專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電解分離貴銻合金中金和銻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域中電化學(xué)冶金過(guò)程，特別是電解分離貴銻合金中銻和金的方法。
背景技術(shù)：
金銻精礦經(jīng)制團(tuán)、干燥后與熔劑、返料及焦炭等配料一同進(jìn)行鼓風(fēng)爐熔煉。銻大部分 以氧化銻的形式揮發(fā)，少量銻以銻锍、金屬銻產(chǎn)出進(jìn)入鼓風(fēng)爐前床，同時(shí)在前床加入粗銻使 精礦中的金富集其中，稱(chēng)為貴銻，含金一般在600 2000g/t之間。傳統(tǒng)的貴銻冶煉方法是采 用貴銻吹煉神還筇嗟緗鉬硝酸浸煮協(xié)巔鋈哿椏馬弗爐吹煉工藝，產(chǎn)出含金95%以上的金銀合 金。由于金銻精礦中銅、鎳和鉛等雜質(zhì)元素的升高，使原有的貴銻處理工藝已經(jīng)不能正常生 產(chǎn)，不僅貴金屬直收率和賤金屬綜合回收率低，而且環(huán)境污染嚴(yán)重。現(xiàn)行的處理工藝是將貴 銻吹煉除去大部分銻后，得到進(jìn)一步富集貴金屬的貴銻(俗稱(chēng)富貴銻)，粉碎后的富貴銻在 鹽酸和氯化鈉體系中，控制溶液的電位分離其中的銻、鉛、銅、鎳等賤金屬，獲得含金70— 95%的粗金粉，經(jīng)溶解、萃取、反萃、還原等工序得到一號(hào)金。(①北京有色金屬設(shè)計(jì)研究 總院等編，重有色金屬設(shè)計(jì)手冊(cè)(銻汞貴金屬篇)，冶金工業(yè)出版社出版，1995， P641—646;② 張宏君.銻、金冶煉工藝方法.中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)號(hào)CN87102039A， 1988年12月28日公開(kāi).③劉 勇，楊天足，陳芳斌，劉偉鋒，劉忠云，江名喜，劉共元，竇愛(ài)春，陽(yáng)振球，楚廣. 一種從貴銻合金中 富集貴金屬的方法.中國(guó)專(zhuān)利，申請(qǐng)?zhí)?00510032598.3， 2007年5月9日公開(kāi).)。
傳統(tǒng)和現(xiàn)行貴銻冶煉工藝中都保留貴銻吹煉工序，目的是使金再次富集以便于進(jìn)行后續(xù) 提金，吹煉是在反射爐中往熔融的貴銻中鼓入空氣，并配以石英砂和蘇打，使貴銻中鐵氧化 造渣除去(除鐵率98%以上)；隨后繼續(xù)往熔融的貴銻中鼓入空氣，大量的銻以氧化銻的形 式揮發(fā)，獲得含金2%左右的富貴銻。
但是，上述貴銻吹煉工序存在如下缺點(diǎn)
(1) 貴銻吹煉產(chǎn)出富貴銻所需時(shí)間長(zhǎng)、能耗高；
(2) 吹煉過(guò)程中產(chǎn)生含金返渣和含金氧化銻煙塵，導(dǎo)致金分散損失且直收率低；
(3) 吹煉過(guò)程操作環(huán)境差，污染嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)貴銻吹煉工藝的不足，本發(fā)明提供一種電解分離貴銻合金中金和銻，且環(huán) 境友好、高效富集金的電化學(xué)冶金方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的。 一種電解分離貴銻合金中金和銻的方法包括以下步驟
(1) 陽(yáng)極板的制備 將貴銻合金經(jīng)氧化造渣除鐵后，澆鑄得到陽(yáng)極板；
(2) 電解液的配制
將水、氫氧化鈉、木糖醇、三氧化二銻依次按照重量比1000: 60—100: 90—120: 60— 一100，加入反應(yīng)釜中，加熱攪拌，浸出過(guò)濾，得到電解液；
(3) 電解
電解槽電壓O. 5—l.OV，陰極電流密度100—150A/m2，陽(yáng)極電流密度100—150A/m2，同 極間距100—130mm，電解至發(fā)生陽(yáng)極鈍化時(shí)，取出陽(yáng)極板洗刷下陽(yáng)極泥；
(4) 電解所得陰、陽(yáng)極產(chǎn)物分別經(jīng)洗滌、過(guò)濾、烘干即得到陰極銻和富集貴金屬的陽(yáng)極泥。
陽(yáng)極板制備是將貴銻合金破碎至粒度200mm以下，碳酸鈉按貴銻合金重量的O. 9%—1. 1% 加入反射爐中，將爐溫升至800—130(TC后，分別按貴銻合金中含鐵量的23—26%和18—22% 配入石英粉與碳酸鈉并混勻后加入爐中，往熔融貴銻合金中鼓入空氣，精煉，扒去浮渣，除 鐵后的貴銻含鐵小于1%，經(jīng)溜槽流入鑄模，澆鑄后的陽(yáng)極板經(jīng)自然冷卻后掛上導(dǎo)電銅棒。
