一种高效回收铅阳极泥中贵重金属的方法与流程

本发明属于有色金属冶炼
技术领域：
，具体涉及一种高效回收铅阳极泥中贵重金属的方法。
背景技术：
铅阳极泥中主要含金、银、铋、铅、铜、砷、锑等金属元素。目前，铅阳极泥的处理基本上有三种方式：一是火法工艺；二是全湿法工艺；三是火法—湿法联合工艺。湿法工艺试剂消耗量大，设备腐蚀严重、维修工作量大，废液处理流程复杂，劳动生产率低，生产成本高，工艺冗长，只适合小规模生产；火法—湿法联合工艺成本高，废水量大，同时存在废气回收困难，且湿法渣在返回处理时需要干燥、破碎等工艺较复杂；现采用较多的属火法工艺。大都以铅阳极泥为原料，可能会搭配部分高银矿以及部分焦煤、纯碱等辅料进行还原熔炼产出贵铅，再对贵铅进行氧化精炼，通过造锑渣、铋渣、铜渣最终产出粗银送入银电解。该生产工艺在行业内产业化广泛，但存在以下缺陷：①时间周期过长，一般情况若阳极泥投料10-15吨，还原时间为18-22h，贵铅投入20-26吨，氧化精炼时间为40-60h；②工艺复杂，特别是氧化精炼工序，工人劳动强度大，金属回收率低；③氧化精炼各种渣料产出物多，返投物料较多；④副产物锑渣、铋渣、铜渣带走的金、银高，即使后期通过后续工艺可回收，但也会有一定的损失，并且拉长了贵重金属特别是金、银的回收流程，延长了公司资金的占有时长。近年来，我国研究开发出了富氧底吹、侧吹熔炼等方法处理铅阳极泥工艺，但仍然存在能耗高、回收工艺复杂、金属回收率低差等问题。专利申请号cn201310336279.6公开了一种利用顶吹炉综合高效处理铅阳极泥的方法包括混合料制备、一次还原熔炼、还原捕金、二次吹炼、回收砷锑工序，即按干重铅阳极泥、造渣剂、返料、还原剂均匀混合得混合物料；按物料重量比1～10％的燃料喷入顶吹炉熔池内，控制顶吹炉熔炼温度为900℃～1200℃，充分反应后上浮形成渣层经排放口排出后再回收处理；被还原剂还原出来的铅捕集金、银后下沉形成贵铅层，经进一步强化吹炼后经排放口放出继续精精炼；将高温烟尘经余热回收装置，降温除尘后，得到砷锑烟尘。此发明中需要经过一次熔炼和二次吹炼，工艺复杂，并且能耗高，贵重金属的回收率低。技术实现要素：本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高效回收铅阳极泥中贵重金属的方法。本发明提供了一种高效回收铅阳极泥中贵重金属的方法，包括以下步骤：1)向富氧熔池内鼓入富氧空气，过量空气系数控制为0.5-0.8，再将铅阳极泥、萤石、铁屑和纯碱混合均匀后加入富氧熔池内熔炼，得到一次贵铅；2)在一次贵铅中加入添加剂进行除铜脱锑，得到二次贵铅和铜渣；3)将二次贵铅进行真空蒸馏，真空度为10-15pa，温度为900-1100℃，得到铅铋合金和粗银；4)将铅铋合金进行第二次真空蒸馏，真空度为6—10pa，温度为450—600℃，得到粗铋和粗铅。11.优选的，步骤1)中所述铅阳极泥中包括如下重量百分比含量的金属元素：铅5％-30％，银1％-20％，铋1％-20％，铜1％-10％，锑1％-50％。优选的，步骤1)中所述铅阳极泥、萤石、铁屑和纯碱的质量比为100:0.5:1:5。优选的，步骤1)中所述熔炼温度为1050-1250℃。优选的，步骤1)中所述熔炼后还得到烟尘和稀渣。优选的，步骤1)中所述烟尘经余热回收、净化除尘后得到烟气和锑白。优选的，步骤2)中所述添加剂为硫铁矿或谷壳。优选的，步骤2)中所述添加剂的加入质量为一次贵铅质量的0.1-0.3％。