1、铜业工程 COPPER ENGINEERINGTotal 179No.1 2023总第179期2023年第1期引文格式引文格式：梁柱俊,孙敬韬.氯酸钠对铜阳极泥提取金的影响研究J.铜业工程,2023(1):144-147.氯酸钠对铜阳极泥提取金的影响研究梁柱俊，孙敬韬（江西铜业股份有限公司贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）摘要：在从铜阳极泥中提取金（Au）的生产过程中，为了减少氯酸钠（NaClO3）试剂的用量、降低分金渣中的Au含量，对氯化分金过程中NaClO3的添加量、添加方式等进行了研究。结果表明，当NaClO3的添加量为理论值的1.8倍，并以1 3的固液比溶解后，在反应体系温度为55
2、 时，以110 min的时长匀速添加，再进行分金反应，得到的分金渣中的金含量可降低到60 g/t以下，NaClO3的用量可减少28%以上。doi：10.3969/j.issn.1009-3842.2023.01.关键词：氯化分金；NaClO3；添加量；添加方式；分金渣指标019 1 中图分类号：TF83文献标识码：A文章编号：1009-3842（2023）01-0144-04引言铜阳极泥中金的含量约为0.1%0.3%，是提炼黄金的重要原料。从铜阳极泥中提取金的方法有很多种，大体分为三种工艺：一是火法工艺，即铜阳极泥焙烧除硒-浸出脱铜-转炉还原熔炼-分银氧化吹炼-金电解；二是选冶工艺，即铜阳极泥
3、脱铜-除硒-浮选-熔炼-金电解；三是湿法工艺，即铜阳极泥除杂-焙烧除硒-浸出脱铜-氯化分金-亚钠分银-金电解。由于火法工艺和选冶工艺存在灰尘烟气大、生产周期长、金银回收率低、生产成本高等弊端，近年来大部分冶炼厂采用湿法工艺提取铜阳极泥中的金1-4。在湿法工艺流程中，铜阳极泥经过前段处理后，采用氯化分金工艺把金溶解到液相中，再使用适合的还原剂把液相中的金还原出来 5-8。氯化分金时可选用的氯化试剂有氯气（Cl2）、氯酸钠（NaClO3）、氯酸钾（KClO3）等。Cl2由于储运危险系数大，使用过程中反应过于剧烈，在氯化分金工序中较少采用。NaClO3比KClO3价格便宜且更容易制备，故工业上一般选
4、择NaClO3作为氧化试剂进行氯化分金。传统工艺中，氯化分金工序均是在高酸条件下添加 NaClO3试剂，再进行升温反应，由于 NaClO3反应剧烈，产生Cl2速率过快，未充分反应的Cl2会被抽入尾气吸收处理系统，影响金的浸出效果以及增加NaClO3的用量9-10。本文通过对 NaClO3的添加量、添加方式等进行探索研究，确定氯化分金过程中NaClO3的最佳用量和添加方式，以达到降低分金渣中金的含量和减少NaClO3用量的目的。2 试验部分2.1氯化分金原理在进入分金工序之前，Au主要以单质形态存在。氯化分金过程就是在盐酸体系中添加NaClO3，使之释放出 Cl2，在 Cl2的强氧化性气氛下，A
5、u与 Cl2生成络合物HAuCl4进入溶液，同时还会有铂（Pt）、钯（Pd）等其他贵金属也一并被氯化进入液相中，从而实现Au，Pt，Pd等贵金属与其他元素分离的目的。主要化学反应方程式：NaClO3+6HCl3Cl2+NaCl+3H2O（1）2Au+3Cl2+2HCl2HAuCl4（2）Pt+Cl2+2HClH2PtCl4（3）Pd+Cl2+2HClH2PdCl4（4）2.2原有工艺简介铜阳极泥经过预处理除杂-硫酸化焙烧-低酸分铜-氯化分金工艺提取Au。在分金过程中，先将含金浆料泵入反应罐，控制一定的固液比和酸度，投入固体NaClO3，升温至70 进行34 h反应（工艺流程见图 1）。随着生产
