专利名称：：一种低温碱性熔炼铋精矿提取铋的方法一种低温碱性熔炼铋精矿提取铋的方法[
技术领域：
]本发明涉及一种低温碱性熔炼铋精矿提取铋的方法，属于火法冶金领域。[
背景技术：
]传统的铋金属冶炼分湿法和火法；湿法炼铋主要有？6。3浸出-铁粉置换法、FeCl3浸出-隔膜电极法、FeCl3浸出-水解沉铋法、氯气选择性浸出法、盐酸-亚硝酸浸出法、氯化-水解法、矿浆电解法等，湿法炼铋工艺投资大、成本较高，尤其是产生大量废渣和废水，危害性大，需治理环境污染。火法炼铋主要采用反射炉熔炼，即将铋精矿与还原剂煤粉、铁屑、熔剂纯碱等配料混合后，加入反射炉熔炼，产出炉渣、冰铜与粗铋，熔炼温度高达13001350°C，熔炼时间长达10小时以上，能耗大、操作条件恶劣，并排出大量低浓度二氧化硫污染环境。为此，发明者提出一种低温碱性熔炼铋精矿提取铋的新工艺。该工艺不用还原煤、铁屑等配料添加剂，冶炼温度比传统铋火法冶炼温度降低了45070(TC，时间縮短至35小时，耗大幅降低，不排二氧化硫污染环境。[
发明内容]本发明的目的在于提供一种铋精矿碱性炼铋的方法。这种方法低温固硫熔炼，直接冶炼粗铋，消除污染，达到铋冶炼节能减排和清洁生产的目的。本发明具体工艺过程和条件详述如下1.低温碱性熔炼本发明以纯碱(Na2C03)代替大部分烧碱(NaOH)在600900'C的温度下冶炼铋精矿提取粗铋，熔炼时间14h，熔炼步骤是①按式(1)或(2)计算理论用碱量，总碱量为理论量的l.14.0倍，添加剂的质量比例为Na2C03:NaOH:NaN03=60100:5080:110;②先将需添加的含NaOH300900g/L的浓溶液与铋精矿混捏制粒；③将制粒料置于反应器底部，上面覆盖所需的Na2C03;④升温熔炼；⑤熔炼到时间前0.250.5小时搅动熔体25次；顺便加入所需要量的NaM)3。熔炼过程的主要化学反应如下4Bi2S3+18NaOH+=8Bi+6Na2S+3Na2S203+9H20(1)4Bi2S3+24Na0H=8Bi+9Na2S+3Na2S04+12H20(2)MeS+Na2C03=MeO+Na2S+C02t(3)5Na2S+8NaN03+4H20=5Na2S04+4N2t+8NaOH(4)2.球磨浸出用水在球磨过程中浸出炉渣和锍中的钠盐，其条件为①液固比为16:1;②温度为60100°C;③时间0.55小时；④热水洗涤浸出渣25次至PH=78。3.碱的再生用石灰苛化Na2C0s再生NaOH:Ca(OH)2+Na2C03=2NaOH+CaC03(5)NaOH再生的条件为①Ca(0H)2为理论量的1.13.0倍;②温度为10100°C;③时间为0.510.0小时；将苛化液在9010(TC下浓縮至含NaOH300900g/L;⑤将浓縮液冷却至335。C结晶；⑥分离Na2S04*10H20、Na2S，9H20及Na2S20"5H20。本发明采用碱性熔炼的方法，大幅度的降低了铋的冶炼温度，不需要添加铁屑和还原煤，直接冶炼粗铋和再生NaOH，使流程大为简化，铋回收率大幅提高，而且消除了二氧化硫对环境的污染，对于铋冶炼具有重要意义。[]图-l为本发明工艺流程示意图。[具体实施方式]以柿竹园铋精矿为熔炼试料，其化学成分见表l。表1铋精矿化学成分(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>实施例lA:铋精矿碱性熔炼预先将10克烧碱溶于15ml的水中，制成浓碱溶液，再与100克Att铋精矿混捏均匀，置于石墨坩埚底部，上面覆盖147克纯碱后进行熔炼，在熔炼时间到达前20min加入5克NaN03，在700"C下熔炼60min，750。C保温30min;获得粗铋金重24.78g，铋的直收率为97%，炉渣和锍211.74克。B:球磨浸出向lOOOmL的小球磨机中加入炉渣和锍211.74克，钢球850克，水500mL，在90'C下磨浸4小时后过滤，用lOOmL热水洗渣3次，PH值为7.5，滤渣干重59.l克，滤液560mL，含Na2C03148.5g/L、NaOH4.lg/L、Na2S0411.4g/L、Na2S96.4g/L、Na2S20312.08g/L。