优选的，步骤2)中所述除铜脱锑的温度为600—800℃。优选的，步骤2)中所述二次贵铅中含铜元素的质量分数≤2％，铅元素的质量分数≤5％。本发明通过加入萤石和铁屑控制一次贵铅中feo和sio2的质量比1.5-1.8：1，cao和sio2的质量比为0.5-1.0：1。本发明步骤1)得到的稀渣重新返回熔炼池中熔炼。铅阳极泥中主要含金、银、铋、铅、铜、砷、锑等金属元素，需要将其中的贵金属及其他有价金属进行回收，综合利用。目前大都采用火法工艺对铅阳极泥进行处理，传统火法工艺处理阳极泥存在贵金属富集度低，返渣量大，操作模式为间断式作业，自动化水平低，炉子密闭不严，环保效果较差，能耗较高，生产成本相对全湿法和火法—湿法工艺较小。近年来，我国研究开发出了富氧底吹、侧吹熔炼等方法处理铅阳极泥工艺，专利申请号cn201310336279.6中采用还原熔炼分离出铜渣和铋渣，再经过还原捕金得到贵铅层，贵铅层经过二次吹炼后处理得到砷锑烟尘，需要经过一次熔炼和二次吹炼，工艺复杂，并且能耗高，铋渣、铜渣带走的金、银高，即使后期通过后续工艺可回收，但也会有一定的损失，并且延长了贵重金属特别是金、银的回收流程，生产效率低。本发明首先将铅阳极泥、萤石、铁屑和纯碱在富氧熔池中熔炼，得到一次贵铅，再将一次贵铅加入硫铁矿或谷壳进行除铜脱锑，得到二次贵铅，副产物铜渣进入铜系统回收，二次贵铅经过真空蒸馏得到粗银进行转炉吹炼产出粗银，再送银电解，真空蒸馏挥发物冷凝为铅铋合金，铅铋合金经过第二次真空蒸馏分离得到粗铅与粗铋，各自送铅电解与铋精炼系统。该工艺流程简单，使铅阳极泥中铜、锑得到有效分离，并且富氧熔炼分离出含锑烟尘和稀渣，稀渣中银的含量很少，只有0.03％左右，并且稀渣重新返回熔池中进一步熔炼，金、银得到高效快速提取，铜和铋不是通过熔炼直接得到铜渣和铋渣，而是将熔炼得到的一次贵铅加入硫铁矿或谷壳进行除铜脱锑，得到铜渣，铅铋合金经过第二次真空蒸馏分离得到粗铋，与专利申请号cn201310336279.6中直接熔炼分离出铜渣和铋渣相比，本发明的铜渣和粗铋中带走的金和银较少，特别是银的含量，能够提高金银的直收率，并且缩短了金、银的回收流程，生产效率高；另外采用富氧熔炼的方法对铅阳极泥进行处理，控制过量空气系数为0.5-0.8，热效率大大提高，能耗大大降低，加快铅阳极泥的熔化速度，大大提高熔炼效率，有效减少了废气的产生，提高了废气回收率。本发明加入萤石和铁屑控制一次贵铅中feo和sio2的质量比1.5-1.8：1，cao和sio2的质量比为0.5-1.0：1，能够使一次贵铅在后续的除铜脱锑和真空蒸馏分离过程中各贵金属元素的分离更简单，分离效率更高，分离更加彻底，大大缩短了分离流程。本发明的二次贵铅经过两次真空蒸馏，将铅、铋和银分离，得到粗铅、粗铋和粗银，而现有技术中通常是采用浸出和中和方法分离出银和铋等，如专利申请号cn201010179026.9中往熔炼浸出渣中加入硫化钠沉银，得到粗银，再加入碳酸钠进行中和沉铋，固液分离后得到氯氧化铋，此方法工艺复杂，并且银和铋的回收率低，副反应较多，后期处理复杂，分离效率低。本发明采用物理方法进行分离，操作流程简单，能耗低，节约大量的人力物力，易实现生产工业化。本发明的有益效果是：1、本发明工艺流程简单，富氧熔炼分离出含锑烟尘和稀渣，稀渣中银的含量很少，只有0.03％左右，并且稀渣重新返回熔池中进一步熔炼，金、银得到高效快速提取，铜和铋不是通过熔炼直接得到铜渣和铋渣，而是将熔炼得到的一次贵铅加入硫铁矿或谷壳进行除铜脱锑，得到铜渣，铅铋合金经过第二次真空蒸馏分离得到粗铋，铜渣和粗铋中带走的金和银较少，特别是银的含量，能够提高金银的直收率，并且缩短了金、银的回收流程，生产效率高。