件：硫酸濃度2.7mol/L、溫度85℃、液固比5:1、時間2h、空氣壓力為0.1～0.2MPa和攪拌速度300r/min，硫酸浸出渣率保持在60.0％，銅和碲的浸出率分別達(dá)到97.65％和77.53％，錫和銻的浸出率都小于2.0％，

6、銀和鎳的浸出率分別為8.95％和5.85％。
　　 在銅陽極泥的堿性加壓氧化浸出過程中，硫酸鉛物相會轉(zhuǎn)化為氫氧化鉛，再用硫酸浸出堿性浸出渣時，氫氧化鉛又轉(zhuǎn)化為硫酸鉛，而硫酸鋇在兩個浸出過程中不發(fā)生物相轉(zhuǎn)變。
　　 (3)通過研究各種氧化方式對鉛陽極泥堿性浸出過程和鹽酸進(jìn)出過程的影響，采用堿性分步氧化浸出與鹽酸浸出相結(jié)合的方法處理鉛陽極泥，在堿性分步氧化浸出過程分離砷的同時氧化其他金屬，堿性浸出渣鹽酸浸出過程中分離鉍和銅，

7、實(shí)現(xiàn)了有價(jià)金屬的分步分離。
　　 確定了鉛陽極泥堿性分步氧化浸出過程的最佳工藝條件：氫氧化鈉濃度2.0mol/L、液固比5:1、溫度80℃和攪拌速度300r/min，首先控制空氣壓力0.2MPa氧化4h，然后再加入鉛陽極泥重量的0.2倍的雙氧水并反應(yīng)3h，堿性浸出過程渣率為80.0％，砷和鉛的浸出率分別為92.0％和5.0％。為了分離堿性浸出渣中的鉍，確定了鹽酸浸出過程的最佳工藝條件：鹽酸濃度3.0mol/L、液固比5:1、溫度

8、85℃、時間2h和攪拌速度300r/min，鹽酸浸出過程渣率在40.0％左右，鉍、銅、鉛和銻的浸出率分別為96.35％、95.50％、12.35％和12.45％。
　　 (4)探索了浸出液中有價(jià)金屬的回收方法，鋅粉或鋁粉在本實(shí)驗(yàn)條件下都不能從堿性浸出液中還原回收硒；銅粉可以從硫酸浸出液中置換回收銀和碲，置換率都達(dá)到99.0％以上；采用中和水解和硫酸鈉沉淀相結(jié)合方法同時脫除鹽酸浸出液中的鉛和銻，理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，在保持溶液p