浅析精铋生产工艺

浅析精铋生产工艺

马志文 陶小利

广西南丹南方金属有限公司 广西河池南丹 547204

摘 要：为寻找最佳的铋渣回收工艺，减少中间环节各有价金属的损失，提高各有价金属的回收率，降低综合回收成本，取得更大的经济效益，针对该渣寻找一种最经济合理的综合回收工艺势在必行。笔者结合多年工作经验，以实际生产情况为案例，介绍了精铋生产工艺，希望为相关人员提供借鉴与参考。

关键词：精铋；生产工艺；经济效益

在传统工艺中，因为在精炼过程中需要控制的元素太多，导致对冶炼技术较高，良品率一直没有太高，经常传精铋质量总是超标，或者出口被退货又或者因为杂质元素超标被扣款（精铋最容易超标的2个元素就是铅和银），这其中最主要的原因就在于精铋的冶炼对杂质元素的控制太难了，就拿银来说，传统工艺是添加锌锭除银，因为锌锭在和粗铋里的银形成银锌渣之后，不会聚拢需要人工捞出来，所以有时会造成没捞干净的情况存在，还有其他各种小问题存在。真空炉的原理是根据不同金属元素的沸点，比方在真空状态下，低沸点金属气化冷凝易回收，高沸点金属容易残留等特点，实现铋银分离。所以真空炉的就优势在于它把老工艺中贵铋到粗铋过程中的银的分离率提高了，举个例子来说就是，老工艺贵铋到粗铋里面的银一般都在200PPM以上，但是如果用真空炉提取白银的话，剩下贵铋到粗铋工艺中最低的可以做到50PPM以下，这样再去精炼超标的概率就要降低很多，不是说真空炉炼铋就不需要加锌了，只是他可以循环利用锌锭。

1 粗铋精炼工艺流程

粗 铋

装 锅

熔化渣

熔析除Cu

除铜渣

鼓 风

氧化精炼除As、Sb

NaOH

碱性精炼除Te

含尘气体

Cl₂

布袋收尘

氯化除Pb、Zn

碲渣

（回收碲）

加锌除Ag

加锌锭

氯化铅渣、锌渣

（送铅系统）

银锌渣

Cl₂

最终精炼

熔析

氯渣

（返炉）

铸型

精铋

熔析后银锌渣

(送贵金属工序)

熔析铋

(返精炼)

图1 粗铋精炼工艺流程图

碲氧化物的自由焓比铋氧化物的自由焓更负，且碲的氧化物不易挥发，但碲的氧化物能与熔融的氢氧化钠生成密度小且熔点高的碲酸钠，浮于铋液表面而除去。

1.1 氯化精练原理

粗铋中含有大量的铅，除银时又加入大量的锌，由于铅锌的氯化物与铋的氯化物的自由焓相差较大，因此向铋液中通入氯气，能有效的除去铅和锌。

1.2 加锌除银原理

由于锌能与金、银、铜形成一系列难熔化合物，这些化合物几乎不溶于铋液，且密度小，浮于铋液表面而除去。

1.3 高温精练原理

通过上述精练工序，还有微量的铅、锌、残氯等杂质存在，不能达到产品要求，还须进行高温精练。高温精练时加入氢氧化钠，铋液中的微量铅、锌等杂质先被氧化，后被氢氧化钠吸收，浮于铋液表面除去。

2 原材料、辅助材料及质量要求

在精铋的生产过程中，所需的原材料、辅助材料有粗铋、硝石、烧碱、液氯、锌锭，其中各材料相关的质量要求为粗铋：Bi≥70%，Pb≤22%，Ag<1%，硝石：工业纯，不湿不结块，烧碱：总碱度（干基Na₂CO₃计）≥98.0%，水不溶物≤0.15%，液氯：工业纯，锌锭：1#锌以上，具体如下表所示。

表1 相关原材料、辅助材料及质量要求

3工艺操作条件

在工艺操作过程中，要满足以下基本条件，熔化温度：550～600℃、降温熔析除铜温度：320～500℃，除砷锑温度：680～750℃、除碲温度500～520℃，除锡温度：400～450℃、除铅温度：400～500 ℃，除银温度：第一次降温350～450 ℃、第二次降温280～400 ℃，除锌温度：350～400℃，除氯温度： 650～750℃，锌加入总量：G_Zn=12.5+20A(A—铋液含银百分比)。

