CN101928836A - 一种综合回收含铋复杂物料中有价金属的方法 - Google Patents
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Abstract
一种综合回收含铋复杂物料中有价金属的方法,含铋复杂物料经过配料后制团,然后在鼓风炉中熔炼产出铅铋合金、冰铜、渣和烟尘,铅铋合金熔铸阳极板后在氟硅酸铅体系中电解精炼,阴极产出电铅,铋及其它稀贵贵金属富集在阳极泥中,实现了有价金属的综合回收与初步分离。本发明的方法各种金属回收率高,铋、铅和银的回收率都达到99%以上,贵金属富集比高;设备处理能力大、试剂消耗小、成本低;本发明的劳动强度低、处理时间短、操作方便。
Description
技术领域 本发明涉及冶金领域中火法冶金过程,特别是有效地综合回收含铋复杂物料中有价金属的方法。
背景技术 含铋复杂物料主要来源是有色金属冶炼过程中的中间产物,如铜冶炼过程的转炉烟尘、铅冶炼过程的阳极泥和中和渣等,主要含有铋、铅、铜、锑、银和金等金属,是提取铋的重要原料。由于该类物料中有价金属种类多,如果返回原有的主金属冶炼流程,不仅综合回收效益差,而且会严重影响主金属的产品质量,甚至导致整个生产过程无法正常运行,所以,含铋复杂物料中有价金属的综合回收难度比较大。
有关含铋复杂物料中有价金属综合回收方法的研究很多,其中,有工业应用实践的方法主要有熔炼法和酸浸法两种。
熔炼法就是将含铋物料配入纯碱、铁粉、粉煤等试剂后在反射炉或转炉中沉淀熔炼,直接产出高铋合金,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、处理能力低、能耗高、高值试剂消耗大和成本高等缺点。而酸浸法则是用盐酸直接浸出含铋复杂物料中的相关金属,然后再用中和水解等方法从盐酸浸出液中分别回收铋、锑和铅等金属。虽然酸浸法可以做到有价金属的分离,成本较低,但是存在金属回收率低、废水排放量大和综合回收效益差等缺点。
发明内容 本发明的目的是提供一种能综合回收含铋复杂物料中有价金属,且过程无污染的冶金方法。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:含铋复杂物料经过配料后制团,然后在鼓风炉中熔炼产出铅铋合金、冰铜、渣和烟尘,铅铋合金熔铸阳极板后在氟硅酸铅体系中电解精炼,阴极产出电铅,铋及其它稀贵贵金属富集在阳极泥中,实现了有价金属的综合回收与初步分离。
具体的工艺过程和工艺参数如下:
1配料与制团
将含铋复杂物料、铁矿石和石灰石破碎并磨细至粒径为0.8~20mm,然后依次按重量比为1∶0.08~0.12∶0.1~0.15配料,所有物料加水混匀后制团,控制球团水分含量为25~45%,待球团自然干燥至水分为5~10%时即可入炉熔炼。
2鼓风炉熔炼
将球团和焦炭按重量比为1∶0.13~0.18加入到鼓风炉中进行还原熔炼,鼓风炉炉床面积为0.5~1.5m2之间,控制主要条件:温度1100~1300℃、风量30~100m3/min,实行间歇式加料和放料方式,间隔15~30min加入球团和焦炭总重300~500Kg,间隔20~60min放出铅铋合金重量约300~500Kg,间隔90~180min放出铋冰铜重量约200~250Kg,间隔30~90min放出熔炼渣重量约100~200Kg,熔炼烟气经过收尘后排放。经过鼓风炉还原熔炼过程,使铋、铅和稀贵金属等还原进入铅铋合金,从烟尘和铋冰铜中分别回收锑和铜,实现了有价金属的回收与初步分离。
3熔铸阳极板
将铅铋合金熔化后浇铸成电解用的阳极板,阳极板规格760mm×640mm×(8~15mm),每块阳极板的重量保持在65~75kg之间,剔除毛刺和飞边后送去电解。
4铅铋合金电解
在氟硅酸体系中电解分离铅铋合金中的有价金属,控制电解液主要成分:铅浓度60~120g/L和氟硅酸浓度120~160g/L、槽电压0.3~0.6V、电流密度160~180A/m2、电解液循环速度15~40L/min、极距8~12mm、温度35~45℃、电解周期3~7天,阴极析出铅,铋和银等金属富集在阳极泥中。
所述的铁矿石、石灰石、焦炭和氟硅酸均为工业级。
与传统的含铋物料处理方法比较,本发明具有以下优点:该方法实现了含铋复杂物料中有价金属的有效回收,综合回收效果好;各金属回收率高,铋、铅和银的回收率都达到99%以上,贵金属富集比高;设备处理能力大、试剂消耗小、成本低;本发明的劳动强度低、处理时间短、操作方便。
