CN108048665A - 一种从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法 - Google Patents

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张志龙
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Abstract

本发明公开了一种从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法，采用的主要工艺流程为：炼铜烟尘依次经过水‑浆化浸出、鼓风炉熔炼、铋合金火法精炼、铋合金电解、铋粗炼及铋精炼，最后制得精铋，此工艺采用废弃的铜冶炼的烟尘为原料具有提资源利用率的优点，在冶炼的过程中，采用循环系统，实现了资源的综合浪费，具有节约资源，采用铋合金火法精炼和铋合金电解相结合的方法，具有提高回收率，降低能耗的优点。

Description

一种从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法
技术领域
本发明属于金属冶炼技术领域，涉及铋提取领域，具体涉及一种从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法。
背景技术
金属铋是一种稀有金属，是目前世界上唯一一种被称为绿色金属的金属，铋的化合物主要用于医药制品、化妆品、工业颜料、阻燃剂和电子陶瓷的生产；铋的金属形态主要用于制造版单体、易熔合金、冶金添加剂、核子反应堆和铋基合金。
金属铋的生产分为粗炼和精炼两个阶段。通过对原料冶炼产出粗铋或铋合金，冶炼分火法和湿法两种。铋的火法熔炼适用于含铋较高的原料，主要设备是反射炉或回转炉。湿法提取适用于含铋较低，成分较复杂的原料。精炼是除去粗铋中杂质元素产出高纯度铋，分火法精炼和电解精炼，目前国内企业普遍采用火法精炼，金属铋冶炼生产技术不复杂，没有关键工艺及技术壁垒。中国生产铋的原料主要有两大类，一类是来自选矿厂产出的铋精矿，一般含铋大于15％，有的甚至高达60％以上，依此原料提取铋的方法多是采用湿法冶金，如中国专利公布号CN103484694A以铜铋精矿中提取铋的；另一类是来自铅、锌、铜、锡、钢铁冶炼的中间产品和副产品，铜冶炼中的含铋物料主要是来自转炉电收尘烟尘和铅滤饼。国内一般采用鼓风炉还原成铅铋合金，再电解回收铋，如中国专利公布号CN106566928A公布的从高铜铋渣中提出铜的方法，目前的从铜冶炼烟尘中提取的铋的方法主要存在着产生大量的含有重金属的烟气，耗能高，所需设备成本高等问题。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种耗能低，环境友好型的从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法，为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法，具体包括如下步骤：
1)水-浆化浸出：将铜冶炼烟尘加入到装水的浆化槽内，搅拌浆化，然后将浆化液转移至浸出槽内，加水制成烟尘溶液，然后将烟尘溶液进行蒸汽加热浸出，最后压滤，得浸出渣和浸出液；
2)鼓风炉熔炼：将浸出渣进行造块后，与熔剂、铁屑、焦炭，按一定配比进行鼓风炉熔炼，得铋合金；
3)铋合金火法精炼：将铋合金加入熔化锅，加热至500-550℃搅拌熔化，除去熔析渣，熔化液浇铸成阳极板；
4)铋合金电解：将阳极板经整形、矫耳按同极距排列在阳极准备架上，放入泡洗槽，然后再放入电解槽进行电解，电解后的残极在冲洗槽内洗涤表面残酸，然后人工剥离阳极泥，得铋合金阳极泥；
5)铋粗炼：将铋合金阳极泥、碳酸钠和煤粉搅拌均匀，加入反射炉加热熔化，造渣，得粗铋；
6)铋精炼：将粗铋加入熔化锅内，在温度700℃下通空气进行氧化精炼，捞出浮渣，然后降温至400-450℃，依次加入固体碱、锌、氯气进行除杂，最后加入固体碱进行精炼，降温浇铸成型，得精铋。
优选的，所述烟尘溶液的液固比为2:1。
优选的，所述加热浸出的温度为60-80℃，时间为4h。
优选的，所述熔剂为石英石、石灰石及石灰的混合物。
优选的，所述一定配比为渣块、焦炭、熔剂和铁屑的质量比为100:30:8-12:9。
优选的，所述鼓风炉的风量为30m3/m3.min，风压为8-10KPa，炉顶负压为50-100Pa。
优选的，所述同极距为85mm。
优选的，所述固体碱是由质量占比分别为80-83％、2％、10-12％和4-5％的碳酸钠、硫酸钠、碳酸氢钠和水组成。
与现有技术相比，本发明有益效果是:
1.本发明采用水进行浆化浸出，具有降低成本，减少污水排放和保护环境的优点，浆化后的烟尘进行鼓风炉熔炼，提高熔炼效率，防止粉状烟尘对熔炼炉的堵塞和腐蚀，浸出液也循环利用，减少资源的浪费。
2.本发明在鼓风炉熔炼时对铋合金渣先进行造块，在进行熔炼，防止鼓风把粉状渣吹散，导致铋资源的浪费，具有提高资源利用率的优点。
3.本发明采用火法精炼和电解相结合的方法提取铋，克服了直接火法精炼耗能高，收率低的缺点。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1
