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铅阳极泥中提炼白银及有价金属技术发展(1)
更新整理时间：2018-10-15 16:50:32信息浏览量：1065次
摘要： 本文简述了国内外阳极泥火法处理工艺在还原熔炼、氧化精炼及有价金属综合回收等方面的技术和装备进展情况，找到了国内阳极泥火法技术存在的差距，阐明了富氧熔炼技术和基于自动控制条件下的工艺细分综合回收技术是火法阳极泥处理的发展方向。
前 言
铅阳极泥是综合回收白银及有价金属的重要原料，有约70%的白银从阳极泥中提炼出来。其基本处理方式有三：一是传统火法工艺；二是全湿法工艺；三是水-火联合工艺。全湿法的优点是金银生产周期短、综合回收效果好、环境污染小，近年来虽在国内得到推广应用，但所产金银粉纯度偏低仍需进一步电解精炼，产出的中间渣仍含银偏高，工序设备多，原料适应性差以及工艺三废仍对环境有污染等问题，制约了湿法工艺的发展。水-火联合工艺虽比传统火法工艺的金银直收率高，综合回收好，但一次性投资、试剂消耗、劳动定员都大于传统流程，总成本偏高，设备腐蚀严重，维修量大。所以，湿法或火法联合工艺多被原料含金高、生产规模小的企业采用，火法处理流程多被资金势力强、生产规模大的产银企业采用。
传统火法工艺具有对原料适应性强，设备简单，容易实施和便于管理等特点，仍在国内外的一些工厂沿用。为解决流程复杂工序多，能耗高，金银直收率低（Au≈93%,Ag85%~88%），Sb、Bi、Pb综合回收利用差，烟害污染环境，劳动条件恶劣等缺点，近年来冶金工程技术人员重点在强化和完善火法工艺条件、减少环境污染、提高金银直收率、改进设备等方面进行了深入研究。
1.国外阳极泥火法处理技术改进
大型冶炼厂的阳极泥多采用传统火法工艺，一般包括4个步骤：
① 阳极泥硫酸化焙烧分铜、硒、碲；
② 酸侵渣混铅阳极泥后还原熔炼富集金银；
③ 贵铅氧化吹炼产金银合金板；
④ 金银电解产出Au、Ag产品。该方法简称为还原熔炼-氧化精炼-电解法。含硒、碲高的阳极泥火法熔炼前先除硒、碲，铜高时先脱铜。
1.1 阳极泥还原熔炼方面
1.1.1 电炉熔炼法
日本矿业公司日立冶炼厂为提高金、银直收率，减少中间产品积压，缩短工时，采用电炉熔炼法处理阳极泥脱铜后的浸出渣，使用了新配料方法，减少了还原剂用量，使浸出渣及氧化铅中的铅大部分进入渣中，渣流动性变好，减少了返料品种和返料量，电炉熔炼金、银总回收率分别为99.36%和99.30%，改进后的电炉及其氧化炉熔炼贵铅在阳极泥处理方面取得了明显的效果。
1.1.2 焙烧-熔炼法
日本直岛冶炼厂采用焙烧熔炼法，内衬镁鉻砖的焙烧-熔炼炉可装10t阳极泥 / 炉。为缩短熔炼过程，增设了高强度燃烧器，阳极泥和溶剂入炉后，先经12h低温焙烧，再增加重油转入熔炼过程，熔炼10h后将含铅40~50%的炉渣放入包子冷却后送铅熔炼车间，贵铅用电葫芦运送并倒入分银炉内。
1.2 贵铅氧化精炼方面
1.2.1 贵铅富氧熔池氧化精炼
日本直岛冶炼厂的分银炉是用重油内部加热的回转炉，苏打和硝酸钠从可动烟道用不锈钢管气流送入分银炉内进行强氧化反应，倾转炉体可连续排除苏打渣，氧化反应时间约20h。该厂使用有高氧化铝涂层的不锈钢管向熔池内搅拌喷吹富氧气体（O2 80%），氧化精炼时间大幅度缩短，效率显著提高。精炼终点通过分析粗银含铜来迅速判断，然后铸成约50Kg/块的大型银阳极板，分银、精炼、阳极浇铸都在1台分银炉上进行。使用富氧化后，直岛冶炼厂的阳极泥处理能力大大提高，是1992年的2倍。
1.2.2 底吹氧气转炉处理贵金属物料
