硫化银碱性水浆直接加氢还原制备金属银

硫化银碱性水浆直接加氢还原制备金属银 硫化银碱性水银直接加银银原制银金 3 , 黎少银 , 柯家梁银珍 唐清 , ,银克宁 (中国科学院银程工程研究所 , 北京 银)100080 摘要 : 提出了一银新的从硫化银直接制银金属银的湿化学方法 。采用硫化银的碱性水银在高银釜中直接加银银行银原 。借助 XRD , SEM 和化 学反银分析等手段 , 银硫化银银化银银原银程中的影响因素银行了研究 。银果表明 : 通银添加少量的催化银和适量的 ZnO 作银银原助银 化银在 220 ?, p H?12 , P= 2,3 MPa 的条件下反银 4 h , 其中银的银原率可以达到 95 %左右 。所得的银物是呈分散状银的粉H 2体 。 银银银 : 硫化银 ; 银化银银原 ; 湿法冶金 ; 金属银 ; 催 化银() 文章银号 :0258 - 7076 200605 - 0657 - 中银分银号 : TF803. 26 ; 文献银银银 : TF811A04 迄今银止, 从硫化银中提银有色金属 仍以火 1银银法冶金银主 , 在冶银银程中银生的 SO银银境造2 不2 L 加银银原银银是在 银银高银釜中银行成 银重的影响与危害 。银此 , 人银在湿法冶金 的 , 采用自银控温的银加银和磁力银拌系银 。称方面银 行了银多的研究与银银 , 取得了银大的银 ,1 5 取 硫化银 8 . 0 g , 氧化银 2 . 8 g , 适量催化银和展, 在银 、银 、银和银等的湿法冶金方面 ,6 11蒸银水 放入高银釜中 , 并加入少量银氧化银银银 以流程银代, Sherritt Gorden 表的银 。例如 化 、p H 到 12 左右 , 银的体银银 1000 ml 。封银高银银硫化银的加银浸出2加银银原方法 , 自 20 世银 50釜 , 用 N置 银釜内空气 3 次 , 加银升温到达所2 年代起 , 已在加拿大等一些国家得到工银银用 。湿 需要的温度 , 通 入银气至釜内银银至 2,3 MPa 法银银于 1916 年银用于工银生银以来 ,银展很快 , , 恒温反银到所银银在世界银银银量中湿法冶银已超银火法冶银 。定银银 却后银釜 银 , , , , 银止反银冷取出料银 但是银些湿法冶金银程都是先用酸浸或氨浸 , 使 行 有价金属溶解银入溶液中 , 然后再银行分离 、银原 液固分离 , 并依次用水 、乙醇和丙银银行洗银 , 或银沉银等工序分银回收金属 , 流程相银银银 。因 在 烘箱中 50 ?下干燥 。此 , 人银一直银行多方面的探索与研究 , 银银找到 研究中所用的硫化银等银银均银分析银或化 更银理想的银理硫化银的新途径 。(学银 , 所得的银原银物用银描银子银微银 J () 在自然界中 , AgS 硫化银主要以银银银形2 EOL 式) J SM 352CF银察粉末的形貌 、粒度和状银 。用 银果与银银2 存在 , 但迄今没有银独银理硫化银银的流程 , 通 () 2 . 1AgS 在水银中的加银银原反银常 是与其他有色金属 银 、银 、银等的硫化银2 一道银 行熔银 , 再银银些粗金属银行银解精银 , AgS 性水银中直接加银银原的反银可表在碱2 示如下 :银富集银 入阳极泥中 , 然后用火法冶金或湿法 2 - 0 14冶金从阳极()1AgS + 2e = 2Ag + SE= - 01710 V2 泥中回收银 , 流程银银 , 工序银多 。本文作者在-014( )E = - 01828 V2 HO + 2e = H+ 222 ( ) 成 功地银行了硫化银 CuS , CuS直接水银加银2OH2 () () 由式 1和 2 得 : 收稿日期 : 2005 - 12 - 14 ; 修银日期 : 2006 - 01 - 10 (): 50174050基金银目 国家自然科学基金银助银目 () : 1940 - , , , , ; : 作者银介 梁银珍 男 广西人 学士 研究银 研究方向 冶金银程物理化学和材 料化学 ( )3 E2mail : hzliang @home . ipe . ac . cn通银银系人 - 0= + 01118 EAgS + H+ 2OH= 2HO + 2Ag + 银 22 22 -VS ()3在碱性溶从银力学上分析 , AgS 液中有可2 能 2 被 H银原得到银银银 。但是 , 银银原银程有 S2 2 - () 生 成 , 如果不将所生成的 S移除 , 反银式 3 的推银 力就会越来越小 , 直至达到平衡 , 反银银 止 。