CN103397182B - 一种从单体铋矿中高效回收铋的方法 - Google Patents

一种从单体铋矿中高效回收铋的方法 Download PDF

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Abstract

一种从单体铋矿中高效回收铋的方法，属于有色金属湿法冶金有价金属提取技术领域。其以铋矿为原料，经过盐酸浸出后，浸出液通过旋流电积提取铋，根据浸出液铋含量的不同选择性制取铋粉或标准阴极铋板。本发明的方法工艺简单，解决了浸出液提铋过程中新杂质的引入问题，降低后期处理设备投资及运行成本目的，从根本上杜绝溶液铁离子浓度的增加，大大减少了废渣的产量，与此同时，电积后液直接返回浸出工序，又轻易实现了废液零排放。

Description

一种从单体铋矿中高效回收铋的方法
技术领域
本发明属于有色金属湿法冶金有价金属提取技术领域，具体涉及一种从单体铋矿中高效回收铋的方法。
背景技术
对于品位高、成分单一的铋矿，火法冶炼目前仍是铋冶炼的主要方法，但存在着SO2的污染问题，且面对复杂难选的低品位铋精矿、铋中矿，采用反射炉火法熔炼，不仅回收率低，而且难以精炼产出优质精铋。20世纪60年代后期，我国开始致力于铋矿湿法冶金新工艺的研究，采用酸性氯盐体系中浸出铋矿，浸出液经加铋矿还原，使溶液中残存的三价铁还原为二价。加铁粉，沉淀出海绵铋，通过氯气氧化，再生三价铁。此法在工艺上比较成熟，铋的浸出率高（渣计98%～98.5%），综合利用好，污染较小，为提高铋资源的综合利用提供了一种有效的途径。但此工艺材料消耗比较高，1t海绵铋耗用工业盐酸1.5～1.8t，氧气0.4～0.5t，铁粉0.5～0.6t。由于采用铁粉置换和氯气再生技术，铁和氯离子在溶液中的积累不容忽视，废液排放量大，浸出液中由于离子浓度相对较高，黏度较大，渣的过滤和洗涤较为困难。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种从单体铋矿中高效回收铋的方法的技术方案，该方法工艺简单，解决了浸出液提铋过程中新杂质的引入问题，降低后期处理设备投资及运行成本目的，从根本上杜绝溶液铁离子浓度的增加，大大减少了废渣的产量，与此同时，电积后液直接返回浸出工序，又轻易实现了废液零排放。
所述的一种从单体铋矿中高效回收铋的方法，其特征在于以铋矿为原料，经过盐酸浸出后，浸出液通过旋流电积提取铋，根据浸出液铋含量的不同选择性制取铋粉或标准阴极铋板，具体工艺步骤如下：
1）酸浸：将铋矿破碎后用水浆化，缓慢的加入盐酸进行溶浸，终点pH值控制在0～1，并加入氯酸钠作为氧化剂，浸出1～2个小时；
2）精密过滤：将步骤1）得到的含铋浸出液用精密过滤器进行精密过滤处理，除去固体颗粒杂质；
3）电积提取铋：将步骤2）精密过滤后得到的浸出液在循环泵的作用下，以合理的流速从循环槽底部将浸出液打入密闭式旋流电解槽内进行旋转电解提铋，在阴极得到铋产品，所述的流速为300～600L/h，电流密度为300～700A/m2,电积温度范围为10～70℃，电积时间为2～6小时；
4）铋产品的制备：将步骤3）小于10g/L的低浓度铋电解液电积后得到的海绵铋经过淋洗、压滤脱水后制成铋粉；大于10g/L的高浓度铋电解液电积后得到标准阴极铋板。
所述的一种从单体铋矿中高效回收铋的方法，其特征在于所述的步骤1）中盐酸的初始酸度控制70 g/L以下。
所述的一种从单体铋矿中高效回收铋的方法，其特征在于所述的步骤1）中氯酸钠的加入量根据铋矿中硫的含量确定，以氯酸钠和硫充分反应为准。
所述的一种从单体铋矿中高效回收铋的方法，其特征在于所述的步骤3）中小于10g/L的低浓度铋电解液电积时，流速控制在300～400L/h；大于10g/L的高浓度铋电解液电积时，流速控制在500～600L/h。
所述的一种从单体铋矿中高效回收铋的方法，其特征在于所述的步骤3）中小于10g/L的低浓度铋电解液电积时，电流密度300～400A/m2，大于10g/L的高浓度铋电解液电积时，电流密度500～700A/m2。
所述的一种从单体铋矿中高效回收铋的方法，其特征在于所述的步骤3）中电积温度范围为30～50℃。
所述的一种从单体铋矿中高效回收铋的方法，其特征在于所述的步骤3）中电积时间为3～5小时。
本发明的一种从单体铋矿中高效回收铋的方法对旋流电积提铋具有高效选择性，也适用于成分复杂的铋精矿浸出液中铋的提取。
本发明的一种从单体铋矿中高效回收铋的方法对旋流电积提铋具有宽泛的浓度适应性，不但适用于中高浓度的含铋溶液提铋，也适用于含铋0.5g/L以下超低浓度溶液铋的分离。
