CN114369730A - 一种海绵铋直接低温熔析精炼的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海绵铋直接低温熔析精炼的方法，包括步骤：首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入10‑20份氢氧化钠覆盖剂1‑3份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650‑750℃，还原熔析和保温3‑4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。本发明的具有反应速率快、能耗少、产率高、适合低成本规模生产的优点，由于采用低温熔炼，不产生高温烟气，也无二氧化硫产生，因而环保性较好，并且不会在炉内熔炉形成积铁。
Description
技术领域
本发明涉及海绵铋处理领域，尤其是一种海绵铋直接低温熔析精炼的方法。
背景技术
当前的海绵铋处理方法主要是在1000-1200℃熔炼，在海绵铋被还原的同时，因海绵铋含铁高，在熔炼时，铁被还原为单质铁，造成炉内积铁，形成炉结，由此又添加硫化物参与熔炼，这样使海绵铋的熔炼与铋精矿熔炼成粗铋过程几乎相同。
因此，还有待于对现有技术进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种海绵铋直接低温熔析精炼的方法，旨在于解决现有海绵铋采用1000-1200℃熔炼会在熔炉形成积铁,在熔炼的过程中还需要添加硫化物,反应速度慢,能耗较多,以及产率不够高的技术问题。
为实现上述的目的，本发明的技术方案为：一种海绵铋直接低温熔析精炼的方法，包括步骤：首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入10-20份氢氧化钠覆盖剂1-3份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650-750℃，还原熔析和保温3-4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其中，所述降温倒出金属铋的温度为不低于300℃。
所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其中，所述冷却得到的碱渣能够返回进行二次熔炼。
所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其中，所述二次熔炼100份
海绵铋添加的氢氧化钠为5份，添加的还原煤粉或石油焦为0.5份。
所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其中，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入10份氢氧化钠覆盖剂1份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650℃，还原熔析和保温3小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其中，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入20份氢氧化钠覆盖剂2份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650℃，还原熔析和保温4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其中，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入15份氢氧化钠覆盖剂3份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650℃，还原熔析和保温3小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其中，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入18份氢氧化钠覆盖剂1份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到700℃，还原熔析和保温3小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其中，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入13份氢氧化钠覆盖剂2份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到700℃，还原熔析和保温4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其中，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入17份氢氧化钠覆盖剂2.5份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650℃，还原熔析和保温4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
有益效果：本发明的具有反应速率快、能耗少、产率高、适合低成本规模生产的优点，由于采用低温熔炼，不产生高温烟气，也无二氧化硫产生，因而环保性较好，并且不会在炉内熔炉形成积铁。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下并举实施例对本发明进一步详细说明。
本发明公开了一种海绵铋直接低温熔析精炼的方法，包括步骤：首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入10-20份氢氧化钠覆盖剂1-3份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650-750℃，还原熔析和保温3-4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
采用上述方法后，本发明的能够低温熔炼，且降低了能耗，并且反应速度快，成本低，适合大批量生产，不会形成积铁，以及排放二氧化硫，所以更加环保。
具体的说，所述降温倒出金属铋的温度为不低于300℃。
优选的是，所述冷却得到的碱渣能够返回进行二次熔炼。为降低碱耗，第一次碱渣返回到二次熔炼，
优选的是，所述二次熔炼100份海绵铋添加的氢氧化钠为5份，添加的还原煤粉或石油焦为0.5份。
优选的是，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入10份氢氧化钠覆盖剂1份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650℃，还原熔析和保温3小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
优选的是，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入20份氢氧化钠覆盖剂2份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650℃，还原熔析和保温4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
优选的是，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入15份氢氧化钠覆盖剂3份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650℃，还原熔析和保温3小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
所优选的是，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入18份氢氧化钠覆盖剂1份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到700℃，还原熔析和保温3小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
优选的是，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入13份氢氧化钠覆盖剂2份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到700℃，还原熔析和保温4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
