简介概要

氯盐法分离浸锰渣中银的研究

来源期刊：稀有金属2005年第4期

论文作者：董缘弋社峰李伟达薛娟琴王召启

关键词：氯盐浸出; 分离; 银; 锰渣;

摘要：提出了以氯化钠溶液为浸出剂从浸锰渣中分离银的方法. 重点介绍了氯盐法浸银的基本原理, 考察了温度、时间、氯离子浓度、盐酸用量及液固比对银浸出率的影响. 结果表明: 该方法可以使浸锰渣中银的浸出率达到90%以上, 弃渣中银含量低于100 g·t-1;氯盐法浸取银的较优条件为: 温度80～85 ℃, 浸出时间4～5 h, 氯离子浓度不小于200 g·L-1, 盐酸用量为200 L·t-1渣, 液固比4∶1.

稀有金属 2005,(04),498-501+4 DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.2005.04.028

氯盐法分离浸锰渣中银的研究

王召启董缘李伟达弋社峰

西安建筑科技大学冶金工程学院,西安建筑科技大学冶金工程学院,西安建筑科技大学冶金工程学院,西安建筑科技大学冶金工程学院,西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 ,陕西西安710055 ,陕西西安710055 ,陕西西安710055 ,陕西西安710055

摘要：

提出了以氯化钠溶液为浸出剂从浸锰渣中分离银的方法。重点介绍了氯盐法浸银的基本原理, 考察了温度、时间、氯离子浓度、盐酸用量及液固比对银浸出率的影响。结果表明:该方法可以使浸锰渣中银的浸出率达到90%以上, 弃渣中银含量低于100g.t-1;氯盐法浸取银的较优条件为:温度80⁸5℃, 浸出时间4⁵h, 氯离子浓度不小于200g.L-1, 盐酸用量为200L.t-1渣, 液固比4∶1。

关键词：

氯盐浸出;分离;银;锰渣;

中图分类号： X758

收稿日期：2005-05-10

Separation of Silver from Residue of Manganese Leaching by Chloride Method

Abstract：

The separation of silver fromresidue of man-ganese leaching using sodium chloride solution is ad-vanced. The basic principle of leaching silver is intro-duced. Several important factors that may affect theleaching efficiency of silver are examined, namelyleach-ingtemperature , time , concentration of chloride , amountof chlorhydric acid and ratio of liquid to solid. Resultsreveal that the leaching efficiency of silver is over 90 %andthe content of silverinresidueislessthan100 g.t-1by usingthis method.The optimal experimental parame-ters are :leachingtemperatureis 80 ⁸5 ℃, timeis 4 ⁵ h, concentration of chloride is over 200 g.L-1, amount of chlorhydric acidis 200 L.t-1andratio of liq-uidto solidis 4∶1 .

Keyword：

<Keyword>chloride-leaching;separation;silver ; manganese residue;

Received： 2005-05-10

银是一种广泛应用于电子、电镀、感光材料等工业以及国防或科研领域的常见贵金属。银需求量的逐年增加与银矿资源的枯竭形成了尖锐的矛盾 ^[1] , 因此, 从银的贫矿和含银废渣中提取银的研究日益受到重视。虽然关于含银废渣的研究已有许多报道^[2～11], 但由于含银废渣成分复杂, 对于不同的废料, 往往没有现成的处理工艺可套用。其中对于具有一定氧化性的含银浸锰渣, 由于传统的氰化浸银法不但有毒, 而且会使氰化物损失增大, 造成回收成本上升以及严重的环境污染;对于氧化性含银浸锰渣, 使用硫脲浸银同样也存在试剂消耗过大的问题。为此, 本研究针对某企业含银浸锰渣 (银含量平均600 g·t^-1) , 经过试验研究, 探索出在酸性条件下以氯盐溶液为浸出剂来提取银的方法, 取得了较满意的结果。该方法的提出对于处理氧化性含银废渣具有重要的参考价值。

1 材料与方法

1.1 实验用原料

本研究是以某企业的锰银矿经过黄铁矿加硫酸处理后的浸锰渣为原料, 银的含量平均达600g·t^-1渣, 其中银大部分以氯化银形式存在, 另外还含有少量的硫酸银及单质银, 渣中还含有约3%的高价锰化合物和少量的三价铁化合物。

1.2 主要仪器

水浴锅:HH-4;搅拌器:JJ-1 160 W;原子吸收分光光度计:岛津AA-6800。

1.3 实验方法

将浸锰渣和饱和氯化钠溶液按照一定的液固比加入1000 ml烧杯中, 水浴加热, 机械搅拌, 浸银渣及浸锰渣中银的含量由AA-6800型原子吸收分光光度计进行测定, 浸出实验中银的浸出率是以浸银渣中银含量及浸锰渣中银的含量计算的。

