CN102586584A - 一种选择性分离复杂含铅贵金属物料中有价金属的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种选择性分离复杂含铅贵金属物料中有价金属的方法，包括低温碱性熔炼及水浸出步骤，最终得浸出滤渣及浸出滤液；其中85％以上的金、99％以上的银以及89％以上的碲、100％的铅和铋均在浸出滤渣中富集；浸出滤液经蒸发浓缩后，即得到Na₂SbS₃、Na₃SbS₃等混合结晶；上述工艺中的浸出滤渣所富集的铅、铋、金、银、碲，可利用现有火法进一步分离回收得到铅、铋以及贵金属，浸出滤液蒸发浓缩后的混合结晶，可作为提取金属或分步生产锑白和锡酸纳等化工产品的原料；本发明设备投资小，工艺可靠，环境友好，成本低廉，铅、锡、锑和铋直收率高，贵金属金和银富集率高，金属损失小。

Description

一种选择性分离复杂含铅贵金属物料中有价金属的方法

㈠技术领域：本发明涉及一种有价金属的回收方法，具体是一种选择性分离复杂含铅贵金属物料中有价金属的方法。

㈡背景技术：目前国内有色冶炼企业均产出复杂含铅贵金属物料，如铅阳极泥、铜阳极泥、锑碱渣、铅银渣和立德粉等。阳极泥物料除含Au、Ag等贵金属和Pt、Pd等铂族金属外，通常还含有Te、Pb、Cu、Sb、As、Bi、Sn、S等及机械夹杂的脉石如SiO₂、Al₂O₃等；锑碱渣和立德粉中含有大量的锑、铅和银。而对类似复杂含铅物料的清洁回收，不仅可以得到百分比含量高的Pb、Sn、Sb和Bi，还可使贵金属富集，从而促进资源的综合利用和环境保护。

国内对含铅贵金属物料中有价金属的回收利用研究很少，专利 CN102206750A公开了一种从含铅物料中配合浸出-电积法回收铅的方法，采用0.05~0.5M的乙二胺四乙酸盐加0.05~1.0M的碱为浸出剂，在常温40-95℃的温度下，从含铅物料中选择性浸出铅，过滤分离后得到的含铅溶液，再采用电积法从溶液中析出金属铅粉，电积废液经配液后返回浸出。对于次氧化锌烟灰，通过浸出铅可以提高次氧化锌中锌的品位与后续浸出的浸出率，便于后序处理；对于含氧化铅、硫酸铅或氯化铅的低品位铅渣，浸出铅后，渣堆存过程中沥出的污水将不含或少含铅，对环境不产生影响，另一方面，变废为宝，可以回收铅渣中的铅。该方法具有流程简单、易于操作、低能耗等优点，能广泛处理含铅次氧化锌物料及各种低品位铅渣。但上述方法对原料的要求比较苛刻，只对单一金属有相对高的选择性，但当生产现场原料中含有多种两性金属及贵金属时，上述方法便失去了很好的选择性和经济性。因此，企业多将含铅物料返回铜反射炉工段（申请号：200810049459.5），造成能源消耗和铜阳极泥处理的负荷，而且不能很好的提取稀贵金属，造成资源的损失。因此，寻求经济有效的方法对分银渣加以综合回收利用，不仅可以实现资源的有效循环利用，也可创造出企业利润新的增长点，适应当前我国节能减排的小环境和全球资源紧张的大趋势。

㈢发明内容：本发明的目的就是提供一种选择性分离复杂含铅贵金属物料中有价金属的方法。本方法通过低温碱性熔炼—水浸出工艺有效分离锡、锑和铅、铋并富集贵金属金银；本方法流程短，分离效果好，使复杂含铅贵金属物料中有价元素得以综合回收、清洁生产。

本发明方法包括以下步骤：

⑴低温碱性熔炼

将磨细至100-150目的含铅贵金属物料，与由NaOH和Na2S组成的混合熔炼剂，按物料：混合熔炼剂=1∶0.5-4的质量比混匀后，置于坩埚内并送至电阻炉中，在300-600℃下熔炼30-150min，即得熔炼产物；所述NaOH与Na2S的质量比为1∶0.5-4；

⑵水浸出

将熔炼产物冷却后，按熔炼物：水=1∶2-8的质量比加水浸出，搅拌，浸出温度为40-100℃，浸出反应时间为30-180min，过滤，得浸出滤渣及浸出滤液；其中85％以上的金、99％以上的银以及89％以上的碲、100％的铅和铋均在浸出滤渣中富集；浸出滤液中锑、锡和砷的浸出率分别达到86％、98％、62％以上；浸出滤液经蒸发浓缩后，即得到Na₂SbS₃、Na₃SbS₃、 Na₃SbS₄、NaSbOS、Na₄Sb₂S₅、Na₂SnO₃、Na₃AsO₃混合结晶。

