一种碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于湿法冶金领域，具体涉及的是一种碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法。
技术背景
[0002]铜阳极泥中的钪是经高温冶炼富集到粗铜，粗铜电解进入阳极泥中，一般含量300— 800g/T。分银渣是铜阳极泥经焙烧稀硫酸脱铜，水氯化法提金银的残渣，一般含钪1500—2000g/To上述物料中所含的钪都是经高温冶炼而富集起来的。三氧化二钪在高温冶炼时发生相变，由无定形粉末状转变为四面立方晶形结构。难溶于各种矿物酸及其混酸中。所以铜阳极泥和分银渣样品采取酸溶检测，难以检出。未见铜阳极泥和分银渣含钪的报道，更谈不上铜阳极泥和分银渣提钪工艺的报道。
[0003]铜阳极泥，目前大多数厂家都是采用传统的硫酸化焙烧脱砸、碲铜、水溶液氯化法分离回收金、银、钯。锡、铅含量高时冶炼成锡铅合金。钪、锑未分离和回收。该工艺金银、铂族金属回收率高，其它有价金属未回收或未分离，且劳动强度大，环境污染严重。
[0004]分银渣返回冶炼粗铜工序，所富集起来的钪又分散进入冶炼渣中。锡、镍、铅阳极泥中的钪也未回收。
[0005]由于铜阳极泥和分银渣中所含的钪都是经高温冶炼富集起来的。三氧化二钪在高温冶炼条件下，发生相变由无定形粉末状转变为四面立方晶形结构，难以被矿物酸及其混酸所溶解。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提出一种碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法，能加效分离回收铜阳极泥(锡、铅、镍阳极泥)和分银渣中昂贵的稀有金属钪。
[0007]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法，将阳极泥经脱铜镍所得脱铜镍渣或分银渣加入一定量的碱调成浆状搅拌均匀，加热烘干，并碱熔，水浸，所得碱熔水浸渣经浸取、萃取、精制得到高纯三氧化二钪。
[0008]按上述方案，所述脱铜镍渣或分银渣:氢氧化钠配比量按其重量比为1:0.8-3.0o
[0009]按上述方案，所述阳极泥为铜阳极泥、锡阳极泥、铅阳极泥或镍阳极泥。
[0010]按上述方案，所述碱熔温度为500-800 0C。
[0011]按上述方案，所述碱熔温度优选为600-650°C。
[0012]按上述方案，所述碱熔时间为0.5-48小时。
[0013]按上述方案，所述碱熔时间优选为1-2小时。
[0014]按上述方案，所述碱熔的设备为隧道窑和碱熔锅。
[0015]本发明的主要工艺流程主要包含以下六个步骤:
[0016]1、铜阳极泥加入稀硫酸+双氧水脱铜镍；2、脱铜镍渣(分银渣)碱熔水浸，水浸液除铅砷回收锡；3、碱熔水浸渣用盐酸浸取锑、铅、钪；4、盐酸浸取残渣水氯化法回收分离金、银、钯；5、盐酸浸取液冷却沉铅、水解沉锑，回收铅、锑；6、冷却沉铅水解沉锑过滤液萃取回收钪。
[0017]现分述如下:
[0018]1、铜阳极泥中的铜大都分为金属态的铜，金属铜难溶于稀硫酸，需添加氧化剂才能完全溶解，镍为N1形态易溶于稀硫酸，所以在稀硫酸浸铜过程中需添加一定量的双氧水:
[0019]2Cu+H2S04+H202 = 2CuSO 4+2H20
[0020]脱铜液经N902溶剂萃取富集铜，分离镍。铜经稀硫酸反萃取经电积回收阴极铜。铜的萃余液当含镍循环富集至40g/L时经蒸发浓缩结晶出硫酸镍产品和60—70%的废酸，废酸返回配酸浸取铜镍用。脱铜镍渣进入碱熔，分银渣因含铜镍低不经稀硫酸脱铜镍直接进入碱熔；
[0021]2、脱铜镍渣碱熔水浸，水浸液除铅砷回收锡
[0022]脱铜镍渣/分银渣不需烘干，加入一定量的碱和水成浆状搅拌均匀，置于铁盒中，在隧道窑中加热烘干在600—650°C碱熔一定时间。在碱熔过程中，金、银、钯不腐蚀不反应，铜、镍、钪转化为氧化物不溶解。
[0023]锑转化为锑酸钠，不溶于水，碱溶液和稀硫酸同样残留在水浸渣中，所涉及的反应方程式如下:
[0024]2Sn02+4Na0H = 2Na2Sn03+2H20
[0025]Sn (OH) 2S04+Na0H+02 = Na 2Sn03+H20
[0026]As203+6Na0H+202 = 2Na 3As04+3H20
