有色冶金概论-有色冶金中综合回收选编课件.ppt
有色冶金中综合回收,主讲教师：陈为亮昆明理工大学冶金与能源工程学院,有色冶金概论,1 铜阳极泥的处理,在铜、铅、镍的电解精炼过程中，几乎全部原料中的贵金属都富集在电解精炼的阳极泥中。,处理阳极泥除了回收贵金属外，还可回收硒、碲、锑、铜、铅、铋等元素。处理方法大多为火法，其优点是处理量大，速度快，不足之处为直接回收率低。,1 铜阳极泥的处理,硫酸化焙烧提硒脱铜 首先将铜阳极泥与浓硫酸按比例(1:0.8)混合均匀，然后在回转窑进行焙烧，温度为600650，铜转化为水溶性的CuSO4：,粗硒含硒97%以上，经精炼除铁、铜、铅、汞等杂质以后，可得精硒(99.2%)。焙烧渣用热水浸出脱铜，溶液用铜置换回收少量溶解的银，浸出渣进行还原熔炼生产贵铅。,产生的SeO2气体和SO2、SO3、H2O抽出炉外，在淋洗槽中吸收，首先变成硒酸，随即被炉气中的SO2还原得到粗硒：,1 铜阳极泥的处理,还原熔炼 将脱铜浸出渣配入粉煤和石灰等溶剂，在反射炉或转炉(贵铅炉)于11001200进行还原熔炼，生产贵铅，同时使二氧化硅、砷、锑等形成硅酸盐、砷酸盐和锑酸盐除去。贵铅是铅、铋和金、银等的合金，一般含2533%Ag、0.81%Au。,氧化精炼 氧化精炼是将贵铅在反射炉或转炉(分银炉或灰吹炉)中在1000 1200鼓风氧化，使铅和砷、锑氧化挥发，同时使一些不挥发的杂质氧化物造渣。当炉内合金含银达7580%时，加入苏打和硝酸钠使碲造渣，得到含碲3%左右的碲渣，用作为提碲的原料。继续吹风氧化使含银量达到9798为止，浇注成金银合金阳极。,1 铜阳极泥的处理,银的电解提炼 银的电解提炼是用金银合金为阳极，纯银为阴极，在硝酸银溶液中进行电解，阴极析出银粉。定期取出银粉，经洗涤、干燥和铸锭，可得到纯度99.95%的银锭。,银电解的阳极泥富集全部金，称为黑金粉，含金达5070%，经过熔铸成二次合金进行二次电解可得到含金8890的二次黑金粉，经过洗涤、烘干后熔铸成粗金板。,银电解液含铜大于50g/L时，抽出一部分加入丁钠黄药沉淀钯，得到黄原酸钯，从中回收钯；沉淀钯后的溶液升温至80以上加铜置换银，得到的银粉送银电解精炼；硝酸铜溶液加碳酸钠中和沉淀碳酸铜送回收铜。,1 铜阳极泥的处理,金的电解精炼 金的电解精炼是在氯化金(AuCl3)的盐酸溶液中进行电解，以粗金板为阳极，纯金片为阴极。阴极电金经过氨水、硝酸分别煮洗、烘干后再熔化铸锭，得到纯度为99.99%Au。电解废液作为回收铂、钯等的原料，阳极泥送银电解回收银。,上述流程的金、银回收率都在98%以上。为了简化从铜阳极泥回收金、银的流程，可采用选冶联合工艺，增加选矿富集代替还原熔炼和部分氧化精炼工序，在酸浸脱铜、硒后，将浸出渣浮选一次获得含银5060%的银精矿，从而提高了银的直接回收率。,2铅阳极泥的处理,一些工厂的铅阳极泥成分如表所示。,铅阳极泥的处理一般采用火法流程。该法的适应性强，处理能力大，金属回收率较高。然而，火法流程较为复杂，产出返渣多，有价金属综合回收程度较低。,2铅阳极泥的处理,铅阳极泥的熔炼是将阳极泥还原得到贵金属品位为3050%的贵铅，然后将贵铅氧化精炼成贵金属品位高于95%的金银合金，金银合金再用电解法分别提取金银。,1、熔炼成贵铅：在还原性气氛下熔炼时，PbO被还原成适量金属铅，同时捕集贵金属形成Pb-Au-Ag贵铅。熔炼时，配入苏打、石英、石灰、萤石等熔剂和铁屑、焦粉，砷、锑、硅等酸性氧化物与钠、钙、铅等碱性氧化物造渣。铁屑、焦粉的目的是使 PbO、PbSO4、Ag2S还原为金属。放渣后鼓风氧化，使贵铅中的As、Sb、Cu、Bi挥发或造渣。贵铅送氧化精炼。熔炼炉为回转炉，用重油加热，从炉口插入铁管鼓风氧化造渣。,2铅阳极泥的处理,2、贵铅的氧化精炼：贵铅的氧化精炼采用灰吹法，灰吹后期加入硝石使铜、硒、碲氧化：2Cu+2KNO3=Cu2O+K2O+NO2Ag2Te+6KNO3=Ag2O+3K2O+6NO2+TeO2加入苏打时，TeO2形成亚碲酸钠苏打渣，作为提碲原料。,贵铅氧化精炼的设备称为分银炉，可以是回转炉或倾转式反射炉。贵铅在炉内加热至900以上熔化，然后往熔池表面鼓风使杂质氧化并形成浮渣。浮渣被不断清除。通常先形成砷锑渣，后形成铅铋渣。加入苏打得碲渣。最后在1200加入硝石造铜渣。得到的金银合金铸成阳极送电解精炼。