從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)

從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)一、工藝試驗(yàn)概述錫是有色金屬行業(yè)中用途非常廣泛的金屬之一，主要應(yīng)用于電鍍，焊錫材料，電子行業(yè)，錫合金，錫化工等，錫的資源主要是從錫礦石中提取，或含錫的其它伴生礦中提取，我國是錫的資源消耗大過，也是生產(chǎn)錫比較多的國家，目前，想的礦石資源越來越少了，而錫的二次資源越來越多，因此從二次資源中回收錫是現(xiàn)今我國冶煉錫行業(yè)的主要資源。錫的冶煉工藝主要是，錫火法冶煉，得粗錫產(chǎn)品，粗錫經(jīng)電解精煉，得到精錫產(chǎn)品，在電解精煉過程中，大量的雜質(zhì)元素沉淀到陽極泥中，其中主要有，錫，鉍，銅，鉛，銀，碲，硒，銦等，這些金屬都是有價(jià)值的元素，因此從錫電解陽極泥中回收有價(jià)金屬是值得行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員研究的課題，本文研究的是從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)，包括酸性浸出、置換、揮發(fā)銻、硫化除銅、硅氟酸電解步驟。錫電解陽極泥用酸浸出其中的金屬元素，過濾后在濾液中使用鐵屑進(jìn)行置換，加熱揮發(fā)置換得到的合金粉末，金屬銻揮發(fā)，從煙塵中回收銻白，在經(jīng)過揮發(fā)銻的合金中加入硫磺，可除去合金中的銅，得到粗鉍合金，把粗鉍合金澆注成陽極板后在硅氟酸溶液中進(jìn)行電解，電解后的陽極泥用于回收金、銀元素，殘極板重新澆注成陽極板，陰極上得到高純度的鉍。本發(fā)明對錫陽極泥采用濕法浸出，火法脫雜，電解提純的工藝，綜合回收陽極泥內(nèi)所含的金屬元素，電解出高純度的金屬鉍。本發(fā)明操作簡便、對錫電解陽極泥進(jìn)行了廢物綜合回收利用，提高了經(jīng)濟(jì)效益。二、主要工藝原理從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)，原料來源是是江西錫冶煉工廠電解的陽極泥，在電解過程產(chǎn)生的陽極泥中富集了貴金屬、稀有金屬和其他有價(jià)金屬。這些金屬在國民經(jīng)濟(jì)中占有很重要的地位，從陽極泥中提取這些金屬，可以獲得很大的經(jīng)濟(jì)效益。錫電解所產(chǎn)生的陽極泥中，富含鉍、銻、銅、金、銀等金屬元素，但金屬元素在陽極泥內(nèi)的形態(tài)復(fù)雜，性質(zhì)相近，難于相互分離。目前所采用的是濕法冶金與火法冶金聯(lián)合進(jìn)行的方式來處理，煉錫陽極泥，經(jīng)過酸浸出，鐵粉還原置換，置換渣用電爐還原熔煉成銻鉍合金，再用銻揮發(fā)爐進(jìn)行銻鉍分離，鉍合金熔化并升溫至400~450°C，加入硫磺除去銅元素；降溫至300~350C加入氫氧化鈉除去錫、砷；升溫至350~400C通入氯氣除鉛；再升溫至450~520C，撈出氯化鉛渣；繼續(xù)升溫到680~720C，將溶液中氯氣逸出；再降溫至480~550C，加鋅脫銀；繼續(xù)降溫至320~340C通入氯氣，除去殘留鋅，最后升溫至650~700C，通入水蒸氣脫去氯，然后澆鑄得到精鉍錠。制取精鉍工藝非常復(fù)雜，且操作溫度反復(fù)升降，操作繁瑣，耗能高，設(shè)備消耗大，化驗(yàn)分析頻繁，特別是通入有害氣體氯氣，操作條件惡劣，對周邊環(huán)境污染大，產(chǎn)出的各類渣也不好回收處理。因此，研究開發(fā)一種操作簡便易行，消耗低，污染少，環(huán)保節(jié)能的精鉍提純工藝方法是非常必要的。三、工藝試驗(yàn)內(nèi)容從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，工藝試驗(yàn)研究了從錫電解陽極泥中分離提純鉍的方法。