一種銅陽極泥真空還原脫鉛銻鉍硒碲砷的方法與流程
2023-10-09 12:55:09 2
本發明涉及金屬冶煉的技術領域，更具體的，涉及一種銅陽極泥真空還原脫鉛銻鉍硒碲砷的方法。
背景技術：
銅陽極泥為電解精煉銅時落於電解槽底的泥狀細粒物質，主要由陽極粗金屬中不溶於電解液的雜質和待精煉的金屬組成。一般為灰色,粒度約為100～200目。其中各個組分多以貴重和有價值的金屬、硫化物、硒碲化合物、氧化物、單質硫和鹼式鹽形態存在，可以回收作為提鍊金、銀、鉛、銻、鉍、硒、碲、砷等的原料。例如，由電解精煉銅的陽極泥可以回收銅，並提取金、銀、硒、碲等。
目前，銅陽極泥處理大致可分為火法處理和溼法處理兩模式。規模較大多採用火法工藝。銅陽極泥火法工藝一般包括:預處理→還原熔煉→分銀處理→金銀電解。其中：1)預處理:該工序的主要日的是脫銅以及其它雜質，以便於後續處理，2)金銀電解行業內基本大同小異，而3)還原熔煉+分銀處理:卻有各種處理工藝，因此，也是銅陽極泥冶煉工藝的主體部分，對於整個工藝的經濟技術指標有著關鍵影響。
中國發明專利申請號cn201510893020.0公開了一種從銅陽極泥浮選尾礦中回收有價金屬的方法，首先將銅陽極泥浮邊尾礦通過還原熔煉得到還原產物，然後將還原產物通過氧化吹煉得到貴鉛和含砷銻煙塵，在通過分段真空蒸餾進行分離以獲得鉛鉍合金和銅金銀合金。但一來浮選得到的銅陽極泥雜質較多，對還原熔煉得到金銀的含量要求較高，還原熔煉得到的雜質較多，不利於後期的真空蒸餾，二來還原熔煉產生的棄渣較多，需要增加熔煉渣的浮邊設施，從而增加投資和運行成本。中國發明專利申請號201610435882.3公開了一種高雜質銅陽極泥處理新工藝，包括以下步驟：(1)將銅陽極泥進行硫酸鹽化焙燒除硒、浸出脫銅；(2)側吹爐還原熔煉：將造渣劑、還原劑加入到硫酸鹽化焙燒除硒脫銅後的銅陽極泥中混勻得到混合物料進行熔化、造渣和還原反應形成煙氣、上層的浮渣和下層的熔體狀貴鉛；(3)真空蒸餾；(4)金銀電解和鉛鉍回收：將多爾合金放入中頻爐內，澆鑄成銀陽極板進行銀電解，將鉛鉍合金澆鑄成鉛板後進行鉛電解。該專利的工藝步驟繁多複雜，需經過硫酸鹽化、側吹爐熔煉，生成的多爾合金中回收金屬工藝複雜，料渣後續處理的周期長、設備利用率低等缺點。而且採用濃硫酸脫銅除硒法，用過量濃硫酸與銅陽極泥拌和後，於硫酸化焙燒迴轉窯氧化分解，硫酸化分解產生大量的二氧化硫廢氣，環境汙染大。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題在於克服上述缺陷，提供一種銅陽極泥真空還原脫鉛銻鉍硒碲砷的方法。
本發明通過以下技術方案實現：
一種銅陽極泥真空還原脫鉛銻鉍硒碲砷的方法，包括以下步驟：
s1.將銅陽極泥乾燥和分散後，與固體還原劑混合均勻，於真空爐中電加熱還原蒸餾出鉛、銻、鉍、硒、碲、砷汽化物，剩下含金銀銅的殘渣；
s2.將汽化物通入多級冷凝器組，控制多級冷凝器組的溫度梯度，使得汽化物中鉛、銻、鉍、硒、碲、砷在不同的冷凝器中冷凝，分別得到鉛、銻、鉍、硒、碲和砷。
本發明通過真空蒸餾金屬與非金屬，利用物質在真空下加熱不同物質蒸氣壓不盡相同進行分離，利用不同物質熔點不盡相同進行冷凝分離。
優選地，所述固體還原劑為碳或含碳物質。優選地，所述固體還原劑為煤炭、木炭或活性炭。
優選地，所述固體還原劑的質量為銅陽極泥質量的0.5％～1.5％。進一步優選的，所述固體還原劑的質量為銅陽極泥質量的1％。
優選地，所述真空爐的真空度為2～10pa；真空爐內溫度為1300～1400℃。進一步優選地，所述真空爐的真空度為8pa；真空爐內溫度為1350℃。
優選地，真空爐內的電加熱蒸餾時間為5～7小時。進一步優選地，真空爐內的電加熱蒸餾時間為6小時。
優選地，所述汽化物直接從真空爐中通入多級冷凝器組。
優選地，所述多級冷凝器組包括6個相互連通的冷凝器，所述冷凝器的溫度由高到低依次為600℃～550℃、430℃～380℃、350℃～340℃、310℃～290℃、260℃～240℃和190℃～170℃。
進一步優選地，所述多級冷凝器組包括6個相互連通的冷凝器，所述冷凝器的溫度由高到低依次為580℃、400℃、355℃、300℃、250℃和180℃。