6、和环保指标要求的提高，原有的传统氯化分金的局限性逐渐显现。一是随着温度的上升，反应罐内迅速产生大量Cl2，这些收稿日期：2022-06-28；修订日期：2023-01-09作者简介：梁柱俊（1989），男，广西藤县人，本科，工程师，研究方向：铜阳极泥处理的生产管理，E-mail：144梁柱俊等 氯酸钠对铜阳极泥提取金的影响研究2023年第1期Cl2大部分进入了尾气吸收处理系统，增加了 NaClO3试剂的用量；二是尾气吸收处理系统Cl2的处理负荷大，影响尾气环保指标；三是分金过程中Au的浸出效果差，分金渣中Au的含量居高不下，制约了整个工艺流程中Au的直收率。可见，原有工艺已不再适应新的生产要求
7、，需要进一步探索研究NaClO3对铜阳极泥提取Au的影响。2.3试验原料及试剂试验以某冶炼厂的铜阳极泥为原料，其典型化学成分如表1所示。试验试剂主要有：NaClO3（工业级），HCl（36%38%）。2.4分金渣中Au含量的分析方法首先采用火试金法制作Au的光谱标准样品，作为X射线荧光（XRF）光谱仪的“参照物质”。取分金渣烘干后，研磨成 200300目的粉末状，再压成饼状，最后采用XRF光谱仪分析分金渣中Au的含量。2.5试验过程把固体 NaClO3按照一定的固液比溶解，然后泵入高位槽备用。氯化分金条件准备充分后，将分金反应体系从常温升温至低于70，把NaClO3溶液从高位槽缓慢匀速添加到分
8、金反应罐中，控制一定的添加时长，待NaClO3溶液全部添加完毕后，再升温至70 进行2 h的反应。通过对比研究相同体系下，NaClO3的添加量、NaClO3溶解固液比、添加NaClO3时反应温度、NaClO3添加时长等条件对铜阳极泥提取Au的影响，确定最佳工艺条件。3 结果与讨论3.1NaClO3用量对分金渣的影响氯化分金过程中，NaClO3的用量一般为理论用量的2.53倍，主要原因是在高酸高温体系下，NaClO3反应产生Cl2速率过快，Cl2的利用率低。为了提高 Cl2的利用率，减少 NaClO3试剂用量，在 NaClO3溶解固液比为1 3（NaClO3与水质量之比），恒定温度为50，添加N
9、aClO3溶液时长为100 min的条件下，对不同的NaClO3用量进行试验，得到的分金渣中Au的含量，如图2所示。由图2可知，分金渣中Au的含量随着NaClO3用量增加而下降，当氯酸用量超过理论值的1.8倍后，继续增加NaClO3用量，对分金渣中Au含量的影响不明显，但会增加尾气中Cl2的含量，于环保不利，同时增加了NaClO3试剂的成本。所以，在保证分金渣中Au含量指标的前提下，同时兼顾节约化工试剂成本，氯化分金过程中NaClO3的用量控表1铜阳极泥典型化学成分Table 1Typical chemical composition of copper anode slime元素含量Cu/%
10、19.36Au/（g/t）1935Ag/（g/t）46424As/%5.73Sb/%6.23Se/%4.53Te/%2.81Pb/%3.1Sn/%1.73图2NaClO3用量对分金渣中金含量的影响Fig.2Effect of sodium chlorate dosage on gold content in gold slag图1原有的铜阳极泥提取金工艺流程图Fig.1Original process flow chart of extracting gold from copper anode slime145总第179期铜业工程Total 179制在理论用量的1.8倍左右为宜。3.2NaC
11、lO3溶解固液比对分金渣的影响相对于添加固体 NaClO3，把 NaClO3溶解稀释后再进行添加，可减缓Cl2生成速率，还可同时扩大反应接触界面，使氯化分金反应更加柔和充分，有效提高分金反应效果。在NaClO3理论用量为1.8倍，恒定温度为 50，添加 NaClO3溶液时长为 100 min的条件下，对不同的NaClO3溶解固液比进行试验，得到的分金渣中Au的含量如图3所示。由图3可知，分金渣中Au的含量随着NaClO3固液比的扩大而下降，当固液比达到1 3之后，继续扩大固液比，分金渣中 Au含量的下降不明显，但会增加分金液的处理量，不利于后续对Au的还原回收。所以，为了降低分金渣中Au的含量
