CN112899489A - 一种铋精炼过程中高效除铅的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铋精炼高效除铅的方法，所述工艺步骤为：铋渣经转炉还原熔炼产得粗铋、粗铋经铋锅加碱除砷、铜、碲及一次通氯除铅产得铋合金；铋合金经真空蒸馏炉实现铋合金中金、银与铅、铋的分离，金银合金转分银炉精炼回收金、银，铅铋合金在铋锅内通过加入除杂剂与硼砂联合使用进行深度除铅、高温精炼产得精铋产品。本发明采用除杂剂与硼砂联合使用，实现了从真空蒸馏炉所产低银铋合金中深度除铅，达到精铋标准要求，取代了传统工艺二次通氯除铅周期长、成本高、环境污染严重、铋直收率低等诸多问题，同时，采用该工艺还存在除铅彻底、指标稳定、精铋产品一次合格率高等优点。

Description

一种铋精炼过程中高效除铅的方法
技术领域
本发明属于火法冶金工艺技术领域，具体地说涉及一种铋精炼高效除铅的方法，能快速对铋合金中铅进行去除，达到国标1#精铋要求。
背景技术
铋渣是铅阳极泥在火法处理过程中生产的中间产物，主要以富集的铋元素为主，也是回收生产铋锭的主要原料。其中，受限于生产工艺的影响，铋渣中含有较高的铅元素，采用传统的铋锅精炼通氯除铅工艺，需要采用两次通氯除铅，存在除铅周期长、环境污染严重、铋直收率低、1#精铋锭产品一次合格率低等问题，同时所产生的氯化铅后续处理成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种铋精炼过程中高效除铅的方法，通过采用除杂剂和硼砂联合使用，有效对铋合金中铅元素进行深度去除，成功取代了二次通氯除铅，有效压缩了铋精炼周期，提高了铋直收率及产品一次合格率，且从源头降低了环境污染问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种铋精炼过程中高效除铅的方法，包括以下步骤：
a、铅阳极泥处理在分银炉氧化造渣所富集的铋渣按焦炭5%、纯碱3%进行配料，投入转炉控制炉温1000~1200℃进行还原熔炼，完全熔化沉降分离彻底后倒出浮渣，产得粗铋合金；
b、粗铋合金通过铋锅控制温度600~700℃加入氢氧化钠去除砷、碲、铜，除砷、碲、铜，控制温度500~600℃通入氯气初步除铅，当铅降至1%时进入真空蒸馏炉；
c、将铋合金加入真空精馏炉，控制温度900~950℃、真空度40Pa条件下进行蒸馏，通过回流冷凝，实现金银元素和铅铋元素分离，产出银小于40g/t的铅铋合金；
d、铅铋合金在铋锅控制温度500~600℃，加入除杂剂和硼砂，除杂剂与硼砂的质量比为（1.5~2）：1，搅拌15min后，捞出浮渣，再加入除杂剂和硼砂，反复以上步骤2~3次，取样化验铅小于10g/t为深度除铅终点，通过高温精炼、浇铸，产出1#铋锭产品；
优选的，所述除杂剂为磷酸二氢铵和磷酸二氢钾的一种或两种。
本发明选用磷酸二氢铵或磷酸二氢钾和硼砂联合使用取代氯气进行深度除铅，其原理为：磷酸二氢铵或磷酸二氢钾加入铋锅内，与铋合金接触后在高温下瞬间熔化形成液态，通过人工搅拌，能与熔融状态的铋合金充分接触反应，铋合金内的铅与磷酸二氢铵或磷酸二氢钾反应产生磷酸铅，磷酸铅在高温下为粘稠性较强的液态，利用硼砂在高温为粘稠性较强的固态性质，实现将磷酸铅附在硼砂上，最终人工捞出，最终实现了铋合金中铅的去除；传统工艺通氯除铅主要存在铋合金中铅含量低时通入的氯气利用率低（气态与熔融态的铋合金有效接触反应时间较短，导致大部分氯气溢出，对环境造成污染），除铅不彻底（通氯除铅后铅含量一般仍在10g/t左右）容易导致精铋中铅含量超标。
本发明所述的一种铋精炼过程中高效除铅的方法，与现有工艺相比具有突出的实质性特点和显著的技术性进步：
1、利用新型除杂剂联合硼砂用于铋精过程中深度除铅，成功取代了传统工艺二次通氯除铅，有效地解决了二次通氯除铅生产周期长、成本高、环境污染严重、所产氯化铅后续处理成本高、铋直收率低等问题。
2、工艺简单易控，运行成本低、环境污染轻，产生的效益高。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了更好地理解与实施，下面详细说明一种铋精炼过程中高效除铅的方法：
以如下粗铋为例，其各元素含量如表一
表一粗铋元素含量%
元素 Au* Ag Cu Pb Te As Sb Bi
粗铋 120.0 2.50 5.80 34.02 4.56 0.03 0.32 47.28
说明：*单位为g/t。
实施例1 ： 新工艺采取如下工艺步骤：
a、铅阳极泥处理在分银炉氧化造渣所富集的铋渣按焦炭5%、纯碱3%进行配料，铋渣1000kg、焦炭50kg、纯碱30kg，投入转炉控制炉温1150℃进行还原熔炼，完全熔化沉降分离彻底后倒出浮渣，产得粗铋合金；
b粗铋合金10t投入铋锅，控制温度650℃加入氢氧化钠去除砷、碲、铜，除砷、碲、铜后控制温度550℃通入氯气初步除铅，当铅降至1%及以下时进入真空蒸馏炉；
c将铋合金加入真空精馏炉，控制温度920℃、真空度40Pa条件下进行蒸馏，通过回流冷凝，实现金银元素和铅铋元素分离，产出银小于40g/t的铅铋合金；
d铅铋合金在铋锅控制温度580℃，加入磷酸二氢铵50kg后开始人工搅拌，同时加入硼砂24kg，人工搅拌15min后，捞出浮渣，再加入磷酸二氢铵和硼砂，该工序反复2~3次，取样化验铅小于10g/t为深度除铅终点（深度除铅周期为8h），通过控制温度650℃加入氢氧化钠对残留碲进行去除后进行出锅浇铸，产出1#铋锭产品。深度除铅后铋合金各元素含量如表二。
表二 铋合金各元素含量 %
元素 Ag Cu Pb Te As Sb
铋合金 15.2 0.0008 0.0003 0.0002 0.0001 0.0005
磷酸铅渣产量及各元素含量如表三：
表三 磷酸铅渣各元素含量 %
元素 重量（kg） Pb Bi 其它
磷酸铅渣 285 35.08 8.6 56.32
说明：通过表二、表三可看出，采用新工艺除铅，铅可降至3g/t，远低于标准10g/t，同时，因除铅所产磷酸铅渣中含铋量为24.51kg。
对比例1：传统工艺通氯除铅工艺步骤：
a、铅阳极泥处理在分银炉氧化造渣所富集的铋渣按焦炭5%、纯碱3%进行配料，铋渣1000kg、焦炭50kg、纯碱30kg，投入转炉控制炉温1150℃进行还原熔炼，完全熔化沉降分离彻底后倒出浮渣，产得粗铋合金；
b粗铋合金10t投入铋锅，控制温度650℃加入氢氧化钠去除砷、碲、铜，除砷、碲、铜后控制温度550℃通入氯气初步除铅，当铅降至1%及以下时进入真空蒸馏炉；
c将铋合金加入真空精馏炉，控制温度900-950℃、真空度40Pa条件下进行蒸馏，通过回流冷凝，实现金银元素和铅铋元素分离，产出银小于40g/t的铅铋合金；
d铅铋合金在铋锅控制温度550℃，开始通氯除铅，待合金表面有漂浮的氯化铅干渣时及时捞出，待通氯时间达到24h后取样化验，当铅含量小于10g/t为深度除铅终点（深度除铅周期一般为24h），通过控制温度650℃加入氢氧化钠对残留碲进行去除后进行出锅浇铸，产出1#铋锭产品。深度除铅后铋合金各元素含量如表四。
表四 铋合金各元素含量 %
元素 Ag Cu Pb Te As Sb
铋合金 15.2 0.0008 0.0008 0.0002 0.0001 0.0005
氯化铅渣产量及各元素含量如表五：
表五 氯化铅渣各元素含量 %
元素 重量（kg） Pb Bi 其它
氯化铅渣 397 25.19 48.5 73.69
说明：通过表四、表五可看出，采用通氯除铅工艺，铅可降至8g/t，能够达到规定10g/t标准，但所产氯化铅渣量较大，铋含量高，每锅粗铋损耗铋量192.55kg，且周期24h较长。
通过对发明工艺与传统工艺进行对比可知，铋精炼深度除铅工序采用新工艺铋直收率可达99.5%，除铅周期可控制在8h以内；采用传统通氯除铅工艺铋直收率为95.9%，铋直收率较新工艺低3.6%，且除铅周期为24h，较新工艺多出16h；因此，该发明能够缩短通氯除铅周期，减少氯气用量，降低环保压力，提高铋直收率及产量，具有较高的经济效益及社会效益。

