第一節(jié) 鉛陽極泥產(chǎn)業(yè)界定及主要產(chǎn)品

一、產(chǎn)業(yè)界定

陽極泥是在水溶液電冶金過程中，附著于殘陽極表面或沉淀在電解槽底的不溶性泥狀物。一般為灰色,粒度約為100～200目。其中各個(gè)組分多以金屬、硫化物、硒碲化合物、氧化物、單質(zhì)硫和堿式鹽形態(tài)存在。

鉛陽極泥是粗鉛電解精煉的產(chǎn)物，含有大量的銻、鉛、鉍、砷、銀和少量金、銅等。其成分和產(chǎn)率隨陽極成分、陽極鑄造質(zhì)量和電解條件不同而異，產(chǎn)率一般為陽極質(zhì)量的1.2％～1.8％。

二、主要產(chǎn)品及應(yīng)用情況

陽極泥中富集了貴金屬為降低處理陽極泥的費(fèi)用,提高稀、貴金屬的回收率,各國(guó)都在 研究 處理陽極泥的新工藝。鉛陽極泥主要用于從中提取回收金、銀及其他有價(jià)元素用。處理鉛陽極泥的主要工藝有火法冶金法、濕法冶金法和選冶聯(lián)合法等。

1、火法冶金法

是處理鉛陽極泥的傳統(tǒng)工藝方法，過程主要由還原熔煉、氧化吹煉和電解精煉三部分組成：

火法冶金法工藝流程

1）還原熔煉

陽極泥與熔劑(螢石、純堿和鐵屑)、還原劑(粉煤)在臥式轉(zhuǎn)爐中熔煉，使部分雜質(zhì)揮發(fā)或造渣，并將銀和金富集到以鉛、鉍為主成分的貴鉛中。還原熔煉的技術(shù)條件為：脫銅、硒后的銅陽極泥和鉛陽極泥的配料比為1：10，加入為爐料質(zhì)量3％的粉煤、1％～3％的鐵屑、3％的純堿及少量螢石，熔煉溫度為1073～1423K。99.4％的銀和99.3％的金被富集于貴鉛中。

2）氧化吹煉

在臥式轉(zhuǎn)爐中，向貴鉛熔體表面吹入壓縮空氣，使雜質(zhì)按砷、銻、鉛、鉍、碲的順序氧化、揮發(fā)，得到含銀和金超過96％的合金。合金鑄成陽極板，供電解精煉用。

3）電解精煉

以金銀合金板為陽極，不銹鋼板作陰極，在硝酸銀溶液中進(jìn)行電解精煉(見銀電解精煉)，制取純度99.99％的銀。

4）工藝特點(diǎn)及改進(jìn)

火法冶金法經(jīng)過長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐，工藝日臻成熟，適應(yīng)性強(qiáng)，能綜合回收的元素多，特別是銀和金的回收率高，為世界624大型冶煉廠所廣泛采用。但它也存在能耗高、熔煉產(chǎn)出的煙氣嚴(yán)重污染環(huán)境、需要集中大量陽極泥造成貴金屬積壓量大等缺點(diǎn)。為此出現(xiàn)了改用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行貴鉛氧化吹煉的方法。轉(zhuǎn)爐爐身旋轉(zhuǎn)，物料反應(yīng)速度快，生產(chǎn)周期短，爐子容量小，貴金屬積壓量少，排放煙氣小，廢氣收塵裝置安排緊湊。

2、濕法冶金法

用浸出劑浸出鉛陽極泥，使各成分相分離的方法。主要有兩類工藝：一是使銀和鉛與其他雜質(zhì)相分離，有鹽酸一氯化鈉浸出、水溶液氯化、控制電位氯化浸出等法；另一類是使貴金屬與賤金屬相分離，如甘油堿浸出。

1）鹽酸一氯化鈉浸出

主要由含鹽酸和’Na(：l的溶液浸出銻、鉍、銅、砷，氯化分離金和氨浸出提銀等過程組成(見圖2)。含鹽酸和NaCl溶液浸出條件為：鉛陽極泥與浸出液之比為1：6，溶液中的[cl。]一5m0l/L，在343K溫度下攪拌浸出2h，溶液終酸度控制在1.5m0l/L。金屬的浸出率(％)為：銻98，鉍99，銅97，砷98，鉛13和銀1.38。用水解法從浸出液中沉淀出含銻60％的銻渣，用中和法沉淀出含鉍50％的鉍渣。渣還原熔煉后分別得到粗銻和粗鉍。浸出渣用含HzS0。、：Na(：1和Na(：10。溶液浸出金，條件為：溶液含H。S0。100g/L、NaCll80g/I_，，NaCIO3的用量為渣量的3.5％，在液固比6、358K溫度下攪拌浸出2h。金浸出率為98％，98.9％銀留在渣中。浸出液在323～333K溫度下用亞硫酸鈉還原金，得品位為98％的金粉，金的直接回收率為97％。含銀渣用氨液浸出銀，條件為：鉛陽極泥氨浸渣t送生產(chǎn)三鹽金粉水合肼濾液粗銻唔中圖2鉛陽極泥濕法處理工藝流程型盟旦竺一手溶液含氨12％～14％，在液固比10～11和常溫下攪拌浸出2h，99％的銀進(jìn)入溶液，浸出渣中殘留的銀<l％。過濾后的氨浸液在323～333K溫度下用水合肼還原銀，得到品位為98％的銀粉，銀的直接回收率為95％。

