一種粗鉍火法精煉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種粗鉍火法精煉的方法，屬于火法冶金技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬鉍是一種銀白色的脆性金屬，延展性差，易成粉末，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是一種 環(huán)境友好材料，在陶瓷、半導(dǎo)體材料、核工業(yè)、化工、消防和電氣設(shè)施等領(lǐng)域具有重要的作 用。
[0003] 鉍礦還原熔煉、沉淀熔煉和混合熔煉產(chǎn)出的粗鉍含有許多的雜質(zhì)，即使是含鉍很 高的富鉍精礦，經(jīng)過(guò)熔煉后，其純度仍不能滿足用戶(hù)的要求。粗鉍的雜質(zhì)成分主要分為銅、 鉛、銀、砷、銻、碲、錫等，他們對(duì)鉍的性質(zhì)影響較大，不能直接應(yīng)用，因此必須進(jìn)行進(jìn)一步的 精煉。粗鉍精煉的方法，主要分為火法精煉和電解精煉。目前，世界主流的粗鉍精煉方法為 火法精煉?；鸱ň珶捴饕膬?yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)能力高，對(duì)原料的選擇性小，可以精煉各種成分含量 的粗鉍。
[0004] 由于各廠冶煉的粗鉍成分含量差別較大，生產(chǎn)規(guī)模及設(shè)備條件等也不盡相同，因 此火法精煉的流程也不一樣。當(dāng)粗鉍中雜質(zhì)含量較高時(shí)，如上海第三冶煉廠，常采用如圖 2所示的火法精煉原則流程，其中每一道工序去除一種或者二種雜質(zhì)，而有的雜質(zhì)常在幾種 作業(yè)中去除，如銻、碲、鉛、銀等。而對(duì)于雜質(zhì)含量較少的粗鉍，如廣西成源礦冶有限公司， 常省去除砷、銻、碲的工序，只需3~4道火法精煉的流程就可以得到精鉍，精鉍回收率高達(dá) 98% 〇
[0005] 隨著技術(shù)的發(fā)展，許多研究者開(kāi)始尋求改進(jìn)傳統(tǒng)火法精煉粗鉍的流程，以降低其 成本，減少環(huán)境污染。如在公開(kāi)號(hào)為CN101358298A的專(zhuān)利文獻(xiàn)中，公開(kāi)了一種鉍精煉過(guò)程 中除銀的方法，該法是在圖2所示的常規(guī)火法精煉流程的基礎(chǔ)上，先進(jìn)行氯化除鉛，然后直 接進(jìn)行氯化除銀，以替代加鋅除銀工序。在公開(kāi)號(hào)為CN1124783A的專(zhuān)利文獻(xiàn)中，公開(kāi)了一 種自粗鉍中除去鉛鋅的方法，該法是在加鋅除銀工序后，用磷酸或磷的氧化物替代氯氣去 除剩余的鉛、鋅。
[0006] 傳統(tǒng)或改進(jìn)火法精煉粗鉍的生產(chǎn)工藝，都需采用加鋅除銀工序或氯化除鉛工序。 加鋅除銀工序中產(chǎn)生的銀鋅殼會(huì)帶走部分的鉍，直接影響鉍的直收率，且還需對(duì)銀鋅殼做 進(jìn)一步處理以回收其中的銀，回收率不高，處理流程也很復(fù)雜，帶入的鋅還需作進(jìn)一步的處 理。而對(duì)于氯化精煉工序，也存在很多缺點(diǎn)，如通入的氯氣會(huì)傷害人身，污染操作環(huán)境，高溫 下嚴(yán)重腐蝕設(shè)備等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及不足，本發(fā)明提供一種粗鉍火法精煉的方法。采 用本發(fā)明的粗鉍火法精煉制備得到的精鉍含鉍純度較高，符合GB/T915-2010Bi99. 95以上 的標(biāo)準(zhǔn)精鉍（GB/T915-2010Bi99. 95的化學(xué)成分如下表1所示)，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案 實(shí)現(xiàn)。
