专利名称：一种高银高铜粗铋的精炼方法
技术领域：
本发明涉及金属精炼领域，特别是涉及一种高银高铜粗铋的精炼方法。
背景技术：
铋有广泛的用途金属铋可制低熔点合金，用于自动关闭器或活字合金中；碳酸 氧铋和硝酸氧铋用作药物；氧化铋用于玻璃、陶瓷工业中；铋化合物作为漂白剂和珠光剂 添加在化妆品中。铋在地壳中的含量仅为很低，极少见到单独的原生天然的铋矿，大都与 钨、钼、铅、铜、铁等金属矿物共生。所以一般都在其它主金属提炼过程中的副产物中回收 铋。铋在某些金属提炼工艺的副产品是以高铜、高银铋合金形式存在。以往粗铋的一般精 炼方法，对粗铋含杂质元素有较严格的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种高银高铜粗铋的精炼方法。为了实现本发明目的，本发明采用的技术方案是 一种高银高铜粗铋的精炼方法，包括以下步骤
第一步，加硫除铜
Q)将粗铋装入第一精炼锅内，升温熔化，温度升至500-60(TC，待粗铋完全熔化后，
捞去未熔化的残渣，所述粗铋的组成为，用质量分数表示，含有Cu 0. 5-5%，Ag :1-4%，Bi 75-95%，余量为砷、锑、碲、铁；
(D降温至280-350°C，边搅拌边在粗铋熔液中加入硫磺粉； (D逐步升温至500-550°C，继续搅拌20-30分钟后停止搅拌，将固体或渣子捞出； @将铋液升温至550-650°C，向粗铋熔液中鼓入空气，使铋液中残留的硫生成气体
溢出；
第二步，加锌除银
将经过加硫除铜的粗铋熔液泵入第二精炼锅，升温至500°C，加锌锭，继续加温，至锌锭 完全熔化后降温，捞出银渣，捞完渣后升温至400-450°C，取铋样分析Ag、Cu，至铋液中Ag 、Cu的质量分数分别为Ag彡0. 003%、Cu彡0. 001%时停止升温； 第三步，通氯除锌、铅
将第二精炼锅内的铋液，降温至300-350°C，通入氯气，当锅面开始出现深灰色渣时，将 氯化锌渣菌出；继续通氯气，操作温度开始控制在350-400°C，当温度升至500°C以上，将氯 化铅渣菌出，继续通氯1-2小时，停止通氯，将锅面的浮渣捞净； 第四步，氧化精炼将经过前面三个步骤处理后的粗铋熔液泵入第三精炼锅，温度控制在650-750°C，加入 质量为铋液质量1-2%的片碱，向第三精炼锅内的铋液中鼓入压缩空气搅拌1. 5-3小时，然 后捞渣，取铋样分析铅、银、氯，当铅、银、氯的质量分数分别为Pb彡0. 001%, Ag彡0. 004%, Cl ^ 0. 0015%为合格，再加入质量为铋液质量0. 05-0. 5%的片碱，片碱熔化覆盖于铋液面， 降温至330-450°C，捞渣，在锅内取样品进行全分析，合格后，即得精制铋熔液。所述第一步的加硫除铜工艺中，加入硫磺之前，将粗铋熔液降温至290-330°C。所述第一步的加硫除铜工艺中，将硫磺粉加在正在搅拌的粗铋熔液旋涡中心。所述第一步的加硫除铜工艺中，加入过量的硫磺粉，至反应完全。所述第二步的加锌除银工艺中，加入过量的锌锭，至反应完全。所述第二步中，捞完银渣后升温至400-420°C。所述第三步中通入氯气之前将第二精炼锅内的铋液降温至320-340°C。所述第四步中加入片碱之前粗铋熔液的温度控制在680-720°C，加入质量为铋液 质量1-2%的片碱后，向第三精炼锅内的铋液中鼓入压缩空气搅拌1. 5-2小时，然后捞渣，取 铋样分析铅、银、氯，至Pb ( 0. 001%, Ag ( 0. 004%, Cl ( 0. 0015%，再加入质量为铋液质量 0. 1-0. 2%的片碱熔化覆盖于铋液表面，降温至350-420°C。本发明的有益效果
1、能高标准的实现粗铋的精炼。2、工艺简单，可控性强，较安全。粗铋、产品、执行标准GB/T915-1995牌号Bi 99. 99三者间的对比(质量分数％)
其中，“产品”指采用本发明的精炼方法得到的铋。
具体实施方式
实施例一
采用本方法进行粗铋精炼得到铋锭的过程是经过如下步骤实现的 第一步，加硫除铜