Claims (2)

1.一种铋精炼过程中高效除铅的方法，其特征在于包括以下步骤：
a、铅阳极泥处理在分银炉氧化造渣所富集的铋渣按焦炭5%、纯碱3%进行配料，投入转炉控制炉温1000~1200℃进行还原熔炼，完全熔化沉降分离彻底后倒出浮渣，产得粗铋合金；
b、粗铋合金通过铋锅控制温度600~700℃加入氢氧化钠去除砷、碲、铜，除砷、碲、铜，控制温度500~600℃通入氯气初步除铅，当铅降至1%时进入真空蒸馏炉；
c、将铋合金加入真空精馏炉，控制温度900~950℃、真空度40Pa条件下进行蒸馏，通过回流冷凝，实现金银元素和铅铋元素分离，产出银小于40g/t的铅铋合金；
d、铅铋合金在铋锅控制温度500~600℃，加入除杂剂和硼砂，除杂剂与硼砂的质量比为（1.5~2）：1，搅拌15min后，捞出浮渣，再加入除杂剂和硼砂，反复以上步骤2~3次，取样化验铅小于10g/t为深度除铅终点，通过高温精炼、浇铸，产出1#铋锭产品。
2.根据权利要求1所述的一种铋精炼过程中高效除铅的方法，其特征在于所述除杂剂为磷酸二氢铵和磷酸二氢钾的一种或两种。
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