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铋冶炼方式与流程

近年来,国内外的许多科研单位相继根据硫化铋矿的不同组成,围绕降低作业成本,解决环境污染,三氯化铁的再生和溶液中有价金属浓度的富集问题,研究了许多新的湿法冶金流程,三氯化铁浸出-铁粉置换法、三氯化铁浸出-隔膜电积法、三氯化铁浸出-水解沉铋法、氯气选择性浸出法、盐酸亚硝酸法和中南大学的新氯化法。这些工艺流程大都巳进行丁扩大试验或半工业、工业试验。
方法/步骤
1

以硫化铋精矿、氧化铋和铋的混合矿、氧化铋渣以及氯氧化铋等作为炼铋原料时,采用混合熔炼法,配入适量的铁屑、纯碱、萤石粉、煤粉等,在反射炉中进行混合熔炼,得到粗铋,送去精炼。

2

以铅的火法精炼过程中产生的钙镁铋浮渣为原料的炼制方法是:先将浮渣加热,使其中所含的铅下沉取出。继续加热熔渣,熔化后,加入氯化铅或通入氯气,以除去钙和镁,得到富含铋的铅铋合金,再送精炼。

3

精炼一般包括氧化除砷锑碲、加锌除银、氯化除铅锌、高温除氯四个步骤。

4

三氯化铁浸出-铁粉置换法流程由6道工序组成:铋矿的浸出与还原;铁粉置换沉淀海绵铋;氯气氧化再生三氯化铁;海绵铋熔铸粗铋;粗铋火法精练;铋浸出渣中有价金属的选矿回收。浸出液经加铋矿还原,使溶液中残存的三价铁还原为二价。加铁粉,沉淀出海绵铋,通过氯气氧化,再生三价铁。

5

三氯化铁浸出-隔膜电积法该流程的技术关键是电极电位的控制和溶液透过隔膜速度的控制。在阴极区,溶液中主要的阳离子是Bi3+、Fe2+和H+、在阳极区,溶液中主要的阳离子是Bi3+、Fe3+和H+,为使阳极区的三价铁不致在阴极放电而降低电流效率,应采用适当的隔膜材料把阴、阳极分开,阴极区液面应高于阳极区,并控制电解液的渗透速度,使流速与二价铁的氧化速度相当。此工艺与三氯化铁-铁粉置换法比较,流程简单。但由于溶液中铁离子浓度较高,电积过程在电场力的作用下三价铁会不可避免地透过隔膜在阴扳还原,使电流效率下降(电流效率42%~50%),操作过程比较严格。

6

三氯化铁浸出-水解沉铋法此法实质上是利用氯氧铋的水解性,在弱酸性溶液中水解铋氧络合物,生成氯氧铋白色沉淀物,制取氯氧铋精矿。为使水解完全,溶液pH值一般控制在2,这就要求大量的水稀释溶液,造成酸耗高、水耗大、试剂耗量大、铋回收率低、废水排放量大的缺点。

7

盐酸亚硝酸法此法已在原苏联实现了半工业试验,用来处理哈萨克矿的难选含铋硫化矿精矿。此法消耗试剂种类多,除盐酸及氯化钠之外,尚需硝酸钠、煤油及过氧化氢等药剂。

8

氯气选择性浸出法此法采用控制电位的办法,用氯气选择性浸出硫化铋矿,同时抵制杂质的浸出。较之前面的几种方法,避免了大量的铁离子在流程中的循环和三价铁的再生问题,提高了产品质量,渣的过滤、洗涤性能也得以改善。氯气选择性浸出,铋的选择性较高,但氯气消耗量比较大,一部分单质硫会被氯气氧化生成硫酸根,氯气的污染和腐蚀问题也比较严重,设备需要密封。从经济上分析,比用三氯化铁浸出没有明显的优越性。

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新氯化-水解沉铋法唐谟堂等在多年研究的基础上提出了一种新的处理铋精矿的湿法冶金方法-新氯化水解沉铋法。在36~378K的温度下,采用两段循环浸出,大大提高了铋的浸出回收率。该流程的特点是采用了一种含有金属氯化物的酸性水溶液(A#CA),它兼有三氯化铁和氯气氯化剂的优点,解决了浸出剂的再生和溶液中铁的循环积累问题,并使溶液中的铋浓度大大提高,后续工序的生产能力相应得以扩大。由于是在高温下浸出,杂质如As和S的氧化浸出率较高,同时副反应将导致氧气的消耗量增大。

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