优选的是，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入17份氢氧化钠覆盖剂2.5份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650℃，还原熔析和保温4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
低温碱性熔炼相比于高温熔炼，一般定义为在低于900℃的环境下进行的冶金过程。该冶金方法由于其适用于低熔点金属，因而在冶金过程中不会形成熔融渣，因此具备湿法冶金特点，而与湿法冶金不同的是，在具体熔炼期间，液态相包括液态金属与熔盐。有色冶金过程中，采用低温碱性熔炼对于整合行业的发展都有着重要意义。
低温熔析精炼是低温碱性熔炼方法的分支，在低温熔析精炼过程中，物料与高活性熔融碱在添加剂作用下发生反应，得到所需金属盐或单质。常见的碱和添加剂为氢氧化钾、氢氧化钠及钾盐、钠盐，但由于钾产品价格通常远高于钠产品价格，所以本发明选用钠系熔盐体系，从而降低熔炼成本。
根据熔炼体系的不同，可将低温熔析精炼分为直接熔炼、氧化熔炼和还原熔炼。本发明专利有别于常规海绵铋熔炼，该方法采用直接低温熔析精炼，并考虑回收碱，温度在650-750℃之间，熔炼过程可在铋精炼锅内实现，能耗大幅降低；不需增加熔炼设备(如反射炉、转炉等)，从而简化铋冶炼生产工艺；以低温熔析代替高温熔炼，不产生炉结，延长设备使用寿命；使用改工艺，铋冶炼的直接生产成本可降低100万/年，以年产铋锭1200吨计，年节约冶炼成本150万元以上；该工艺采用低温熔炼，不产生高温烟气，也无二氧化硫产生，因而环保性较好。与高温熔炼相比，低温熔炼工艺从经济性和环保方面都有明显的优势。虽然低温熔炼的定义是900℃之下，但是为节省能耗且可以实现海绵铋的熔炼，在650℃以上的温度就可以实现海绵铋、还原煤或者石油焦的反应，且在升温到750℃的情况下，是最节省能耗的，所以为了满足低温熔炼且节省能耗，所以把熔炼温度定在650-750℃。
本发明的具有反应速率快、能耗少、产率高、适合低成本规模生产的优点，由于采用低温熔炼，不产生高温烟气，也无二氧化硫产生，因而环保性较好，并且不会在炉内熔炉形成积铁。
实施例1：
向坩埚内加入海绵铋1200克，再依次加入240克氢氧化钠覆盖剂和24克石油焦；然后把坩埚置入坩埚炉内，升温650℃，2小时后，观察料已化平，继续保温1小时，停止加温，稍降温后，倒出铋液，冷却后得到1096.7克金属铋，产出碱渣225克；将取碱渣118克(由于取出的过程中会有损失，所以不等于225克)，敲碎成≦10毫米的颗粒，用清水反复冲洗掉碱，得到13克细颗粒带金属光泽的金属铋。
碱循环利用的实施例2：
向坩埚内加入海绵铋2500克，再依次加入500克氢氧化钠覆盖剂和50克石油焦；然后升温650℃，3小时后，停止保温，稍降温后，倒出铋液，冷却后得到2152.6克粗铋。
不取碱渣，继续向留有碱渣的坩埚内加入湿海绵铋2500克，再依次加入5％氢氧化钠覆盖剂125克和1％石油焦25克，结合第一的碱渣进行二次熔炼，再次升温到650℃，3小时后，停止保温，稍降温后，倒出铋液，冷却后得到2072.1克粗铋。最后，用清水反复冲洗掉碱渣中的碱，得到410克细颗粒带金属光泽的金属铋。
表1熔析精炼实践数据
考虑降低成本，回收反应碱，在单次海绵铋熔析精炼的基础上，增加碱循环试验。从表1分析，熔析精炼指标：熔析直收率≧98.0％，熔析回收率≧99.0％。
所述熔析直收率是指：熔析后直接倒出铋液的回收率；熔析回收率是指：熔析后直接倒出铋液加上碱渣当中冲洗出来的金属铋的回收率。
碱循环后，碱耗大幅降低，碱循环利用实施例2的一次循环碱耗为实例1的62.5％，在熔析精炼过程中，碱循环工艺的氢氧化钠消耗为125公斤/吨铋，节约氢氧化钠75公斤/吨铋。碱循环工艺较不循环其碱耗降低37.5％。
以上是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，不付出创造性劳动对本发明技术方案的修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其特征在于，包括步骤：首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入10-20份氢氧化钠覆盖剂1-3份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650-750℃，还原熔析和保温3-4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
2.根据权利要求1所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其特征在于，所述降温倒出金属铋的温度为不低于300℃。
3.根据权利要求1所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其特征在于，所述冷却得到的碱渣能够返回进行二次熔炼。
4.根据权利要求2所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其特征在于，所述二次熔炼100份海绵铋添加的氢氧化钠为5份，添加的还原煤粉或石油焦为0.5份。
5.根据权利要求1所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其特征在于，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入10份氢氧化钠覆盖剂1份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650℃，还原熔析和保温3小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
6.根据权利要求1所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其特征在于，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入20份氢氧化钠覆盖剂2份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650℃，还原熔析和保温4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
7.根据权利要求1所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其特征在于，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入15份氢氧化钠覆盖剂3份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650℃，还原熔析和保温3小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
8.根据权利要求1所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其特征在于，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入18份氢氧化钠覆盖剂1份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到700℃，还原熔析和保温3小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
9.根据权利要求1所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其特征在于，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入13份氢氧化钠覆盖剂2份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到700℃，还原熔析和保温4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
10.根据权利要求1所述的海绵铋直接低温熔析精炼的方法，其特征在于，首先，按照重量份数配比向坩埚中加入100份海绵铋，再依次加入17份氢氧化钠覆盖剂2.5份还原煤粉或石油焦；然后把坩埚升温到650℃，还原熔析和保温4小时后，稍降温倒出金属铋；最后冷却得到碱渣，取出碱渣，并敲碎成≦10毫米的颗粒，在用清水反复冲洗掉碱，得到细颗粒带金属光泽的金属铋。
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| 王忠等: "《一种海绵铋直接低温熔析精炼的方法》" * |
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