底吹氧气转炉（简称BBOC）是澳大利亚MIM集团开发的吹炼炉，该炉顶部装有天然气或柴油烧嘴，给融化物料提供热源；用氮气保护的可消耗喷枪把氧从熔体底部喷入，喷枪内装有热电偶测喷出口处的温度来判断喷枪消耗的情况，根据温度高低决定是否由液压自动顶进装置，执行顶推枪位的指令，顶进行程为5~10mm/次。BBOC法反应速度快，冶炼周期短，氧利用率和热效率高，作业环境好，原料适应性强，可产出Au + Ag ≥99%的合金。日本新居滨精炼厂采用容积为0.36m3的BBOC灰吹炉取代传统工艺，烟尘率降至10%，氧利用率提高到85%，产能增加50%，生产效率提高了一倍。
1.2.3 卡尔多转炉处理阳极泥
卡尔多炉是装有一套含燃烧、吹炼喷枪在内的物料喷咀的富氧顶吹转炉，可使熔炼，渣还原、吹炼和精炼等在同以炉内完成。隆斯卡尔的阳极泥卡尔多炉，容积较小，密封性好，烟气外逸少。生产时阳极泥经干燥与返料、溶剂混合加入炉内，炉子转动中加热并熔炼物料后；加碎焦还原，控制渣含银小于0.3%时，把上部炉渣放完，贵铅留在炉内；最后氧化吹炼和精炼产出含杂质低的金银合金，经铸型机铸成阳极板。其特点是：操作时间短，金属积压少，能耗低，回收率高，操作环境好。
1.3 有价金属回收方面
日本细仓铅冶炼厂铅阳极泥在还原炉中熔融还原成贵铅后，贵铅在精炼锅内脱砷，进而在挥发炉中挥发锑，锑烟尘制成氧化锑。脱锑贵铅在氧化炉中熔融，用制氧机产出的氧气进行灰吹，使铅、铋分别氧化并分别放出，氧化铅返回鼓风炉，氧化铋作电铋的原料用还原炉还原、精炼、铸成粗铋阳极，用氟硅酸电解液进行电解精炼，每20~30d换一次极板，得到的阴极在专用锅中熔融，精炼成99.99%电铋。隆斯卡尔的卡尔多炉则利用氧化效果好的优势，在分银炉精炼后期直接把富氧空气喷吹至粗金属表面，氧化硒、铅、铜，二氧化硒挥发后在文氏管中被吸收，铅和铜进入吹炼渣，在烟气处理过程中直接回收硒。
2. 国内阳极泥火法技术装备现状与发展
国内企业一般采用转炉或电炉处理铜、铅阳极泥，也有采用小型平炉的。除电炉外，燃料多用重油或菜油，有条件的地方也可使用煤气。贵铅吹炼一般多用于转炉，而较少使用小型平炉和反射炉。
中南大学冶金科学与工程学院 河南豫光金铅股份有限公司 李卫峰等
前 言
铅阳极泥是综合回收白银及有价金属的重要原料，有约70%的白银从阳极泥中提炼出来。其基本处理方式有三：一是传统火法工艺；二是全湿法工艺；三是水-火联合工艺。全湿法的优点是金银生产周期短、综合回收效果好、环境污染小，近年来虽在国内得到推广应用，但所产金银粉纯度偏低仍需进一步电解精炼，产出的中间渣仍含银偏高，工序设备多，原料适应性差以及工艺三废仍对环境有污染等问题，制约了湿法工艺的发展。水-火联合工艺虽比传统火法工艺的金银直收率高，综合回收好，但一次性投资、试剂消耗、劳动定员都大于传统流程，总成本偏高，设备腐蚀严重，维修量大。所以，湿法或火法联合工艺多被原料含金高、生产规模小的企业采用，火法处理流程多被资金势力强、生产规模大的产银企业采用。
传统火法工艺具有对原料适应性强，设备简单，容易实施和便于管理等特点，仍在国内外的一些工厂沿用。为解决流程复杂工序多，能耗高，金银直收率低（Au≈93%,Ag85%~88%），Sb、Bi、Pb综合回收利用差，烟害污染环境，劳动条件恶劣等缺点，近年来冶金工程技术人员重点在强化和完善火法工艺条件、减少环境污染、提高金银直收率、改进设备等方面进行了深入研究。
1.国外阳极泥火法处理技术改进
大型冶炼厂的阳极泥多采用传统火法工艺，一般包括4个步骤：
① 阳极泥硫酸化焙烧分铜、硒、碲；
② 酸侵渣混铅阳极泥后还原熔炼富集金银；
③ 贵铅氧化吹炼产金银合金板；
④ 金银电解产出Au、Ag产品。该方法简称为还原熔炼-氧化精炼-电解法。含硒、碲高的阳极泥火法熔炼前先除硒、碲，铜高时先脱铜。
1.1 阳极泥还原熔炼方面
1.1.1 电炉熔炼法