包括酸性浸出、置換、揮發(fā)銻、硫化除銅、硅氟酸電解步驟，具體包括：A、 酸性浸出：在反應(yīng)釜中加入錫電解陽極泥和水，水的體積是陽極泥重量的1?3倍，用酸液調(diào)節(jié)pH值為0?2,在溫度80~100°C下保溫0.5~2小時(shí)，過濾得到濾液a,濾渣風(fēng)干后返回電爐熔煉；B、 置換：在濾液a中加入鐵屑，靜置5?36小時(shí)，過濾后，得到濾渣b,濾液返回酸性浸出步驟；C、 揮發(fā)銻：置換后的濾渣b在揮發(fā)爐內(nèi)加熱，在溫度600~800C下保溫0.5~2小時(shí)，銻氧化生成銻白，從煙塵中回收；D、 硫化除銅：揮發(fā)銻后的合金，在200~300C下，加入適量硫磺，生成的硫化銅飄浮于熔融的合金液表面，打撈回收硫化銅，使得銅含量低于0.1%；E、 硅氟酸電解：將硫化除銅后的合金澆注成陽極板，放入含硅氟酸的電解液中，槽電壓0.3?0.5V，電流密度為150?200A/m2，陰極生成高純度的鉍，殘極板重新熔鑄，陽極泥回收利用。從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)對錫陽極泥采用酸性浸出，火法除銻、銅，硅氟酸電解得到高純度的鉍。此工藝簡便易行，消耗低，污染少，環(huán)保節(jié)能。綜合回收陽極泥中的金屬元素，提高了經(jīng)濟(jì)效益。四、附圖說明圖1為從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)工藝流程圖。五、工藝試驗(yàn)方法下面結(jié)合附圖對從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)作進(jìn)一步的說明，如圖1所示，本發(fā)明包括酸性浸出、置換、揮發(fā)銻、硫化除銅、硅氟酸電解步驟，具體包括：A、 酸性浸出：在反應(yīng)釜中加入錫電解陽極泥和水，水的體積是陽極泥重量的1?3倍，用酸液調(diào)節(jié)pH值為0?2,在溫度80~100°C下保溫0.5~2小時(shí)，過濾得到濾液a,濾渣風(fēng)干后返回電爐熔煉。B、 置換：在濾液a中加入鐵屑，靜置5?36小時(shí)，過濾后，得到濾渣b,濾液返回酸性浸出步驟；C、 揮發(fā)銻：置換后的濾渣b在揮發(fā)爐內(nèi)加熱，在溫度600~800C下保溫0.5~2小時(shí)，銻氧化生成銻白，從煙塵中回收；D、 硫化除銅：揮發(fā)銻后的合金，在200~300C下，加入適量硫磺，生成的硫化銅飄浮于熔融的合金液表面，打撈回收硫化銅，使得銅含量低于0.1%；E、 硅氟酸電解：將硫化除銅后的合金澆注成陽極板，放入含硅氟酸的電解液中，槽電壓0.3?0.5V，電流密度為150?200A/m2，陰極生成高純度的鉍，殘極板重新熔鑄，陽極泥回收利用。A步驟所述的酸液為硫酸溶液、硝酸溶液、高錳酸溶液中的一種或幾種。B步驟進(jìn)行的溫度是40~60C。C步驟所述的煙塵回收是通過熱交換器急冷煙塵。E步驟所述的電解液中為硅氟酸含鉍水溶液，其中鉍離子濃度為80~250克/升,硅氟酸濃度250~450克/升。E步驟所述的電解液中含有濃度為0.01?0.2%的膠狀有機(jī)物。E步驟所述的高純度的鉍含量為99.99%。試驗(yàn)1在反應(yīng)釜中投入電解錫的陽極泥500kg，加入水1m3,加入硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值為0.5,攪拌條件下加溫至80°C后保溫0.5h,過濾后所得濾渣返回電爐內(nèi)，所得濾液a；在濾液a中加入大量鐵屑，并保持溫度為40C，靜置5h,過濾后得到主要含有銻、銅、鉍的金屬粉末；把金屬粉末放入揮發(fā)爐內(nèi)加熱，在溫度600C時(shí)保溫0.5小時(shí)，銻氧化生成銻白，進(jìn)入煙塵，通過熱交換器急冷后使用布袋進(jìn)行回收；揮發(fā)銻后的合金，溫度200C時(shí)，加入適量硫磺，緩慢攪拌，銅與硫磺生成的硫化銅飄浮于熔融的合金液表面，打撈回收硫化銅；硫化除銅后的合金，澆注成陽極板后，放入含硅氟酸的電解液中，電解液中鉍離子濃度為80克/升，硅氟酸濃度250克/升，槽電壓0.3V，電流密度為150A/m2，陰極生成高純度的鉍。試驗(yàn)2在反應(yīng)釜中投入電解錫的陽極泥500kg，加入水0.5m3,加入硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值為1,攪拌條件下加溫至100C后保溫2h,過濾后所得濾渣返回電爐內(nèi)，所得濾液a；在濾液a中加入大量鐵屑，并保持溫度為40C，靜置5h,過濾后得到主要含有銻、銅、鉍的金屬粉末;把金屬粉末放入揮發(fā)爐內(nèi)加熱，在溫度800C時(shí)保溫0.5小時(shí)，銻氧化生成銻白，進(jìn)入煙塵，通過熱交換器急冷后使用布袋進(jìn)行回收；揮發(fā)銻后的合金，溫度300C時(shí)，加入適量硫磺，緩慢攪拌，銅與硫磺生成的硫化銅飄浮于熔融的合金液表面，打撈回收硫化銅；硫化除銅后的合金，澆注成陽極板后，放入含硅氟酸的電解液中，電解液中鉍離子濃度為250克/升，硅氟酸濃度450克/升，槽電壓0.5V,電流密度為200A/m2，陰極生成高純度的鉍。