DOC《金银精炼系统铂钯回收工艺改进实践》

金银精炼系统铂钯回收工艺改进实践 张焕然1,2,衷水平2,3,吴健辉1,张永锋3,林泓富1,刘建强3,苏秀珠1,2 (1.

紫金矿业集团股份有限公司,福建上杭 364200;

2.低品位难处理黄金资源综合利用国家重点实验室,福建上杭 364200;

3.紫金铜业有限公司,福建上杭 364200) 摘要:针对某厂金银精炼系统铂钯回收率低、随银粉损失严重等问题进行技术创新与工艺改造.通过采取银电解液铂、钯吸附富集,改进金精炼过程铂钯回收工艺等技改措施,使铂、钯回收率由原工艺的20%左右提高至90%以上,经济效益显著. 关键词:铂;

钯;

回收;

工艺改进 中图分类号:TF83 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2017)02-0000-00 Process Improvement Practice on Recovery of Platinum and Palladium from Gold and Silver Refining System ZHANG Huan-ran1,2, ZHONG Shui-ping2,3, WU Jian-hui1, ZHANG Yong-feng3, LIN Hong-fu1, LIU Jian-qiang3, SU Xiu-zhu1,2 (1. Zijin Mining Group Co., Ltd, Shanghang 364200, Fujian, China;

2. State Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Low-Grade Refractory Gold Ores, Shanghang 364200, Fujian, China;

3. Zijin Copper Co., Ltd, Shanghang 364200, Fujian, China) Abstract:Technological innovation and process improvement were conducted to address low recovery rates of platinum and palladium in gold and silver refining system, and big loss of silver powder. Recovery of platinum and palladium rises from 20% of the original process to 90% above by applying platinum and palladium adsorption and enrichment from silver electrolyte, so as to improve platinum and palladium recovery process in gold refining system. Key words: platinum;

palladium;

recovery;

process improvement 紫金铜业有限公司稀贵厂引进芬兰奥托泰卡尔多炉工艺处理铜阳极泥,主流程包括:阳极泥脱铜预处理―卡尔多炉熔炼―朵儿合金电解(银精炼)―金精炼[1-3].阳极泥卡尔多炉熔炼过程中,贵金属铂钯进入朵儿合金并在金银精炼阶段进行回收[4-6].项目设计阳极泥年处理量2

000 t,于2013年4月建成投产.项目投产以来,存在不同批次银粉的铂钯含量超标,影响银粉质量,且造成铂钯损失,以及金精炼过程铂钯回收率低等问题[7],严重影响企业经济效益的提高.为此,公司针对提高铜阳极泥处理过程铂钯回收率进行研究,对现有生产系统进行系列工艺改进,极大地改善了各项指标,取得了显著的经济效益.

1 原工艺流程及存在的问题 1.1 原工艺流程 紫金铜业稀贵厂金银精炼及铂钯回收原工艺流程主要包括: 1)银电解;

2)银电解液铜粉置换净化;

3)银阳极泥硝酸脱银;

4)脱银液氯化沉银、铁粉置换;

5)脱银渣王水浸金;

6)分金液亚硫酸氢钠还原金;

7)金还原后液铂钯还原等. 详细工艺流程如图1所示. 收稿日期:2016-09-25 基金项目:福建省科技计划区域发展项目(2015H4017) 作者简介:张焕然(1987-),男,河南舞钢人,硕士,工程师. 图1 原金银精炼及铂钯回收工艺流程 Fig.1 Original process of gold and silver refining and recovery of platinum and palladium 1.2 存在的问题 1)银粉铂钯含量超标,铂钯随银粉损失严重.阳极泥卡尔多炉熔炼过程中,铂钯随金银进入朵儿合金.银电解精炼过程朵儿合金阳极银不断溶解,产品银粉在不锈钢阴极表面连续析出.与此同时,阳极中部分铂钯溶解进入电解液并不断富集,当银电解液中铂含量达到20 mg/L、钯含量达到80 mg/L时极易在阴极析出进入银粉.如此,一方面造成银粉中铂钯含量超标,影响银粉质量,再加工成本增高;

另一方面导致铂钯在银精炼过程中损失严重,影响阳极泥处理过程铂钯的回收率. 2)银电解液开路净化量、新液补充量大,生产成本高.银电解过程中,随着电解液中杂质元素不断积累,尤其是比银电位更正的铂钯等离子浓度上升,需定期开路部分电解液净化,并补充新鲜硝酸银溶液.电解液净化采用的铜粉置换工艺,吨银置换消耗铜粉约300 kg,月铜粉消耗约600 kg;

电解液开路净化同时需补充同等量新鲜电解液,新鲜电解液采用标准银粉与浓硝酸反应制得.如此,导致电解液循环成本急剧增加. 3)金精炼过程铂钯回收率低.银电解过程大部分铂钯进入银阳极泥,银阳极泥采用初设的"硝酸脱银―王水分金―金还原―铂钯还原"工艺制备标准金粉并富集铂钯,生成铂钯精矿.系统自投产较长时间内,银阳极泥与铂钯精矿中铂钯金属量难于平衡,铂钯"凭空消失",直收率仅20%左右,严重影响企业经济效益.

