CN103695963B - 一种从锡电解阳极泥中分离提纯铋的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从锡电解阳极泥中分离提纯铋的方法,包括酸性浸出、置换、挥发锑、硫化除铜、硅氟酸电解步骤。锡电解阳极泥用酸浸出其中的金属元素,过滤后在滤液中使用铁屑进行置换,加热挥发置换得到的合金粉末,金属锑挥发,从烟尘中回收锑白,在经过挥发锑的合金中加入硫磺,可除去合金中的铜,得到粗铋合金,把粗铋合金浇注成阳极板后在硅氟酸溶液中进行电解,电解后的阳极泥用于回收金、银元素,残极板重新浇注成阳极板,阴极上得到高纯度的铋。本发明对锡阳极泥采用湿法浸出,火法脱杂,电解提纯的工艺,综合回收阳极泥内所含的金属元素,电解出高纯度的金属铋。本发明操作简便、对锡电解阳极泥进行了废物综合回收利用,提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明属于有色金属的分离和富集技术领域,具体涉及一种从锡电解阳极泥中分离提纯铋工艺。
背景技术
锡电解过程产生的阳极泥中富集了贵金属、稀有金属和其他有价金属。这些金属在国民经济中占有很重要的地位,从阳极泥中提取这些金属,可以获得很大的经济效益。锡电解所产生的阳极泥中,富含铋、锑、铜、金、银等金属元素,但金属元素在阳极泥内的形态复杂,性质相近,难于相互分离。目前所采用的是湿法冶金与火法冶金联合进行的方式来处理,炼锡阳极泥,经过酸浸出,铁粉还原置换,置换渣用电炉还原熔炼成锑铋合金,再用锑挥发炉进行锑铋分离,铋合金熔化并升温至400~450℃,加入硫磺除去铜元素;降温至300~350℃加入氢氧化钠除去锡、砷;升温至350~400℃通入氯气除铅;再升温至450~520℃,捞出氯化铅渣;继续升温到680~720℃,将溶液中氯气逸出;再降温至480~550℃,加锌脱银;继续降温至320~340℃通入氯气,除去残留锌,最后升温至650~700℃,通入水蒸气脱去氯,然后浇铸得到精铋锭。制取精铋工艺非常复杂,且操作温度反复升降,操作繁琐,耗能高,设备消耗大,化验分析频繁,特别是通入有害气体氯气,操作条件恶劣,对周边环境污染大,产出的各类渣也不好回收处理。因此,研究开发一种操作简便易行,消耗低,污染少,环保节能的精铋提纯工艺方法是非常必要的。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点,提供一种从锡电解阳极泥中分离提纯铋的方法。
本发明的目的是这样实现的,包括酸性浸出、置换、挥发锑、硫化除铜、硅氟酸电解步骤,具体包括:
A、酸性浸出:在反应釜中加入锡电解阳极泥和水,水的体积是阳极泥重量的1~3倍,用酸液调节pH值为0~2,在温度80~100℃下保温0.5~2小时,过滤得到滤液a,滤渣风干后返回电炉熔炼;
B、置换:在滤液a中加入铁屑,静置5~36小时,过滤后,得到滤渣b,滤液返回酸性浸出步骤;
C、挥发锑:置换后的滤渣b在挥发炉内加热,在温度600~800℃下保温0.5~2小时,锑氧化生成锑白,从烟尘中回收;
D、硫化除铜:挥发锑后的合金,在200~300℃下,加入适量硫磺,生成的硫化铜飘浮于熔融的合金液表面,打捞回收硫化铜,使得铜含量低于0.1%;
E、硅氟酸电解:将硫化除铜后的合金浇注成阳极板,放入含硅氟酸的电解液中,槽电压0.3~0.5V,电流密度为150~200A/m2,阴极生成高纯度的铋,残极板重新熔铸,阳极泥回收利用。
本发明对锡阳极泥采用酸性浸出,火法除锑、铜,硅氟酸电解得到高纯度的铋。此工艺简便易行,消耗低,污染少,环保节能。综合回收阳极泥中的金属元素,提高了经济效益。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变换或替换,均属于本发明的保护范围。
