CN103194605A

CN103194605A - 一种含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法

Info

Publication number: CN103194605A
Application number: CN2013100900941A
Authority: CN
Inventors: 刘维; 刘锐; 覃文庆; 张忠国; 蔡练兵; 邝江华; 刘三军; 邬锋潮; 王毅
Original assignee: Hu'nan Chenzhou Mining Co Ltd; Central South University
Current assignee: Hu'nan Chenzhou Mining Co Ltd; Central South University
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2013-07-10

Abstract

本发明公开了一种含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法。为了将含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金直接制备合格国标Sb₂O₃99.8，并将贵金属富集在贵金属合金中，所述含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法先将含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金进行加碱深度脱砷处理，然后在特殊的吹炼炉内低温吹炼锑白，最后再鼓风强化氧化铅造渣得到贵金属合金。本发明的锑直接以满足锑白产出要求；且能耗低，贵金属直收率提高到98％以上；脱砷和锑后的残余合金吹炼造渣时间缩短至30h以内，比传统工艺减小一半以上。

Description

一种含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法

技术领域

本发明涉及一种含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法，特别是一种阳极泥还原所得多金属合金、砷锑烟灰或硫化锑挥发熔炼所得锑氧粉还原得到的粗锑等含砷铅锑贵金属合金的处理方法。

背景技术

阳极泥通过湿法处理可以脱除铜和铋等金属，然后在转炉或者反射炉中还原即得到含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金；传统阳极泥冶炼过程中会产出一种富含砷锑的烟灰，这种烟灰中还含有一定量的铅以及贵金属，将其与煤或者焦混合后在反射炉、转炉或者底吹炉中即可还原得到含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金；硫化锑精矿挥发熔炼时会得到锑氧粉，其中含有一定浓度的铅砷杂质，并含有少量贵金属，将其还原后同样得到这几种金属的合金。上述几种不同地方产出的合金都不同程度地由Sb、Pb、As、Au和Ag等元素组成，其中Sb和贵金属位主要价值元素，而Pb和As为主要杂质元素，传统流程很难直接获得合格的锑白产品以及适合进一步处理的贵金属合金。需要专门技术对其进行处理。

发明内容

为了将含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金直接制备合格国标Sb₂O₃99.8，并将贵金属富集在贵金属合金中，本发明旨在提供一种含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法，先将合金进行加碱深度脱砷处理，然后在特殊的吹炼炉内低温吹炼锑白，最后再鼓风强化氧化铅造渣得到贵金属合金。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法，其特点是，包括以下步骤：

a)将含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金进行加碱深度脱砷处理，直至检测砷质量质量百分含量低于0.05％，除砷所需要的碱量为理论用碱量的1.2～2.5倍；

b)将步骤a)脱砷后的合金在吹炼炉内低温吹炼锑白，熔融合金的温度为800℃～920℃，在合金表面发生如下的氧化反应：

4Sb+3O₂＝2Sb₂O₃↑ (3)

Sb₂O₃挥发后引出在收尘系统中收集，即为锑白，当检测反应后合金中锑质量百分含量为8％～10％时，停止吹炼；

c)将步骤b)处理后得的铅、贵金属合金鼓风强化氧化，在850℃～1350℃下吹炼15～30h，使铅氧化为铅渣，反应式为：

2Pb+O₂＝2PbO (4)；

PbO以渣的形式浮于金属表面，将其从炉内放出，铅渣用于铅冶炼；余量为贵金属。

以下为本发明的优选技术方案：

在步骤a)中，所述除砷的碱为NaOH或Na₂CO₃，将含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金加热熔化并加入NaOH或Na₂CO₃鼓风氧化除砷，反应温度为600℃～850℃，鼓风反应时间为1.5h～10h，除砷反应式为：

4As+5O₂+12NaOH＝4Na₃AsO₄+6H₂O↑ (1)

4As+5O₂+6Na₂CO₃＝4Na₃AsO₄+6CO₂↑ (2)。

步骤b)中吹炼炉的结构为，包括吹炼炉体，装有熔融合金层的该吹炼炉体上部具有气腔，该气腔通过多根吹风支管与熔融合金层联通；所述吹炼炉体上设有一与气腔联通的进风总管和一通过吹风支管与熔融合金层联通的引风总管；所述挥发的锑白通过所述引风总管排出收集。

