CN104099480A - 一种用氧化铋渣制备铋电解液的方法 - Google Patents

一种用氧化铋渣制备铋电解液的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用氧化铋渣制备铋电解液的方法，其特征是：磨细的氧化铋渣在氟硅酸体系浸出后过滤，浸出渣返回银转炉吹炼过程，首先向浸出液中加入铅粉以置换溶液中的铜，除铜后液加入硫酸回收铅，硫酸沉铅净化后所得溶液即为合格铋电解液。本发明采用氟硅酸体系浸出，实现铋铅铜和银的分离，不仅贵金属积压少，而且金属浸出率高。

Description

一种用氧化铋渣制备铋电解液的方法
技术领域
本发明涉及冶金领域中湿法冶金过程，特别是有效地用氧化铋渣制备铋电解液的湿法冶金方法。
背景技术
铜铅阳极泥的火法处理工艺采用的思路是采用还原熔炼和氧化精炼两个过程脱除贱金属，产出富集了贵金属的金银合金，其中，贵铅的氧化精炼过程根据各种杂质金属的氧化难易程度不同，分三个阶段氧化，首先是锑、砷和铅氧化进入烟尘，其次是吹入空气使铋和铅氧化形成氧化铋渣，最后是加入氧化剂使铜、硒和碲氧化产出碲渣，氧化铋渣中主要含有铋、铅和铜，以及少量锑和砷。
有关氧化铋渣中提取铋的方法研究很多，通常是采用火法熔炼或盐酸溶解等方法富集产出粗铋，然后再利用火法精炼或电解精炼产出合格铋锭。
火法熔炼方法则是将氧化铋渣与熔剂混合后在反射炉或转炉中熔炼，直接产出粗铋，该方法已经工业化生产，无废水排放，但是存在金属回收率低、工艺流程长、处理能力低、成本高和环境污染严重等缺点。而盐酸溶解则是在硫酸和盐酸体系中直接溶解铋，铅和银分别以硫酸铅和氯化银状态进入浸出渣，含铋溶液水解产出铋渣，铋渣再经过还原熔炼产出粗铋，该方法可以做到有价金属的综合回收，但是仍然存在金属回收率低、处理成本高和废水量大等缺点。
粗铋的精炼主要包括火法精炼和电解精炼两种，火法精炼工艺主要包括加硫除铜、氧化除砷锑、碱性精炼除锡、加锌除银和氯化除铅锌等工序，其中对整个过程影响最大的是加锌除银和氯化除铅两个工序，这两个工序不仅耗时长，而且会引起金属回收率大幅度降低和环境污染问题。电解精炼主要包括氯化物、氟硅酸和熔盐等三种体系，其中氯化物和氟硅酸体系被广泛的应用于工业生产，氯化物体系的电解液由盐酸和氯化铋溶液组成，氟硅酸体系的电解液由氟硅酸和氟硅酸铋溶液组成，电解精炼方法具有能耗低、操作简单、产品质量稳定等优点。
（①熊德强,肖金娥.从金银冶炼氧化渣中回收铋的生产实践,贵金属,2005,26(2):16~21. ②汪立果.铋冶金.北京,冶金工业出版社, 1986. ③王志雄,吴祖祥,戴艳平.从含铋多金属物料中综合提取有价金属的工艺, 中国专利, ZL200710034666.9,2009年2月18日）。
发明内容
为了克服传统铋电解液制备方法的不足，本发明提供一种能有效制备铋电解液且过程无污染的湿法冶金方法。
本发明为达到上述目的采用的技术方案是：磨细的氧化铋渣在氟硅酸体系浸出后过滤，浸出渣返回银转炉吹炼过程，首先向浸出液中加入铅粉以置换溶液中的铜，除铜后液加入硫酸回收铅，净化后液即为合格铋电解液。
具体的工艺过程和工艺参数如下：
1 破碎与细磨
将氧化铋渣破碎并细磨至粒度100%过孔径为44～220um的筛。
2 氟硅酸浸出
细磨后的氧化铋渣在氟硅酸溶液中浸出，配制浓度为280～560 g/L 氟硅酸溶液，按液固比3～6∶1加入细磨后的氧化铋渣，控制反应温度40～80℃和搅拌速度200～250r/min，反应1～6h后过滤，浸出渣洗涤后返回转炉，浸出过程中发生的化学反应如下：
Bi2O3+3H2SiF6=Bi2(SiF6)3+3H2O              （1）
MeO+H2SiF6=MeSiF6+H2O （Me为Cu，Pb） （2）。
3、净化除铜
用铅粉置换氟硅酸浸出液中的铜，向浸出液中加入铜质量含量3.3～3.5倍的铅粉，在温度40～80℃和搅拌速度150～250r/min条件下反应1～2h，发生的化学反应为：
CuSiF6+Pb= PbSiF6+Cu↓               （3）。
4、硫酸沉铅 
用硫酸沉淀除铜后液中的铅，保持溶液温度40～75℃和搅拌速度150～250r/min，向除铜后液中加入溶液中铅质量含量0.60～1.60倍的硫酸，反应1～2h后过滤，产出硫酸铅渣，发生的化学反应为：
PbSiF6+H2SO4= H2SiF6+PbSO4↓            （4）
所述的氟硅酸、铅粉和硫酸均为工业级试剂。
本发明适用于处理铜铅阳极泥火法熔炼过程产出的氧化铋渣，其主要成分范围以重量百分比计为（%）：Bi15.0～45.0、Pb10.2～20.0、Cu0.5～5.0、Ag0.10～5.0和Sb0.2～4.5。
本发明与传统的提取铋的方法相比较，有以下优点：
1、采用氧化铋渣直接制备铋电解液，实现了有价金属的综合利用，工艺流程短、金属回收率高；2、采用氟硅酸体系浸出，实现铋铅铜和银的分离，不仅贵金属积压少，而且金属浸出率高； 3、溶液循环利用，试剂消耗少、操作简单；4、本发明劳动强度低、处理时间短、成本低。
附图说明
图1是本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
本发明的工艺流程如图1所示，包括步骤:S1 破碎与细磨、S2 氟硅酸浸出、S3净化除铜、S4硫酸沉铅，下面结合实施例详细说明本发明。
实施例1
将块状氧化铋渣用破碎并细磨至粒度100%过孔径为150um的筛，其主要成分以重量百分比计为（%）：Bi33.0、Pb12.0、Cu2.8、Ag0.85和Sb1.2，其余为O；氟硅酸为工业级试剂，氟硅酸含量40%，铅粉和硫酸均为工业级试剂。
配制浓度为280g/L的氟硅酸溶液1800ml，加入上述成分的氧化铋粉末600g，保持温度60℃和搅拌速度200r/min，反应3h后过滤，浸出液体积1750ml，其主要成分为（g/L）：Bi118.2、Pb40.8、Cu9.72和Sb4.28，浸出渣水洗后烘干重60.5g。
氟硅酸浸出液加入铅粉置换铜，保持溶液温度60℃和250r/min，加入60g铅粉并反应2h后过滤，置换渣水洗后烘干，置换渣重量20.4g。除铜后液加入硫酸沉淀铅，保持溶液温度60℃和150r/min，加入50ml硫酸并反应1h后过滤，硫酸铅渣烘干后重量为192.5g。
实施例2
将块状氧化铋渣用破碎并细磨至粒度100%过孔径为44um的筛。配制浓度为400g/L的氟硅酸溶液3600ml，加入上述成分的氧化铋粉末600g，保持温度80℃和搅拌速度250r/min，反应6h后过滤，得到氟硅酸浸出液。向氟硅酸浸出液加入铜质量含量3.3倍的铅粉置换铜，保持溶液温度80℃和250r/min，并反应1h后过滤，置换渣水洗后烘干。除铜后液加入铅质量含量1.60倍的硫酸，反应1h后过滤，保持溶液温度75℃和150r/min，加入50ml硫酸并反应2h后过滤得到铋电解液。
实施例3
将块状氧化铋渣用破碎并细磨至粒度100%过孔径为220um的筛。配制浓度为560g/L的氟硅酸溶液1800ml，加入上述成分的氧化铋粉末600g，保持温度40℃和搅拌速度200r/min，反应1h后过滤，得到氟硅酸浸出液。向氟硅酸浸出液加入铜质量含量3.5倍的铅粉置换铜，保持溶液温度40℃和150r/min，并反应2h后过滤，置换渣水洗后烘干。除铜后液加入铅质量含量0.60倍的硫酸，反应1h后过滤，保持溶液温度40℃和250r/min，加入50ml硫酸并反应1h后过滤得到铋电解液。