如图1所示,本发明包括酸性浸出、置换、挥发锑、硫化除铜、硅氟酸电解步骤,具体包括:
A、酸性浸出:在反应釜中加入锡电解阳极泥和水,水的体积是阳极泥重量的1~3倍,用酸液调节pH值为0~2,在温度80~100℃下保温0.5~2小时,过滤得到滤液a,滤渣风干后返回电炉熔炼。
B、置换:在滤液a中加入铁屑,静置5~36小时,过滤后,得到滤渣b,滤液返回酸性浸出步骤;
C、挥发锑:置换后的滤渣b在挥发炉内加热,在温度600~800℃下保温0.5~2小时,锑氧化生成锑白,从烟尘中回收;
D、硫化除铜:挥发锑后的合金,在200~300℃下,加入适量硫磺,生成的硫化铜飘浮于熔融的合金液表面,打捞回收硫化铜,使得铜含量低于0.1%;
E、硅氟酸电解:将硫化除铜后的合金浇注成阳极板,放入含硅氟酸的电解液中,槽电压0.3~0.5V,电流密度为150~200A/m2,阴极生成高纯度的铋,残极板重新熔铸,阳极泥回收利用。
A步骤所述的酸液为硫酸溶液、硝酸溶液、高锰酸溶液中的一种或几种。
B步骤进行的温度是40~60℃。
C步骤所述的烟尘回收是通过热交换器急冷烟尘。
E步骤所述的电解液中为硅氟酸含铋水溶液,其中铋离子浓度为80~250克/升,硅氟酸浓度250~450克/升。
E步骤所述的电解液中含有浓度为0.01~0.2%的胶状有机物。
E步骤所述的高纯度的铋含量为99.99%。
本发明中,铋的回收率为90~97%,电流效率为70~80%,不产生有害废气、废水、废渣。工艺简便易行,消耗低,污染少,环保节能。综合回收阳极泥中的金属元素,提高了经济效益。
实施例1
在反应釜中投入电解锡的阳极泥500kg,加入水1m3,加入硫酸溶液调节pH值为0.5,搅拌条件下加温至80℃后保温0.5h,过滤后所得滤渣返回电炉内,所得滤液a;在滤液a中加入大量铁屑,并保持温度为40℃,静置5h,过滤后得到主要含有锑、铜、铋的金属粉末;把金属粉末放入挥发炉内加热,在温度600℃时保温0.5小时,锑氧化生成锑白,进入烟尘,通过热交换器急冷后使用布袋进行回收;挥发锑后的合金,温度200℃时,加入适量硫磺,缓慢搅拌,铜与硫磺生成的硫化铜飘浮于熔融的合金液表面,打捞回收硫化铜;硫化除铜后的合金,浇注成阳极板后,放入含硅氟酸的电解液中,电解液中铋离子浓度为80克/升,硅氟酸浓度250克/升,槽电压0.3V,电流密度为150A/m2,阴极生成高纯度的铋。
实施例2
在反应釜中投入电解锡的阳极泥500kg,加入水0.5m3,加入硫酸溶液调节pH值为1,搅拌条件下加温至100℃后保温2h,过滤后所得滤渣返回电炉内,所得滤液a;在滤液a中加入大量铁屑,并保持温度为40℃,静置5h,过滤后得到主要含有锑、铜、铋的金属粉末;把金属粉末放入挥发炉内加热,在温度800℃时保温0.5小时,锑氧化生成锑白,进入烟尘,通过热交换器急冷后使用布袋进行回收;挥发锑后的合金,温度300℃时,加入适量硫磺,缓慢搅拌,铜与硫磺生成的硫化铜飘浮于熔融的合金液表面,打捞回收硫化铜;硫化除铜后的合金,浇注成阳极板后,放入含硅氟酸的电解液中,电解液中铋离子浓度为250克/升,硅氟酸浓度450克/升,槽电压0.5V,电流密度为200A/m2,阴极生成高纯度的铋。
实施例3