此法將生產(chǎn)周期由火法冶金的三個(gè)月減少到20天，既簡(jiǎn)化了工藝過程和減少貴金屬的積壓，又提高了金和銀的回收率，經(jīng)濟(jì)效益較好。

2）水溶液氯化

處理含銀21.1％的鉛陽極泥的方法，是往含鹽酸6m0l/L的水溶液介質(zhì)中通入氯氣，于373～383K溫度下浸出金、硒、碲、鉑使銀留于渣中。銀渣再用熱酸性水溶液浸出鉛。脫鉛渣在303K溫度下用含氨2～15m0l/L的氨水浸出銀，最后用葡萄糖從溶液中還原銀，銀回收率為97％。

3）控制電位氯化浸出

鉛陽極泥置于含Na(：10的Hcl一NaCI水溶液介質(zhì)中，在348～353K溫度和氧化還原電位400～460mV下進(jìn)行選擇性浸出，使銅、鎳、銻、鉛全部轉(zhuǎn)入溶液。含貴金屬的浸出渣在氧化還原電位600～650mV下再次浸出，或在鹽酸水溶液介質(zhì)中氯化溶解金，再?gòu)娜芤褐羞€原出品位大于95％的粗金。金的直接回收率超過98％。殘留在渣中的銀，用氨浸出法回收。

4）甘油堿浸出

將銅陽極泥和鉛陽極泥按1：10的比例混料，在358K溫度下于含甘油200g/L、NaOH100g/L的溶液中浸出2h，88.1％的銻、96.5％砷、87.2％鉍和26.35％銅進(jìn)入溶液，而銀、金、鉛等殘留在浸出渣中。再?gòu)南礈旌蟮慕鲈刑崛°y和金，回收率分別為99.79％和99.68％。此法的貴金屬回收率高、溶液不腐蝕設(shè)備，沒有煙害問題。但每生產(chǎn)1t銀需要3t甘油，16.5tNaOH，生產(chǎn)成本過高，推廣應(yīng)用受到限制。

3、選冶聯(lián)合法

將鉛陽極泥研磨至粒度小于0.075mm，在加有氯酸鈉的硫酸溶液中浸出，使全部銀和大部分金留在渣中，賤金屬進(jìn)入溶液，用活性炭吸附進(jìn)入溶液的少量金。在浸出渣中加入浮選藥劑進(jìn)行浮選，分別得到銀精礦、銅精礦、尾礦和砷銻渣。銀精礦含銀40％～50％，含金200～500g/t，金的直接回收率為60％～65％，銀為90％。選冶法消除了火法冶金法的煙害，但貴金屬在選礦過程中分散，直收率不夠高，目前只有少數(shù)廠家使用。

三、產(chǎn)業(yè)基本屬性

鉛陽極泥是電解鉛的副產(chǎn)物，屬于鉛冶煉 行業(yè) 。 行業(yè) 基本屬性為資源占用量大，對(duì)于礦產(chǎn)資源依賴性強(qiáng)。

就鉛陽極泥產(chǎn)品本身的特點(diǎn)來看，其通常呈灰黑色，粒度為0.075～0.15mm，其物相組成列于下表。

鉛陽級(jí)泥的物相成分表

第二節(jié) 鉛陽極泥產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

鉛冶金是白銀生產(chǎn)的最佳載體：一般鉛對(duì)金銀的捕集回收率都在95%以上，因此金銀的回收是與鉛的生產(chǎn)狀況直接相關(guān)的?，F(xiàn)在世界上約有80%的原生粗鉛是采用傳統(tǒng)的燒結(jié)一鼓風(fēng)爐熔煉工藝方法生產(chǎn)的。傳統(tǒng)法技術(shù)成熟，較完善可靠，其不足之處在于脫硫造塊的燒結(jié)過程中，燒結(jié)煙氣的SO2濃度較低，硫的回收利用尚有一定難度，鼓風(fēng)爐熔煉需要較昂貴的冶金焦炭。為了解決上述問題，冶金工作者進(jìn)行了煉鉛新工藝的 研究 。

