CN100381593C - 铋火法精炼分离锌的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种铋火法精炼加锌除银后从铋液中分离锌和从银锌渣中提取锌的工艺及设备。从铋液中分离锌的方法是先将铋液置于密闭的真空容器中，由搅拌设备对其进行搅拌，使锌从铋液中蒸发，得到锌蒸气；抽真空使锌蒸气上升至冷凝设备处，使其凝固成固体，附着于冷凝设备并收集，再将尾气引入沉降净化设备中进行净化处理后排放。从银锌渣中提炼锌的方法与其基本相同，增加将银锌渣熔化成熔液的步骤。实施上述的方法的装置，它由铋精炼锅、真空容器、冷凝设备、搅拌设备、沉降净化设备和真空泵组成。本发明可回收2/3的锌，所回收的锌，可继续用于铋的除银工艺，降低锌耗，经济效益显著，可避免有毒气体污染和氯碱渣的污染，变废为宝。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属提纯工艺及设备，特别涉及一种铋火法精炼加锌除银后从铋液中分离锌和从银锌渣中提取锌的工艺及设备。
背景技术
目前国内外在铋的火法精炼工艺中，除去铋中的杂质银通常采用加锌除银的工艺，使银与锌生成固态银锌渣而与铋液分离。但除银后的铋液尚含有2-3.5％的锌，需再进行脱锌处理，目前国内外使用的传统脱锌工艺是采用氯化法或碱性氧化法，使锌生成化合物浮渣而与铋液分离，这部份锌浮渣和加锌除银所产生的银锌渣，均被作为废渣需再进行冶金处理，既污染了环境又损失了金属锌。因此现有的锌回收处理技术需进一步改进，以达到锌回收利用的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可回收火法精炼加锌除银后的铋液中的锌的方法，它可回收铋液的锌，使其循环使用。本发明的另一目的是提供一种回收火法精炼加锌除银后的银锌渣中锌的方法，它可回收银锌渣中的锌，使其循环使用，节约原料，本发明的另一目的是提供实施上述方法的设备，它能实现锌的回收利用率达70％以上。
本发明的技术方案为：
一种从火法精炼加锌除银后的铋液中分离锌的方法，其生产步骤为：
步骤1：将铋液置于密闭的真空容器中，并将其温度控制在450-650℃之间，由搅拌设备对其进行搅拌，使其下层铋液不断被提升至液面上来，锌从铋液中蒸发，得到锌蒸气；
步骤2：抽真空使锌蒸气上升至冷凝设备处，真空残压控制在1-50Pa，在冷凝设备上，锌蒸气遇冷后凝固成固体，附着于冷凝设备上，得到固体金属锌；
步骤3：将冷凝回收锌后的尾气引入沉降净化设备中进行净化处理后排放。
一种从火法精炼加锌除银后的银锌渣中提炼锌的方法，其生产步骤为：
步骤1：将银锌渣置于铋精炼锅中熔化成熔液，保持温度在750℃-850℃之间，捞去浮渣。
步骤2：将步骤1得到的熔液置于密闭的真空容器中，并将其温度控制在650-750℃之间，由搅拌设备对其进行搅拌，使其下层液体不断被提升至液面上来，锌从液体中蒸发，得到锌蒸气；
步骤3：抽真空使锌蒸气上升至冷凝设备处，真空残压控制在1-50Pa，在冷凝设备上，锌蒸气遇冷后凝固成固体，附着于冷凝设备上，得到固体金属锌；
步骤4：将冷凝回收锌后的尾气引入沉降净化设备中进行净化处理后排放。
实施从火法精炼加锌除银后的铋液中分离锌的方法的装置，它由铋精炼锅1、真空容器、冷凝设备、搅拌设备、沉降净化设备和真空泵6组成，所述的真空容器是下端开口、上端封闭的圆筒2，圆筒2悬置于装有熔液的铋精炼锅1中，由熔液对其下端部进行密封，圆筒2上端部由管道8连接与沉降净化设备相连；所述的冷凝设备是置于圆筒2内位于液面之上的圆盘形冷却水套3，所述的冷却水套3的下端面与圆筒2构成为收集固体锌的空间；所述的搅拌设备为安装于圆筒2中的循环螺旋泵4，所述的沉降净化设备为有一定高度的密封圆桶5，密封圆桶5由位于其中心的隔板11分为底部相通的两个空间，两空间分别与进气口和出气口相连，出气口由管道8与真空泵6相连。
作为对本发明的进一步改进，所述密封圆桶5置于冷却水池中。
作为对本发明的进一步改进，所述循环螺旋泵4由圆套筒、出口管、中心轴、螺旋片构成，螺旋片盘绕固定于中心轴上、两个出口管对称地位于下端开口的圆套筒中上部，且位于熔液液面之上，循环螺旋泵转速控制在1000-1500转/分。