在反应釜中投入电解锡的阳极泥500kg,加入水1.5m3,加入硫酸、硝酸的混合溶液调节pH值为2,搅拌条件下加温至90℃后保温1.5h,过滤后所得滤渣返回电炉内,所得滤液a;在滤液a中加入大量铁屑,并保持温度为40℃,静置36h,过滤后得到主要含有锑、铜、铋的金属粉末;把金属粉末放入挥发炉内加热,在温度700℃时保温1小时,锑氧化生成锑白,进入烟尘,通过热交换器急冷后使用布袋进行回收;挥发锑后的合金,温度250℃时,加入适量硫磺,缓慢搅拌,铜与硫磺生成的硫化铜飘浮于熔融的合金液表面,打捞回收硫化铜;硫化除铜后的合金,浇注成阳极板后,放入含硅氟酸的电解液中,电解液中铋离子浓度为100克/升,硅氟酸浓度300克/升,槽电压0.3V,电流密度为150A/m2,电解液含铋阴极生成高纯度的铋。
实施例4
在反应釜中投入电解锡的阳极泥500kg,加入水1.5m3,加入硫酸、硝酸的混合溶液调节pH值为2,搅拌条件下加温至95℃后保温1.5h,过滤后所得滤渣返回电炉内,所得滤液a;在滤液a中加入大量铁屑,并保持温度为50℃,静置24h,过滤后得到主要含有锑、铜、铋的金属粉末;把金属粉末放入挥发炉内加热,在温度700℃时保温1.5小时,锑氧化生成锑白,进入烟尘,通过热交换器急冷后使用布袋进行回收;挥发锑后的合金,温度200℃时,加入适量硫磺,缓慢搅拌,铜与硫磺生成的硫化铜飘浮于熔融的合金液表面,打捞回收硫化铜;硫化除铜后的合金,浇注成阳极板后,放入含硅氟酸的电解液中,电解液中铋离子浓度为120克/升,硅氟酸浓度400克/升,槽电压0.4V,电流密度为180A/m2,电解液含铋阴极生成高纯度的铋。
Claims (7)
1.一种从锡电解阳极泥中分离提纯铋的方法,其特征在于:包括酸性浸出、置换、挥发锑、硫化除铜、硅氟酸电解步骤,具体包括:
A、酸性浸出:在反应釜中加入锡电解阳极泥和水,水的体积是阳极泥重量的1~3倍,用酸液调节pH值为0~2,在温度80~100℃下保温0.5~2小时,过滤得到滤液a,滤渣风干后返回电炉熔炼;
B、置换:在滤液a中加入铁屑,静置5~36小时,过滤后,得到滤渣b,滤液返回酸性浸出步骤;
C、挥发锑:置换后的滤渣b在挥发炉内加热,在温度600~800℃下保温0.5~2小时,锑氧化生成锑白,从烟尘中回收;
D、硫化除铜:挥发锑后的合金,在200~300℃下,加入适量硫磺,生成的硫化铜飘浮于熔融的合金液表面,打捞回收硫化铜,使得铜含量低于0.1%;
E、硅氟酸电解:将硫化除铜后的合金浇注成阳极板,放入含硅氟酸的电解液中,槽电压0.3~0.5V,电流密度为150~200A/m2,阴极生成高纯度的铋,残极板重新熔铸,阳极泥回收利用。
2.根据权利要求1所述的从锡电解阳极泥中分离提纯铋的方法,其特征在于A步骤所述的酸液为硫酸溶液、硝酸溶液、高锰酸溶液中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的从锡电解阳极泥中分离提纯铋的方法,其特征在于B步骤进行的温度是40~60℃。
4.根据权利要求1所述的从锡电解阳极泥中分离提纯铋的方法,其特征在于C步骤所述的烟尘回收是通过热交换器急冷烟尘。
5.根据权利要求1所述的从锡电解阳极泥中分离提纯铋的方法,其特征在于E步骤所述的电解液中为硅氟酸含铋水溶液,其中铋离子浓度为80~250克/升,硅氟酸浓度250~450克/升。
6.根据权利要求5所述的从锡电解阳极泥中分离提纯铋的方法,其特征在于E步骤所述的电解液中含有浓度为0.01~0.2%的胶状有机物。
7.根据权利要求1所述的从锡电解阳极泥中分离提纯铋的方法,其特征在于E步骤所述的高纯度的铋含量为99.99%。
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从锡电解阳极泥中综合回收Pb、Bi的研究;许秀莲等;《有色冶炼》;20011231(第6期);第15-17页,第36-37页 * |
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