2、本发明采用富氧熔炼的方法对铅阳极泥进行处理，控制过量空气系数为0.5-0.8，热效率大大提高，能耗大大降低，加快铅阳极泥的熔化速度，大大提高熔炼效率，有效减少了废气的产生，提高了废气回收率。3、本发明的铅、铋得到有效分离提纯，该工艺流程高效快速的分离回收了铅阳极泥中的各种贵重金属，使用范围广泛，有很强的产业化前景。4、本发明得到的二次贵铅经过两次真空蒸馏，将铅、铋和银分离，得到粗铅、粗铋和粗银，采用物理分离方法，操作流程简单，能耗低，节约大量的人力物力，易实现生产工业化。5、本发明原料成本低廉，工艺简单，生产效率高，整个处理过程安全高效，无有害气体产生，噪音远低于国家标准，无固体废弃物污染，利于环保，实现安全生产。附图说明图1是本发明的工艺流程图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。实施例11)向富氧熔池内鼓入富氧空气，过量空气系数控制为0.6，再将铅阳极泥、萤石、铁屑和纯碱混合均匀后加入富氧熔池内熔炼，温度控制为1150℃，得到一次贵铅、烟尘和稀渣，烟尘经余热回收、净化除尘后得到烟气和锑白，烟气可直接排放到空气中，锑白可回收利用，稀渣返回富氧熔池内继续熔炼；其中铅阳极泥中包括如下重量百分比含量的金属元素：铅10.21％，银6.38％，铋11.66％，铜4.19％，锑37.27％；铅阳极泥、萤石、铁屑和纯碱的质量比为100:0.5:1:5；2)一次贵铅在融化锅中进行除铜脱锑，加入硫铁矿，温度控制为650℃，得到二次贵铅和铜渣，所述硫铁矿的加入质量为一次贵铅质量的0.1％，铜渣进入铜系统回收，二次贵铅中含铜元素的质量分数≤2％，铅元素的质量分数≤5％；3)将二次贵铅进行真空蒸馏，真空度为12pa，温度为1050℃，挥发物冷凝得到铅铋合金，剩下的渣料为粗银，粗银经过转炉吹炼再送银电解；4)将铅铋合金进行第二次真空蒸馏，真空度为7pa，温度为550℃，铅和铋分离得到粗铋和粗铅，粗铋送铋精炼，粗铅送铅电解。实施例21)向富氧熔池内鼓入富氧空气，过量空气系数控制为0.8，再将铅阳极泥、萤石、铁屑和纯碱混合均匀后加入富氧熔池内熔炼，温度控制为1050℃，得到一次贵铅、烟尘和稀渣，烟尘经余热回收、净化除尘后得到烟气和锑白，烟气可直接排放到空气中，锑白可回收利用，稀渣返回富氧熔池内继续熔炼；其中铅阳极泥中包括如下重量百分比含量的金属元素：铅28.56％，银2.24％，铋18.32％，铜1.55％，锑11.25％；铅阳极泥、萤石、铁屑和纯碱的质量比为100:0.5:1:5；2)一次贵铅在融化锅中进行除铜脱锑，加入硫铁矿，温度控制为600℃，得到二次贵铅和铜渣，所述谷壳的加入质量为一次贵铅质量的0.2％，铜渣进入铜系统回收，二次贵铅中含铜元素的质量分数≤2％，铅元素的质量分数≤5％；3)将二次贵铅进行真空蒸馏，真空度为15pa，温度为1100℃，挥发物冷凝得到铅铋合金，剩下的渣料为粗银，粗银经过转炉吹炼再送银电解；4)将铅铋合金进行第二次真空蒸馏，真空度为10pa，温度为600℃，铅和铋分离得到粗铋和粗铅，粗铋送铋精炼，粗铅送铅电解。