4 岗位操作法

（1）清理好精炼锅，并将粗铋计量装入精炼锅内，同时将二次除铜浮渣和加硫除铜渣一并装入精炼锅中。

（2）除渣：将精炼锅铋液温度升到600℃，人工搅拌将块状物打散，然后沉淀阵化20分钟，捞出熔化渣。

（3）除铜：捞出熔化渣后，搅拌让铋液自然降度到500℃，进行第一次熔析除铜，阵化10分钟，捞出除铜浮渣，继续搅拌让铋液降温到320～350℃，进行第二次熔析除铜，阵化10分钟，捞出铜浮渣，若除铜达不到要求时，可执行加硫磺除铜，硫磺加入量按硫∶铜=1∶1的比例加入到铋液搅拌的漩涡中心，搅拌5～10分钟，吊出搅拌机，捞净锅面浮渣，除铜到小于0.005%为终点。

（4）除砷、锑：将铜铋液温度升到680～750℃，即铋液发红，鼓入压缩空气，激烈翻动，但不溅出铋液，待白烟稀薄，铋液面出现氧化铅渣为止。然后加入少量固碱或谷壳、锯木屑，使渣变干，捞净砷、锑渣。

（5）除碲、锡：将除砷、锑铋液温度降温至500~520℃，加入铋液重量是1.5~2%的烧碱，分3~5次加入，少量多次，时间要快，同时鼓入压缩空气，除碲时间6~10小时，当加入固碱在压缩空气搅拌下不再变干，即为除碲终点。捞出除碲渣后，将铋液温度降到400～450℃加入烧碱、氯化钠，鼓入压缩空气搅拌15～20分钟后加入硝酸钠，再搅拌30分钟后捞出干渣，碱盐加入量按锡∶烧碱∶氯化钠∶硝酸钠=1∶2∶0.6∶0.5，操作反复三次，第一次加入量占总加入量的3/5，第二次为1/5，第三次为1/5。

（6）除铅：将除碲、锡铋液温度控制在400～500 ℃，每锅插入6～8根通氯玻璃管，插入深度250～350毫米，捞渣时先停止通氯，然后升温到500℃以上，将熔渣舀出，每次舀渣后降温到400～500℃，继续通氯气，直至除铅终点。

（7）除银；将上批产出的贫银渣返投入精铋锅，然后升温450～500℃，捞出浮渣，把1^#锌加入锅内保温在450～500℃至锌块熔化完全，降温到350℃，捞出富银渣，然后将铋液升温到450～500℃加第二次锌，保温至锌块熔化完全，再降温到350～280℃，捞出贫银渣，捞渣后升温至360℃，取样化验，直至铋液含银降到0.003%。锌块加入办法按第一次加锌量占加锌总量的2/3，第二次为1/3，加锌总量按锌G_Zn=12.5+20A(A—铋液含银百分比)。

（8）除锌：将除银铋液温度控制在 350～400℃，通入氯气，每锅插入通氯玻璃6～8根，操作步骤类似氯化除铅。

（9）除氯：将除锌铋液温度升到680～750℃，加入料重0.5～1.0%的烧碱和1～2千克硝酸钠并鼓入压缩空气，搅拌2小时后，捞出降氯渣，取样分析铅与银，铅低于0.001%，银低于0.003%，然后加入少量固碱熔化后覆盖液面，降温到300～400℃铸锭，精铋采用立模浇铸，铸模内部尺寸为370×140×30mm，每块重约15千克。每班打扫好工作场地卫生，做好当班记录工作。

5 效益分析

5.1 优化后的生产工艺流程图

粗 铋

真空炉

残留物

（回收银）

外 铅

真空炉

残留物

高温精炼除铅

NaOH

碱性精炼除Te

含尘气体

Cl₂

布袋收尘

氯化除Pb

碲渣

（回收碲）

精 铋

氯化铅渣

（送铅系统）

铸型

图2 粗铋精炼工艺流程图（改变后）

真空炉二次蒸馏可以实现含银<0.002%，铜<0.001%g符合精铋的质量要求。真空炉代替熔析除铜、加锌除银，氯气除锌步骤，回收率提高

5.2 效益分析

表2 精铋炉前样、综合样（%）

表3 二次真空蒸馏后粗铋样品

表4 粗铋样品分析

结 语

综上所述，经过生产研究和生产实践，粗铋精炼新工艺是非常成功的，该项目生产正常，工艺稳定，各产品均达到了预期工艺质量指标，可以推广和普及。

参考文献

[1]周彪.铋精炼烟气处理工艺研究[J]. 环境与发展,2016,28(03):87-89.

[2]欧阳海波,雷吟春.湖南柿竹园铋精炼碱渣中碲的初步回收工艺研究[J].稀有金属与硬质合金,2017,45(01):23-25.