(D将1吨粗铋装入第一精炼锅内，升温熔化，温度升至大约50(TC，待粗铋完全熔化后，捞去未熔化的残渣，所述粗铋的组成为，用质量分数表示，含有Cu :1%，Ag :2%，Bi :90%， 余量为砷、锑、碲、铁
(D捞渣后降温至约280°C，开动搅拌机，搅拌机的叶杆将粗铋熔液进行搅拌，边搅拌
边加硫磺，将过量硫磺粉加在正在搅拌的粗铋熔液旋涡中心。主要的反应式为 2Bi+3S=Bi2S3
Bi2S3+6Cu=2Bi +3Cu2S (S)
(D加完硫磺后逐步升温至约500°C，继续搅拌20分钟后停止搅拌，由于Cu2S的熔点在
IlOO0C以上，所以粗铋中的铜以Cu2S的固体粉末或渣子形式存在于粗铋熔液中，且Cu2S的 比重小于Bi的比重，可以漂浮在粗铋熔液的表面，将Cu2S固体粉末或渣子用漏瓢捞出；
捞渣后的铋液中粗铋熔液中含有残留的硫磺，将铋液升温至550°C，向粗铋熔液中鼓入 空气，使残硫氧化呈SO2气态逸出。主要的反应式为 S+02=S02 (g)
(δ将铋液升温至约550°c，向粗铋熔液中鼓入空气，使铋液中残留的硫生成气体溢
出；
第二步，加锌除银
将经过加硫除铜的粗铋熔液泵入第二精炼锅，升温至500°C，加锌锭，保温，至锌锭完全 熔化后降温，锌与银能生成一系列难熔的Ag-Zn间化合物，呈浮渣形态与铋液分离，保温待 锌锭完全熔化，降温捞银渣，捞完渣后升温至400°C，取铋样分析Ag、Cu,至铋液中Ag、Cu 的质量分数分别为Ag ( 0. 003%、Cu ( 0. 001%时停止升温；此步骤中加入过量锌锭，以保证 反应完全。主要反应式
Ag+α Zn= Ag Zna 第三步，通氯除锌、铅
将经过前面两步处理后的铋液，降温至300°C，通入氯气，氯化锌渣因比重较小，上浮覆 盖在液面，在锅面形成灰白色薄膜层，当锅面开始出现深灰色渣时，则为除锌终点，此时将 液态的氯化锌渣菌出；继续通氯气进行除铅作业，操作温度开始控制在350°C，通氯除铅过 程锅内温度会逐步升高，当温度升至500°C，将氯化铅渣菌出。继续通氯1小时，取铋样分析 Pb，停止通氯，将锅面的浮渣捞净。主要反应式 Zn+Cl2=ZnCl2 Pb+Cl2=PbCl2 2BiCl3+3Zn=3ZnCl2 +2Bi 2BiCl3+3Pb=3PbCl2 +2Bi 第四步，氧化精炼此步骤主要是为了除去残留的比铋更易氧化的痕迹元素，如氯、砷、锑、碲、铁等。将经过前面三个步骤处理后的粗铋熔液泵入第三精炼锅，温度控制在650°C，加 入质量为铋液质量1%的片碱，片碱的有效成分为氢氧化钠，向第三精炼锅内的铋液中鼓入 压缩空气搅拌1.5小时，然后捞渣，取铋样分析铅、银、氯，当铅、银、氯的质量分数分别为 Pb ( 0. 001%, Ag ( 0. 004%, Cl ( 0. 0015%为合格，再加入质量为铋液质量0. 05%的片碱， 片碱熔化覆盖于铋液面，降温至330°C，捞渣，在锅内取样品进行全分析，合格后，即得精制 铋熔液。将铋液放出，通过液泵泵入铸模浇筑成铋锭。本实施例中得到的铋产品中，铋锭的产量为865千克，产品铋锭中铋的质量分数 为 99. 992%。实施例二 本实施例与实施例一的相同之处不赘述，不同之处仅在于
在第一步加硫除铜工艺中，将粗铋装入第一精炼锅内，升温熔化，温度升至约600°C ； 所述第一步的加硫除铜工艺中，加入硫磺之前，将粗铋熔液降温至350°C，边搅拌边在 粗铋熔液中加入硫磺粉；加完硫磺粉后，逐步升温至550°C，继续搅拌30分钟后停止搅拌， 将固体或渣子捞出；捞渣后将铋液升温至约650°C，向粗铋熔液中鼓入空气，使铋液中残留 的硫生成气体溢出；