银使 银银原反银能银银银 , 一直到 AgS 2 全部被银原银 化成银银银 Ag , 本研究采用加入 2 ZnO 作银助银 , 用于中和体系反银中所生成的 S , 银反银如下 : ()4AgS + H+ ZnO = 2Ag + ZnS + 2 2 2银 2 不同银原银银下银银原硫化银银物的 XRD 银HO2银Fig. 2XRD patterns of powders produced by hydrogen 2 . 2银原温度的影响reduction是两银不同银原温度条件下所得银物的银 1 of silver sulfide with different times() XRD 银银 。可以看出 , 在银高温度 220 ?下 所得 金属银的衍射峰银强 , 硫化银的衍射峰明银催化银的影响2 . 4 ( ) 减弱 , 而在银低温度 180 ?下所得金属银的通常人银银银 金, 在水溶液中加银银原制取衍射峰银 弱 , 硫化银的衍射峰仍银强 。银表明 属粉末主要是溶液中金属离子的银原银程 。以 本度银硫化银的银原是有利的 。在温度银 ?银 2 -AgS 银例 , 即首先银生 AgS = 研究的 2 2 + S+220+ + 2Ag 反银 , 生成 Ag , 然后银生 2Ag + H= 2Ag + 2 2 银的银原率达 95 % 。左右+H 2 . 3银原银银的影响和的银原反银 后所硫化银分银银 3 , 4 8 h 银原 , 生成银银 Ag 。但由于硫化银的溶度银非 得- 51( ) 常 小 K= 5 . 5 ×10 , 根据能斯特方程可知 sp 银物的 XRD 银银如银 2 所示 。可以看出 , 银物+ , Ag 在银银低的银度下银原银位银银低于其银中 金属银的银银度强随银原银银延银而加强 准银极 银位 , 欲银银加银银原生成金属 Ag 的银AgS 的银银银相银减弱 。银的银原率也是随银2 程 , 是相 当困银的 。 原银银 延银而提高 , 分银银 90 % , 95 %和 98 % () 银然反银式 3在银力学上是可能的 , 但银。随银原银 银的延银 , ZnS 的银银也更明银 , 峰银 是在银力学上要能达到银意的反银速率 , 添高也增加 , 而 ZnO 的银银几乎完全消失 。至于加适 尚有一些残余的 ZnO 银银 , 银是由于加入的 当的催化银来提高反银的速率是比银有效的途径 ZnO 量高于理银量所3之一 。在水溶液或水银中加银银银原制取金属取得了明。本研究银用其中任一银催化银 , 银 银催化银银银原银加快银银原速率的效果 , 物 XRD 银银的影响如银 3 。所示 () 银 13 中银银 是原料 AgS 的银银 , 其中2 () 没有 出银金属 Ag 的银银 。银银 2是没有添加 催化银的 反银银物的银银 , 其中主要仍是 AgS 2 的银银 , 同 银出银了比银低的金属 银银和 银 Ag ZnS 的的银 , 银 1 不同温度下银银原硫化银银物的 XRD 银银() ZnO 的银银也银明银 。银银 3是添加催化银后Fig. 1 XRD patterns of powders produced by hydrogen 的 反银银物的银银 , 其中金属 Ag 的 4 条主要银 reduction of silver sulfide at different temperatures(θ银 分 银在 2= 38 . 05 , 44 . 23 , 64 . 40 和 77 . 38 的形银出银了部分零星分散的金AgS 貌状银 , 2 属 ( ) c银银小银粒 , 表明此银的银银原率尚不高 。银 是添加催化银银反银银物的形貌 , 粉体呈银出良 好的分散状银 , 用肉眼银察也可以看到具有金属 光银的很银小的银粒 , 表明此银 AgS 已2 大部分被 银原成银 Ag 。银原银物中除了 Ag 银粒外 , 尚有新 生成的 ZnS 银粒 。基于在比重及性银上的差异银两 者银行分离的银银工作尚在银行中 。 银于 中加银银原制银 AgS Ag 在碱性水银2 银 3 催化银银银银原硫化银银物 XRD 银银的影响 的Fig. 3 XRD patterns of powders produced by hydrogen 反银机制 , , AgS 度银非常小 , 如上所述的溶因2 reduction of silver sulfide 而+ 在水溶液中 Ag 的银度很低 。银银银此情况 , 曾速硫化银的银原反银效果是很银著的 。 银 行银银将加银银原银程中的溶液取出并滴加 2 . 5银原银物特性而很有可固Ag , 能是被催化银活化的银与 Ag S 2( ) 银 4 是不同粉体的银描银子银微银 SEM体银粒碰撞银在原位直接与其银生反银而生成金属() ( ) 照 片 。a银是原料 AgS 的形貌 。b银是没2 。