[0027]Sb203+6Na0H+202+2Na3Sb04+3H20
[0028]PbO+2NaOH = Na2Pb02+H20
[0029]2Si02+4Na0H = 2Na2Si03+H20
[0030]在碱熔水浸过程中，金、银、钯、铜、镍、锑、钪及大部铅残留在水浸渣中，转入下一工序，碱熔水浸液，含有锡、铅、硅、砷。
[0031 ] 水浸液中铅加硫化钠沉淀回收硫化铅产品
[0032]Na2Pb02+Na2S+2H20 = PbS 丨 +4NaOH
[0033]水浸液中的砷加氢氧化钡产生毒性极小的砷酸钡沉淀过滤回收Na3As04+3Ba (OH) 2=Ba3 (AsO4) 2 ? +6NaOH
[0034]经除铅、砷的水浸液用工业石灰沉锡
[0035]Na2Sn03+Ca (OH) 2 = CaSnO 3 丨 +2Na0H
[0036]Na2Si03+Ca (OH)2= CaS13 I +2Na0H
[0037]锡酸钙经还原冶炼成金属锡锭出售。沉锡废碱液经三效蒸发浓缩至含碱80%返回碱熔配料。氢氧化钠一次性加入使用，理论上只消耗石灰，硫化钠和氢氧化钡；
[0038]3、碱熔水浸渣用盐酸浸取锑、铅、钪。碱熔水浸渣用盐酸加温浸取时
[0039]2Sb203+12HCl = 4SbCl3+6H20
[0040]2Sc203+12HC1 = 4ScC13+6H20
[0041]PbO+2HCl = PbCl2+H20
[0042]4、盐酸浸取残渣水氯化法回收分离金、银、钯
[0043]5、盐酸浸取液冷却沉铅，水解沉锑回收锑铅在盐酸体系高温高酸条件下铅几乎全部转化为氯化铅、氯化铅溶于热水，几乎不溶于冷水，盐酸浸取趁热过滤，过滤液于冷却池中冷却，氯化铅几乎沉淀完全，所沉淀的氯化铅制浆用纯碱转化为碳酸铅产品出售。
[0044]PbCl2+Na2C03= PbCO3 I +NaCl
[0045]冷却沉铅过滤液加水水解沉铺
[0046]4SbCl3+5H20 = Sb404Cl2+10HCl
[0047]所得的氯氧化锑经过滤洗涤制浆用纯碱转化产出高纯三氧化二锑(锑白)产品。
[0048]6、冷却沉铅，水解沉锑过滤盐酸浸液经补盐酸至2mol/L，用P204+TBP+磺化煤油萃取钪，氢氧化钠反萃，反萃渣用盐酸溶解，草酸沉钪，650°C焙烧，烧渣用盐酸溶解草酸沉锐精制生广尚纯二氧化一■锐广品。
[0049]本发明的有益效果在于:
[0050]1、创新性地以阳极泥和分银渣提钪，为我国钪的应用提供资源保障；
[0051]2、能加效分离回收铜阳极泥(含锡、铅、镍阳极泥)和分银渣中昂贵的稀有金属钪，对其它有价金属分离彻底，回收完全，金属回收率高，可将其有价金属挤尽榨干，即可为企业创造高额利润，又回收宝贵资源；
[0052]3、本发明采取全湿法生产，无粉尘和烟气污染。工业用后循环使用零排放，生产中，所有过滤固体皆为产品或原料，无废渣产生；
[0053]4、本发明经济效率可观，每吨铜阳极泥或分银渣，可增加工业值三万多元，实现利税2万多。
【具体实施方式】
[0054]为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0055]实施例1:
[0056]将含Sc2031226g/T，Cu 13.5 %, Nil.56 %, Sn28.45 %，Sb7.62 %，Pb8.99 %，Au82.2g/T，Ag2190g/T，Pd55g/T 的铜阳极泥为原料。
[0057]1、用2.6%稀硫酸，固液比1:5，双氧水用量按铜含量理论反应量1.1溶量加入，脱铜镍过滤。过滤渣含铜0.2%，铜浸出率98.52%，含镍为O。
[0058]2、以所得脱铜镍渣的湿渣按重量比1:0.8配氢氧化钠，并加水调成浆状搅拌均匀于隧道窑中烘干，于600°C碱熔I小时，水淬冲洗浸取过滤。过滤渣含锡0.9%，锡浸率96.84%,水浸过滤液回收锡。
[0059]3、过滤渣用10%盐酸，固液比1:10加温浸取，趁热过滤，过滤渣含Aul234g/T，Ag6534g/T，Pd967g/T，Si027 3.2%，用水氯化法分离回收金、银、钯。
[0060]4、盐酸浸取过滤液于冷却池冷却沉淀氯化铅，水解沉淀氯氧化锑。