,3 从锌、铅冶炼中回收铟,铟常伴生在硫化锌精矿及硫化铅精矿中，在铅锌冶炼过程中富集在烟尘中和其他中间产物中，铅冶炼富集在鼓风炉烟尘、湿法炼锌富集在回转窑烟尘。采用萃取法提铟。铟的回收包括粗铟的提取和铟的精炼两部分。,1、粗铟的提取 在湿法炼锌工艺中，铟主要富集在浸出渣挥发窑所产的氧化锌中。,3 从锌、铅冶炼中回收铟,锌回转窑氧化锌经多膛炉脱氟氯后，返回锌系统浸出。氧化锌中性渣经酸浸（H+0.2025 g/L），酸浸液（In 0.10.3 g/L）用锌粉置换（终点pH=4.54.6），置换渣用硫酸浸出，铟浸出率可选90%98%。用P204从浸出液中萃取分离和富集铟，萃取后的富有机相用含H2SO4150 g/L的溶液进行洗涤后，用浓度为6mol/L的HCl反萃，贫有机相返回使用，萃取率可达 98.5%99.5%。反萃液用锌片或铝片置换，产出海绵铟，海绵铟洗涤后，在有苛性钠保护下熔铸成粗铟。,铅鼓风炉烟尘铟的提取和锌类似。,3 从锌、铅冶炼中回收铟,2、粗铟的精炼 粗铟的精炼包括熔盐除铊、真空蒸馏除镉和电解精炼三个步骤。,(1)熔盐除铊：是根据铊易溶解入氯化锌与氯化铵熔盐的特性，在普通搪瓷器皿中将粗铟熔化后加入ZnCl2与NH4Cl（3:1）的混合物，用机械搅拌，控制温度270280，维持反应时间1小时。除铊效率可达80%90，铟中含铊可降到0.001%0.022。,(2)真空蒸馏除镉：采用真空感应电炉或管式电炉。经过真空蒸馏除镉后，可使镉的含量降到0.0004以下。,3 从锌、铅冶炼中回收铟,2、粗铟的精炼,(3)电解精炼：进一步提纯铟，使其中的少量杂质铅、铜、锡残留在阳极泥中，而锌、铁、铝进入电解液。,电解得到的阴极铟用苛性钠作覆盖剂熔化铸锭，可得到99.99的纯铟。此流程铟的总回收率为91。,电解在常温下进行。电解精炼的电解液为硫酸铟的酸性溶液，含铟80100 g/L，游离酸810 g/L，为了增加氢的超电压，提高电流效率，还加入80100 g/L的氯化钠。阴极为纯铟板或高纯铝板，阳极为真空蒸馏后的粗铟，外套两层锦纶布袋，以防阳极泥脱落污染阴极。,4 从氧化铝生产中回收镓,世界上90%的镓是从氧化铝生产中提取的。镓和铝是同族元素，镓和铝有相近的化学性质和离子半径，镓以类质同晶替代铝离子的方式存在于氧化铝水合物中。烧结法生产氧化铝时，镓以NaGa(OH)4形态进入铝酸钠溶液，并在溶液中不断循环积累；当溶液碳酸化分解时，镓不析出，只在后期Al2O3含量降低时才部分析出。因此，碳分母液中富集了镓，可从中回收镓。,从烧结法碳分母液中回收镓的方法主要有石灰法、置换法、碳酸法和压解法。用石灰法从碳酸化分解母液中回收镓的流程如右图所示。,4 从氧化铝生产中回收镓,1、第一次深度碳分 将回收氧化铝后的母液深度碳酸化，使镓完全析出，获得含镓的沉淀物，此沉淀物主要由丝钠镓石(Na2OGa2O32CO2nH2O)和Ga(OH)3以及铝的相应的比合物所组成的混合物。在Na2O/A12O3比值高、温度比较低、碳分速度快、HCO3-浓度高和不添加氢氧化铝的条件下，可得到镓铝复盐(丝钠镓石和丝钠铝石)高的沉淀，镓的含量一般为0.10.2%。,4 从氧化铝生产中回收镓,2、石灰乳脱铝 将得到的沉淀物苛性化，铝成铝酸钙渣，而镓仍保留在溶液中，使镓与铝分离，反应如下：,在过量石灰的作用下，发生以下反应形成铝酸钙：,石灰乳分两次加入，第一次在9095连续搅拌l2小时，镓的溶出率达到85%。第二次在75加入石灰使Al2O3:CaO=1:33.2，铝成为铝酸钙沉淀，而镓的溶出率提高到90%。,4 从氧化铝生产中回收镓,3、第二次深度碳分 将用石灰乳脱铝后的溶液再一次深度碳酸化分解，此时得到的镓沉淀渣即为镓精矿，沉淀率可达95%以上，Ga2O3含量为1%。,4、金属镓的提取 将镓精矿用苛性钠溶解，同时加入Na2S除去重金属杂质如铅、锌等。得到的镓酸钠和铝酸钠溶液含100200g/L Na2O，70120g/L A12O3和210g/L Ga，送电解提镓。,电解是在内衬聚氯乙烯的电解槽进行，阴极为液体镓，阳极为水冷镍管，阴极空间为电解罐，置于阳极上面。电解液温度5070，阳极电流密度为0.050.15A/cm2。阴极产出的液体镓流到槽底放出，经过盐酸处理(除锌)，可得到纯度为99.99%的工业镓。工业镓再经过20%NaOH的碱液电解精炼，可得99.9999%的高纯镓。,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
