陽極泥

陽極泥是電解精煉中附著於陽極基體表面或沉澱於電解槽底或懸浮於電解液中的泥狀物。

陽極泥富集了礦石、精礦或熔劑中絕大部分或大部分的貴金屬和某些稀散元素，因而具有很高的綜合回收價值。例如銅、鉛電解精煉產出陽極泥中的金、銀價值，足可抵消電解精煉整個過程的加工費用。

基本介紹

• 中文名：陽極泥
• 外文名：anode mud
• 形成過程：可溶陽極電解精煉或電解提取
• 主要物質：貴金屬和硒、鉍、碲等有價金屬
• 處理方法：火法除雜、選冶聯合、濕法
• 常見過程：銅、鉛陽極泥處理過程

陽極泥概念

在水溶液電冶金過程中，附著於殘陽極表面或沉澱在電解槽底的不溶性泥狀物。一般為灰色，粒度約為100～200目，其中各組分多以金屬、硫化物、硒碲化合物、氧化物、單質硫和鹼式鹽形態存在。陽極泥中富集了貴金屬、稀有金屬和其他有價金屬，從陽極泥中提取這 些金屬，可以取得巨大經濟效益。例如，可以從電解銅的陽極泥中回收銅，並提取金、銀、硒、碲等元素。

陽極泥形成

在可溶陽極的電解精煉或電解提取時，陽極中除主體金屬外，還含有少量或微量的其他金屬或元素，他們以單質、合金或化合物形態存在於陽極中。當陽極發生極化時，這些金屬或元素由於下述原因而成為陽極泥：

(1)其平衡電位正於陽極電位，因而不能離子化進入到電解液中；

(2)雖然能離子化進入到電解液中，但立即與電解液形成不溶的鹽而從電解液中析出；

(3)部分氧化形成不溶的化合物或單質元素。生成的陽極泥均以分散狀的細粒粉末存在，或粘附在陽極表面上，或借重力作用沉澱於電解槽底部，甚或懸浮於電解液中。

因此，為使電解過程能正常進行，一般需要定期從陽極上刷洗下粘附的陽極泥，從槽底掏出沉澱的陽極泥和將電解液過濾分離出懸浮的陽極泥。所得陽極泥質量除以相應陽極質量的百分數，即為陽極泥率。

產率和組成

主要決定於原料陽極特徵，其次也與電解液組成等電解工藝條件有關。

銅陽極泥產率一般為0.2%～0.8%，個別情況高達1.5%，其主要成分(質量分數ω/%)為：Cu 10～25，Ag 5～53，Au 0.05～5，Se 2～24，Ni 0.1～45，Bi 0.9～7，Pb 0.5～12，Sb 0.2～30，S 2～10。

鉛陽極泥產率一般為1.2%～2%。其主要成分(質量分數ω/%)為：Pb 5～20，Ag 0.5～20，Au 0.015～0.8，Bi2～21，Sb 25～50，Cu 1.5～5。

粗鎳陽極電解精煉所產陽極泥率在4%～10%，其中含Ni 15%～25%，Cu2%～5%，鉑族金屬約0.1%～0.7%。

粗錫電解粗精煉陽極泥產率在2%～3%，其主要成分(質量分數ω/%).為：Sn 25～45，Pb 16～24，Sb1～15，Cu 1～15，Bi 0.01～12，Ag 0.17～0.35。

銻電解精煉陽極泥率在3%～25%範圍內，當處理含金銻精礦原料時，貴銻電解陽極泥中含金可高達10%～25%，一般銻陽極泥成分(質量分數ω/%)為：Sb 20～30，Pb 30～50，Sn 2～3，Cu3～5，Ag 10～25g/t。

鉍電解精煉陽極泥率可高達10%，其主要成分(質量分數ω/%)為：Bi 50～70，Tel～1.5，Pb8～12，As 8～12。

陽極泥處理方法

處理方法視陽極泥組成而定，處理的主要目的是回收其中的貴金屬和硒、鉍、碲等有價金屬和返回主體金屬。一般採用火法脫除雜質，使貴金屬得到富集後再次或經多次電解精煉。一些中小型電解廠，也可採用濕法脫雜或全濕法處理或選冶聯合處理回收流程(例如銅陽極泥處理、鉛陽極泥處理、粗錫電解陽極泥處理)。

陽極泥提煉流程

陽極泥中富集了貴金屬、稀有金屬和其他有價金屬。這些金屬在國民經濟中占有很重要的地位，從陽極泥中提取這些金屬，可以獲得很大的經濟效益。例如，處理銅陽極泥獲得的利益，足以抵償銅電解精煉的全部費用。為降低處理陽極泥的費用,提高稀、貴金屬的回收率,各國都在研究處理陽極泥的新工藝。中國工廠處理銅、鉛陽極泥，除傳統流程外還採用了以下兩個流程：

選冶聯合流程：取消了傳統流程中的貴鉛熔煉並減輕了金銀合金氧化精煉的負荷。先用稀硫酸和氯酸鈉浸出陽極泥，使銅、硒溶解，然後用浮選法從浸出渣中選出含金銀約60%的精礦，再配入蘇打、石英砂、氧化鐵等熔劑熔煉成金銀合金。