在步骤c)中，通过风管或者氧枪向合金熔体中鼓入含氧气体，气体中氧气体积浓度为21％～98％，将铅氧化为铅渣。

在步骤b)反应后残余的锑在步骤c)中进一步氧化挥发，与少量挥发的铅及贵金属一同进入烟尘，形成粗锑氧，该粗锑氧粉用煤或焦还原得到粗锑后重新返回低温吹炼锑白工序。

当贵金属富集至8～12倍左右时，停止吹炼，再通过湿法流程回收贵金属。

以下对本发明作进一步的描述。

一种含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法，包括以下步骤。

(1)将合金加热熔化并调节温度到600～850℃，加入纯碱或烧碱鼓风氧化除砷，除砷反应如下：

4As+5O₂+12NaOH＝4Na₃AsO₄+6H₂O (1)

4As+5O₂+6Na₂CO₃＝4Na₃AsO₄+6CO₂ (2)

根据反应(1)和(2)可以算得除砷所需要的理论用碱量1.2～2.5倍，根据砷含量不同鼓风1.5h～10h，碱加入分次进行，每次加碱前先捞渣，直到全部碱加完后取样化验，砷质量百分含量低于0.05％可以进入下一工序。

(2)将脱砷后的合金转入到图2所示的锑白炉中进行低温吹炼，该炉为底部间接加热，压缩空气由进风总管1鼓入到气腔2中，气腔2与多根吹风支管3相连，气腔中的压缩空气可以由各吹风支管3均匀地吹到熔体4的表面上，在熔融金属表面发生如下所示的氧化反应：

4Sb+3O₂＝2Sb₂O₃ (3)

Sb₂O₃属易挥发物种，挥发进入熔体上方后由引风总管5快速引出，在收尘系统中收集，即为锑白。

金属锑氧化挥发过程需要严格控制铅及贵金属的挥发，否则Sb₂O₃产品很难达到国标Sb₂O₃99.8要求(Pb＜0.08％)，为此需要严格控制熔融合金温度在800～920℃之间，高于920℃后产品中铅含量会显著增加，氧化过程属放热反应，吹炼炉气腔2和吹风支管3的设置可以确保金属表面均匀氧化，而不至于使局部氧化过度而使局部温度过高，由此可以确保锑白质量。

但残余合金中锑含量降低、铅含量相应升高时，锑的氧化挥发会减弱而铅挥发会相应增强，直接会导致锑白产品中铅含量会升高，为此需要严格控制残余合金中锑的含量不低于8％，即吹至残余合金中锑含量为8％后，吹炼过程必须停止。

(3)残余合金中含有少部分锑和几乎全部的铅与贵金属，为了回收贵金属，需要将铅进一步氧化造渣。吹炼造渣可在底吹炉、顶吹炉或者转炉中进行，通过风管或者氧枪向熔体中鼓入含氧气体，气体中氧气体积浓度为21％～98％，在850～1350℃下吹炼15～30h。残余合金中残余的锑以反应(3)的形式进一步氧化挥发，与少量挥发的铅及贵金属一同进入烟尘，形成粗锑氧。该粗锑氧粉用煤或焦还原得到粗锑后重新返回低温吹炼锑白工序。

铅则以如下反应造渣：

2Pb+O₂＝2PbO (4)

PbO以渣的形式浮于金属表面，可将其从炉内放出，铅渣用于铅冶炼。

当多金属合金中贵金属质量百分含量较高时(＞5％)，通过上述造渣反应可直接得到贵金属质量百分含量在90％以上的贵金属合金，当多金属合金中贵金属含量较低时，为了防止贵金属过度损失于挥发的烟尘和氧化铅渣中，通常将贵金属在本工序中富集10倍左右即停止吹炼，再通过湿法流程进一步回收贵金属。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)锑直接以满足GB/T4062-1998中Sb₂O₃99.8质量要求的锑白产出；

(2)脱砷和吹炼锑白时温度都较低，可大大降低能耗；

(3)低温吹炼可降低贵金属挥发损失量，将贵金属直收率提高到98％以上；

(4)脱砷和锑后的残余合金吹炼造渣时间缩短至30h以内，比传统工艺减小一半以上。

附图说明

图1为本发明一种实施例的工艺流程图；

图2为锑白低温吹炼炉的结构示意图。

在图中：

1-进风总管；2-气腔；3-吹风支管；4-熔融合金层；5-锑白引风管。

具体实施方式

实施例1：

取5000kg成分如下所示的铅阳极泥还原所得多金属合金。

表1 原料成分/％

注：＊--g/t

在600～650℃条件下，按理论用量的1.2倍加入NaOH，鼓入空气氧化1.5～2h，可将砷除至0.03％，用于下一步锑白吹炼。在800～850℃条件下，在图2所示的锑白路中吹炼，控制吹炼终点锑品位为10％，所得锑白质量如表2所示。

