铜阳极泥的性质和组分

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:1018

    精矿经过烧结、熔炼至产出铜阳极板的过程中,由于各种杂质和贱属的互相作用或与加入的焙剂作用,绝大部分被氧化造渣而除去。精矿中所含的金、族金属(简称贵金属)则几乎全部与铜一道进入粗铜中,得到富集。

    电解粗铜时,贵金属除少量机械损失于阴极外,多与硫酸、铜粉等进入阳极泥中。一般来说,电解精炼时,铜阳极泥的产出率约为粗铜阳极板重量的0.2%~1.0%,这就使贵金属在阳极泥中进一步得到富集。

    铜阳极泥的组分,由于各工厂使用的矿物原料成分不同而有很大的差别。就是同一个工厂,也因各个阶段使用的原料不同,阳极泥组分也存在差异。通常,阳极泥含35%~40%水,干的阳极泥约含10%~20%银,0.5%~1.0%金,铂族金属含量通常很低。现将国内外某些工厂铜阳极泥的典型组分列于表1。

表1  国内外某些工厂铜阳极泥的组分∕%

厂名

1厂(中国)

0.8

18.84

9.54

12.0

0.77

11.5

3.06

2厂(中国)

0.08

19.11

16.67

8.75

0.70

1.37

1.68

3.63

3厂(中国)

0.08

8.20

6.84

16.58

0.03

9.00

4.5

4厂(中国)

0.10

9.43

6.96

13.58

0.32

8.73

2.6

5厂(中国)

1.64

26.78

11.20

18.07

保利颠纳(瑞典)

1.27

9.35

40.0

10.0

0.8

1.5

0.8

21.0

诺兰达(加拿大)

1.97

10.53

45.80

1.00

0.81

0.33

28.42

蒙特利尔(加拿大)

0.2~2

2.5~3

10~15

5~10

0.1~0.5

0.5~5

0.5~5

8~15

奥托昆普(芬兰)

0.43

7.34

11.02

2.62

0.04

0.70

4.33

佐贺关(日本)

1.01

9.10

27.3

7.01

0.4

0.91

2.27

12.00

日立(日本)

0.445

15.95

13.79

19.2

0.97

2.62

4.33

津巴布韦

0.03

5.14

43.55

0.91

0.48

0.06

0.29

12.64

莫斯科(苏联)

0.1

4.69

19.62

5.62

肯尼柯特(美国)

0.9

9.0

30.0

2.0

0.5

2.0

12.0

拉里坦(美国)

0.28

53.68

12.26

3.58

0.45

5.76

5.42

奥罗亚(秘鲁)

0.09

28.1

19.0

1.0

23.9

10.7

2.1

1.6

(续表1)

厂名

二氧化硅

合计

1厂(中国)

0.5

11.5

2.77

0.09

71.37

2厂(中国)

0.20

0.22

15.10

67.51

3厂(中国)

0.22

0.96

0.76

47.17

4厂(中国)

0.87

1.28

0.08

43.95

5厂(中国)

0.80

2.37

60.86

保利颠纳(瑞典)

1.0

0.04

0.30

0.50

0.02

3.6

90.18

诺兰达(加拿大)

3.83

0.40

0.23

93.32

蒙特利尔(加拿大)

0.5~8

1~7

0.1~2

50.45(平均)

奥托昆普(芬兰)

0.60

2.25

45.21

2.32

76.86

佐贺关(日本)

2.36

62.36

日立(日本)

0.52

0.43

1.55

59.81

津巴布韦

1.05

1.42

6.93

0.27

0.09

6.55

79.42

莫斯科(苏联)

5.26

6.12

30.78

72.19

肯尼柯特(美国)

3.0

59.40

拉里坦(美国)

82.43

奥罗亚(秘鲁)

1.75

88.42

    从表1中看出,铜阳极泥的组分是很复杂的。这是因为在冶炼和电解过程中,原料中所含的硫、砷、锑、硒、碲、铅、铋、铁、锿、钴、银、金和二氧化硅等,有的大部分除去,仅小部分进入电解液和阳极泥中;有的则大部甚至几乎全部富集于阳极泥中。后者的富集可以从阳极泥中回收金、银、铜、硒、碲、镍、铋、铅等金属。但对于不能回收的杂质,在下步处理阳极泥时,为了把它们除去而需要消耗大量的材料和熔剂,并占用较长的时间。铅的富集对火法还原熔炼有利,因为它能大量捕集贵金属而形成“贵铅”(贵金属和铅的合金)。某些厂火法还原熔炼含铅低的铅阳极泥时,为了提高贵金属的回收率,有时还得加入适当量的氧化烟尘和废铅,或者与含铅高的铜阳极泥(或与铅阳极泥)混合熔炼。铜的存在,虽和铅一样能起捕集贵金属的作用,但含铜高的阳极泥在火法氧化熔炼时,需要花费很长的时间和耗用大量的燃料和氧化剂。因此,阳极泥在火法熔炼前要尽可能地先除去铜。

    各种金属在铜阳极泥中的主要赋存状态如表2。

表2  铜阳极泥中各种金属的赋存状态

元素

赋存状态

Cu、Cu2O、CuO、Cu2S、CuSO4、Cu2Se、Cu2Te

PbSO4

Bi2O3、(BiO)2SO4

As2O3·H2O、Cu2O·As2O3

Sb2O3、(SbO)2SO4、CuO·Sb2O3

Cu2S

FeO、FeSO4

Ag2Te、Cu2Te、Au2Te

Ag2Se、Cu2Se

Au、Au2Te

Ag、Ag2Se、Ag2Te、AgCl

铂族

金属或合金状态

    一般说来,金多以金属状态存在,部分呈碲化金或与银形成合金。银除呈金属外,常与硒、碲结合。过剩的硒、碲也可与铜结合。铂族金属一般均以金属或合金状态存在。

    铜在阳极泥中多以金属铜(阳极碎屑,阴极粒子和铜粉)和氧化铜与氧化亚铜的粉末存在,部分与硒、碲、硫结合。铜还可以与砷、锑的氧化物形成复盐。此外,铜还大量以硫酸铜形式存在,但它经洗涤便可除去。阳极泥中的阳极碎屑、阴极粒子和粗粒铜粉,在阳极泥洗涤筛分时也会被除去。

    铜阳极泥经洗涤筛分并脱水后,呈灰黑色,粒度通常为0.246~0.074mm(60~200目)。粉状铜末和氧化铜粉特别多时呈暗红色。阳极泥在常温下不会明显氧化,但在空气中加热时,许多重金属则生成氧化物,或生成亚硒酸盐、亚碲酸盐。当温度较高时,硒与碲会生成氧化物并升华。

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