[0061]5、沉铅沉锑过滤液用体积比25% P204+5% BTP+80%磺化煤油萃取钪，负载有机相，用氢氧化钠反萃，反萃渣盐酸溶解，草酸沉钪粗制，再经三次精制产出99.992%的高纯三氧化钪。
[0062]实施例2:
[0063]将含Sc2032299g/T，Cu 0.72%, Ni 0.88%, Sn8.58 %，Sbl2.74 %，Pbl6.55 %，Au21.8g/T，Ag2180g/T，Pd22g/T 的分银渣为原料。
[0064]1、以该分银渣的湿渣为原料按其重量比1:2.5配氢氧化钠，并加水调成浆状搅拌均匀于燧道窑中烘干，于650°C碱熔2小时水淬冲洗浸取过滤。过滤渣含锡0.42%，锡转浸率95.10 %，水浸过滤液回收锡。
[0065]2、过滤渣用10%稀盐酸加温浸取，趁热过滤，过滤渣含Pbl.2 %，铅浸出率92.75 %，含锑 0.8%,锑浸出率 93.72 %，金 726.75g/T，银 72666g/T，钯 733g/T。过滤渣用水氯化法分离回收金、银、钯。
[0066]3、盐酸浸取过滤于冷却池冷却沉淀氯化铅，水解沉锑，氯氧化锑用纯碱转化生产高纯三氧化二锑。
[0067]4、沉铅沉锑过滤液用体积比25 % P204+5 % BTP+80 %磺化煤油萃取钪，负载有机相用氢氧化钠反萃，反萃渣盐酸溶解，草酸沉钪，再经三次精制产出99.994%的高纯三氧化二钪。
【主权项】
1.一种碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法，将阳极泥经脱铜镍所得脱铜镍渣或分银渣加入一定量的碱调成浆状搅拌均匀，加热烘干，并碱熔，水浸，所得碱熔水浸渣经浸取、萃取、精制得到高纯三氧化二钪。
2.按权利要求1所述的碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法，其特征在于所述脱铜镍渣或分银渣:氢氧化钠配比量按其重量比为1:0.8-3.0。
3.按权利要求1或2所述的碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法，其特征在于所述阳极泥为铜阳极泥、锡阳极泥、铅阳极泥或镍阳极泥。
4.按权利要求1所述的碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法，其特征在于所述碱熔温度为500-800 °C。
5.按权利要求4所述的碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法，其特征在于所述碱熔温度为600-650 °C。
6.按权利要求1所述的碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法，其特征在于所述碱熔时间为0.5-48小时。
7.按权利要求6所述的碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法，其特征在于所述碱熔时间为1-2小时。
8.按权利要求1所述的碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法，其特征在于所述碱熔的设备为隧道窑和碱熔锅。
【专利摘要】本发明涉及的是一种碱熔分离阳极泥/分银渣全湿法生产高纯三氧化二钪的方法，将阳极泥经脱铜镍所得脱铜镍渣或分银渣加入一定量的碱调成浆状搅拌均匀，加热烘干，并碱熔，水浸，所得碱熔水浸渣经浸取、萃取、精制得到高纯三氧化二钪。本发明的有益效果在于：1、创新性地以阳极泥和分银渣提钪，为我国钪的应用提供资源保障；2、能加效分离回收铜阳极泥(含锡、铅、镍阳极泥)和分银渣中昂贵的稀有金属钪，对其它有价金属分离彻底，回收完全，金属回收率高；3、无粉尘和烟气污染。工业用后循环使用零排放，无废渣产生；4、本发明经济效率可观，每吨铜阳极泥或分银渣，可增加工业值三万多元，实现利税2万多。
【IPC分类】C22B7-00, C22B30-02, C22B13-00, C22B25-06, C22B11-00, C22B59-00
【公开号】CN104726718
【申请号】CN201510160743
【发明人】杨秋良, 杨成吉, 干方琪, 杨香来
【申请人】杨秋良, 杨香来
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月7日