表2 综合条件试验锑白质量/％

该产品质量达到GB/T4062-1998中Sb₂O₃99.8的要求。

吹炼后所得的残余合金成分如表3所示。

表3 吹炼所得富贵铅成分/％

注：＊--g/t

将上述残余合金在转炉内，插入两根风管，在1050～1250℃下吹炼20h后清渣，得到熔炼渣、熔炼烟灰和粗银，各物料量及主要成分如下表所示。

表4 残余合金吹炼产物成分/％

注：＊--g/t

由上表可以看出，富贵铅只需要20h即可吹炼获得粗银，吹炼时间减少到传统贵铅吹炼的1/3～1/4，传统贵铅吹炼需耗时58～79h，能耗也相应大大减小。粗银中银质量百分含量达到95.7％，可满足电解要求。

实施例2

取30吨成分如表5所示的合金，在600～650℃条件下，按理论用量的2倍加入NaOH，鼓入空气氧化6h，将砷除至0.04％，用于下一步锑白吹炼。

表5 原料成分/％

注：＊--g/t

在880℃条件下，在图2所示的锑白路中吹炼，控制吹炼终点锑品位为9％，所得锑白质量如表6所示。

表6 综合条件试验锑白质量/％

该产品质量达到GB/T4062-1998中Sb₂O₃99.8的要求。

吹炼后所得的残余合金成分如表7所示。

表7 吹炼所得富贵铅成分/％

注：＊--g/t

将上述残余合金在

转炉内，插入四根风管，在1000～1200℃下吹炼30h后清渣，得到熔炼渣、熔炼烟灰和贵金属合金，各物料量及主要成分如下表所示。

表8 残余合金吹炼产物成分/％

注：＊--g/t

由上表可见，对于贵金属质量百分含量较低的合金，最后熔炼得到一种贵金属含量被大大富集了合金，且贵金属回收率可确保在98％以上。

Claims

1.一种含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)将含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金进行加碱深度脱砷处理，直至检测砷质量百分含量低于0.05％，除砷所需要的碱量为理论用碱量的1.2～2.5倍；

4Sb+3O₂＝2Sb₂O₃↑ (3)

2Pb+O₂＝2PbO (4)

2.根据权利要求1所述的含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法，其特征在于，在步骤a)中，所述除砷的碱为NaOH或Na₂CO₃，将含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金加热熔化并加入NaOH或Na₂CO₃鼓风氧化除砷，反应温度为600℃～850℃，鼓风反应时间为1.5h～10h，除砷反应式为：

4As+5O₂+12NaOH＝4Na₃AsO₄+6H₂O↑ (1)

4As+5O₂+6Na₂CO₃＝4Na₃AsO₄+6CO₂↑ (2)。

3.根据权利要求1所述的含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法，其特征在于，步骤b)中吹炼炉的结构为，包括吹炼炉体，装有熔融合金层(4)的该吹炼炉体上部具有气腔(2)，该气腔(2)通过多根吹风支管(3)与熔融合金层(4)联通；所述吹炼炉体上设有一与气腔(2)联通的进风总管(1)和一通过吹风支管(3)与熔融合金层(4)联通的引风总管(5)；所述挥发的锑白通过所述引风总管(5)排出收集。

4.根据权利要求1所述的含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法，其特征在于，在步骤c)中，通过风管或者氧枪向合金熔体中鼓入含氧气体，气体中氧气体积浓度为21％～98％，将铅氧化为铅渣。

5.根据权利要求1所述的含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法，其特征在于，在步骤b)反应后残余的锑在步骤c)中进一步氧化挥发，与少量挥发的铅及贵金属一同进入烟尘，形成粗锑氧，该粗锑氧粉用煤或焦还原得到粗锑后重新返回低温吹炼锑白工序。

6.根据权利要求1所述的含砷铅锑及贵金属所形成的多金属合金的处理方法，其特征在于，当贵金属富集至8～12倍时，停止吹炼，再通过湿法流程回收贵金属。