本发明所分离的复杂含铅贵金属物料中的Pb、Sb和Cl主要以Pb₅(AsO₄)₃Cl、PbCl₂O₄和Sb₂O₅·0.8H₂O形式存在，而As、Ag和S主要以类质同相的形式存在，如AsSb₂S₂、Ag₃ Pb₂ Sb₃ S₈共存在一起，Sn和Bi主要以SnO₂、 Bi₂O₃的形式存在。二氧化锡呈稳定的四价结构，不溶于酸和碱；而其中氧化态和硫化态的锑几乎不能用酸性或碱性溶液处理得到理想的分离效果。利用低温碱性熔炼可以破坏元素成分的结构，使金属Sb和Sn生成可溶于多余硫化碱溶液的Na₂SbS₃、Na₃SbS₃、 Na₃SbS₄、NaSbOS、Na₄Sb₂S₅和Na₂SnO₃等，而As在反应中也会生成Na₃AsO₃的形式溶于碱性溶液中，其主要反应式如下式（1）-（10）所示：

Sb₂O₃+ 3Na₂S+3H₂O=Sb₂S₃+6NaOH               （1）

Sb₂O₃+ 6Na₂S+3H₂O=2Na₃SbS₃+6NaOH            （2）

Sb₂O₄+ 7Na₂S+4H₂O=Na₃SbS₃+ Na₃SbS₄+8NaOH     （3）

SnO₂+2NaOH=Na₂SnO₃+H₂O                     （4）

Sb₂S₃+2NaOH =NaSbOS+ NaSbS₂+ H₂O           （5）

2Sb₃PbAgS₆+6Na₂S = Ag₂S+ 2PbS+3Na₄Sb₂S₅       （6）

2Ag₃AsS₃+6NaOH =3Ag₂S+Na₃AsO₃+ Na₃AsS₃+3H₂O   （7）

As₂O₃+2NaOH =2NaAsO₂+H₂O                   （8）

PbO+2NaOH=Na₂PbO₂+H₂O                      （9）

Na₂PbO₂+Na₂S+2H₂O=PbS+4NaOH                （10）

经过上述反应，物料中金属Sb和Sn生成了可溶于硫化碱水溶液的钠盐，而其中的脉石、Pb、Bi和少量贵金属元素等均不会或少量溶解而富集到浸出渣中，即低温碱性熔炼-浸出对该物料中金属分离具有选择性。浸出液中的Sb和Sn可用于生产锑白和锡酸钠等产品，后续工艺利用火法工艺使浸出渣中的Pb、Bi以及贵金属得到回收。

本发明方法与现有技术相比，设备投资小，工艺可靠，环境友好，成本低廉。铅、锡、锑和铋浸出率高，而贵金属金和银富集率高，金属损失小，对于原料中含有多种两性金属及贵金属时，具有很好的选择性和经济性及较高的推广价值。

㈣附图说明：

图1是本发明的工艺流程方框图；

图2是本发明实施例1所得到的水浸出滤渣的XRD图。

㈤具体实施方式：

表1是所用含铅贵金属物料的化学成分分析结果：

实施例1

⑴低温碱性熔炼

取表1中所示的含铅贵金属物料，细磨至100目，准确称取磨细的物料20g，再称取NaOH 5g，Na2S 10g，混合后置于刚玉坩埚底部，送至箱式电阻炉中，在350℃下熔炼30min，即得到熔炼产物30g；

⑵水浸出

将步骤⑴所得熔炼产物冷却，加水120ml溶解，以150-800r/min的搅拌速度浸出40min，浸出温度为80℃；过滤，得浸出滤渣及浸出滤液；其中90%的金，98%的银以及95%的碲，100%的铅和铋均在浸出滤渣中富集（滤渣的XRD见图2）；浸出滤液中锑、锡和砷的浸出率分别达到86.16%、99.5%和62%。浸出滤渣中富集的铅、铋和贵金属金银和稀散金属碲，后续生产可利用火法工艺分离回收；浸出滤液经蒸发浓缩后，即得到Na₂SbS₃、Na₃SbS₃、 Na₃SbS₄、NaSbOS、Na₄Sb₂S₅、Na₂SnO₃、Na₃AsO₃混合结晶，可作为提取金属或分步生产锑白和锡酸纳等化工产品的原料。