2 氯盐法浸银的基本原理

浸锰渣中的氯化银、硫酸银以及单质银, 均可与氯化钠溶液进行反应, 形成可溶性的银氯络合物而进入溶液, 从而达到从渣中分离银的目的。反应过程如下:

2.1 氯化银的溶解反应

当氯离子浓度足够大时, 总反应式为:

从反应的ΔG^o可以看出, 氯化银在氯盐溶液中的溶解反应在热力学上是可行的, 而且在氯离子浓度足够大时其溶解产物主要是以存在于溶液中 ^[12] 。

2.2 硫酸银的溶解反应

总反应为:

由此可以看出, 硫酸银在氯盐溶液中的溶解反应进行的热力学趋势很大。

2.3 单质银的溶解反应

由于浸锰渣中含有三价铁化合物, 在酸性介质中可发生如下反应:

计算表明, 体系中只要α_Fe³⁺/α_Fe²⁺>2.0×10^-10时, 这一反应就可顺利向右进行, 而且渣中还存在一定量的高价锰化合物, 可以将Fe²⁺氧化成Fe³⁺;因此, 只要动力学条件允许, 单质银的溶解是可行的。

上述热力学分析表明, 浸锰渣中银的3种存在形态均可在氯盐溶液中被有效的浸出, 从而达到浸取分离银的目的。

3 结果与讨论

3.1 正交试验

为了确定影响银浸出率因素的主次, 在探索试验的基础上安排了表1所示的正交试验L₁₆ (4⁵) 。

正交试验结果表明, 在所选定的因素范围内, 影响银浸出率的因素顺序为:氯离子浓度、盐酸用量、浸出时间、液固比, 其中氯离子浓度是影响银浸出率的主要因素。

确定了影响银浸出率因素的顺序后, 又分别进行了几个单因素的条件试验, 以求得较高的银浸出率和较低的材料消耗。

3.2 氯离子浓度的影响

图1是银浸出率与氯离子浓度关系图, 实验条件为:温度80℃, 浸出时间3 h, pH=1.0, 液固比4∶1, 氯离子浓度由NaCl溶液提供。在一定搅拌速度下控制氯离子浓度变化范围在3.95～5.65 mol·L^-1。

表1 正交试验因素水平表下载原图

Table 1 List of orthogonal test factor level

表1 正交试验因素水平表

由图1看出, 随着氯离子浓度的增大, 银浸出率增大较快, 当氯离子浓度为5.65 mol·L^-1时 (相当于NaCl的饱和溶液) , 银的浸出率还有上升的趋势。但这时仅通过加入NaCl来增大氯离子浓度是不可行的, 可加入浓盐酸进行试验。

3.3 盐酸用量的影响

试验条件:温度80℃, 时间3 h, 液固比4∶1, 氯离子浓度5.65 mol·L^-1。

由图2可以看出, 盐酸用量对银浸出率的影响较大。因为增大盐酸用量一方面能够降低溶液的pH值, 将浸出渣中的三价铁水解产物溶解, 可释放出被包裹的银;另一方面, 溶解后的三价铁离子浓度增大, 单质银被氧化浸出的概率加大。由3.2的分析可知, 盐酸用量的增加会使溶液中氯离子浓度增大, 也有利于提高银的浸出率。

图1 氯离子浓度对浸出率的影响

Fig.1 Effect of concentration of chloride on leaching of silver

图2 盐酸用量对浸出率的影响

Fig.2 Effect of amount of HCl on leaching of silver

3.4 浸出时间的影响

实验条件:温度80℃, 盐酸用量10 ml, [Cl^-]=5.65 mol·L^-1, 液固比4∶1, 固定搅拌速度, 考察浸出时间对银浸出率的影响, 结果如图3所示。由图3可以看出, 浸出时间达2 h后, 浸出率随时间的变化较为平缓, 浸出时间以3～4 h为宜。

3.5 温度的影响

实验条件;浸出时间4 h, 盐酸用量10 ml, [Cl^-]=5.65 mol·L^-1, 液固比4∶1, 固定搅拌速度, 考察温度对银浸出率的影响, 结果如图4所示。由图4看出, 温度升高, 银的浸出率明显提高, 但考虑到温度过高时水蒸气的蒸发量增大, 且设备在酸性条件下腐蚀严重, 因此浸出温度以80～85℃为宜。