電解液配制時(shí)反應(yīng)釜中反應(yīng)溫度為6(T9(TC ，攪拌速度100—200r/min條件下浸出30 60min，過(guò)濾，得到電解液。
電解過(guò)程中維持木糖醇濃度90—120g/L，氫氧化鈉濃度60—90g/L，銻濃度50— 80g/L，電解液溫度40—60°C ，電解液循環(huán)方式下進(jìn)上出，循環(huán)速度1.6—2.0L/min。
所述的陰極板為不銹鋼板。
具體的工藝過(guò)程和工藝參數(shù)如下 (1)陽(yáng)極板的制備
鼓風(fēng)爐產(chǎn)出的貴銻10t，破碎至粒度200mm以下，碳酸鈉按貴銻重量的O. 9%—1. 1%加入反 射爐中。將爐溫升至800—130(TC后，分別按貴銻含鐵量(重量)的23—26%和18—22%配入 石英粉與碳酸鈉并混勻后加入爐中，往熔融貴銻中鼓入空氣，使鐵氧化造渣。精煉發(fā)生的主 要反應(yīng)為
Na2C03+S i 02=Na2S i 03+C02
4Sb+302=2Sb203
Sb203+3Fe=3FeO+2Sb2Fe+02+Si02=2Fe0 Si02 2Fe0+Si02=2Fe0 Si02 4FeO+2Na2C03+02= 2Na2Fe204+2C02
精煉完畢，扒去浮渣，除鐵后的貴銻含鐵小于1%，經(jīng)溜槽流入鑄模。澆鑄完畢，堵好放 銻口，澆鑄后的陽(yáng)極板每塊重20—30kg，且表面無(wú)浮渣，經(jīng)自然冷卻后掛上導(dǎo)電銅棒。 (2)電解液的配制
將水、氫氧化鈉、木糖醇、三氧化二銻依次按照重量比1000: 60—100: 90—120: 60 —100，加入反應(yīng)釜中，在溫度60—90°C，攪拌速度100—200r/min條件下浸出30 60min，過(guò) 濾，所得溶液泵入貯槽和電解槽。浸出過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)如下
2H5L+Sb203+2NaOH=2 [H3L SbO]Na+3H20
木糖醇的化學(xué)式為0必1205，用HsL表示，S卩L代表-C5H705
(3)電解
在裝有電解液的電解槽中放置好陽(yáng)極框和陰極，陽(yáng)極框外加套濾布袋，陽(yáng)極置于陽(yáng)極框 中，陰極為不銹鋼板，通入直流電電解，具體的電解條件為木糖醇濃度90—120g/L，氫 氧化鈉濃度60—90g/L，銻濃度50—80g/L，電解液溫度40—60°C ，電解液循環(huán)方式下進(jìn)上 出，循環(huán)速度1.6—2.0L/min，槽電壓O. 5—1. 0V，陰極電流密度100—150A/m2，陽(yáng)極電流密 度100—150A/m2，同極間距100—130mm。
陽(yáng)極發(fā)生的主要反應(yīng)為
H5L +Sb+40H—-3e=[H3L SbO]—+3H20
可能發(fā)生的副反應(yīng)
40H—-4e=02+2H20
陰極發(fā)生的主要反應(yīng)為
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可能發(fā)生的副反應(yīng)
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陽(yáng)極泥的刷洗
電解過(guò)程中當(dāng)槽電壓升至1.5V，即發(fā)生陽(yáng)極鈍化時(shí)，取出陽(yáng)極板，洗刷下的粉狀物(即 陽(yáng)極產(chǎn)物)即為富集了貴金屬的陽(yáng)極泥，洗刷后的陽(yáng)極板返回電解或重鑄陽(yáng)極板。 電解液成分調(diào)整
根據(jù)電解液的蒸發(fā)量，每24小時(shí)補(bǔ)充總?cè)芤毫?%—5%的水，維持電解液中銻濃度50—80g/L、氫氧化鈉60—90g/L和木糖醇濃度90—120g/L。
所述木糖醇為食品級(jí)試劑，氫氧化鈉和碳酸鈉為工業(yè)級(jí)試劑，三氧化二銻為工業(yè)級(jí)銻白 粉或銻氧粉(含銻大于80%)，石英砂為工業(yè)級(jí)(二氧化硅含量大于98%)。
本發(fā)明適合于處理金銻精礦鼓風(fēng)爐熔煉產(chǎn)出的貴銻合金，其成分范圍為Sb75 83%、 Au400 2000g/t、 Ag20 6000g/t、 Pb2 4%、 AsO. 1 0. 7%、 CuO. 5 1. 5%、 Fe7 15。/o禾口 NiO. 2 0. 8%。
本發(fā)明的有益效果