日本矿业公司日立冶炼厂为提高金、银直收率，减少中间产品积压，缩短工时，采用电炉熔炼法处理阳极泥脱铜后的浸出渣，使用了新配料方法，减少了还原剂用量，使浸出渣及氧化铅中的铅大部分进入渣中，渣流动性变好，减少了返料品种和返料量，电炉熔炼金、银总回收率分别为99.36%和99.30%，改进后的电炉及其氧化炉熔炼贵铅在阳极泥处理方面取得了明显的效果。
1.1.2 焙烧-熔炼法
日本直岛冶炼厂采用焙烧熔炼法，内衬镁鉻砖的焙烧-熔炼炉可装10t阳极泥 / 炉。为缩短熔炼过程，增设了高强度燃烧器，阳极泥和溶剂入炉后，先经12h低温焙烧，再增加重油转入熔炼过程，熔炼10h后将含铅40~50%的炉渣放入包子冷却后送铅熔炼车间，贵铅用电葫芦运送并倒入分银炉内。
1.2 贵铅氧化精炼方面
1.2.1 贵铅富氧熔池氧化精炼
日本直岛冶炼厂的分银炉是用重油内部加热的回转炉，苏打和硝酸钠从可动烟道用不锈钢管气流送入分银炉内进行强氧化反应，倾转炉体可连续排除苏打渣，氧化反应时间约20h。该厂使用有高氧化铝涂层的不锈钢管向熔池内搅拌喷吹富氧气体（O2 80%），氧化精炼时间大幅度缩短，效率显著提高。精炼终点通过分析粗银含铜来迅速判断，然后铸成约50Kg/块的大型银阳极板，分银、精炼、阳极浇铸都在1台分银炉上进行。使用富氧化后，直岛冶炼厂的阳极泥处理能力大大提高，是1992年的2倍。
1.2.2 底吹氧气转炉处理贵金属物料
底吹氧气转炉（简称BBOC）是澳大利亚MIM集团开发的吹炼炉，该炉顶部装有天然气或柴油烧嘴，给融化物料提供热源；用氮气保护的可消耗喷枪把氧从熔体底部喷入，喷枪内装有热电偶测喷出口处的温度来判断喷枪消耗的情况，根据温度高低决定是否由液压自动顶进装置，执行顶推枪位的指令，顶进行程为5~10mm/次。BBOC法反应速度快，冶炼周期短，氧利用率和热效率高，作业环境好，原料适应性强，可产出Au + Ag ≥99%的合金。日本新居滨精炼厂采用容积为0.36m3的BBOC灰吹炉取代传统工艺，烟尘率降至10%，氧利用率提高到85%，产能增加50%，生产效率提高了一倍。
1.2.3 卡尔多转炉处理阳极泥
卡尔多炉是装有一套含燃烧、吹炼喷枪在内的物料喷咀的富氧顶吹转炉，可使熔炼，渣还原、吹炼和精炼等在同以炉内完成。隆斯卡尔的阳极泥卡尔多炉，容积较小，密封性好，烟气外逸少。生产时阳极泥经干燥与返料、溶剂混合加入炉内，炉子转动中加热并熔炼物料后；加碎焦还原，控制渣含银小于0.3%时，把上部炉渣放完，贵铅留在炉内；最后氧化吹炼和精炼产出含杂质低的金银合金，经铸型机铸成阳极板。其特点是：操作时间短，金属积压少，能耗低，回收率高，操作环境好。
1.3 有价金属回收方面
日本细仓铅冶炼厂铅阳极泥在还原炉中熔融还原成贵铅后，贵铅在精炼锅内脱砷，进而在挥发炉中挥发锑，锑烟尘制成氧化锑。脱锑贵铅在氧化炉中熔融，用制氧机产出的氧气进行灰吹，使铅、铋分别氧化并分别放出，氧化铅返回鼓风炉，氧化铋作电铋的原料用还原炉还原、精炼、铸成粗铋阳极，用氟硅酸电解液进行电解精炼，每20~30d换一次极板，得到的阴极在专用锅中熔融，精炼成99.99%电铋。隆斯卡尔的卡尔多炉则利用氧化效果好的优势，在分银炉精炼后期直接把富氧空气喷吹至粗金属表面，氧化硒、铅、铜，二氧化硒挥发后在文氏管中被吸收，铅和铜进入吹炼渣，在烟气处理过程中直接回收硒。
2. 国内阳极泥火法技术装备现状与发展
国内企业一般采用转炉或电炉处理铜、铅阳极泥，也有采用小型平炉的。除电炉外，燃料多用重油或菜油，有条件的地方也可使用煤气。贵铅吹炼一般多用于转炉，而较少使用小型平炉和反射炉。
中南大学冶金科学与工程学院 河南豫光金铅股份有限公司 李卫峰等
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