实施例31)向富氧熔池内鼓入富氧空气，过量空气系数控制为0.5，再将铅阳极泥、萤石、铁屑和纯碱混合均匀后加入富氧熔池内熔炼，温度控制为1250℃，得到一次贵铅、烟尘和稀渣，烟尘经余热回收、净化除尘后得到烟气和锑白，烟气可直接排放到空气中，锑白可回收利用，稀渣返回富氧熔池内继续熔炼；其中铅阳极泥中包括如下重量百分比含量的金属元素：铅6.41％，银18.25％，铋5.68％，铜8.45％，锑27.11％；铅阳极泥、萤石、铁屑和纯碱的质量比为100:0.5:1:5；2)一次贵铅在融化锅中进行除铜脱锑，加入硫铁矿，温度控制为800℃，得到二次贵铅和铜渣，所述硫铁矿的加入质量为一次贵铅质量的0.3％，铜渣进入铜系统回收，二次贵铅中含铜元素的质量分数≤2％，铅元素的质量分数≤5％；3)将二次贵铅进行真空蒸馏，真空度为10pa，温度为900℃，挥发物冷凝得到铅铋合金，剩下的渣料为粗银，粗银经过转炉吹炼再送银电解；4)将铅铋合金进行第二次真空蒸馏，真空度为6pa，温度为450℃，铅和铋分离得到粗铋和粗铅，粗铋送铋精炼，粗铅送铅电解。对比例11)向富氧熔池内鼓入富氧空气，过量空气系数控制为0.8，再将铅阳极泥、萤石、铁屑和纯碱混合均匀后加入富氧熔池内熔炼，温度控制为1050℃，得到一次贵铅、烟尘和稀渣，烟尘经余热回收、净化除尘后得到烟气和锑白，烟气可直接排放到空气中，锑白可回收利用，稀渣返回富氧熔池内继续熔炼；其中铅阳极泥中包括如下重量百分比含量的金属元素：铅28.56％，银2.24％，铋18.32％，铜1.55％，锑11.25％；铅阳极泥、萤石、铁屑和纯碱的质量比为100:0.5:1:5；2)一次贵铅在融化锅中进行除铜脱锑，加入硫铁矿，温度控制为600℃，得到二次贵铅和铜渣，所述硫铁矿的加入质量为一次贵铅质量的0.2％，铜渣进入铜系统回收，二次贵铅中含铜元素的质量分数≤2％，铅元素的质量分数≤5％；3)在二次贵铅中加入盐酸溶液和硫化钠，搅拌20-30min，使银沉淀得到银渣；4)将经过硫化钠沉银并分离出银后的液体中加入工业碳酸钠，调整溶液ph值为2.0-3.0，中和沉铋，至铋沉淀完全，进行固液分离，得到铋渣。对比例2采用专利申请号cn201310336279.6中的方法处理铅阳极泥。采用实施例1的方法从铅阳极泥中高效回收贵重金属，得到的各金属渣中各金属元素的含量如表1。表1各金属渣中各金属元素的质量百分含量金属渣名称铅元素(％)银元素(％)铋元素(％)铜元素(％)锑元素(％)粗银0.0899.10.20.1—粗铋1.80.295.61.3—粗铅97.40.030.230.25—铜渣—0.01—28.914.8稀渣2.70.030.50.91.3锑白—0.01——73.2从表1中的数据可知，采用实施例1的处理方法从铅阳极泥中高效回收贵重金属，各金属渣中其他金属元素的含量很少，有些金属元素甚至没有，粗银中银的含量达到99％以上，粗铅中铅的含量达到97.4％，说明采用实施例1的方法从铅阳极泥中回收到的各金属直收率高，特别是铅和银的直收率。采用实施例1-3和对比例1-2的方法从铅阳极泥中回收贵重金属，各金属的直收率如表2。表2各金属元素的直收率从表2中的数据可知，采用本发明的方法从从铅阳极泥中高效回收贵重金属，各金属的直收率较高，基本都达到了90％以上，尤其是银元素的直收率达到了98％以上；而对比例1和2中各金属元素的直收率较低，说明本发明的方法能够提高各金属元素的直收率，生产效率高，并且二次贵铅经过两次真空蒸馏，将铅、铋和银分离，得到粗铅、粗铋和粗银，相较于现有技术中采用浸出和中和方法分离出银和铋，本发明采用物理方法进行分离，操作流程简单，能耗低，铅、银和铋元素的直收率较高，节约大量的人力物力，易实现生产工业化。当前第1页12