傳統(tǒng)的貴銻冶煉方法和現(xiàn)行的處理工藝均存在著貴金屬直收率和賤金屬綜合回收率低， 環(huán)境污染嚴(yán)重，操作過(guò)程復(fù)雜繁瑣，成本高等缺點(diǎn)。尤其保留的貴銻吹煉工序，氧化造渣除 鐵后，繼續(xù)吹煉產(chǎn)出富貴銻所需時(shí)間長(zhǎng)、能耗高；吹煉過(guò)程中產(chǎn)生含金返渣和含金氧化銻煙 塵，導(dǎo)致金分散損失且直收率低；而且吹煉過(guò)程操作環(huán)境差，污染嚴(yán)重；而本發(fā)明避免了貴 銻吹煉產(chǎn)出富貴銻環(huán)節(jié)，將貴銻中的鐵氧化造渣除去后，直接制備陽(yáng)極板用于電解，操作過(guò) 程簡(jiǎn)單，成本低，特別是因?yàn)樵陔娊庖褐屑尤肽咎谴迹纬闪藟A性有機(jī)物電解體系對(duì)環(huán)境友 好，不會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)煙塵或酸霧；電解過(guò)程中金銀高效富集在陽(yáng)極泥中，不產(chǎn)生含金中間渣， 金直收率高；陰極銻純度較高，含銻達(dá)到99%以上。此外，本發(fā)明能耗低，產(chǎn)出每噸陰極銻 僅耗電400 540kwh。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明。
實(shí)施例
金銻精礦經(jīng)鼓風(fēng)爐揮發(fā)熔煉所得貴銻，其主要成分為Sb82.20%、 Aul829g.t—、 Ag767 g.t—、 Pb3.39%、 As0.58%、 Cul. 0%、 Fel 1. 6。/。和Ni0. 59%;食品級(jí)木糖醇，其木糖醇含量為 99.5%;工業(yè)級(jí)氫氧化鈉，其N(xiāo)aOH含量為96。/。；工業(yè)級(jí)碳酸鈉，其N(xiāo)a2C03含量為98。/。；工業(yè)級(jí) 銻氧粉，其三氧化二銻(Sb203)含量為96.8。/。， Pb含量為0.5。/。；工業(yè)級(jí)石英砂，二氧化硅含量 為98. 3%。
上述鼓風(fēng)爐所得貴銻10t，破碎至粒度小于180mm，配入100kg碳酸鈉加入反射爐中。將 爐膛溫度升至120(TC，稱(chēng)取石英砂290kg和碳酸鈉230kg，混勻后投入爐中，通入空氣氧化除 鐵。經(jīng)除鐵后的貴銻，澆鑄成尺寸為560mmX500mm的陽(yáng)極板，取其中13塊陽(yáng)極板(總重為 268kg)，其主要成分為Sb90. 5%、 Au2032 g. t—、 Ag874 g. t—、 Pb3. 79%、 AsO. 38%、
Cul.23%、 FeO. 69。/。和Ni0. 64%。
將1500L水加入2000L搪瓷反應(yīng)釜中，加入上述級(jí)別的氫氧化鈉100kg，木糖醇160kg，銻氧粉120kg，加熱反應(yīng)釜溫度至7(TC，開(kāi)動(dòng)攪拌，在攪拌速度150r/min浸出60min后，過(guò)濾， 所得溶液泵入電解槽和貯槽中，其成分(g/L)為Sb61.7、 AuO. 0011、 AgO. 0001、 PbO. 0148 、AsO. 16、 Cu0.0026、 FeO. 0012和Ni0. 001 。
按照同極極間距10cm在尺寸為2000mmX650mmX810mm的聚丙烯焊制的電解槽中分別放置 13個(gè)陽(yáng)極框和14塊陰極板，陽(yáng)極框尺寸600mmX520mmX4mm，并加套尺寸為602mmX522mmX 4. 3mm濾布袋，陽(yáng)極置于陽(yáng)極框中；陰極板材質(zhì)為不銹鋼，尺寸為590mmX510mm， 14塊陰極 板在電解液中有效總面積為7.03 m2。電解液采用下進(jìn)上出一級(jí)循環(huán)方式，循環(huán)速度為1.6— 2.0L/min，電路連接采用槽內(nèi)并聯(lián)，加熱電解液溫度至5(TC，開(kāi)啟硅整流器，根據(jù)陰極有效 總面積控制陰極電流密度為110A/m2，并每24小時(shí)補(bǔ)充總?cè)芤毫?%—5%的水保持電解液成分的 平衡，即保持木糖醇濃度90—120g/L，氫氧化鈉濃度60—90g/L，銻濃度50—80g/L。
