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铋湿法冶金方法

2019-03-04   
关于档次高、成分单一的铋矿,火法冶炼虽然还存在着SO2的污染问题,但现在仍是铋冶炼的首要办法。但对杂乱难选的低档次铋精矿、铋中矿,选用反射炉火法熔炼,不只收回率低,并且难以精粹产出优质精铋。20世纪60年代后期,我国开端致力于铋矿湿法冶金新工艺的研讨,用作浸出剂,在酸性氯盐系统中浸出铋矿,使矿藏中的铋以铋氯合作物的形状进入溶液,用铁粉置换产出海绵铋,经火法精粹出产精铋,并首先在云锡第三冶炼厂建成了湿法车间,处理锡铋混合精矿。
近年来,国内外的许多科研单位相继依据硫化铋矿的不同组成,环绕下降作业本钱,处理环境污染,的再生和溶液中有价金属浓度的富集问题,研讨了许多新的湿法冶金流程,浸出-铁粉置换法、浸出-隔阂电积法、浸出-水解沉铋法、选择性浸出法、亚硝酸法和中南大学的新氯化法。这些工艺流程大都巳进行丁扩展实验或半工业、工业实验。
一、浸出-铁粉置换法
流程由6道工序组成:铋矿的浸出与复原;铁粉置换沉积海绵铋;氧化再生;海绵铋熔铸粗铋;粗铋火法精练;铋浸出渣中有价金属的选矿收回。浸出进程的首要反响如下:

浸出液经加铋矿复原,使溶液中残存的三价铁复原为二价。加铁粉,沉积出海绵铋,经过氧化,再生三价铁。
此法在工艺上比较老练,铋的浸出率高(渣计98%~98.5%),综合使用好,污染较小,为进步铋资源的综合使用供给了一种有用的途径。但此工艺材料耗费比较高,1t海绵铋耗用工业1.5~1.8t,氧气0.4~0.5t,铁粉0.5~0.6t。因为选用铁粉置换和再生技能,铁和氯离子在溶液中的堆集不容忽视,废液排放量大,浸出液中因为离子浓度相对较高,黏度较大,渣的过滤和洗刷较为困难。工艺流程见图1。

图1  铋锡中矿浸出-铁粉置换提铋工艺流程图
二、浸出-隔阂电积法
为了简化流程,研讨用隔阂电积来替代图1流程中的铁粉置换和再生工序。其原理是在操控恰当电位的情况下,让铋在隔阂电解槽的阴极复原:

阳极则发生铁的氧化反响:

该流程的技能关键是电极电位的操控和溶液透过隔阂速度的操控。在阴极区,溶液中首要的阳离子是Bi3+、Fe2+和H+、在阳极区,溶液中首要的阳离子是Bi3+、Fe3+和H+,为使阳极区的三价铁不致在阴极放电而下降电流效率,应选用恰当的隔阂材料把阴、阳极分隔,阴极区液面应高于阳极区,并操控电解液的浸透速度,使流速与二价铁的氧化速度适当。
此工艺与-铁粉置换法比较,流程简略。但因为溶液中铁离子浓度较高,电积进程在电场力的作用下三价铁会不可避免地透过隔阂在阴扳复原,使电流效率下降(电流效率42%~50%),操作进程比较严厉。
三、浸出-水解沉铋法
此法实质上是使用氯氧铋的水解性,在弱酸性溶液中水解铋氧络合物,生成氯氧铋白色沉积物,制取氯氧铋精矿。
为使水解彻底,溶液pH值一般操控在2,这就要求很多的水稀释溶液,形成酸耗高、水耗大、试剂耗量大、铋收回率低、废水排放量大的缺陷。某小型铋冶炼厂曾选用此法出产氯氧铋精矿,但作用不抱负,其技能经济指标为:吨精矿耗工业800kg,铋收回率为60%~70%。
四、亚硝酸法
此法已在原苏联完成了半工业实验,用来处理哈萨克矿的难选含铋硫化矿精矿。根本原理是根据反响:

此法耗费试剂品种多,除及氯化钠之外,需求、火油及过氧化氢等药剂。工艺流程见图2。技能经济指标(精矿耗费∕t):HCl 185kg、NaCl 260kg、NaNO3 3kg火油3kg、H2O2 6kg。

图2  亚硝酸法处理铋精矿准则工艺流程图
五、选择性浸出法
此法选用操控电位的办法,用选择性浸出硫化铋矿,一起抵抗杂质的浸出。较之前面的几种办法,避免了很多的铁离子在流程中的循环和三价铁的再生问题,进步了产品质量,渣的过滤、洗刷功能也得以改进。浸出进程根本反响为:

选择性浸出,铋的选择性较高,但耗费量比较大,一部分单质硫会被氧化生成硫酸根,的污染和腐蚀问题也比较严重,设备需求密封。从经济上分析,比用浸出没有显着的优越性。
选择性浸出的工艺流程见图3。

图3  选择性浸出铋准则工艺流程图
六、新氯化-水解沉铋法
唐谟堂等在多年研讨的基础上提出了一种新的处理铋精矿的湿法冶金办法-新氯化水解沉铋法。在36~378K的温度下,选用两段循环浸出,大大进步了铋的浸出收回率。该流程的特点是选用了一种含有金属氯化物的酸性水溶液(A#CA),它兼有和氯化剂的长处,处理了浸出剂的再生和溶液中铁的循环堆集问题,并使溶液中的铋浓度大大进步,后续工序的出产能力相应得以扩展。准则工艺流程见图4。

图4  新氯化水解法准则工艺流程图
因为是在高温下浸出,杂质如As和S的氧化浸出率较高,一起副反响将导致氧气的耗费量增大。

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