權利要求

1.粗鉍火法精煉的方法，其特征在于，具體步驟如下： S1、將粗鉍進行熔析除銅，直至粗鉍中銅含量小于0.003wt％； S2、將經步驟S1除銅的粗鉍在壓力為5-40Pa、溫度為1050-1100℃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20-80Pa、溫度為900-1000℃條件下二次真空蒸餾獲得粗銀和二次粗鉍，二次粗鉍返回一次真空蒸餾過程繼續(xù)蒸餾； S3、將步驟S2得到的一次粗鉍依次經氯化精煉、最終精煉和鑄錠后獲得符合標準的精鉍。2.根據權利要求1所述的粗鉍火法精煉的方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述粗鉍中含Bi量>80wt％。 3.根據權利要求1所述的粗鉍火法精煉的方法，其特征在于，所述步驟S1中，熔析除銅的過程為： 將粗鉍在熔析鍋中熔化后，在600-620℃下?lián)迫ト刍缓鬁囟冉抵?00-530℃撈去第一次除銅渣，然后溫度降至350-380℃時撈去第二次除銅渣。 4.根據權利要求1所述的粗鉍火法精煉的方法，其特征在于，所述步驟S3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350-370℃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500-540℃，重復作業(yè)數次，直至除雜終點。 5.根據權利要求1所述的粗鉍火法精煉的方法，其特征在于，所述步驟S3中，最終精煉的過程為： 將氯化精煉后得到的一次粗鉍熔體導入2號精煉鍋中，并控制精煉溫度在530-570℃，加入一次粗鉍熔體質量0.8-1％的NaOH和2-3kg的KNO 3，直至產品合格。

說明書

粗鉍火法精煉的方法

技術領域

本發(fā)明涉及火法冶金技術領域，具體涉及一種粗鉍火法精煉的方法。

背景技術

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(wěn)定，是一種環(huán)境友好材料，在陶瓷、半導體材料、核工業(yè)、化工、消防和電氣設施等領域具有重要的作用。

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(yōu)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。

由于各廠冶煉的粗鉍成分含量差別較大，生產規(guī)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，常采用如圖1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(yè)中去除，如銻、碲、鉛、銀等。而對于雜質含量較少的粗鉍，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％。

隨著技術的發(fā)展，許多研究者開始尋求改進傳統(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1所示的常規(guī)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。

傳統(tǒng)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(huán)境，高溫下嚴重腐蝕設備等。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明旨在提供一種粗鉍火法精煉的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種粗鉍火法精煉的方法，具體步驟如下：

S1、將粗鉍進行熔析除銅，直至粗鉍中銅含量小于0.003wt％；

S2、將經步驟S1除銅的粗鉍在壓力為5-40Pa、溫度為1050-1100℃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20-80Pa、溫度為900-1000℃條件下二次真空蒸餾獲得粗銀和二次粗鉍，二次粗鉍返回一次真空蒸餾過程繼續(xù)蒸餾；

S3、將步驟S2得到的一次粗鉍依次經氯化精煉、最終精煉和鑄錠后獲得符合標準的精鉍。

進一步地，所述步驟S1中，所述粗鉍中含Bi量>80wt％。

進一步地，所述步驟S1中，熔析除銅的過程為：

將粗鉍在熔析鍋中熔化后，在600-620℃下?lián)迫ト刍缓鬁囟冉抵?00-530℃撈去第一次除銅渣，然后溫度降至350-380℃時撈去第二次除銅渣。

進一步地，所述步驟S3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350-370℃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500-540℃，重復作業(yè)數次，直至除雜終點。

進一步地，所述步驟S3中，最終精煉的過程為：

將氯化精煉后得到的一次粗鉍熔體導入2號精煉鍋中，并控制精煉溫度在530-570℃，加入一次粗鉍熔體質量0.8-1％的NaOH和2-3kg的KNO 3，直至產品合格。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明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(huán)利用，大大地節(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，很大程度上減輕對環(huán)境的危害，提高了鉍的直收率。本發(fā)明的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

圖1為現(xiàn)有方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明各實施例的方法流程圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述，需要說明的是，本實施例以本技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍并不限于本實施例。

實施例1

本實施例提供一種粗鉍火法精煉的方法，如圖2所示，具體步驟如下：

(1)首先將800kg粗鉍(Bi93.50wt％、Pb5.73wt％、Ag0.64wt％、As0.215wt％、Sb0.134wt％、Cu0.433wt％、Te0.164wt％)經熔析除銅直至粗鉍中銅含量為0.0015wt％；其中熔析除銅的過程為將粗鉍在熔析鍋中熔化后，在600℃撈去熔化渣，溫度降至500℃撈去第一次除銅渣，溫度降至350℃時撈去第二次除銅渣；