電解144h后，當(dāng)槽電壓達(dá)到1.5V，發(fā)生陽(yáng)極鈍化時(shí)，取出陽(yáng)極板洗刷下陽(yáng)極泥并加以收 集，取出陰極板剝掉陰極銻。電解后溶液體積為1.64m3，其成分(g/L)為Sb60.5、 AuO. 0065、 AgO. 0003、 PbO. 141、 AsO. 34、 CuO. 0038、 FeO. 0091和Ni0. 01 。陽(yáng)極泥和陰極銻 分別經(jīng)洗滌、過(guò)濾、烘干后稱(chēng)重，得到陰極銻165.7kg，其主要成分為AuO. 67g. t—、 Ag0.66g.t—、 Pb0.11%、 As0.32%、 CuO. 043%、 FeO. 01%、 NiO. 011。/。和Sb99. 50%;得到陽(yáng)極泥 20.8kg，其主要成分為Sb31. 7%、 Aul7828g. t—、 Ag7976 g. t—、 Pb32. 71%、 Asl. 83%、 Cull. 57%、 Fe6. 71。/。和Ni5. 92%。殘極重81. 5 kg，殘極率為30. 4%，平均槽電壓O. 67V，電流 效率為98. 3%，陰極能耗為450. lkwh/tSb。
權(quán)利要求
1.一種電解分離貴銻合金中金和銻的方法，其特征在于，其包括以下步驟(1)陽(yáng)極板的制備將貴銻合金經(jīng)氧化造渣除鐵后，澆鑄得到陽(yáng)極板；(2)電解液的配制將水、氫氧化鈉、木糖醇、三氧化二銻依次按照重量比1000∶60-100∶90-120∶60-100，加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度為60-90℃，攪拌速度100-200r/min條件下浸出30-60min，過(guò)濾，得到電解液；(3)電解電解槽電壓0.5-1.0V，陰極電流密度100-150A/m2，陽(yáng)極電流密度100-150A/m2，同極間距100-130mm，電解至發(fā)生陽(yáng)極鈍化時(shí)，取出陽(yáng)極板洗刷下陽(yáng)極泥；(4)電解所得陰、陽(yáng)極產(chǎn)物分別經(jīng)洗滌、過(guò)濾、烘干即得到陰極銻和富集貴金屬的陽(yáng)極泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電解分離貴銻合金中金和銻的方法，其特征 在于，所述貴銻合金氧化造渣除鐵過(guò)程為將貴銻合金破碎至粒度200mm以下，碳酸鈉按貴 銻合金重量的0.9%-1. 1%加入反射爐中，將爐溫升至800-130(TC后，分別按貴銻合金中含鐵 量的23-26%和18-22%配入石英粉與碳酸鈉并混勻后加入爐中，往熔融貴銻合金中鼓入空氣， 精煉，扒去浮渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電解分離貴銻合金中金和銻的方法，其特征 在于，電解過(guò)程中維持木糖醇濃度90-120g/L，氫氧化鈉濃度60-90g/L，銻濃度50-80g/L
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電解分離貴銻合金中金和銻的方法，其 特征在于，電解液溫度40-6(TC，電解液循環(huán)方式為下進(jìn)上出，循環(huán)速度1.6-2.0L/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電解分離貴銻合金中金和銻的方法，其特征在于，所述的陰極板為不銹鋼板。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電解分離貴銻合金中金和銻，且環(huán)境友好、高效富集金的電化學(xué)冶金方法。采用的技術(shù)方案是木糖醇、氫氧化鈉、三氧化二銻、水按比例混合，配制成電解液，貴銻熔鑄為陽(yáng)極板，陰極為不銹鋼板，在電解槽中注入電解液，放置好陰極和陽(yáng)極，維持電解液循環(huán)速度，通入直流電，金屬銻沉積在陰極，金、銀及其他雜質(zhì)金屬富集在陽(yáng)極泥中。本發(fā)明能耗低，產(chǎn)出每噸陰極銻耗電400～540kwh；堿性有機(jī)物電解體系對(duì)環(huán)境友好，不會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)煙塵或酸霧；電解過(guò)程中金銀高效富集在陽(yáng)極泥中，不產(chǎn)生含金中間渣，金直收率高；陰極銻純度較高，含銻達(dá)到99％以上；綜合成本比現(xiàn)有方法低。
文檔編號(hào)C25C1/00GK101580947SQ200910303050
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者晉 任, 偉 劉, 劉偉鋒, 張杜超, 楊天足, 竇愛(ài)春, 謝兆鳳, 陳芳斌 申請(qǐng)人:中南大學(xué)