2 工艺改进及参数优化 针对上述铂钯回收过程中出现的问题,公司进行系列技改,改进后金银精炼及铂钯回收工艺流程如图2所示. 图2 改进后金银精炼及铂钯回收工艺流程 Fig.2 Flowsheet of gold and silver refining and recovery of platinum and palladium after improvement 具体改进措施有: 1)银电解液开路净化增加活性炭吸附铂钯工艺流程[8],与原净化工艺配合使用.在电解液中铜、铋等贱金属离子不超标情况下,采用活性炭吸附银电解液中的铂钯,仅在电解液中贱金属离子浓度超标时采用原铜粉置换净化工艺,如此可降低银电解净化铜粉消耗50%以上,可每年节约费用近20万元. 采用活性炭吸附工艺控制银电解液中铂、钯含量分别小于5 mg/L、50 mg/L,满足高纯银粉制备对电解液的要求,避免铂钯随银粉损失;

利用硝酸作为负载活性炭解吸剂,解吸液经亚硫酸氢钠还原得到部分铂钯精矿,实现铂钯提前开路;

将经过多次吸附、解吸,最终失去活性的活性炭作为阳极泥处理辅料返回卡尔多炉,避免解吸不完全的铂钯的损失.同时一定程度上减少阳极泥熔炼过程焦炭投入成本. 2)改变金精炼过程铂钯回收工艺.原金精炼过程是从金还原后液回收铂钯,回收率仅20%左右.生产实践表明,由于硝酸脱银工序硝酸浓度较高,达200 g/L以上,致使约85%以上的铂钯在银阳极泥脱银工序进入脱银液,这也从根本上解释了原金精炼过程铂钯"凭空消失"的现象.改进后的工艺流程对氯化沉银后液添加深度还原钯工序,使铂钯直收率提高至90%以上,避免了原工艺中铂钯进入废水处理系统,在铜阳极泥冶炼过程无限循环. 3)优化金精炼工艺.提高硝酸脱银工序硝酸浓度至300 g/L,增大该工序铂钯浸出率,实现二者的集中回收;

省去原工艺金还原后液铂钯还原工序,缩短金精炼流程,二次金粉返银阳极泥硝酸脱银工序,在保证一次金粉品质条件下强化二次金粉中铂钯的回收,实现铂钯物料的系统内部循环,提高综合回收率.

3 技改效果及经济效益 紫金铜业有限公司稀贵厂经过一系列的技术改造和工艺优化后,取得了较好的技术指标,同时经济效益显著.金银精炼系统铂钯回收工艺改进前后主要技术、经济指标对比见表1. 表1 技术改造前后主要技术经济指标对比 Table1 Comparison of main technical and economic indexes before and after technological transformation 项目 银粉 合格率/% 吨银铜粉 消耗/kg 铂 回收率/% 钯 回收率/% 废水处理 成本/元 技改前

95 37.2 19.7 23.5 54.6 技改后

99 18.5 90.6 94.2 30.8 生产实践表明,技改后金银精炼系统中铂钯回收率均达到90%以上,年新增产值约2 500万元,真正实现了铜阳极泥中稀贵金属的"吃干榨尽";

同时由于系统工艺的改进,有效提高了主产品金、银的合格率.

4 结论 国内自2005年后有3家铜冶炼企业引进卡尔多炉工艺处理铜阳极泥,新技术目前仍处于消化吸收过程.紫金铜业通过技术创新与工艺改进,使金银精炼过程铂钯得到高效回收,并取得了良好经济效益,该工艺可为国内其他同行提供参考与借鉴. 参考文献 [1] 陈志刚. 采用Kaldo炉从阳极泥中提取稀贵金属[J]. 中国有色冶金,2008,37(8):43-45. [2] 涂百乐,张源,王爱荣. 卡尔多炉处理铜阳极泥技术及应用实践[J]. 黄金,2011,32(3):45-48. [3] 张毅力,孙先知. Kaldo炉处理铜、铅混合阳极泥工序设备的改进[J]. 有色冶金设计与研究,2013,34(3):30-33. [4] 李春侠. 从银阳极泥中回收金[J]. 湿法冶金,2009,28(3):160-163. [5] 刘庆杰,曹秀红,贾玲,等. 从银电解阳极泥中回收铂和钯[J]. 有色矿冶,2010,26(4):35-38. [6] 刘时杰. 铂族金属冶金学[M]. 长沙:中南大学出版社,2013:47-83. [7] 简锡明,谢永金. 卡尔多炉处理铜阳极泥工艺评述[J]. 有色金属(冶炼部分),2014(10):20-23. [8] 容智梅. 从金银冶炼系统中回收铂、钯[J]. 中国有色冶金,2003,32(6):27-29.