磷镍铁为生产钙
镁磷肥的副产品,经电解,除回收镍、
钴、
铜外,其阳极泥含
金、
银、
铂、
钯、
钌等贵金属。Pt、Pd、Au总含量一般为150~250g/t。我国磷矿资源丰富,生产钙镁磷肥的厂家甚多。磷镍铁阳极泥无疑是生产贵金属的一种重要原料。 一、试验物料与工艺流程 试料为上海冶炼厂磷镍铁电解阳极泥,其主要成分:Pt50~60g/t,Pd60~75g/t,Au100g/t,Ag1800g/t,Cu10%,Ni25%~30%,Fe约5%,S10%~15%,Al
2O
34%,SiO
24%,对此物料曾进行过二次电解氯化焙烧,Cu-Ni-Fe捕集、高压浸出,氯化液离子交换、N235和N263萃取等工作,但都存在着一些问题和缺点,不能用于生产实践。经反复试验和对比,昆明贵金属所与上海冶炼厂共同合作,提出了如下的原则流程如图1所示。 二、酸洗与焙烧预处理 按工艺条件是可以不经酸洗直接焙烧的,但为了减少焙烧量,将镍以较纯的溶液回镍提高贵金属晶位,在焙烧前进行了酸洗。酸洗条件:温度70~80℃,酸度1∶1盐酸,固液比:1∶6,时间 6h。
图1 从磷镍铁电解阳极泥提取贵金属工艺流程 经酸洗后,贵金属一般富集一倍左右,除去50%以上的Ni、Fe,但除Cu效果较差,因而进行氧化焙烧除Cu、Ni。 通过实验,结果选定焙烧温度为250~300℃,时间为4h。在1.5mol/LHCl、温度70~80℃、固液比=1∶6、时间3h的条件下进行浸出实验,铜的浸出率达96.9%以上,镍90.9%以上,Fe有75.4%被浸出。浸后渣此时贵金属Pt、Pd、Au富集了8~10倍,品位达3000g/t。 三、浸出渣液氯化浸出及氯化液的处理 阳极泥经焙烧,浸出所得的浸渣,在酸度4mol/LHCl、NaCl130g/L、温度70~80℃、时间6h条件下进行液氯化浸出,其结果见表1。 表1 液氯化浸出结果
编号 | 焙烧条件 | 渣率/% | 氯化率% | 氯化渣成分 |
Pt | Pd | Cu | Ni | Fe | Pt/(g·t-1) | Pd/(g·t-1) | Cu% | Ni% | Fe% |
123 | 不焙烧500℃焙烧400℃焙烧 | 66.062.556.0 | 81.184.195.4 | 77.687.598.1 | 78.052.5- | 83.549.3- | 53.045.0 | 8510536.4 | 17515018.8 | 0.631.3- | 5.115.8- | 5.67.3- |
从表1可看出,浸出渣不经焙烧或在500℃焙烧都不如400℃焙烧的氯化效果好,这可能是由于焙烧减少了氯化银对Pt、Pd的包裹,而500℃焙烧氯化率降低是由于Pt、Pd表面状态发生改变所致。 该物料经液氯化浸出后,其氯化液所含贵金属很低,而贱金属很高,酸度又在4mol/L以上。针对此溶液特点,采用铜、铁置换法,不但可以在高酸中进行,而且能达到贵贱金属的分离。 (一)铜置换铂、钯、金 用Na2CO3或HCl调整氯化液的酸度,再用经稀硫酸浸泡过的铜丝进行置换,温度70~80℃,置换结果见表2。 表2 用铜从氯化液中置换贵金属结果
编号 | 置换条件 | 氯化原液/(g·L-1) |
酸 度(mol·L-1) | 温 度℃ | 时 间h | Ni | Cu | Fe | Pt | Pd | Au |
6789 | 3.04.05.04.0 | 80808080 | 11110 | 2.552.552.5521.90 | 2.102.102.1018.30 | 1.951.951.95- | 0.3400.3400.3400.640 | 0.2000.2000.2000.350 | 0.0850.0850.0850.020 |
表2 用铜从氯化液中置换贵金属结果
编号 | 置换条件 | 置换后液/(g·L-1) | 置换率/% |
酸 度(mol·L-1) | 温 度℃ | 时 间h | Pt | Pd | Au | Pt | Pd | Au |
6789 | 3.04.05.04.0 | 80808080 | 11110 | <0.0001<0.00010.00020.0004 | 0.0002<0.00020.00090.0003 | 0.0002<0.0002<0.0005<0.0002 | >99.9>99.999.999.9 | >99.9>99.999.599.9 | 99.899.899.4>99.0 |
从表2可见,在酸度3~5mol/LHCl,温度70~80℃时,Pt、Pd、Au的置换率均大于99%。 (二)铁置换铂、钯、金 按标准电位,Fe能将贵金属Pt、Pd、Au及Cu、Ni、Co、Sn、Sb、Pb等贱金属一起置换出来,但控制溶液酸度在3.5mol/L(HCl)以上时,Cu、Ni均不被置换,只有Pt、Pd、Au从溶液中置换出来,能达到与Cu置换相似的效果。实验证明,尽管能达到贵贱金属分离效果,但是铁置换反应时间长,析出贵金属颗粒细,过滤困难,精矿品位低,并带入有害杂质,不利于有价金属的回收。相比之下,还是采用铜置换为宜。 (三)精矿品位 在最佳条件下,用铜丝置换获得的精矿含金40%、铂13.5%、钯28.9%,贵金属总含量达80%以上。对精矿的贵金属分离提纯可按常规方法进行。