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国外从铅火法精炼的除铋渣中回收铋

2019-02-18   
在粗铅的火法精粹中,铋是最难除掉的杂质,国外一些厂常选用加钙、镁办法除铋。因为钙、镁与铋生成难熔的金属间化合物,构成浮渣而与铅别离。
图1是Ca-Bi系状态图。钙与铋构成两个化合物:Ca3Bi2和CaBi3。其间Ca3Bi2含铋77.66%(分量),熔点不低于1200℃:而CaBi3在507℃分解为Ca7Bi4。

图1  Ca-Bi系状态图
从图1可见存在两个共晶:Ca3Bi2与铋构成的共晶熔点270℃,组成挨近纯铋,而Ca3Bi2与钙构成的共晶熔点786℃,含铋12%(原子)或含铋41.5%(分量)。因为Ca-Bi构成难熔的金属间化合物Ca3Bi2,所以用于粗铅脱铋。
图2描绘了Bi-Mg系状态图。

图2  Bi-Mg系状态图
从图2可见,铋和镁构成化合物Bi2Mg3,熔点823℃。Bi2Mg8与Bi组成的共晶点温度为551℃,含Bi14.3%(原子),而Bi2Mg8与Mg组成的共晶点温度260℃,含Bi95.7%(原子)。И.И.柯尔里洛夫指出,铋与镁构成有限固熔体,在铋中镁的溶解度在300℃时约15.0%(原子),500℃时约30.0%(原子);在镁中铋的溶解度在400℃时为0.18原子%,在551℃时为1.12%(原子)。
下面介绍几个实例:
(一)比利时巴伦电锌厂火法精粹粗铅中,选用加钙、镁除铋的办法产出高铋浮渣,作为提铋质料,其工艺流程如图3。

图3  巴伦电锌厂收回铋工艺流程
此流程首要包含熔化、Pb-Bi电解与氯化精粹三道工序:熔化中包含碱性除钙、镁、电解的意图是完成铅、铋别离,氯化精粹是除掉残铅。因为在铅的火法精粹中,脱铋前,现已除铜、砷、锑、银、锌等杂质,所以,浮渣别离钙、镁、铅后,就可以产出精铋。
(二)西德北德铅精粹厂产出之粗铅,首要经过真空脱锌,脱锌后铅含铋0.05%~3.5%,对含铋高于3.5%的脱锌铅,直接铸成阳极电解,别离铋与铅,而对含铋低于3.5%之脱锌铅,选用加钙,镁除铋办法,将高铋渣熔化后碱性精粹,产出之Pb-Bi阳极含铋4%~8%,铜0.005%~0.01%,银50克/吨,用电解法别离,电解液中Pb70克/升,Cu<0.002克/升,Bi<0.002克/升,产出阳极泥中B188%~90%,Pb2%~4%,Cu0.06%,作为提炼精铋的质料,其工艺流程如图4。

图4  北德铅精粹厂收回铋工艺流程
此流程的特点是含铋高(Bi>3.5%)的脱锌铅选用电解精粹,而含铋低(Bi<3.5%)的脱锌铅选用火法精粹,从Pb-Bi电解所产出的阳极泥中精粹收回铋。
(三)加拿大伯列顿冶炼厂将开始火法精粹后之粗铅,加钙,镁除铋,产出之浮渣含铋2%~4%,经碱性富集后,产出之Pb-Bi合金含铋8%~10%,直接选用通富集铋,富集至Pb-Bi合金含铋高于65%时,加锌除银,氯化脱锌、铅,然后进行碱性精粹,产出一号精铋。其工艺流程如图5所示。

图5  伯列顿厂收回铋工艺流程图
此流程的特点是分两次氯化脱铅,第一次氯化起富集铋(Bi>65%)的效果;第2次氯化起除残铅的效果。