試驗(yàn)3在反應(yīng)釜中投入電解錫的陽極泥500kg，加入水1.5m3,加入硫酸、硝酸的混合溶液調(diào)節(jié)pH值為2,攪拌條件下加溫至90°C后保溫1.5h,過濾后所得濾渣返回電爐內(nèi)，所得濾液a；在濾液a中加入大量鐵屑，并保持溫度為40C，靜置36h,過濾后得到主要含有銻、銅、鉍的金屬粉末；把金屬粉末放入揮發(fā)爐內(nèi)加熱，在溫度700C時(shí)保溫1小時(shí)，銻氧化生成銻白，進(jìn)入煙塵，通過熱交換器急冷后使用布袋進(jìn)行回收；揮發(fā)銻后的合金，溫度250C時(shí)，加入適量硫磺，緩慢攪拌，銅與硫磺生成的硫化銅飄浮于熔融的合金液表面，打撈回收硫化銅；硫化除銅后的合金，澆注成陽極板后，放入含硅氟酸的電解液中，電解液中鉍離子濃度為100克/升，硅氟酸濃度300克/升，槽電壓0.3V,電流密度為150A/m2，電解液含鉍陰極生成高純度的鉍。試驗(yàn)4在反應(yīng)釜中投入電解錫的陽極泥500kg,加入水1.5m3,加入硫酸、硝酸的混合溶液調(diào)節(jié)pH值為2,攪拌條件下加溫至95C后保溫1.5h,過濾后所得濾渣返回電爐內(nèi)，所得濾液a；在濾液a中加入大量鐵屑，并保持溫度為50C，靜置24h,過濾后得到主要含有銻、銅、鉍的金屬粉末；把金屬粉末放入揮發(fā)爐內(nèi)加熱，在溫度700C時(shí)保1.5小時(shí)，銻氧化生成銻白，進(jìn)入煙塵，通過熱交換器急冷后使用布袋進(jìn)行回收；揮發(fā)銻后的合金，溫度200°C時(shí)，加入適量硫磺，緩慢攪拌，銅與硫磺生成的硫化銅飄浮于熔融的合金液表面，打撈回收硫化銅；硫化除銅后的合金，澆注成陽極板后，放入含硅氟酸的電解液中，電解液中鉍離子濃度為120克/升，硅氟酸濃度400克/升，槽電壓0.4V，電流密度為180A/m2，電解液含鉍陰極生成高純度的鉍。六、工藝試驗(yàn)技術(shù)特點(diǎn)從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)其特點(diǎn)是包括酸性浸出、置換、揮發(fā)銻、硫化除銅、硅氟酸電解步驟，具體包括：A、 酸性浸出：在反應(yīng)釜中加入錫電解陽極泥和水，水的體積是陽極泥重量的1?3倍，用酸液調(diào)節(jié)pH值為0?2，在溫度80~100C下保溫0.5~2小時(shí)，過濾得到濾液a,濾渣風(fēng)干后返回電爐熔煉；B、 置換：在濾液a中加入鐵屑，靜置5?36小時(shí)，過濾后，得到濾渣b，濾液返回酸性浸出步驟；C、 揮發(fā)銻：置換后的濾渣b在揮發(fā)爐內(nèi)加熱，在溫度600~800C下保溫0.5~2小時(shí)，銻氧化生成銻白，從煙塵中回收；D、 硫化除銅：揮發(fā)銻后的合金，在200~300C下，加入適量硫磺，生成的硫化銅飄浮于熔融的合金液表面，打撈回收硫化銅，使得銅含量低于0.1%；E、 硅氟酸電解：將硫化除銅后的合金澆注成陽極板，放入含硅氟酸的電解液中，槽電壓0.3?0.5V，電流密度為150?200A/m2，陰極生成高純度的鉍，殘極板重新熔鑄，陽極泥回收利用。從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)，其特點(diǎn)在于酸液為硫酸溶液、硝酸溶液、高錳酸溶液中的一種或幾種。從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)，其特點(diǎn)在于進(jìn)行的溫度是40~60°C。從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)，其特點(diǎn)在于所述的煙塵回收是通過熱交換器急冷煙塵。從錫電解陽極泥中分離提純鉍的工藝試驗(yàn)，其特點(diǎn)在于所述的電解液中為硅氟酸含鉍水溶液，其中鉍離子濃度為80~25