C:碱再生取上述磨浸液90mL加入Ca(0H)2l8.64g，在8085。C下苛化2小时，过滤，得CaC03渣25g;将滤液在IOO'C下浓縮至45mL;然后冷却至25t:结晶出含硫钠盐29.20克，其中包括Na2S.9H2025.36g、Na2S04.10H202.21g、Na2S203.5H201.63g，含硫钠盐开路，获得NaOH浓溶液20mL，含NaOH518.45g/L;另470mL磨浸液直接浓縮至168mL，冷却后全部成为固体水合盐，重量为232.3g,其中包括Na2C0369.8g、Na2S.9H20139.3g、Na2S04.10H2012.16g、Na2S203.5H208.98g、NaOH1.93g。实施例2以Btt铋精矿为试料，规模为lOOOg精矿/次，A:铋精矿碱性熔炼预先将100克烧碱溶于150ml的水中，制成浓碱溶液，再与1000克B#铋精矿混捏均匀，置于石墨坩埚底部，上面覆盖1470克纯碱后进行熔炼，在熔炼时间到达前20min加入50克NaN03,在650。C下熔炼60min，70(TC保温60min;获得粗铋金重236.4g，铋的直收率为96.5%，炉渣和锍2167.4克。B:球磨浸出向10L的小球磨机中加入炉渣和锍2167.4克，钢球9000克，水6000mL,在9(TC下磨浸5小时后过滤，用1000mL热水洗渣5次，PH值为7.2,滤渣干重641克，滤液6800mL，含Na2C03140.5g/L、NaOH4.Og/L、Na2S0410.4g/L、Na2S92.4g/L、Na2S20311.42g/L。C:碱再生取上述磨浸液900mL加入Ca(OH)2186.4g，在8085。C下苛化1.5小时，过滤，得CaC03渣254g;将滤液在IO(TC下浓縮至450mL;然后冷却至25'C结晶出含硫钠盐304.2克，获得NaOH浓溶液200mL，含NaOH504.45g/L;另5900mL磨浸液直接浓縮至1700mL，冷却后全部成为固体水合盐，重量为2425g。权利要求1.一种低温碱法熔炼铋精矿提取粗铋的方法，其特征在于以纯碱Na2CO3代替大部分烧碱NaOH在600～900℃的温度下冶炼铋精矿提取铋，主要过程包括熔炼、磨浸及碱的再生，具体工艺为(1)熔炼先将添加剂NaOH浓溶液与铋精矿混捏制粒置于反应器底部，再在上面覆盖Na2CO3，最后升温，熔炼碱性熔炼条件为①温度600～900℃；②反应时间为1～4小时；③添加剂由Na2CO3、NaOH和NaNO3组成，总碱量以纯碱计为理论组成的1.1～4.0倍；其比例为Na2CO3∶NaOH∶NaNO3＝64～90∶7～32∶1.5～16；(2)磨浸磨浸液加Ca(OH)2苛化后，滤去CaCO3渣，将滤液浓缩结晶分离Na2SO4·10H2O、NaS·9H2O及Na2S2O3·5H2O，再生NaOH液返回熔炼过程，球磨浸出钠盐温度为60～100℃，时间为0.5～5小时，液固比为1～6.0∶1；球料比为3～10∶1，热水洗涤浸出渣3～5次至PH＝7～8；(3)NaOH再生条件为①Ca(OH)2为理论量的1.1～3.0倍；②温度为10～100℃；③时间为0.5～10.0小时；④将苛化液在90～100℃下浓缩至含NaOH300～900g/L；⑤将浓缩液冷却至5～35℃。全文摘要一种低温碱性熔炼铋精矿提取铋的方法，本发明是600℃～900℃的低温及碱性条件下熔炼硫化铋精矿提取粗铋，然后球磨炉渣和锍以浸出碳酸钠。主要过程包括碱性熔炼、磨浸和碱的再生。本发明采用碱性熔炼的方法大幅度降低了铋的冶炼温度，不需添加铁屑和还原煤，尤其是以价廉的纯碱代替大部分烧碱，降低冶炼成本；直接冶炼粗铋和再生氢氧化钠，使整个流程大为简化，回收率大幅提高，而且消除二氧化硫烟气对环境的污染。本发明对铋冶炼和节能减排具有重要意义。文档编号C22B30/06GK101289710SQ20081003148公开日2008年10月22日申请日期2008年6月16日优先权日2008年6月16日发明者静何,唐朝波,唐谟堂,杨声海,杨建广,肖剑飞,鲁君乐申请人:中南大学