所述第二步的加锌除银工艺中，将经过加硫除铜的粗铋熔液泵入第二精炼锅，升温至 5500C，加锌锭，继续加温，至锌锭完全熔化后降温，捞出银渣，捞完渣后升温至450°C。所述第三步的通氯除锌、铅步骤中，将第二精炼锅内的铋液，降温至350°C，通入氯 气；舀出氯化锌渣后继续通氯气，操作温度开始控制在400°C，当温度升至500°C以上，将氯 化铅渣菌出，继续通氯2小时，停止通氯，将锅面的浮渣捞净。所述第四步的氧化精炼工艺中，将粗铋熔液泵入第三精炼锅，温度控制在750°C， 加入质量为铋液质量2%的片碱，向第三精炼锅内的铋液中鼓入压缩空气搅拌3小时，然后 捞渣，取铋样分析，当铅、银、氯的质量分数分别为Pb彡0. 001%，Ag彡0. 004%, Cl彡0. 0015% 为合格，再加入质量为铋液质量0. 5%的片碱，片碱熔化覆盖于铋液面，降温至450°C，捞渣， 在锅内取样品进行全分析，合格后，即得精制铋熔液。本实施例中得到的铋产品中，铋锭的产量为858千克，产品铋锭中铋的质量分数 为 99. 995%。实施例三本实施例与实施例一的相同之处不赘述，不同之处仅在于
在第一步加硫除铜工艺中，将粗铋装入第一精炼锅内，升温熔化，温度升至约560°C ； 所述第一步的加硫除铜工艺中，加入硫磺之前，将粗铋熔液降温至340°C，边搅拌边在 粗铋熔液中加入硫磺粉；加完硫磺粉后，逐步升温至520°C，继续搅拌30分钟后停止搅拌， 将固体或渣子捞出；捞渣后将铋液升温至约610°C，向粗铋熔液中鼓入空气，使铋液中残留 的硫生成气体溢出；
所述第二步的加锌除银工艺中，将经过加硫除铜的粗铋熔液泵入第二精炼锅，升温至 5200C，加锌锭，继续加温，至锌锭完全熔化后降温，捞出银渣，捞完渣后升温至440°C。所述第三步的通氯除锌、铅步骤中，将第二精炼锅内的铋液，降温至305°C，然后通 入氯气；菌出氯化锌渣后继续通氯气，操作温度开始控制在380°C，当温度升至500°C以上， 将氯化铅渣菌出，继续通氯1. 8小时，停止通氯，将锅面的浮渣捞净。所述第四步的氧化精炼工艺中，将粗铋熔液泵入第三精炼锅，温度控制在670°C，加入质量为铋液质量2%的片碱，向第三精炼锅内的铋液中鼓入压缩空气搅拌2. 5小 时，然后捞渣，取铋样分析，当铅、银、氯的质量分数分别为Pb ( 0. 001%, Ag≤0. 004%, CK0. 0015%为合格，再加入质量为铋液质量0. 3%的片碱，片碱熔化覆盖于铋液面，降温至 450°C，捞渣，在锅内取样品进行全分析，合格后，即得精制铋熔液。本实施例中得到的铋产品中，铋锭的产量为872千克，产品铋锭中铋的质量分数 为 99. 994%ο实施例四本实施例与实施例一的相同之处不赘述，不同之处仅在于
在第一步加硫除铜工艺中，将粗铋装入第一精炼锅内，升温熔化，温度升至约535°C ； 所述第一步的加硫除铜工艺中，加入硫磺之前，将粗铋熔液降温至300°C，边搅拌边在 粗铋熔液中加入硫磺粉；加完硫磺粉后，逐步升温至535°C，继续搅拌25分钟后停止搅拌， 将固体或渣子捞出；捞渣后将铋液升温至约570°C，向粗铋熔液中鼓入空气，使铋液中残留 的硫生成气体溢出；
所述第二步的加锌除银工艺中，将经过加硫除铜的粗铋熔液泵入第二精炼锅，升温至 510°C，加锌锭，继续加温，至锌锭完全熔化后降温，捞出银渣，捞完渣后升温至410°C。
所述第三步的通氯除锌、铅步骤中，将第二精炼锅内的铋液，降温至330°C，通入氯 气；舀出氯化锌渣后继续通氯气，操作温度开始控制在360°C，当温度升至500°C以上，将氯 化铅渣菌出，继续通氯1. 5小时，停止通氯，将锅面的浮渣捞净。所述第四步的氧化精炼工艺中，将粗铋熔液泵入第三精炼锅，温度控制在700°C， 加入质量为铋液质量2%的片碱，向第三精炼锅内的铋液中鼓入压缩空气搅拌1. 8小 时，然后捞渣，取铋样分析，当铅、银、氯的质量分数分别为Pb ( 0. 001%, Ag ( 0. 004%, Cl ( 0. 0015%为合格，再加入质量为铋液质量0. 15%的片碱，片碱熔化覆盖于铋液面，降温 至450°C，捞渣，在锅内取样品进行全分析，合格后，即得精制铋熔液。本实施例中得到的铋产品中，铋锭的产量为873. 8千克，产品铋锭中铋的质量分 数为 99. 997%。实施例五本实施例与实施例一的相同之处不赘述，不同之处仅在于本实施例中 将1吨粗铋装入第一精炼锅内，用质量分数表示，含有Cu :2%，Ag 1. 5%，Bi 94. 8%，余量为 砷、锑、碲、铁；
本实施例中得到的铋产品中，铋锭的产量为921千克，产品铋锭中铋的质量分数为 99.994%ο
