贵金属铅(包括返渣贵金属铅)和粗银粉在分银炉中精炼,产出金银总量97%以上的金银合金阳极板,送电解提银。
某厂使用的小型分银器是1t圆筒卧式转炉。它由15毫米厚的锅炉钢板卷焊而成。炉子内衬一层10毫米石棉板和一层镁砖。该炉内径1.1米,长1.3米,容积1.23立方米,按容积的五分之二计算,可处理3 ~ 4.5吨贵铅或1.5 ~ 2吨粗银粉。炉子的形状、支架和传动形式与图1中你的铅炉相同。但由于炉膛较小,只在前方开了一个400× 300mm长的炉口,用于进料、出料和烟气出口,并在炉体一侧设置了高压喷嘴,供给重油、蒸汽和风。烟气经过水套烟道、衬耐火砖的钢制烟道和冷却烟道,然后进入布袋除尘系统,收集的水蒸气通过烟囱排入大气。不收尘时,烟气从地下辅助烟道经烟囱排入大气。
图1转换器原理图
一、银炉烘炉和洗炉
银炉的烘炉和水洗和你们铅炉大致相同。由于分银炉砖层较薄,烤箱大修需要5d(120h),停炉再生产一般需要两天烘烤。清洗炉子24小时。为保证金银合金阳极板产品质量,原则上应使用纯废铅洗炉。
第二步,熔炼贵铅浸出渣
浸出渣铅贵,每炉处理量3 ~ 4.5t,无熔剂。装料后,随着炉温的升高,炉料逐渐熔化。3 ~ 4小时后,待贵铅完全熔化后,逐渐升温,保持炉温在1050 ~ 1150℃,并设置风道吹入空气进行氧化。吹管的喷嘴放在金属液液面上方150mm左右,吹来的风应该只是让金属液产生波纹,不至于造成金银的飞溅损失。每炉氧化精炼时间通常为35 ~ 60h。过程中要经常检查炉温、吹风量和氧化情况,并随时改变吹风位置。随时将氧化产生的漂浮干渣抽出。但当炉温过低,吹气量过大时,氧化干渣生成过快,必然造成大量金银进入干渣而造成损失,这是不可取的。
在银炉氧化熔炼过程中,贵铅中的各种杂质被氧化除去,依次为锌、铁、锑、砷、铅、铋、镍、硒、碲、铜。然而,它们的氧化去除和氧化开始顺序并不完全一致。
开始时,炉料中的大部分砷和锑生成挥发性的三氧化二砷,以烟气形式逸出,部分生成非挥发性的五氧化二砷;
4As+3 O2 2 as2o 3↓
4Sb+3O2 2Sb2O3↑
4As+5O2 2As2O5
4Sb+5O2 2Sb2O5
此时,尽管一些铅开始氧化,但是除了一些挥发物之外,大部分生成的氧化铅被砷、锑、铁、锡和其他杂质还原成金属铅:
2As+3PhO As2O3+3Pb
2Sb+3PbO Sb2O3+3Pb
铁+氧化铅
锡+2PbO氧化锡+2Pb
另一部分氧化铅与砷和锑反应生成亚砷酸铅和亚锑酸铅;
2As+6PbO 3PbO As2O3+3Pb
2Sb+6PbO 3PbO Sb2O3+3Pb
它与亚砷酸铅中过量的空气体反应,部分氧化成砷酸铅进入渣中;
3PbO As2O3+O2 3PbO As2O5
锑酸铅与炉料中的锑反应生成挥发性三氧化二锑,还原铅;
3PbO Sb2O5+2Sb 2Sb2O5↑+3Pb
来不及挥发的部分三氧化二锑被氧化成五氧化二锑,与氧化铅反应生成锑酸铅进入渣中;
Sb2O3+2PbO Sb2O5+2Pb
Sb2O5+3PbO 3PbO Sb2O5