濕法流程：陽極泥脫硒後，用濕法處理，主要工序為：①在空氣攪拌條件下，用硫酸溶液浸出銅，並加入鹽酸使溶出的銀生成不溶的氯化銀(AgCl)，含銅的浸出液經濃縮結晶，產出硫酸銅；②脫銅後的陽極泥用碳酸鈉和氨水浸出,銀成絡氨鹽[Ag(NH3)2Cl]進入溶液,並使鉛轉變為碳酸鉛;③銀浸出液用水合肼(H2NNH2·H2O)還原，產出銀粉；④浸出銀後的氨浸渣用硝酸溶液浸出鉛；⑤向分離鉛後的脫鉛渣加入鹽酸、食鹽和氯酸鈉溶液溶解金，含金溶液用SO2還原,析出金粉；⑥還原金後的溶液用鋅塊置換得到鉑、鈀精礦。

鉛陽極泥處理

從鉛陽極泥中綜合回收貴金屬及其他有價金屬的過程。鉛電解精煉過程中，標準電極電位比鉛更正的貴金屬和某些稀有金屬等留在殘陽極表面呈黑灰色泥狀的物質，稱為鉛陽極泥。鉛陽極泥處理可綜合回收其中的金、銀等貴金屬和其他有價金屬。鉛陽極泥產量通常為陽極的1.2%～1.75%，其典型化學成分舉例於表。

編號	Pb	Bi	Au	Ag	Te	Cu	As	Sb
1	20.2	10.4	0.0513	10.25	0.432	0.83	12~13	20~30
2	15.8	8.0	0.013	9.37	0.33	0.5~1	10	20

鉛陽極泥先經過濾、洗滌，脫除鉛電解液。鉛陽極泥處理的傳統方法是將鉛陽極泥(也可搭配脫硒後的銅陽極泥)在火焰爐中進行還原熔煉，獲得含(Au+Ag)30%～40%的貴鉛。貴鉛進分銀爐氧化熔煉，砷、銻及部分鉛揮發入煙塵，鉛、鉍、銅、碲分期入渣，作為分別回收的富集原料。將分銀爐產出含(Au+Ag)達98.5%的金銀合金鑄成陽極，進行銀電解精煉，銀以粉狀析出，經熔鑄產出純度99.95%～99.99%的銀錠。銀電解的陽極泥(俗稱黑金粉)，經硝酸分解後，在鹽酸溶液中進行電解精煉，產出純度99.99%的金。金電解廢液送專門處理回收鉑、鈀等。

鉛陽極泥處理的傳統方法存在砷、銻不好回收，污染環境，生產周期長，能耗大等缺點。近年來研究成功的全濕法流程有選冶聯合法、酸浸法、鹼浸法、水溶液氯化法、加壓浸出法及甘油鹼浸法等，但均未普遍用於工業生產。

銅陽極泥處理

從銅陽極泥中綜合回收金、銀等有價組分的過程，為現代銅電解精煉流程的重要組成部分。銅陽極泥來自粗銅火法精煉未除去的部分雜質，這些雜質隨火法精煉銅的澆鑄而進入陽極板。電性比銅正的金、銀等雜質，電解時不發生電化學溶解，而成泥狀沉積於電解槽底。其產率一般為陽極板的0.2%～0.8%。陽極泥中各種有價組分的含量和存在形態，隨陽極銅的組成和電解工藝而異。陽極泥化學組成見表。工藝流程 陽極泥處理工藝一般分為火法流程、選冶聯合流程、全濕法或以濕法為主的流程三種。

火法流程

最早採用的工藝流程。陽極泥經過脫銅、脫硒後，進行貴鉛熔煉和氯化熔煉產出合質金。合質金再經銀電解、金電解得到成品金、成品銀。此工藝流程較成熟、處理能力大、對原料適應性強，但生產周期長，金銀直收率低，鉛害嚴重。日本佐賀關冶煉廠、加拿大銅精煉公司(Canadian Copper RefinerL_td.)和中國的瀋陽冶煉廠、上海冶煉廠採用此工藝流程。

選冶聯合流程

銅陽極泥經低溫氧化焙燒、脫銅脫硒後，浮選出銀精礦，銀精礦經熔煉產出合質金，合質金再經電解得到金、銀產品。用浮選法取代傳統工藝中的貴鉛熔煉和氧化精煉，可基本消除煙害，並提高金、銀直收率。但浮選前需經預處理，尾礦含金、銀也較高。此工藝流程於1974年首先為日本大坂精煉廠採用，20世紀70年代國中國的雲南冶煉廠和蕪湖冶煉廠相繼採用。

全濕法或以濕法為主的流程

濕法流程與其他流程相比，具有生產周期短、金屬直收率高、呆滯料少和污染環境不嚴重等優點，獲得較快發展。這種流程生產規模可大可小，易於連續化和自動化，已引起廣泛重視。流程中多以硫酸化焙燒蒸硒-浸出銅銀-氯化分金為主流程，產出金、銀用化學法淨化，可省去金、銀電解作業。各種濕法流程大同小異，只是在分銀提銀作業中因廠而異，有的在硫酸化焙燒浸出銅銀後，用銅板置換產出粗銀粉；有的在亞硫酸鈉或氨浸出氯化銀後，用甲醛、二氧化硫還原製取銀。中國的富春江冶煉廠、邵武冶煉廠採用濕法流程。