权利要求
一种高银高铜粗铋的精炼方法，其特征在于，包括以下步骤第一步，加硫除铜将粗铋装入第一精炼锅内，升温熔化，温度升至500 600℃，待粗铋完全熔化后，捞去未熔化的残渣，所述粗铋的组成为，用质量分数表示，含有Cu0.5 5%，Ag1 4%，Bi75 95%，余量为砷、锑、碲、铁；降温至280 350℃，边搅拌边在粗铋熔液中加入硫磺粉；逐步升温至500 550℃，继续搅拌20 30分钟后停止搅拌，将固体或渣子捞出； 将铋液升温至550 650℃，向粗铋熔液中鼓入空气，使铋液中残留的硫生成气体溢出；第二步，加锌除银将经过加硫除铜的粗铋熔液泵入第二精炼锅，升温至500 550℃，加锌锭，继续加温，至锌锭完全熔化后降温，捞出银渣，捞完渣后升温至400 450℃，取铋样分析Ag 、Cu，至铋液中Ag 、Cu的质量分数分别为Ag≤0.003%、Cu≤0.001%时停止升温；第三步，通氯除锌、铅将第二精炼锅内的铋液，降温至300 350℃，通入氯气，当锅面开始出现深灰色渣时，将氯化锌渣舀出；继续通氯气，操作温度开始控制在350 400℃，当温度升至500℃以上，将氯化铅渣舀出，继续通氯1 2小时，停止通氯，将锅面的浮渣捞净；第四步，氧化精炼将经过前面三个步骤处理后的粗铋熔液泵入第三精炼锅，温度控制在650 750℃，加入质量为铋液质量1 2%的片碱，向第三精炼锅内的铋液中鼓入压缩空气搅拌1.5 3小时，然后捞渣，取铋样分析铅、银、氯，当铅、银、氯的质量分数分别为Pb≤0.001%，Ag≤0.004%，Cl≤0.0015%为合格，再加入质量为铋液质量0.05 0.5%的片碱，片碱熔化覆盖于铋液面，降温至330 450℃，捞渣，在锅内取样品进行全分析，合格后，即得精制铋熔液。 639335dest_path_image001.jpg,527656dest_path_image002.jpg,597112dest_path_image003.jpg,949596dest_path_image004.jpg
2.根据权利要求1所述的一种高银高铜粗铋的精炼方法，其特征在于所述第一步的 加硫除铜工艺中，加入硫磺之前，将粗铋熔液降温至290-330°C。
3.根据权利要求1所述的一种高银高铜粗铋的精炼方法，其特征在于所述第一步的 加硫除铜工艺中，将硫磺粉加在正在搅拌的粗铋熔液旋涡中心。
4.根据权利要求1所述的一种高银高铜粗铋的精炼方法，其特征在于所述第一步的 加硫除铜工艺中，加入过量的硫磺粉，至反应完全。
5.根据权利要求1所述的一种高银高铜粗铋的精炼方法，其特征在于所述第二步的 加锌除银工艺中，加入过量的锌锭，至反应完全。
6.根据权利要求1所述的一种高银高铜粗铋的精炼方法，其特征在于所述第二步中， 捞完银渣后升温至400-420°C。
7.根据权利要求1所述的一种高银高铜粗铋的精炼方法，其特征在于所述第三步中 通入氯气之前将第二精炼锅内的铋液降温至320-340°C。
8.根据权利要求1所述的一种高银高铜粗铋的精炼方法，其特征在于所述第四步中 加入片碱之前粗铋熔液的温度控制在680-720°C，加入质量为铋液质量1-2%的片碱后，向 第三精炼锅内的铋液中鼓入压缩空气搅拌1. 5-2小时，然后捞渣，取铋样分析铅、银、氯，至 Pb ( 0. 001%，Ag ( 0. 004%, Cl ( 0. 0015%,再加入质量为铋液质量0. 1-0. 2%的片碱熔化覆 盖于铋液表面，降温至350-420°C。
全文摘要
本发明涉及金属精炼领域，特别是涉及一种高银高铜粗铋的精炼方法，包括加硫除铜，加锌除银，通氯除锌、铅，和氧化精炼四个步骤，采用本发明的方法能高标准的实现高银高铜粗铋的精炼，工艺简单，可控性强，较安全。
文档编号C22B30/06GK101914694SQ20101027526
公开日2010年12月15日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者刘清, 谢冬长, 赖庆冲, 邱述仰 申请人:江西稀有金属钨业控股集团有限公司