实施例2

⑴低温碱性熔炼

取表1中所示的含铅贵金属物料，细磨至150目，准确称取磨细的物料30g，再称取NaOH 24g，Na2S 63g，混匀后置于刚玉坩埚底部，送至箱式电阻炉中，在600℃下熔炼70min，即得到熔炼产物93.6g；

⑵水浸出

将步骤⑴所得熔炼产物冷却，按熔炼物：水=1∶5的比例加水468ml溶解，以300r/min的搅拌速度搅拌浸出70min，浸出温度为70℃；过滤，固液分离，得浸出滤渣及浸出滤液；其中85%的金，99%的银和90%的碲、100%的铅和铋均在浸出滤渣中富集。浸出滤液中锑、锡和砷的浸出率分别达到87.9%、99.8%和68%；浸出滤液经蒸发浓缩后，即得到Na₂SbS₃、Na₃SbS₃、 Na₃SbS₄、NaSbOS、Na₄Sb₂S₅、Na₂SnO₃、Na₃AsO₃混合结晶。

实施例3

⑴低温碱性熔炼

取表1中所示的含铅贵金属物料，细磨至120目，准确称取磨细的物料50g，再称取NaOH 45g，Na2S 150g，混匀后置于刚玉坩埚底部，送至箱式电阻炉中，在300℃下熔炼90min，即得到熔炼产物205g；

⑵水浸出

将步骤⑴所得熔炼产物冷却，按熔炼物：水=1∶6的比例加水1230ml溶解，以500r/min的搅拌速度搅拌浸出100min，浸出温度为90℃；过滤，固液分离，得浸出滤渣及浸出滤液；其中88%的金，99%的银和96%的碲、100%的铅和铋均富集到浸出滤渣中。浸出滤液中锑、锡和砷的浸出率分别达到86.5%、98.3%和64%；浸出滤液经蒸发浓缩后，即得到Na₂SbS₃、Na₃SbS₃、 Na₃SbS₄、NaSbOS、Na₄Sb₂S₅、Na₂SnO₃、Na₃AsO₃混合结晶。

实施例4

⑴低温碱性熔炼

取表1中所示的含铅贵金属物料，细磨至100目，准确称取磨细的物料100g，再称取 NaOH 80g，Na2S 220g，混匀后置于刚玉坩埚底部，送至箱式电阻炉中，在450℃下熔炼150min，即得到熔炼产物185g；

⑵水浸出

将步骤⑴所得熔炼产物冷却，按熔炼物：水=1∶6的比例加水1110ml溶解，以800r/min的搅拌速度搅拌浸出50min，浸出温度为70℃；过滤，固液分离，得浸出滤渣及浸出滤液；其中93%的金，99.5%的银和89%的碲、100%的铅和铋均富集到所述的浸出滤渣中。浸出滤液中锑、锡和砷的浸出率分别达到86.5%、98.3%和64%；浸出滤液经蒸发浓缩后，即得到Na₂SbS₃、Na₃SbS₃、 Na₃SbS₄、NaSbOS、Na₄Sb₂S₅、Na₂SnO₃、Na₃AsO₃混合结晶。

上述实施例工艺中的浸出滤渣所富集的铅、铋、金、银、碲，可利用现有火法进一步分离回收得到铅、铋以及贵金属，浸出液蒸发浓缩后的混合结晶，可作为提取金属或分别生产锑白和锡酸纳等化工产品的原料。

Claims (1)

1.一种选择性分离复杂含铅贵金属物料中有价金属的方法，其特征在于包括下述步骤：

⑴低温碱性熔炼

将磨细至100-150目的含铅贵金属物料，与由NaOH和Na2S组成的混合熔炼剂，按物料：混合熔炼剂=1∶0.5-4的质量比混匀后，置于坩埚内并送至电阻炉中，在300-600℃下熔炼30-150min，即得熔炼产物；所述NaOH与Na2S的质量比为1∶0.5-4；

⑵水浸出

将熔炼产物冷却后，按熔炼物：水=1∶2-8的质量比加水浸出，搅拌，浸出温度为40-100℃，浸出反应时间为30-180min，过滤，得浸出滤渣及浸出滤液；其中85％以上的金、99％以上的银以及89％以上的碲、100％的铅和铋均在浸出滤渣中富集；浸出滤液中锑、锡和砷的浸出率分别达到86％、98％、62％以上；浸出滤液经蒸发浓缩后，即得到Na₂SbS₃、Na₃SbS₃、 Na₃SbS₄、NaSbOS、Na₄Sb₂S₅、Na₂SnO₃、Na₃AsO₃混合结晶。