阳极泥

电解物质遗留残渣

阳极泥是电解精炼中附着于阳极基体表面或沉淀于电解槽底或悬浮于电解液中的泥状物。

阳极泥概念

在水溶液电冶金过程中，附着于残阳极表面或沉淀在电解槽底的不溶性泥状物。一般为灰色，粒度约为100～200目，其中各组分多以金属、硫化物、硒碲化合物、氧化物、单质硫和碱式盐形态存在。阳极泥中富集了贵金属、稀有金属和其他有价金属，从阳极泥中提取这些金属，可以取得巨大经济效益。例如，可以从电解铜的阳极泥中回收铜，并提取金、银、硒、碲等元素。

阳极泥形成

在可溶阳极的电解精炼或电解提取时，阳极中除主体金属外，还含有少量或微量的其他金属或元素，他们以单质、合金或化合物形态存在于阳极中。当阳极发生极化时，这些金属或元素由于下述原因而成为阳极泥：

(1)其平衡电位正于阳极电位，因而不能离子化进入到电解液中；

(2)虽然能离子化进入到电解液中，但立即与电解液形成不溶的盐而从电解液中析出；

(3)部分氧化形成不溶的化合物或单质元素。生成的阳极泥均以分散状的细粒粉末存在，或粘附在阳极表面上，或借重力作用沉淀于电解槽底部，甚或悬浮于电解液中。

因此，为使电解过程能正常进行，一般需要定期从阳极上刷洗下粘附的阳极泥，从槽底掏出沉淀的阳极泥和将电解液过滤分离出悬浮的阳极泥。所得阳极泥质量除以相应阳极质量的百分数，即为阳极泥率。

产率和组成

主要决定于原料阳极特征，其次也与电解液组成等电解工艺条件有关。

铜阳极泥产率一般为0.2%～0.8%，个别情况高达1.5%，其主要成分(质量分数ω/%)为：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。

铅阳极泥产率一般为1.2%～2%。其主要成分(质量分数ω/%)为：Pb 5～20，Ag 0.5～20，Au 0.015～0.8，Bi2～21，Sb 25～50，Cu 1.5～5。

粗镍阳极电解精炼所产阳极泥率在4%～10%，其中含Ni 15%～25%，Cu2%～5%，铂族金属约0.1%～0.7%。

粗锡电解粗精炼阳极泥产率在2%～3%，其主要成分(质量分数ω/%).为：Sn 25～45，Pb 16～24，Sb1～15，Cu 1～15，Bi 0.01～12，Ag 0.17～0.35。

锑电解精炼阳极泥率在3%～25%范围内，当处理含金锑精矿原料时，贵锑电解阳极泥中含金可高达10%～25%，一般锑阳极泥成分(质量分数ω/%)为：Sb 20～30，Pb 30～50，Sn 2～3，Cu3～5，Ag 10～25g/t。

铋电解精炼阳极泥率可高达10%，其主要成分(质量分数ω/%)为：Bi 50～70，Tel～1.5，Pb8～12，As 8～12。

阳极泥处理方法

处理方法视阳极泥组成而定，处理的主要目的是回收其中的贵金属和硒、铋、碲等有价金属和返回主体金属。一般采用火法脱除杂质，使贵金属得到富集后再次或经多次电解精炼。一些中小型电解厂，也可采用湿法脱杂或全湿法处理或选冶联合处理回收流程(例如铜阳极泥处理、铅阳极泥处理、粗锡电解阳极泥处理)。

阳极泥提炼流程

阳极泥中富集了贵金属、稀有金属和其他有价金属。这些金属在国民经济中占有很重要的地位，从阳极泥中提取这些金属，可以获得很大的经济效益。例如，处理铜阳极泥获得的利益，足以抵偿铜电解精炼的全部费用。为降低处理阳极泥的费用,提高稀、贵金属的回收率,各国都在研究处理阳极泥的新工艺。中国工厂处理铜、铅阳极泥，除传统流程外还采用了以下两个流程：

选冶联合流程：取消了传统流程中的贵铅熔炼并减轻了金银合金氧化精炼的负荷。先用稀硫酸和氯酸钠浸出阳极泥，使铜、硒溶解，然后用浮选法从浸出渣中选出含金银约60%的精矿，再配入苏打、石英砂、氧化铁等熔剂熔炼成金银合金。