(2)將經步驟(1)除銅的粗鉍在壓力為10-30Pa、溫度為1050℃條件下一次真空蒸餾8h獲得一次粗鉍(Bi98.99wt％、Pb0.63wt％、Ag0.008wt％、Sb0.011wt％、Te0.0033wt％、As0.0015wt％)和高銀粗鉍(Bi55.38wt％、Pb15.44wt％、Ag25.28wt％、Sb1.634wt％、Te0.844wt％、As0.533wt％)，高銀粗鉍在壓力為20-60Pa、溫度為950℃條件下二次真空蒸餾5h獲得16.35kg粗銀(Bi5.62wt％、Pb4.38wt％、Ag83.58wt％、Sb2.68wt％、Te1.54wt％、As0.88wt％)和二次粗鉍(Bi89.56wt％、Pb7.44wt％、Ag1.02wt％、Sb0.223wt％、Te0.335wt％、As0.268wt％)，二次粗鉍返回一次真空蒸餾過程繼續(xù)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℃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℃，重復作業(yè)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℃左右，加入一次粗鉍熔體質量的0.8％的NaOH和2kg的KNO 3，攪拌2小時，直至產品合格。

GB/T 915-2010Bi99.95的化學成分如下表1所示：

實施例2

本實施例提供一種粗鉍火法精煉的方法，如圖2所示，具體步驟如下：

(1)首先將1t粗鉍(Bi82.65wt％、Pb11.77wt％、Ag1.04wt％、As0.65wt％、Sb0.55wt％、Cu0.53wt％、Te0.76wt％)經熔析除銅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℃撈去熔化渣，溫度降至530℃撈去第一次除銅渣，溫度降至370℃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1100℃條件下一次真空蒸餾12h獲得一次粗鉍(Bi98.28wt％、Pb1.42wt％、Ag0.013wt％、Sb0.084wt％、Te0.0064wt％、As0.0022wt％)和高銀粗鉍(Bi33.92wt％；Pb24.86wt％；Ag34.65wt％；Sb1.46wt％；Te1.55wt％、As1.03wt％)，高銀粗鉍在壓力為30-80Pa、溫度為1000℃條件下二次真空蒸餾8h獲得25.44kg粗銀(Bi3.27wt％、Pb2.47wt％、Ag91.26wt％、Sb1.22wt％、Te0.34wt％、As1.13wt％)和二次粗鉍(Bi78.22wt％、Pb15.26wt％、Ag1.66wt％、Sb2.37wt％、Te1.08wt％、As1.33wt％)，二次粗鉍返回一次真空蒸餾過程繼續(xù)蒸餾；

(3)將步驟(2)得到的一次粗鉍依次經氯化精煉、最終精煉和鑄錠后獲得742.34kg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370℃后，用玻璃管導入450ml/min氯氣使雜質氯化，撈渣時停止通氯并升溫至530℃，重復作業(yè)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570℃，加入一次粗鉍熔體質量的1％的NaOH和3kg的KNO 3,攪拌3小時，直至產品合格。

實施例3

本實施例提供一種粗鉍火法精煉的方法，如圖2所示，具體步驟如下：

(1)首先將500kg粗鉍(Bi96.34wt％、Pb2.31wt％、Ag0.34wt％、As0.27wt％、Sb0.083wt％、Cu0.12wt％、Te0.11wt％)經熔析除銅直至粗鉍中銅含量為0.0013wt％；其中熔析除銅的過程為，將粗鉍在熔析鍋中熔化后在620℃撈去熔化渣，溫度降至510℃撈去第一次除銅渣，溫度降至380℃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1000℃條件下一次真空蒸餾6h獲得一次粗鉍(Bi99.26wt％、Pb0.44wt％、Ag0.005wt％、Sb0.54wt％、Te1.32wt％、As1.47wt％)和高銀粗鉍(Bi63.22wt％、Pb12.35wt％、Ag20.74wt％、Sb0.003wt％、Te0.0016wt％、As0.0017wt％)，高銀粗鉍在壓力為30-50Pa、溫度為900℃條件下二次真空蒸餾4h獲得11.23kg粗銀(Bi11.27wt％、Pb7.52wt％、Ag75.44wt％、Sb1.33wt％；Te2.14wt％、As2.23wt％)和二次粗鉍(Bi94.36wt％、Pb3.44wt％、Ag1.32wt％、Sb0.15wt％、Te0.23wt％、As0.46wt％)，二次粗鉍返回一次真空蒸餾過程繼續(xù)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374.25kg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360℃后，用玻璃管導入280ml/min氯氣使雜質氯化，撈渣時停止通氯并升溫至540℃，重復作業(yè)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530℃，加入一次粗鉍熔體質量的0.9％的NaOH和2.5kg的KNO 3,攪拌2.5小時，直至產品合格。

對于本領域的技術人員來說，可以根據以上的技術方案和構思，給出各種相應的改變和變形，而所有的這些改變和變形，都應該包括在本發(fā)明權利要求的保護范圍之內。

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