[0008] 表 1 | | 娜_娜 | |IffIBi| 條魏含纛、不大f | ; .5. ^vvvvvvvvvvvvvvvvv^vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv^vvvvvvvvvvvvvvvv^Svvvvvvvvvvvvvvv^ | | |m|ii： |a： |i? | | 1% |IIIn： |SP| ^sssssssssssssssssssss(jissssssssssssssssssssssssNsssssssssssssssss'^ssssssssssssssssssss,^sssssssssssssssss^?ssssssssssssssss'^s<sssssssssssssssj5sssssssssssssssssssss'^ssssssssssssssss,^sssssssssssssssss,^?sssssssssssssssss^ssssssssssssssss^ I儀f麵Mfl：I：:?l| ^##1 PMI|：iMlW!|f：? -I N?sssssssssssssssssssn4ssssssssssssssssssssssss'Xsssssssssssssssss4sssssssssssssssssssss心ssssssssssssssss'^sssssssssssssssss^sssssssssssssssss'Asssssssssssssssssssssksssssssssssssssss'Xsssssssssssssssssisssssssssssssssss'Xsssssssssssssss今 * 一種粗鉍火法精煉的方法，其具體步驟如下： (1) 首先將混合熔煉、沉淀熔煉或還原熔煉的粗鉍經(jīng)熔析除銅后直至粗鉍中銅含量小 于 0. 003wt% ; (2) 將經(jīng)步驟（1)除銅后的粗鉍在壓力為5~80Pa、溫度為800~1200°C條件下一次真空 蒸餾獲得一次粗鉍和高銀粗鉍，高銀粗鉍在壓力為5~80Pa、溫度為800~1200°C條件下二次 真空蒸餾獲得粗銀和二次粗鉍，二次粗鉍能返回一次真空蒸餾過(guò)程繼續(xù)蒸餾； (3) 將步驟（2)得到的一次粗鉍經(jīng)氯化精煉、最終精煉和鑄錠后獲得符合GB/ T915-2010Bi99. 95 標(biāo)準(zhǔn)的精鉍。
[0009] 所述步驟（1)中混合熔煉、沉淀熔煉或還原熔煉的粗鉍含Bi量>80wt%。
[0010] 所述步驟（1)中熔析除銅的過(guò)程為將粗鉍在熔析鍋中熔化后在600~650°c撈去熔 化渣，溫度降至500~550 °C撈去第一次除銅渣，溫度降至350~400 °C時(shí)撈去第二次除銅渣。
[0011] 所述步驟（3)中氯化精煉的過(guò)程為將一次粗鉍熔體導(dǎo)入1號(hào)精煉鍋中并降溫至 350~400°C后，用玻璃管導(dǎo)入氯氣使雜質(zhì)氯化，撈渣時(shí)停止通氯并升溫至500~550°C，重復(fù)作 業(yè)數(shù)次，直至除雜終點(diǎn)。
[0012] 所述步驟（3)中最終精煉的過(guò)程為將氯化精煉后的一次粗鉍熔體導(dǎo)入2號(hào)精煉鍋 中，并控制精煉溫度在550°c左右，加入料重為0. 5~1%的NaOH和l~3kg的KN03，攪拌2~3 小時(shí)，直至產(chǎn)品合格。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明關(guān)鍵在于用真空蒸餾技術(shù)取代精煉鍋加鋅除銀工 序，并去除其中一部分鉛、銻、碲、砷，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，且通過(guò)二次真空蒸餾，在真空爐中 可直接收集到銀含量很高的粗銀，產(chǎn)生的二次粗鉍可循環(huán)利用，大大的節(jié)約了成本，又減少 后續(xù)除鋅工序，大幅降低后續(xù)氯化精煉通氯氣量，很大程度上減輕對(duì)環(huán)境的危害，提高了鉍 的直收率；整個(gè)工藝過(guò)程安全可控，操作方便，所用設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)原料普適性高，鉍直收率 高，廢渣產(chǎn)生量少。