本发明的一种从单体铋矿中高效回收铋的方法，其机理是由于铋矿浸出液中欲被提取的铋离子与体系中其他金属离子有较大的电位差，易于优先在阴极上析出，所应用的旋流电积技术提铋关键还有通过高速溶液流动来消除浓差极化等对电解的不利因素，避免了传统电积过程受多种因素（离子浓度、析出电位、浓差极化、超电位、pH值等）影响的限制，最终可将铋浓度降至0.1g/L。
本发明的一种从单体铋矿中高效回收铋的方法，具有以下优点：
（1）本发明工艺流程简单化，易于操作，运行成本低；
（2）本发明提取得到的铋产品可能够达到标准产品要求，且选择性提取效果非常好，提铋过程基本不受溶液杂质离子的影响；
（3）本发明的电积提取铋过程中不需要加入新辅料，这就避免了溶液中杂质离子浓度的增加，进而极大程度降低了废渣的产生量；
（4）本发明的旋流电解技术回收铋具有宽泛的浓度适应性，有价金属回收率高；
（5）整个工艺设备占地面积小，自动化程度高且易于管理。
具体实施方式
为了使本发明更加容易理解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
选取广东怀集单体高品位铋矿，烘干取样分析其主要金属元素含量如下：
元素 Bi Ag Fe Zn Co Mg
%  0.89 0.60 37.1 0.052 0.03 0.073
1）称取上述铋矿1000g破碎后加入5L烧杯内，按液固比4:1（ml/l）加入水，搅拌浆化后，加入2.5g氯酸钠，缓慢加入浓度为70g/L的盐酸进行浸出，控制终点pH值约为0，反应2h得到含铋浸出液；
2）含铋浸出液用精密过滤器（陶瓷膜精密过滤等）过滤，除去固体颗粒杂质，滤液含铋：2.08g/L、含铁：3.96g/L；
3）将浸出液注入电积循环槽，进行旋流电积，电流密度为300A/m2，循环流量为300 L/h，电积温度为30℃，连续电积2h，溶液化学分析铋的浓度至0.12g/L，阴极上得到的海绵铋经淋洗、压缩脱水后制成铋粉，铋累计回收率为95%。
上述的实施例1中步骤1）采用浓度60g/L、50g/L或40g/L的盐酸，浸出时间采用1或1.5小时；步骤3）中电流密度采用320A/m2、350A/m2或400 A/m2，流速采用320 L/h、360 L/h或400 L/h，电积温度采用10、40或70℃，电积3、4或5个小时，最后也能达到与实施例1相同的技术效果。
实施例2
重复实例1浸出操作流程进行铋矿溶浸，浸出液返回继续用于浸出，酸和氧化剂仍按上述比例添加，累计反复富集10次操作，最终得到高浓度铋浸出液，溶液含铋：18.13g/L、含铁：24.02g/L；将浸出液注入电积循环槽，进行旋流电积。电解过程中电流密度500A/m2，循环流量600L/h，连续电积2小时后，电解液中铋的浓度为5.12g/L，阴极始极片上得到标准阴极铋板，铋累计回收率为97%。
实施例2中电流密度采用550A/m2、600A/m2或700A/m2，循环流量采用500L/h、550L/h或580L/h，最后也能达到与实施例2相同的技术效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施案例，但可以有许多改进和改变，因此本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种从单体铋矿中高效回收铋的方法，其特征在于以铋矿为原料，经过盐酸浸出后，浸出液通过旋流电积提取铋，根据浸出液铋含量的不同选择性制取铋粉或标准阴极铋板，具体工艺步骤如下：
1）酸浸：将铋矿破碎后用水浆化，缓慢的加入盐酸进行溶浸，终点pH值控制在0～1，并加入氯酸钠作为氧化剂，浸出1～2个小时，所述的盐酸的初始酸度控制70 g/L以下；
2）精密过滤：将步骤1）得到的含铋浸出液用精密过滤器进行精密过滤处理，除去固体颗粒杂质；
3）电积提取铋：将步骤2）精密过滤后得到的浸出液在循环泵的作用下，以合理的流速从循环槽底部将浸出液打入密闭式旋流电解槽内进行旋转电解提铋，在阴极得到铋产品，小于10g/L的低浓度铋电解液电积时，流速控制在300～400L/h；大于10g/L的高浓度铋电解液电积时，流速控制在500～600L/h；小于10g/L的低浓度铋电解液电积时，电流密度300～400A/m2；大于10g/L的高浓度铋电解液电积时；电流密度500～700A/m2；电积时间为3～5小时；电积温度范围为30～50℃；
 4）铋产品的制备：将步骤3）小于10g/L的低浓度铋电解液电积后得到的海绵铋经过淋洗、压滤脱水后制成铋粉；大于10g/L的高浓度铋电解液电积后得到标准阴极铋板。
2.如权利要求1所述的一种从单体铋矿中高效回收铋的方法，其特征在于所述的步骤1）中氯酸钠的加入量根据铋矿中硫的含量确定，以氯酸钠和硫充分反应为准。
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