作为对本发明的进一步改进，所述冷却水套3内分为两个半圆盘，冷却水套3中间留有安装循环螺旋泵4的空间，所述的循环螺旋泵4的支座安装于冷却水套3上，半圆盘内分隔为多道首尾相连的水槽，水槽与进水管7和出水管10相连，冷却水套3内的水温控制在40-70℃。
本发明的有益效果在于：本发明采用真空蒸馏的方法，使熔液中的锌呈气态，将银锌渣熔化成熔液后也能使液态银锌渣中的锌呈气态，锌蒸馏后冷凝成固态锌而实现锌与熔液的分离。本发明是利用铋的沸点为1560℃而锌的沸点为907℃、银的沸点为2212℃，两者之间温度差较大的原理，使熔液温度处于锌能蒸发而铋或银锌渣不能蒸发的温度，保持合适的真空度，使熔液表层的锌能不断被蒸发，利用螺旋泵循环搅动，使容器深处的含锌的熔液不断被提升至熔液表面，使熔液中的绝大部分的锌都能蒸发为锌蒸气，抽吸真空使锌蒸气上升至冷却水套处，使气态锌与冷却水套接触，因为锌的凝固点为419℃，而冷却水套的表面温度低于100℃，锌蒸汽遇冷迅速在冷却水套上凝固附着为固体锌，实现锌的回收。尾气中尚含有微量的锌等杂质的微尘，经管道进入沉降净化设备中，由于横断面突然扩大，使气体流速突然变慢，而使气流中所含微尘沉降于设备底部，使气体净化，气压稳定，经真空泵抽走排放。将沉降净化设备置于冷却水池中，可降低尾气温度。本发明选用螺旋泵，与离心泵及搅拌浆相比较，螺旋泵在高温下操作更稳定，转速更均匀。
采用本发明提供的方法和设备可使熔液中的锌残留小于1％，银锌渣中锌的回收率90％以上，回收三分之二的锌，所回收的锌，可继续用于铋的除银工艺，降低锌耗，经济效益显著，以我国年产精铋2000吨计，需耗锌200吨左右，从中可回收140吨锌，回收价值约为350-400万元人民币。本发明有利于保护环境，可避免有毒气体污染和氯碱渣的污染，变废为宝。
附图说明
图1为本发明装置及设备结构示意图。
图中：铋精炼锅-1、圆筒-2、冷却水套-3、循环螺旋泵-4、密封圆桶-5、真空泵-6、进水管-7、管道-8、电机-9、出水管-10、隔板-11。
具体实施方式
实施例1：
一种从火法精炼加锌除银后的铋液中分离锌的方法，其生产步骤为：
步骤1：将铋液置于密闭的真空容器中，并将其温度控制在650℃左右，由搅拌设备对其进行搅拌，使其下层铋液不断被提升至液面上来，锌从铋液中蒸发，得到锌蒸气；
步骤2：抽真空使锌蒸气上升至冷凝设备处，真空残压控制在50Pa左右，在冷凝设备上，锌蒸气遇冷后凝固成固体，附着于冷凝设备上，得到固体金属锌；
步骤3：将冷凝回收锌后的尾气引入沉降净化设备中进行净化处理后排放。
一种从火法精炼加锌除银后的银锌渣中提炼锌的方法，其生产步骤为：
步骤1：将银锌渣置于铋精炼锅中熔化成熔液，保持温度在850℃左右，捞去浮渣。
步骤2：将步骤1得到的熔液置于密闭的真空容器中，并将其温度控制在750℃左右，由搅拌设备对其进行搅拌，使其下层熔液不断被提升至液面上来，锌从熔液中蒸发，得到锌蒸气；
步骤3：抽真空使锌蒸气上升至冷凝设备处，真空残压控制在50Pa左右，在冷凝设备上，锌蒸气遇冷后凝固成固体，附着于冷凝设备上，得到固体金属锌；
步骤4：将冷凝回收锌后的尾气引入沉降净化设备中进行净化处理后排放。
实施上述的方法的装置，它由铋精炼锅1、真空容器、冷凝设备、搅拌设备、沉降净化设备和真空泵6组成，真空容器是下端开口、上端封闭的圆筒2，冷凝设备是固定于圆筒2内位于液面之上的圆盘形冷却水套3，搅拌设备为循环螺旋泵4，圆筒2通过槽钢支架与座落于铋精炼锅1锅边平台上的千斤顶悬置于装有熔液的铋精炼锅1中，由熔液对其下端部进行密封，圆筒2上端部冷却水套3封闭，圆筒2内腔由管道8与沉降净化设备相连；冷却水套3内分为两个相对独立的半园盘，冷却水套3的中心为安装循环螺旋泵4的圆孔，该圆孔由焊接于冷却水套3上的联接园管与法兰盘封闭，法兰盘与循环螺旋泵4密封联接，半园盘内分隔为多道首尾相连的水槽，水槽与进水管7和出水管10相连，冷却水套3内的水温控制在70℃左右，冷却水套3的下端面与圆筒2构成为收集固体锌的空间；循环螺旋泵4由园套筒、出口管、中心轴、螺旋片构成，螺旋片盘绕固定于中心轴上、两个出口管对称地位于下端开口的园套筒中上部，且位于熔液液面之上，中心轴上部安装皮带轮，经电机9带动使螺旋泵4旋转，循环螺旋泵4的转速控制在1500转/分。沉降净化设备为有一定高度的密封圆桶5，密封圆桶5置于冷却水池中，密封圆桶5由位于其中心的隔板11分为底部相通的两个空间，两空间分别与进气口和出气口相连，出气口由管道8与真空泵6相连。经检验证明，铋液中锌残留小于1％，银锌渣中锌的回收率90％以上。
