一種粗鉍火法精煉的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種粗鉍火法精煉的方法，屬于火法冶金技術領域。
【背景技術】
[0002] 金屬鉍是一種銀白色的脆性金屬，延展性差，易成粉末，其化學性質穩定，是一種 環境友好材料，在陶瓷、半導體材料、核工業、化工、消防和電氣設施等領域具有重要的作 用。
[0003] 鉍礦還原熔煉、沉淀熔煉和混合熔煉產出的粗鉍含有許多的雜質，即使是含鉍很 高的富鉍精礦，經過熔煉后，其純度仍不能滿足用戶的要求。粗鉍的雜質成分主要分為銅、 鉛、銀、砷、銻、碲、錫等，他們對鉍的性質影響較大，不能直接應用，因此必須進行進一步的 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。火法精煉主要的優點是生產能力高，對原料的選擇性小，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，生產規模及設備條件等也不盡相同，因 此火法精煉的流程也不一樣。當粗鉍中雜質含量較高時，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，而有的雜質常在幾種 作業中去除，如銻、碲、鉛、銀等。而對于雜質含量較少的粗鉍，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 98% 〇
[0005] 隨著技術的發展，許多研究者開始尋求改進傳統火法精煉粗鉍的流程，以降低其 成本，減少環境污染。如在公開號為CN101358298A的專利文獻中，公開了一種鉍精煉過程 中除銀的方法，該法是在圖2所示的常規火法精煉流程的基礎上，先進行氯化除鉛，然后直 接進行氯化除銀，以替代加鋅除銀工序。在公開號為CN1124783A的專利文獻中，公開了一 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] 傳統或改進火法精煉粗鉍的生產工藝，都需采用加鋅除銀工序或氯化除鉛工序。 加鋅除銀工序中產生的銀鋅殼會帶走部分的鉍，直接影響鉍的直收率，且還需對銀鋅殼做 進一步處理以回收其中的銀，回收率不高，處理流程也很復雜，帶入的鋅還需作進一步的處 理。而對于氯化精煉工序，也存在很多缺點，如通入的氯氣會傷害人身，污染操作環境，高溫 下嚴重腐蝕設備等。
【發明內容】
[0007] 針對上述現有技術存在的問題及不足，本發明提供一種粗鉍火法精煉的方法。采 用本發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 的標準精鉍（GB/T915-2010Bi99. 95的化學成分如下表1所示)，本發明通過以下技術方案 實現。
[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熔析除銅后直至粗鉍中銅含量小 于 0. 003wt% ; (2) 將經步驟（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程繼續蒸餾； (3) 將步驟（2)得到的一次粗鉍經氯化精煉、最終精煉和鑄錠后獲得符合GB/ T915-2010Bi99. 95 標準的精鉍。
[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時撈去第二次除銅渣。
[0011] 所述步驟（3)中氯化精煉的過程為將一次粗鉍熔體導入1號精煉鍋中并降溫至 350~400°C后，用玻璃管導入氯氣使雜質氯化，撈渣時停止通氯并升溫至500~550°C，重復作 業數次，直至除雜終點。
[0012] 所述步驟（3)中最終精煉的過程為將氯化精煉后的一次粗鉍熔體導入2號精煉鍋 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，直至產品合格。
[0013] 本發明的有益效果是：本發明關鍵在于用真空蒸餾技術取代精煉鍋加鋅除銀工 序，并去除其中一部分鉛、銻、碲、砷，降低工人勞動強度，且通過二次真空蒸餾，在真空爐中 可直接收集到銀含量很高的粗銀，產生的二次粗鉍可循環利用，大大的節約了成本，又減少 后續除鋅工序，大幅降低后續氯化精煉通氯氣量，很大程度上減輕對環境的危害，提高了鉍 的直收率；整個工藝過程安全可控，操作方便，所用設備簡單，對原料普適性高，鉍直收率 高，廢渣產生量少。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明工藝流程圖； 圖2是現有技術中粗鉍火法精煉的藝流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明作進一步說明。
[0016] 實施例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%)經恪析除銅后直至粗祕中 銅含量為〇. 〇〇15wt% ;其中熔析除銅的過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時撈去第二次除銅渣； (2) 將經步驟（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%)，二次粗祕能返回一次真空蒸餾過程繼續蒸餾； (3) 將步驟（2)得到的一次粗鉍經氯化精煉、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標準，其中氯化精煉的過程為將一次粗鉍熔 體導入1號精煉鍋中并降溫至350°C后，用玻璃管導入350ml/min氯氣使雜質氯化，撈渣 時停止通氯并升溫至500°C，重復作業數次，直至除雜終點；最終精煉的過程為將氯化精煉 后的一次粗鉍熔體導入2號精煉鍋中，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，直至產品合格。
[0017] 實施例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%)經熔析除銅后直至粗鉍中銅含 量為0. 0027wt% ;其中熔析除銅的過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時撈去第二次除銅渣； (2) 將經步驟（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%、