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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
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18、现代矿业，2011，27（10）：20.9 潘从明，李明，黄虎军，魏建强，李进武，冯岩.从复杂银阳极泥中提取金、钯工艺优化与研究 J.黄金科学技术，2014，22（4）：118.10 房孟钊，方准，赵浩然.蒸硒渣处理过程的优化研究J.湖南有色金属，2020，36（3）：20.Effect of Sodium Chlorate on Gold Extraction from Copper Anode SlimeLIANG Zhujun，SUN Jingtao（Guixi Smelter，Jiangxi Copper Corporation Limited，Guixi 335424，China）A
19、bstract：In the process of gold extraction from copper anode slime，in order to reduce the dosage of sodium chlorate reagent and the gold content in gold slag，the addition amount and method of sodium chlorate in the process of chlorination and gold extraction were studied.The results show that when th
20、e addition of sodium chlorate is 1.8 times of theoretical value，the solid-liquid ratio is 1 3，the reaction system temperature is 55，and the addition time is 110 min，then the gold content in the gold slag can be reduced to below 60 g/t，and the amount of sodium chlorate can be reduced by more than 28%.Key words：chloride gold extraction；sodium chlorate；addition amount；adding method；index of gold slagdoi：10.3969/j.issn.1009-3842.2023.01.019图5NaClO3添加时长对分金渣中Au含量的影响Fig.5Effect of sodium chlorate addition time on gold content in gold slag147