與現在有技術相比，本發明具有以下有益效果：
本發明通過對銅陽極泥進行真空蒸餾和分級冷凝兩步法進行分離鉛銻鉍硒碲砷，以獲得高含量的金銀銅的殘渣以及鉛、銻、鉍、硒、碲、砷等物質。
本發明的方法無需經過灰吹工藝，極大的減輕了繁雜的工藝，避免了大量煙塵和有毒尾氣對環境造成的汙染，同時也增大了鉛、銻、鉍、硒、碲、砷等物質的回收率。
本發明的方法無需經過硫酸鹽化焙燒除硒和浸出脫銅，避免了繁瑣複雜工序，降低了成本，而且能簡單有效的回收硒和銅，同時避免產生大量的二氧化硫氣體，汙染環境。
本發明的方法通過真空爐直接電加熱還原法，生產車間無需設置煙囪，生產工藝環保。
本發明的熱效率高，節能環保，工藝流程短，設備佔地面積小，容易實現工業自動化，安全生產，大大地節約了生產成本。
本發明能從銅陽極泥中直接獲得鉛、銻、鉍、硒、碲、砷等單質的粗產品，生產效率高，生產工藝簡單。
具體實施方式
下面結合具體實施例進一步說明本發明。除非特別說明，本發明實施例中採用的原料和方法為本領域常規市購的原料和常規使用的方法。
實施例1
一種銅陽極泥真空還原脫鉛銻鉍硒碲砷的方法，包括以下步驟：
s1.將銅陽極泥乾燥和分散後，取1000kg的銅陽極泥與5kg的固體還原劑煤炭混合均勻，於真空爐中電加熱還原蒸餾出鉛、銻、鉍、硒、碲、砷汽化物，剩下含金銀銅的殘渣。其中，真空爐的真空度為2pa，真空爐內溫度為1400℃，真空爐內的電加熱還原蒸餾時間為5小時。
s2.將汽化物通入多級冷凝器組，汽化物直接從真空爐中通入多級冷凝器組，控制多級冷凝器組的溫度梯度，使得煙塵中鉛、銻、鉍、硒、碲、砷在不同的冷凝器中冷凝，分別得到鉛、銻、鉍、硒、碲、砷。其中，多級冷凝器組包括6個相互連通的冷凝器，冷凝器的溫度由高到低依次為600℃、430℃、350℃、310℃、260℃和190℃。
根據本領域常規方法檢測銅陽極泥和殘渣中各組分的含量，計算去除率。檢測冷凝器回收的鉛、銻、鉍、硒、碲、砷的純度。檢測結果見表1，檢測由冷凝器的出煙口排出的尾氣，檢測結果顯示不含二氧化硫。
實施例2
一種銅陽極泥真空還原脫鉛銻鉍硒碲砷的方法，包括以下步驟：
s1.將銅陽極泥乾燥和分散後，取1000kg的銅陽極泥與10kg的固體還原劑煤炭混合均勻，於真空爐中電加熱還原蒸餾出鉛、銻、鉍、硒、碲、砷汽化物，剩下含金銀銅的殘渣。其中，真空爐的真空度為8pa，真空爐內溫度為1350℃，真空爐內的電加熱還原蒸餾時間為6小時。
s2.將汽化物通入多級冷凝器組，汽化物直接從真空爐中通入多級冷凝器組，控制多級冷凝器組的溫度梯度，使得煙塵中鉛、銻、鉍、硒、碲、砷在不同的冷凝器中冷凝，分別得到鉛、銻、鉍、硒、碲、砷。其中，多級冷凝器組包括6個相互連通的冷凝器，冷凝器的溫度由高到低依次為580℃、400℃、355℃、300℃、250℃和180℃。
根據本領域常規方法檢測銅陽極泥和殘渣中各組分的含量，計算去除率。檢測冷凝器回收的鉛、銻、鉍、硒、碲、砷的純度。檢測結果見表1，檢測由冷凝器的出煙口排出的尾氣，檢測結果顯示不含二氧化硫。
實施例3
一種銅陽極泥真空還原脫鉛銻鉍硒碲砷的方法，包括以下步驟：
s1.將銅陽極泥乾燥和分散後，取1000kg的銅陽極泥與15kg的固體還原劑木炭混合均勻，於真空爐中電加熱還原蒸餾出鉛、銻、鉍、硒、碲、砷汽化物，剩下含金銀銅的殘渣。其中，真空爐的真空度為10pa，真空爐內溫度為1300℃，真空爐內的電加熱還原蒸餾時間為7小時。
s2.將汽化物通入多級冷凝器組，汽化物直接從真空爐中通入多級冷凝器組，控制多級冷凝器組的溫度梯度，使得煙塵中鉛、銻、鉍、硒、碲、砷在不同的冷凝器中冷凝，分別得到鉛、銻、鉍、硒、碲、砷。其中，多級冷凝器組包括6個相互連通的冷凝器，冷凝器的溫度由高到低依次為550℃、380℃、340℃、290℃、240℃和170℃。
根據本領域常規方法檢測銅陽極泥和殘渣中各組分的含量，計算去除率。檢測冷凝器回收的鉛、銻、鉍、硒、碲、砷的純度。檢測結果見表1，檢測由冷凝器的出煙口排出的尾氣，檢測結果顯示不含二氧化硫。
表1
由表1可知，本發明的方法能有效去除銅陽極泥中的鉛、銻、鉍、硒、碲和砷，且回收到含鉛、銻、鉍、硒、碲和砷單質的粗產品。