12、并同时提高分金液中Au的浓度，将NaClO3溶解时，固液比控制在1 3左右为宜。3.3添加NaClO3时反应温度对分金渣的影响在氯化分金过程中的高酸高温条件下，添加NaClO3溶液会立刻发生剧烈反应，造成体系中Cl2瞬时浓度高，不利于Cl2充分反应。因此，控制添加 NaClO3溶液时反应体系的温度尤为关键。在 NaClO3理论用量为1.8倍，溶解固液比为1 3，添加时长为100 min的条件下，分别在不同反应温度的情况下对添加NaClO3溶液进行试验，得到的分金渣中Au的含量如图4所示。由图4可知，在反应温度达到55 之前，分金渣中Au的含量随着NaClO3添加时反应温度的上升而下降，反应温度
13、超过55 后，随着温度的上升，分金渣中Au的含量也呈上升趋势。主要原因：温度过低时，NaClO3反应产生Cl2的速率过慢，影响分金反应效果；温度过高时，产生Cl2的速率过快，活性大，利用率低，参与反应的Cl2的量很少。所以，为了尽可能降低分金渣中Au的含量，添加NaClO3时，反应温度控制在55 为宜。3.4NaClO3添加时长对分金渣的影响在生产过程中，总结开发了一套 NaClO3自动定量添加系统，控制过程是：先将固体NaClO3溶解并将溶解后的溶液泵入高位槽，然后通过DCS远程自动控制程序，以NaClO3高位槽液位作为控制条件，实现NaClO3自动定量匀速添加，使分金反应均衡稳定进行。为了
14、验证NaClO3添加时长对分金渣中Au含量指标的影响，在NaClO3理论用量为1.8倍，溶解固液比为1 3，NaClO3添加时反应温度为55 的条件下，对不同的NaClO3添加时长进行试验，得到的分金渣中Au的含量如图5所示。由图5可知，分金渣中Au的含量随着NaClO3添加时长的增加而下降，当添加时长超过110 min，继续延长NaClO3添加时长，对分金渣中Au含量的影响不明显，但会影响分金过程的生产效率。所以，为了提高分金渣中Au含量的指标并同时缩短分金反应时间，NaClO3定量匀速添加时长控制在110 min为宜。4 结论（1）通过“NaClO3对铜阳极泥提取 Au的影响”的综合试验研
15、究，确定了NaClO3试剂最佳用量为图3NaClO3溶解固液比对分金渣中金含量的影响Fig.3Effect of sodium chlorate solution solid-liquid ratio on gold content in gold slag图4添加NaClO3时反应温度对分金渣中金含量的影响Fig.4Effect of reaction temperature on gold content in gold slag when adding sodium chlorate146梁柱俊等 氯酸钠对铜阳极泥提取金的影响研究2023年第1期理论用量的1.8倍。先将固体NaClO3以
16、试验得出的最佳固液比1 3进行溶解，泵入高位槽，然后进入添加NaClO3溶液的工序，确定了添加NaClO3溶液的最佳条件：反应温度为 55 时定量匀速添加，添加时长为110 min。（2）试验取得了以下效果：一是氯化分金过程中NaClO3试剂用量减少了28%以上，节约了生产成本；二是提高了Cl2利用率，减少了尾气吸收处理系统对Cl2的处理量；三是分金渣中Au的含量降到了60 g/t以下，提升了铜阳极泥提取金过程中Au的直收率。参考文献：1 吴永胜.火-湿法联合工艺提取铜锍中的金 J.资源再生，2008（4）：56.22 康立武，王青云.铜阳极泥湿法处理工艺初探 J.世界有色金属，2011（11）：52.3 李运刚.湿法处理铜阳极泥工艺研究（）金的选择性浸出 J.湿法冶金，2000，19（4）：21.4 金哲男，马致远，杨洪英，刘新建.铜阳极泥全湿法处理过程中贵贱金属的行为 J.东北大学学报（自然科学版），2015（9）：1305.5 朱小磊，马昀，冯晖.用氯酸盐从杂铜阳极泥浸铜渣中 氯 化 浸 出 金 钯 银 铅J.湿 法 冶 金，2022，41（2）：108.6 宁瑞，房孟钊.提高金