一种从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法，具体包括如下步骤：
1)水-浆化浸出：将铜冶炼烟尘加入到装水的浆化槽内，液固体积比为0.8:1，然后搅拌浆化30min，然后用泵将浆化液转移至浸出槽内，按液固比2:1加水制成烟尘溶液，然后将烟尘溶液通入蒸汽加热至温度80℃，浸出4h，浸出好后压滤，滤液先置换铜，生产海绵铜，置换母液除杂，除杂液浓缩可制取硫酸锌，浓缩液返回浸出进行循环利用，浸出含有铋合金的浸出渣进入下一步；
2)鼓风炉熔炼：将浸出渣进行造块后，与焦炭、由石英石、石灰石及石灰的混合的熔剂、铁屑按质量比为100:30:9:9进行配比，然后直接加入到鼓风炉，在鼓风炉的风量为30m3/m3.min，风压为9KPa，炉顶负压为80Pa下通过鼓风炉熔炼生成比合金、冰铜、炉渣和烟气，通过放铅空放出铋合金和冰铜，根据熔点不同，先吊出固体冰铜，液态铋合金铸模；得到铋合金的含量为96.8％；产出冰铜的含铜量为28％；
3)铋合金火法精炼：将铋合金加入熔化锅，加热至535℃搅拌熔化，继续搅拌让铋合金充分氧化，然后除去熔析渣，熔化液浇铸成阳极板；阳极板要求平整，光洁，不夹渣和杂物；此步骤铋的回收率为99.1％；熔析渣率2.4％；
4)铋合金电解：将阳极板经整形、矫耳按同极距85mm排列在阳极准备架上，然后放入泡洗槽，最后再放入电解槽进行电解，电解残极率20％；电解后的残极在冲洗槽内洗涤表面残酸，然后人工剥离阳极泥，得铋合金阳极泥；残极返回火法系统，铋合金阳极泥送到炼铋车间生产精铋；阳极泥率12％；电解液成分(g/l)：Pb 85，总酸150，Cu 0.001，Ag 0.0008，Bi 0.002，Sb 0.45，F 2.3；电解工段铋的回收率为99.5％；
5)铋粗炼：将铋合金阳极泥、碳酸钠和煤粉搅拌均匀，加入反射炉加热熔化，造渣，得粗铋；铋粗炼得回收率为96％；
6)铋精炼：将粗铋加入铸铁熔化锅内，在温度700℃下通空气进行氧化精炼，捞出浮渣，然后降温至400℃，依次加入固体碱、熔化后鼓入压缩空气除去碲和锡，捞出浮渣加锌除去银，通过化验，银合格后通入氯气除去铅锌，铅锌合格后加入固体碱进行最终精炼，降温浇铸成型，得精铋，其中固体碱是由质量占比分别为83％、2％、11％和4％的碳酸钠、硫酸钠、碳酸氢钠和水组成，铋精炼的回收率为94％。
将实施例中的方法和国内先进铋生产厂家的技术经济指标比较结果如下：
本实施例铋纯度可以达到99.994％，高出国家99.99％的行业标准，产品品质优于国内同类产品99.993％。
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)水-浆化浸出：将铜冶炼烟尘加入到装水的浆化槽内，搅拌浆化，然后将浆化液转移至浸出槽内，加水制成烟尘溶液，然后将烟尘溶液进行蒸汽加热浸出，最后压滤，得浸出渣和浸出液；
2)鼓风炉熔炼：将浸出渣进行造块后，与熔剂、铁屑、焦炭，按一定配比进行鼓风炉熔炼，得铋合金；
3)铋合金火法精炼：将铋合金加入熔化锅，加热至500-550℃搅拌熔化，除去熔析渣，熔化液浇铸成阳极板；
4)铋合金电解：将阳极板经整形、矫耳按同极距排列在阳极准备架上，放入泡洗槽，然后再放入电解槽进行电解，电解后的残极在冲洗槽内洗涤表面残酸，然后人工剥离阳极泥，得铋合金阳极泥；
5)铋粗炼：将铋合金阳极泥、碳酸钠和煤粉搅拌均匀，加入反射炉加热熔化，造渣，得粗铋；
6)铋精炼：将粗铋加入熔化锅内，在温度700℃下通空气进行氧化精炼，捞出浮渣，然后降温至400-450℃，依次加入固体碱、锌、氯气进行除杂，最后加入固体碱进行精炼，降温浇铸成型，得精铋。
2.根据权利要求1所述的从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法，其特征在于，所述烟尘溶液的液固比为2:1。
3.根据权利要求1所述的从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法，其特征在于，所述加热浸出的温度为60-80℃，时间为4h。
4.根据权利要求1所述的从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法，其特征在于，所述熔剂为石英石、石灰石及石灰的混合物。
5.根据权利要求1所述的从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法，其特征在于，所述一定配比为渣块、焦炭、熔剂和铁屑的质量比为100:30:8-12:9。
6.根据权利要求1所述的从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法，其特征在于，所述鼓风炉的风量为30m3/m3.min，风压为8-10KPa，炉顶负压为50-100Pa。
7.根据权利要求1所述的从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法，其特征在于，所述同极距为85mm。
8.根据权利要求1所述的从铜冶炼烟尘回收铋的工艺方法，其特征在于，所述固体碱是由质量占比分别为80-83％、2％、10-12％和4-5％的碳酸钠、硫酸钠、碳酸氢钠和水组成。
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