八十年代以來，相繼出現(xiàn)了QSL法、閃速熔煉法、TBRC轉(zhuǎn)爐頂吹法、基夫賽特漢和艾薩熔煉法等新的煉鉛方法。其中，QSL法是德國(guó)魯奇公司七十年代開發(fā)的直接煉鉛新工藝，加拿大、韓國(guó)和我國(guó)雖然先后購(gòu)買了此專利建廠，但生產(chǎn)效果不甚理想；閃速熔煉法尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；TBRC法是瑞典波里頓公司所創(chuàng)，但此法作業(yè)為間斷性的，且爐襯腐蝕嚴(yán)重；基夫賽特法由原蘇聯(lián)有色金屬 研究 院 研究 成功，現(xiàn)已有多個(gè)廠家實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，是一種各項(xiàng)指標(biāo)先進(jìn)、技術(shù)成熟可靠的煉鉛新工藝，但采用該法單位投資大，只有用于較大生產(chǎn)規(guī)模的工廠時(shí)，才能充分發(fā)揮其效益。

艾薩煉鉛技術(shù)基于由上方插入的賽羅浸沒噴槍將氧氣噴射入熔體。產(chǎn)生渦動(dòng)熔池，讓強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)或者還原反應(yīng)迅速發(fā)生。在第一段，熔煉爐產(chǎn)出的高鉛渣經(jīng)過流槽送還原爐，氧化脫硫所產(chǎn)的煙氣經(jīng)除塵后送制酸系統(tǒng)。在第二段還原爐中，所產(chǎn)粗鉛和棄渣從排放口連續(xù)放出，并在傳統(tǒng)的前床中分離，所產(chǎn)煙氣進(jìn)行除塵處理后經(jīng)煙囪排放。

艾薩法熔煉流程，該工藝流程先進(jìn)，對(duì)原料適應(yīng)性廣、生產(chǎn)規(guī)?？纱罂尚?，比較靈活、指標(biāo)先進(jìn)、SO2煙氣濃度高，可解決生產(chǎn)過程中煙氣污染問題；同時(shí)冶煉過程得到強(qiáng)化，金銀捕集率高，余熱利用好，能耗低。它不僅適應(yīng)308廠鉛銀冶煉的改建要求，而且能夠?qū)ξ覈?guó)的銀鉛冶金生產(chǎn)和技術(shù)進(jìn)步起到推動(dòng)作用，故推薦引進(jìn)艾薩法作為本項(xiàng)目粗鉛冶煉生產(chǎn)工藝的第一方案。

傳統(tǒng)的鼓風(fēng)燒結(jié)——鼓風(fēng)爐法雖然在煙氣制酸方面尚有一定困難，但近年來，我國(guó)株洲冶煉廠、沈陽冶煉廠、濟(jì)源冶煉廠等大型鉛廠的改擴(kuò)建工程仍然采用此法，是因?yàn)樗哂薪ㄔO(shè)快、投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)快的優(yōu)點(diǎn)。

粗鉛精煉工藝有火法和電解法兩種。一般來說，電解法對(duì)銀、金、鉍和銻的分離效果好，鉛、銀等金屬的回收率高，勞動(dòng)條件好，機(jī)械化自動(dòng)化程度高。電解法的缺點(diǎn)是基建投資較火法高。采用火法需要處理大量中間產(chǎn)物，能耗較高，致使其生產(chǎn)成本較電解法高。鑒于本項(xiàng)目粗鉛含銀、鉍等金屬較多。

常規(guī)方法處理鉛陽極泥是采用火法——電解法流程獲得金、銀，渣進(jìn)行還原熔煉，精煉得精鉍等，流程簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟，工人易操作，但有價(jià)金屬回收率不高，銻、鉛呈氧化物形態(tài)揮發(fā)進(jìn)入煙塵，不但不便于綜合回收，而且造成第二次污染。

第三節(jié) 鉛陽極泥產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位

鉛陽極泥中富集了貴金屬、稀有金屬和其他有價(jià)金屬。這些金屬在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有很重要的地位，從陽極泥中提取這些金屬，可以獲得很大的經(jīng)濟(jì)效益。例如，處理銅陽極泥獲得的利益，足以抵償銅電解精煉的全部費(fèi)用。

鉛陽極泥可以從中提取很多種貴金屬，也是對(duì)于我們?cè)谶@方面技術(shù)的一種考查和挑戰(zhàn)，通過生產(chǎn)實(shí)踐利用濕法和火法相結(jié)合的工藝對(duì)處理鉛陽極泥回收金銀后的渣料進(jìn)行有價(jià)金屬的綜合回收,將其中的銻、鉍、金、銀、鉛、銅較徹底的分離和回收。不僅取得了良好的環(huán)保效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益,而且為該類物料中有價(jià)金屬的綜合回收提供了很好的途徑，因此它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有較重要的地位。



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