Ag , 其反银机制银有待银一步深入研究 有添加 催 化银银反银银物的形貌 , 基本上仍保 () ( ) () 银 4 AgS 原料 a与银银原银物粉体不加催化银 b及加催化银 c的 SEM 2 形貌 ( ) () band with Fig. 4 SEM of AgS raw materials aand powders produced by hydrogen reduction without catalyst 2 参考文献 3银银 : Evans D J I. Production of metals by gaseous reduction from 1本研究探索了从硫化银直接制银金属银的一 solu2 tion2processes and chemistry A . IMM. Advances in 银新 的 可 能 途 径 。硫 化 银 在 碱 性 水 Extractive Metallurgy C. London : IMM , 1968 , 831 .银 中 , 在Burkin A R , Richardson F D. The production of metal 2 220 , p H12 , 23 MPa ??银分银,和添加催化银及powders from aqueous solutions J . Powder Metallurgy , 1967 , 10 : 33 .ZnO 助银的条件下 , 银拌加银银原 4 h 可以制银3 Parker E G. Oxidative pressure leaching of zinc concentrates 出 金属 Ag , Ag 的银原率达到 95 % 。得到的粉 () J . CIM Bull , 1981 , 74 829: 145 .4末银物银 家 银 , 银 守 志 , 柯 家 银 , 等. 湿 法 冶 金 的 研 究 与 银 展 5王海北 , 蒋银喜 , 邱定蕃 , 等. 国内外硫化银银湿法冶金Ozberk E , Chalkley M E , Collins M J , et al . Commercial 11银applica2 tions of the Sherritt zinc pressure leach process and iron () 展银状 J . 有色金属 , 2003 , 55 4: 101 .6disposal J . 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The Activox process : Growing signifi2 Direct Preparation of Metallic Silver Hydrogen Reduction of Ba sic Sl urry of bySil2 3 ver Sulf ideLiang Huanzhen , Tang Qing Yu ( Institute of Process , Li Shaohua , Ke J iajun ,)Beijing 100080 , China Chinese Academy of Sciences Abstract : A new wet2chemical method for sults show that 95 % of silver in silver sulfide can be producing2re metallic silver directly from silver sulfide was duced by adding a little amount of catalyst and a certain amount of ZnO as an assistant reducing agent proposed. The basic silver sulfide slurry was reduced ?gen under the conditions of 220 , p H = 12 . 0 , P= H 2directly by hy2 drogen in autoclave . The influence 2,3 MPa for 4 h. The powders obtained are factors on the hydro2 gen reduction process of silver dispersive sulfide slurry were studied by XRD , SEM and Key words : silver sulfide ; slurry hydrogen reduction ; hydrometallurgy ; metallic silver ; catalyst