湿法流程：阳极泥脱硒后，用湿法处理，主要工序为：①在空气搅拌条件下，用硫酸溶液浸出铜，并加入盐酸使溶出的银生成不溶的氯化银(AgCl)，含铜的浸出液经浓缩结晶，产出硫酸铜；②脱铜后的阳极泥用碳酸钠和氨水浸出,银成络氨盐[Ag(NH3)2Cl]进入溶液,并使铅转变为碳酸铅;③银浸出液用水合肼(H2NNH2·H2O)还原，产出银粉；④浸出银后的氨浸渣用硝酸溶液浸出铅；⑤向分离铅后的脱铅渣加入盐酸、食盐和氯酸钠溶液溶解金，含金溶液用SO2还原,析出金粉；⑥还原金后的溶液用锌块置换得到铂、钯精矿。

铅阳极泥处理

从铅阳极泥中综合回收贵金属及其他有价金属的过程。铅电解精炼过程中，标准电极电位比铅更正的贵金属和某些稀有金属等留在残阳极表面呈黑灰色泥状的物质，称为铅阳极泥。铅阳极泥处理可综合回收其中的金、银等贵金属和其他有价金属。铅阳极泥产量通常为阳极的1.2%～1.75%，其典型化学成分举例于表。

铅阳极泥先经过滤、洗涤，脱除铅电解液。铅阳极泥处理的传统方法是将铅阳极泥(也可搭配脱硒后的铜阳极泥)在火焰炉中进行还原熔炼，获得含(Au+Ag)30%～40%的贵铅。贵铅进分银炉氧化熔炼，砷、锑及部分铅挥发入烟尘，铅、铋、铜、碲分期入渣，作为分别回收的富集原料。将分银炉产出含(Au+Ag)达98.5%的金银合金铸成阳极，进行银电解精炼，银以粉状析出，经熔铸产出纯度99.95%～99.99%的银锭。银电解的阳极泥(俗称黑金粉)，经硝酸分解后，在盐酸溶液中进行电解精炼，产出纯度99.99%的金。金电解废液送专门处理回收铂、钯等。

铅阳极泥处理的传统方法存在砷、锑不好回收，污染环境，生产周期长，能耗大等缺点。近年来研究成功的全湿法流程有选冶联合法、酸浸法、碱浸法、水溶液氯化法、加压浸出法及甘油碱浸法等，但均未普遍用于工业生产。

铜阳极泥处理

从铜阳极泥中综合回收金、银等有价组分的过程，为现代铜电解精炼流程的重要组成部分。铜阳极泥来自粗铜火法精炼未除去的部分杂质，这些杂质随火法精炼铜的浇铸而进入阳极板。电性比铜正的金、银等杂质，电解时不发生电化学溶解，而成泥状沉积于电解槽底。其产率一般为阳极板的0.2%～0.8%。阳极泥中各种有价组分的含量和存在形态，随阳极铜的组成和电解工艺而异。阳极泥化学组成见表。工艺流程阳极泥处理工艺一般分为火法流程、选冶联合流程、全湿法或以湿法为主的流程三种。

火法流程

最早采用的工艺流程。阳极泥经过脱铜、脱硒后，进行贵铅熔炼和氯化熔炼产出合质金。合质金再经银电解、金电解得到成品金、成品银。此工艺流程较成熟、处理能力大、对原料适应性强，但生产周期长，金银直收率低，铅害严重。日本佐贺关冶炼厂、加拿大铜精炼公司(Canadian Copper RefinerLtd.)和中国的沈阳冶炼厂、上海冶炼厂采用此工艺流程。

选冶联合流程

铜阳极泥经低温氧化焙烧、脱铜脱硒后，浮选出银精矿，银精矿经熔炼产出合质金，合质金再经电解得到金、银产品。用浮选法取代传统工艺中的贵铅熔炼和氧化精炼，可基本消除烟害，并提高金、银直收率。但浮选前需经预处理，尾矿含金、银也较高。此工艺流程于1974年首先为日本大坂精炼厂采用，20世纪70年代初中国的云南冶炼厂和芜湖冶炼厂相继采用。

全湿法或以湿法为主的流程

湿法流程与其他流程相比，具有生产周期短、金属直收率高、呆滞料少和污染环境不严重等优点，获得较快发展。这种流程生产规模可大可小，易于连续化和自动化，已引起广泛重视。流程中多以硫酸化焙烧蒸硒-浸出铜银-氯化分金为主流程，产出金、银用化学法净化，可省去金、银电解作业。各种湿法流程大同小异，只是在分银提银作业中因厂而异，有的在硫酸化焙烧浸出铜银后，用铜板置换产出粗银粉；有的在亚硫酸钠或氨浸出氯化银后，用甲醛、二氧化硫还原制取银。中国的富春江冶炼厂、邵武冶炼厂采用湿法流程。

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