实施例2：
同实施例1，不同之处在于：在从火法精炼加锌除银后的铋液中分离锌的方法中：
步骤1的铋液真空蒸馏温度控制在450℃左右，
步骤2的真空残压控制在1Pa左右，
从火法精炼加锌除银后的银锌渣中提炼锌的方法中：
步骤1的银锌渣熔化为液体的温度在750℃左右；
步骤2的熔液真空蒸馏温度控制在650℃左右；
步骤3中的真空残压控制在1Pa左右；
实施上述的方法的装置，冷却水套3内的水温控制在40℃，循环螺旋泵4的转速控制在1000转/分。
经检验证明，铋液中锌残留小于1％，银锌渣中锌的回收率90％以上。
本发明包括但不限于上述实施方式，只要采用了将含锌熔液置于密闭容器中真空蒸馏的方式收集锌的方法，即在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种从火法精炼加锌除银后的铋液中分离锌的方法，其特征在于生产步骤为：
步骤1：将铋液置于密闭的真空容器中，并将其温度控制在450-650℃之间，由搅拌设备对其进行搅拌，使其下层铋液不断被提升至液面上来，锌从铋液中蒸发，得到锌蒸气；
步骤2：抽真空使锌蒸气上升至冷凝设备处，真空残压控制在1-50Pa，在冷凝设备上，锌蒸气遇冷后凝固成固体，附着于冷凝设备上，得到固体金属锌；
步骤3：将冷凝回收锌后的尾气引入沉降净化设备中进行净化处理后排放。
2.一种从火法精炼加锌除银后的银锌渣中提炼锌的方法，其特征在于生产步骤为：
步骤1：将银锌渣置于铋精炼锅中熔化成熔液，保持温度在750℃-850℃之间，捞去浮渣；
步骤2：将步骤1得到的熔液置于密闭的真空容器中，并将其温度控制在650-750℃之间，由搅拌设备对其进行搅拌，使其下层熔液不断被提升至液面上来，锌从液体中蒸发，得到锌蒸气；
步骤3：抽真空使锌蒸气上升至冷凝设备处，真空残压控制在1-50Pa，在冷凝设备上，锌蒸气遇冷后凝固成固体，附着于冷凝设备上，得到固体金属锌；
步骤4：将冷凝回收锌后的尾气引入沉降净化设备中进行净化处理后排放。
3.实施权利要求1所述的方法的装置，其特征在于：它由铋精炼锅(1)、真空容器、冷凝设备、搅拌设备、沉降净化设备和真空泵(6)组成，所述的真空容器是下端开口、上端封闭的圆筒(2)，圆筒(2)悬置于装有液体的铋精炼锅(1)中，由液体对其下端部进行密封，圆筒(2)上端部由管道(8)连接与沉降净化设备相连；所述的冷凝设备是置于圆筒(2)内位于液面之上的圆盘形冷却水套(3)，所述的冷却水套(3)的下端面与圆筒(2)构成为收集固体锌的空间；所述的搅拌设备为安装于圆筒(2)中的循环螺旋泵(4)，所述的沉降净化设备为有一定高度的密封圆桶(5)，密封圆桶(5)由位于其中心的隔板(11)分为底部相通的两个空间，两空间分别与进气口和出气口相连，出气口由管道(8)与真空泵(6)相连。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征是：所述密封圆桶(5)置于冷却水池中。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征是：所述循环螺旋泵(4)由圆套筒、出口管、中心轴、螺旋片构成，螺旋片盘绕固定于中心轴上、两个出口管对称地位于下端开口的圆套筒中上部，且位于熔液液面之上，循环螺旋泵(4)转速控制在1000-1500转/分。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征是：所述冷却水套(3)内分为两个半圆盘，冷却水套(3)的中间留有安装循环螺旋泵(4)空间，所述的循环螺旋泵(4)的支座安装于冷却水套(3)上，半圆盘内分隔为多道首尾相连的水槽，水槽与进水管(7)和出水管(10)相连，冷却水套(3)内的水温控制在40-70℃。
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