从阳极泥回收所产生的含铋物料中提炼高纯铋的工艺

摘要

本发明涉及一种从阳极泥回收所产生的含铋物料中提炼高纯铋的工艺，属于有色金属的湿法、火法相联合回收冶炼铋工艺技术领域。其工艺是：先采用富集工艺来提高含铋物料中铋的含量，得到粗铋；再根据铋金属及杂质金属间化合物的熔点的不同采用选择性精确控温熔炼方法，进一步将粗铋精炼提纯成高纯铋。与现有技术相比较，本发明降低了对原料中含铋量的要求，能实现经济，高效率的回收金属铋，并提炼高纯铋，减少环境污染。

主权项

一种从阳极泥回收所产生的含铋物料中提炼高纯铋的工艺，其特征是按下述步骤来实现的：a、将含铋物料经自然干燥后，破碎成团或块颗粒，团或块颗粒直径控制为30～120mm；破碎后的含铋物料和氧化铅粉、萤石、铁屑、焦煤按100∶(7～15)∶(12～20)∶(8～10)∶(30～45)的重量份数比例混合均匀后，进入三节式鼓风炉进行还原熔炼，使产生的炉渣与金属在1300～1500℃的高温状态下分离；b、将a步骤所得的以铅为主的合金加热到200～300℃，先用推动炉使合金中的部分铜及部分锑、金、银、碲与低熔点的铅、铋分离；然后再把推动炉分离所得的铅铋熔融液态合金导入铁锅中，用煤火加热，控制温度400～450℃，机械搅拌1小时左右，使合金中铜、锑、碲、金、银的残存部分也浮于表面捞出，剩下的铅铋合金铸成阳极板；电解时采用纯铅铸成阴极板，氟硅酸铅溶液为电解质，通直流电进行电解分离，其条件是：电流强度：1000A；电流密度：160～180A/m2；槽电压为0.36～0.5V，电解液温度：40～45℃；同极距85mm；周期3天；电解过程中，阳极板中的铅通过电解液在阴极板上沉积为电铅，Au、Ag、Bi、Sb、Te等正电性金属则沾附在残极板上成为含铋湿阳极泥；c、电解富集后的含铋湿阳极泥从残极上刮下放入容器中，加水，在液固比为1.5∶1，水温为50℃的条件下搅拌洗涤2小时，使游离酸、氟硅酸铅和添加剂溶于水中；再经离心机脱水，脱水后的含铋湿阳极泥配入碎焦煤或粉煤，Na2CO3和铁屑一起放入反射炉还原熔炼；其重量份数配比是：含铋湿阳极泥∶碎焦煤或粉煤∶Na2CO3∶铁屑＝100∶(13～18)∶(20～25)∶(1～5)；炉膛熔炼炉温是1000～1100℃；反射炉熔炼完成后，先扒出炉中渣子，然后降温，当炉膛温度降至700～800℃时，再向炉膛中鼓入空气使炉里合金中的Sb和As转化为Sb2O3和As2O3；同时使部分Pb也转化为Pb0挥发进入收尘室；待炉膛内未见白烟后即可停止鼓入空气熔炼，得到富集的粗铋；所述的液固比是体积与质量之比，单位是ml/g，或l/kg；d、将富集的粗铋，放入锅中用块煤升温，精确控制温度在350～400℃之间，待富集的粗铋完全熔化后再机械搅拌1～1.5小时后捞渣，将粗铋熔体表面含少量的Au、Ag、Bi、Sb和Te的漂浮物以渣的形式捞出；接着向粗铋熔体中通入氯气，使粗铋中的铅与氯气在熔融状态下生成PbCl2液体而与粗铋熔体分离；另外粗铋熔体中尚残存的Cu、Au、Ag、Sb和Te金属也会形成氯化物随PbCl2排出或挥发；当锅中冒出柱形白色烟时停止通氯气，同时把粗铋熔体表面上的PbCl2和其它氯化物渣彻底清出；然后再向粗铋熔体中通入空气赶氯气；完成粗铋除铅；e、将步骤d除铅和赶氯后的粗铋熔体，继续加热，精确控制温度升高到750～800℃，又向粗铋熔体中通入空气，主要使使熔体中的Sb与空气中的氧充分反应变为Sb2O3气体进入收尘室回收；同时熔体中所含少量的As也与空气中的氧反应变为As2O3气体进入收尘室回收，此过程一直保持到通入空气在锅中不产生白烟为止，完成粗铋除锑；除锑后的铋熔体再加入NaOH除杂12小时，使锅中的五价锑、砷化合物以及锡和碲进入NaOH熔渣中而被捞出；作业进行到锅中铋熔体经采样分析至铋含量大于98％、铅含量小于0.5％后方可；f、继续精确控制除锑和其它杂质后的铋熔体的温度为750～800℃，加入高纯锌锭除银；待锌锭与铋熔体完全混熔一体后，降温到450～500℃，在机械搅拌前提下进行捞银渣作业；捞完银渣再升高铋熔体的温度为750～800℃，又加入高纯锌锭与铋熔体完全混熔，又降温到450～500℃再次进行捞银渣作业；这样反复数次，每次的加锌量为每吨铋熔体计加100～10000g锌锭，待采样分析铋熔体中的银含量小于0.05g/t后停止捞银渣作业；g、把f步骤捞银合格后的铋熔体在保持温度450～500℃的条件下进行通氯气除锌，使铋熔体中的锌与氯气充分反应变为ZnCl2熔体用勺挖出；待反应至锅中冒出柱形白色烟时，停止通氯气，同时把锅中的ZnCl2熔体完全清出，再通入空气赶氯气，使铋熔体中无白雾产生方可；h、把g步骤除锌、赶氯气后的铋熔体升温到800～850℃，通入空气，然后立即清理锅边，使沾在锅边的一些氯化物大量挥发进入收尘室，或浮于表面清出，同时加入NaOH除去铋熔体中微量的杂质；持续6～8小时，再慢慢开始降温，最终精炼得高纯铋。