本发明适用于处理有色金属冶炼过程产出的含铋复杂物料,其主要成分范围以重量百分比计为(%):Bi 5~35、Pb10~38、Sb5~20、Cu4~12、S3~8和Ag0.05~1.5%。
附图说明
图1:本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1:
含铋复杂物料主要成分以重量百分比计为(%):Bi15.20、Pb28.65、Sb9.64、Cu3.58和Ag0.12;铁矿石中FeO含量大于75%,石灰石中CaO含量大于50%。将含铋复杂物料、铁矿石和石灰石破碎并磨细至粒径100%小于1.5mm,然后依次取27500kg、2750kg和3300kg,加入700Kg水混匀后制团,将球团自然干燥至水分为8.0%后送鼓风炉熔炼。
采用炉床面积为0.5m2的鼓风炉进行还原熔炼,控制鼓风炉温度1100~1200℃和风量60m3/min的条件下加料,每15min依次加入350kg球团和56kg焦炭,熔炼产物铅铋合金、铋冰铜和熔炼渣的放出时间间隔分别为45min、150min和75min,各产物每次放出的重量分别在380kg、220kg和110kg左右波动,各产物的主要成分见表1。
表1鼓风炉熔炼过程各产物的主要成分/%
根据表1中熔炼渣的成分计算,铋、铅和银的回收率都达到99%左右,经过鼓风炉还原熔炼过程,实现了有价金属的回收与初步分离。
将铅铋合金熔铸的阳极板规格760mm×640mm×10mm,每块板重量为71Kg,剔除毛刺和飞边后装入规格3000mm×1200mm×840mm的电解槽中电解,每槽放置阳极板30个,控制电解液中氟硅酸浓度、铅浓度分别为140g/L和90g/L,电解液40℃、温度槽电压0.40V、电流密度120A/m2、电解液循环速度20L/min、极距10mm、电解时间3天,每块阴极板产出铅约30kg,每块阴极板产出的阳极泥和残极重量分别为9.5kg和28kg,从阳极泥中进一步回收铋和稀贵金属,电解残极板返回下一批电解过程,铅铋合金电解过程各产物的主要成分见表2。
表2铅铋合金电解过程各产物的主要成分/%
从表2可以看出,通过铅铋合金电解过程,使铋和银等金属99%以上富集于阳极泥中,铅在阴极析出,由于阴极铅中铋含量的超标,该类铅只能达到国标二号铅标准。
Claims (3)
1.一种综合回收含铋复杂物料中有价金属的方法,其特征在于包括以下工艺过程:
(1)配料与制团
将含铋复杂物料、铁矿石和石灰石破碎并磨细至粒径为0.8~20mm,然后依次按重量比为1∶0.08~0.12∶0.1~0.15配料,所有物料加水混匀后制团,控制球团水分含量为25~45%,待球团自然干燥至水分为5~10%时即可入炉熔炼;
(2)鼓风炉熔炼
将球团和焦炭按重量比为1∶0.13~0.18加入到鼓风炉中进行还原熔炼,控制主要条件:温度1100~1300℃、风量30~100m3/min,实行间歇式加料和放料方式,间隔15~30min加入球团和焦炭总重300~500Kg,间隔20~60min放出铅铋合金重量300~500Kg,间隔90~180min放出铋冰铜重量200~250Kg,间隔30~90min放出熔炼渣重量100~200Kg,熔炼烟气经过收尘后排放,经过鼓风炉还原熔炼过程,使铋、铅和稀贵金属还原进入铅铋合金,从烟尘和铋冰铜中分别回收锑和铜,实现有价金属的回收与初步分离;
(3)熔铸阳极板
将铅铋合金熔化后浇铸成电解用的阳极板,剔除毛刺和飞边后送去电解;
(4)铅铋合金电解
在氟硅酸体系中电解分离铅铋合金中的有价金属,控制电解液主要成分:铅浓度60~120g/L和氟硅酸浓度120~160g/L、槽电压0.3~0.6V、电流密度160~180A/m2、电解液循环速度15~40L/min、极距8~12mm、温度35~45℃、电解周期3~7天,阴极析出铅,铋和银金属富集在阳极泥中。
2.根据权利要求1所述的综合回收含铋复杂物料中有价金属的方法,其特征在于:步骤(3)所述的阳极板规格是760mm×640mm×8~15mm,每块阳极板的重量为65~75kg。
3.根据权利要求1所述的综合回收含铋复杂物料中有价金属的方法,其特征在于:步骤(1)所述的铁矿石、石灰石、焦炭和氟硅酸均为工业级。
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