Claims (2)

1.一种用氧化铋渣制备铋电解液的方法，其特征是：磨细的氧化铋渣在氟硅酸体系浸出后过滤，浸出渣返回银转炉吹炼过程，首先向浸出液中加入铅粉以置换溶液中的铜，除铜后液加入硫酸回收铅，硫酸沉铅净化后所得溶液即为合格铋电解液。
2.根据权利要求1所述的用氧化铋渣制备铋电解液的方法，其特征是工艺过程如下：
（1）破碎与细磨：将氧化铋渣破碎并细磨至粒度100%过孔径为44～220um的筛;
（2）氟硅酸浸出:细磨后的氧化铋渣在氟硅酸溶液中浸出，配制浓度为280～560 g/L 氟硅酸溶液，按液固比3～6∶1加入细磨后的氧化铋渣，控制反应温度40～80℃和搅拌速度200～250r/min，反应1～6h后过滤;
（3）净化除铜:用铅粉置换氟硅酸浸出液中的铜，向浸出液中加入铜质量含量3.3～3.5倍的铅粉，在温度40～80℃和搅拌速度150～250r/min条件下反应1～2h;
（4）硫酸沉铅:用硫酸沉淀除铜后液中的铅，保持溶液温度40～75℃和搅拌速度150～250r/min，向除铜后液中加入溶液中铅质量含量0.60～1.60倍的硫酸，反应1～2h后过滤得到合格铋电解液。
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Denomination of invention: Method for preparing bismuth electrolyte with bismuth oxide slag

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Granted publication date: 20160330

Pledgee: Yongfeng sub branch of Jiujiang Bank Co.,Ltd.

Pledgor: JIANGXI LONGTIANONG NONFERROUS METAL CO.,LTD.

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