Carbonation-assisted liberation and integrated recovery of refractory Au/Ag associated with PbSO₄ and BaSO₄ in copper anode slime processing
本研究提出了一种碳酸化辅助湿法冶金工艺，该工艺将铜阳极泥中的 PbSO₄ 和 BaSO₄ 转化为可溶性碳酸盐，以释放并回收其中捕获的 Au 和 Ag，同时实现试剂循环利用并最大限度地减少废物。
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在铜冶炼的工业领域中，一种被称为铜阳极泥的副产品会积聚在电解槽底部。这种污泥并非传统意义上的废物；它是包含金、银及各种铂族元素的浓缩宝库。几十年来，冶金学家们一直致力于开发复杂的化学工艺来提取这些贵重材料。一种标准方法是使用氨水溶解银，随后通过其他处理手段回收金。然而，这种方法会留下一种顽固的残渣。在这种残留的污泥中，微小的金和银颗粒被困在硫酸铅和硫酸钡构成的基质之中。这些硫酸盐化合物就像一个保护壳，将贵金属锁在其中，使其难以被标准化学试剂接触到。如果直接将这种残渣送回熔炼炉，虽然可以回收贵金属，但该过程也会将锡和钡等不需要的元素带入熔渣中，从而造成效率较低的循环。
来自大冶有色金属有限公司和福州大学的研究人员开发了一种新的化学策略来解决这一特定问题。他们的工作重点在于打破那个保护性的硫酸盐外壳，而不破坏其中的贵金属。他们并没有尝试直接溶解硫酸盐（这非常困难），而是采用了一种称为“碳酸化转化”的过程。简单来说，他们在残渣中引入含有碳酸钠的溶液。这种化学试剂通过置换反应，将难溶的硫酸铅和硫酸钡转化为碳酸铅和碳酸钡。这些新的碳酸盐形式更容易溶解。一旦转化完成，研究人员再用盐酸处理该材料。酸液能轻易溶解新形成的碳酸盐，将铅和钡释放到液体中，同时让金和银以固体形式留在原地，且此时它们已从硫酸盐的“笼子”中解脱出来。
研究表明，该方法非常有效。当团队将此工艺应用于氨浸残留物时，成功去除了94.43%的铅和98.24%的钡。这种去除不仅仅是为了清洁材料，更是一种“释放”。一旦铅和钡被剥离，原本被困在残渣中的金便变得可以获取。研究人员随后用氧化氯溶液处理这种清洗后的残渣，成功提取了98.33%的金。然而，银的表现有所不同；它仅被这一步骤部分去除，需要最后再经过一次单独的氨处理才能完全回收。该工艺还证明了能够将铅和钡彼此分离，从而使它们可以作为独立的、纯净的硫酸盐产品被回收，用于销售或再利用。
这项创新的关键之处在于其能够回收自身使用的化学品，从而减少废物并降低对新鲜试剂的需求。该过程会产生富含碳酸钠和硫酸钠的液体流。研究人员发现，通过冷却这种液体，可以将硫酸钠以结晶形式冻结出来，剩下的溶液仍含有足够的碳酸钠，可用于下一轮的处理循环。他们也回收了碳酸钠晶体，这些晶体可以返回到循环的起始端。这种闭环设计意味着该系统只需要极少的化学品投入，且产生的废水极少。团队证实，这种回收机制可以在多个循环中运行，在保持高效的同时维持化学平衡的稳定。
最终的结果是一个精简的流程，将一种复杂的混合废弃物转化为一系列高价值的、分离后的流体。该工艺产出金浓缩物、银富集流、以及纯净的硫酸铅和硫酸钡产品。它还留下了一种富含其他可回收元素（如铋和锑）的残渣，如果经济可行，这些元素可以进一步加工。通过将顽固的硫酸盐转化为易溶的碳酸盐，并回收用于工作的化学品，研究人员创造了一种既高效又兼顾环保的方法。这种方法为最大限度地从铜阳极泥中回收贵金属，同时最小化作业对环境的影响，提供了一种切实可行的方式。
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