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明工藝流程圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中粗鉍火法精煉的藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016] 實(shí)施例1 如圖1所示，該粗鉍火法精煉的方法，其具體步驟如下： (1) 首先將800kg混合熔煉、沉淀熔煉或還原熔煉的粗鉍（Bi93. 50wt%、Pb5. 73wt%、 AgO. 64wt%、AsO. 215wt%、SbO. 134wt%、CuO. 433wt%、TeO. 164wt%)經(jīng)恪析除銅后直至粗祕(mì)中 銅含量為〇. 〇〇15wt% ;其中熔析除銅的過(guò)程為將粗鉍在熔析鍋中熔化后在600°C撈去熔化 渣，溫度降至500°C撈去第一次除銅渣，溫度降至350°C時(shí)撈去第二次除銅渣； (2) 將經(jīng)步驟（1)除銅后的粗鉍在壓力為10~30Pa、溫度為1050°C條件下一次真空 蒸餾 8h獲得一次粗鉍（Bi98. 99wt%、PbO. 63wt%、AgO. 008wt%、SbO.Ollwt%、TeO. 0033wt%、 As0.0015wt%)和高銀粗鉍（Bi55.38wt%、Pbl5.44wt%、Ag25.28wt%、Sbl.634wt%、 TeO. 844wt%、AsO. 533wt%)，高銀粗鉍在壓力為20~60Pa、溫度為950°C條件下二次真空蒸 餾 5h獲得 16. 35kg粗銀（Bi5. 62wt%、Pb4. 38wt%、Ag83. 58wt%、Sb2. 68wt%、Tel. 54wt%、 AsO. 88wt%)和二次粗鉍（Bi89. 56wt%、Pb7. 44wt%、Agl. 02wt%、SbO. 223wt%、TeO. 335wt%、 AsO. 268wt%)，二次粗祕(mì)能返回一次真空蒸餾過(guò)程繼續(xù)蒸餾； (3) 將步驟（2)得到的一次粗鉍經(jīng)氯化精煉、最終精煉和鑄錠后獲得584. 33kg大于 99. 95wt%的精鉍，符合GB/T915-2010Bi99. 95標(biāo)準(zhǔn)，其中氯化精煉的過(guò)程為將一次粗鉍熔 體導(dǎo)入1號(hào)精煉鍋中并降溫至350°C后，用玻璃管導(dǎo)入350ml/min氯氣使雜質(zhì)氯化，撈渣 時(shí)停止通氯并升溫至500°C，重復(fù)作業(yè)數(shù)次，直至除雜終點(diǎn)；最終精煉的過(guò)程為將氯化精煉 后的一次粗鉍熔體導(dǎo)入2號(hào)精煉鍋中，并控制精煉溫度在550°C左右，加入料重為0. 8%的 NaOH和2kg的KN03，攪拌2小時(shí)，直至產(chǎn)品合格。
[0017] 實(shí)施例2 如圖1所示，該粗鉍火法精煉的方法，其具體步驟如下： (1) 首先將It混合熔煉、沉淀熔煉或還原熔煉的粗鉍（Bi82. 65wt%、Pbll. 77wt%、 Agl. 04wt%、AsO. 65wt%、SbO. 55wt%、CuO. 53wt%、TeO. 76wt%)經(jīng)熔析除銅后直至粗鉍中銅含 量為0. 0027wt% ;其中熔析除銅的過(guò)程為將粗鉍在熔析鍋中熔化后在620°C撈去熔化渣，溫 度降至530°C撈去第一次除銅渣，溫度降至370°C時(shí)撈去第二次除銅渣； (2) 將經(jīng)步驟（1)除銅后的粗鉍在壓力為5~40Pa、溫度為1KKTC條件下一次真空蒸 餾 12h獲得一次粗鉍（Bi98. 28wt%、Pbl. 42wt%、AgO. 013wt%、SbO. 084wt%、TeO. 0064wt%、 AsO. 0022wt%)和高銀粗鉍（Bi33. 92wt% ;Pb24. 86wt% ;Ag34. 65wt% ;Sbl. 46wt% ;Tel. 55wt%、 As1. 03wt%)，高銀粗鉍在壓力為30~80Pa、溫度為1000 °C條件下二次真空蒸餾8h獲得 25. 44kg粗銀（Bi3. 27wt%、Pb2. 47wt%、Ag91. 26wt%、Sbl. 22wt%、TeO. 34wt%、Asl. 13wt%)和 二次粗鉍（Bi78. 22wt%、Pbl5. 26wt%、Agl. 66wt%、