随着砷、锑的挥发和结渣,烟气逐渐由深变浅。在氧化铅的作用下,炉料中的锌、铁氧化物也与砷、锑反应生成亚砷酸盐和亚锑酸盐,氧化成亚砷酸盐和亚锑酸盐,然后在渣中除去。此时熔池液面呈暗绿色至深绿色,熔渣呈糊状,粘度大。
当大部分锌、铁、砷、锑挥发,除渣后,大量的铅氧化过程开始:
2Pb+O2 2PbO
当铅开始氧化挥发时,烟气逐渐变成蓝灰色,从熔池底部取出的金属样品横截面变成蓝色,呈现细小晶体。随着大量铅的氧化挥发,烟气由绿灰变为浅灰黄色。这时碲开始氧化成渣。碲渣可以在通过火法冶金工艺回收碲的工厂中生产。但有些工厂只有在熔池中合金的金银总量达到80%以上时,才开始制造碲渣。
铅中的碲和硒是化合物。除少数能在氧化气氛中自行氧化外,大部分能通过加入强氧化剂(硝石等)分解的活性氧而被氧化。).为了浸出回收碲,在强烈搅拌下,向熔池中加入占贵铅重量1% ~ 3%和贵铅重量3% ~ 5%的硝石和碳酸钠的混合氧化剂,使碲和硒氧化,生成亚碲酸钠(硒)进入渣中,制成碲渣;
2NaNO3 Na2O+2NO2+〔O〕
MeTe+3〔O〕 MeO+TeO2
TeO2+Na2CO3 Na2TeO3+CO2↑
MeSe+3〔O〕 MeO+SeO2
SeO2+Na2CO3 Na2SeO3+CO2↑
产生的碲渣用烧碱溶液浸出,浸出液送去回收碲和硒,浸出渣返回处理回收金和银。碲渣要在合适的时候造。太早了,碲还没有大量氧化,富碲渣还做不出来。后来碲被氧化成不溶物,进入渣中,部分挥发跑了。
除去大部分铅、硒、碲后,烟气逐渐变成粉红色,即铜进入氧化阶段。当铜开始氧化时,氧化铅会发生以下可逆反应。随着反应的进行,铅逐渐被氧化并被除去:
Cu2O+Pb PbO+2Cu
当大量的铜被氧化时,铋也开始氧化成三氧化二铋;
4Bi+3o 2·2bi 2 o 3
三氧化二铋沸点高(1980℃),不易挥发。因为氧化铅的存在。因此,大部分三氧化二铋和氧化铅形成低熔点(817℃。PbO的熔点是883℃。此时PbO因3% ~ 6%银的溶解而还原至840℃,流动性好的亮黄色薄渣覆盖熔池表面。此时大部分铋已经被氧化成渣,回收铋的工厂可以将这种光亮渣(俗称高铋渣)排出,送去提取铋。
由于强氧化作用,一些银实际上被氧化成氧化银。但熔池中仍含有其他金属杂质,生成的氧化银很不稳定,很快被铜、铋等还原成金属银。,并相应生成铜、铋等氧化物:
2Ag+ O2 Ag2O
Ag2O+2Cu Cu2O+2Ag
3Ag2O+2Bi Bi2O5+6Ag
炉料中少量的镍会生成NiO,进入渣中被除去。
随着其他杂质被氧化除去,铜进入主氧化阶段(伴随着镍、铋等残留杂质的氧化),大量挥发,使烟气变成粉红色直至暗红色。此时,从熔池底部取出的金属样品横截面呈粉红色至深灰红色,晶体由细变粗。随着铜的进一步氧化,炉渣中的氧化铜大量富集,在类金属截面上出现具有玻璃光泽的大颗粒氧化铜晶体,或在截面的某些部位富集呈弥散状的褐红色氧化铜。铜进一步氧化和大量造渣后,取出的金属试样表面可见大量银白色银,外观断面为浅灰-粉红色细晶,局部有大量熔渣。此时,可以开始合金清洗。
所谓“合金清理”,是指炉料中的一些贱金属杂质,特别是铜等高电位金属,仅靠吹空气使其成渣或挥发是不能被氧化的,而必须通过在熔融合金中加入一种强氧化剂来氧化去除的操作。通常用强氧化性的硫酸石清洗合金,硫酸石能分解释放活性氧,氧化残留的铜、镍、铋等。在合金中进入炉渣并被除去:
2NaNO3 Na2O+2NO2+〔O〕
2Cu+〔O〕 Cu2O
2Bi+3〔O〕 Bi2O3
Ni+〔O〕 NiO
Te+2〔O〕 TeO2
在实践中,有经验的操作人员往往会适当延长吹炼氧化时间,推迟合金清洗的开始时间。这样做是为了尽可能地通过氧化去除铜等部分杂质,从而缩短合金清洗的操作时间,降低劳动强度,减少硝石消耗,减少金银损失。因为当熔融合金表面被大量炉渣覆盖时,即使风量很大,吹炼时金银的“挥发”损失也很小。但是清洗合金时,合金表面没有覆盖剂。在长期剧烈搅拌和氧化的条件下,高速的烟气流动必然会带走大量细小的金银颗粒,增加金银的“挥发”损失。合金清洗时间越长,金银损失越多。
合金清理前2小时,将炉温升至1250 ~ 1300℃,使炉壁上的熔渣熔化,以便在合金清理前或清理过程中一并清除。为了避免合金清洗后,合金放出大量潜热,烘烤炉壁上的熔渣,影响金银合金板的质量。
清理合金时,先排出薄渣,拉出粘渣后,停止供油供气,在铁刮刀连续强力搅拌合金的同时,向熔池中加入一批硝石。强力搅拌是为了使分解的活性氧与合金中的所有杂质充分接触,从而加速贱金属杂质的氧化。边搅拌边加入硝石,是为了防止加入的硝石在熔池表面形成黄色的砂糖状硬壳,引起爆炸。按上述配料,每批加入硝石20 ~ 25公斤。加完一批后,应在持续强力搅拌下供给少量风和油,以防止硝石被强烈烧掉,降低氧化效果。几分钟后,停止搅拌,然后加大空气量和油量使温度升高,再用风管向熔池表面吹空气(如前法),促进杂质氧化。吹气氧化15分钟后,从熔池中取出金属样品观察效果。半小时后,取出导气管,排出薄渣,然后第二次、第三次如上加入硝石...来清洁合金。直到熔池合金表面的渣量越来越少时,应加入两批硝石(1h)放一次渣。合金清洗操作一直进行到从熔池底部取出的金属试样表面光滑平整,呈纯净的银白色,试样表面中间有一条薄而均匀的冷凝沟,难以中断,直到中断的断面呈鸭蛋蓝色。这种合金的金银总量超过97%。
此时,合金表面仍有一层薄薄的熔渣不易清除。这层渣可以在停止供油、送风后,在合金表面喷一层薄薄的干水泥或灰,吸附后即可拔出。然后将合金放入预焙锅内,在锅的液面上加两个草柄(或灰)烧掉部分氧气,起到保温隔渣的作用。
当锅的液面继续燃烧秸秆时,将合金倒入事先预热好的阳极模具中。冷凝后取出,刮去飞边毛刺送电解提取纯银。某厂阳极板(一次合金板)250mm×长× 190mm×宽× 15mm厚。
银炉吹炼产生的干渣和合金净化前放出的稀渣在鼓风炉中富集后返回铅炉熔炼铜银合金。合金清洗前的粘渣和合金清洗时放出的稀渣将直接返回贵铅炉熔炼,返回的渣为贵铅。
用银炉制碲渣和清理合金时,为避免加入硝石的烟气腐蚀集尘袋,应关闭集尘设备,烟气由辅助烟道经烟囱排入大气。其余时间应该是吸尘。收集的粉尘可用于清洁您的铅炉,或根据粉尘中的金银含量送去冶炼您的铅或铜银合金。
在一家工厂里,分银炉的粉尘被一步一步地氧化、熔炼。先用烟化法除去砷和锑,直到不产生白烟为止(收集的烟将送去回收砷和锑),再用氧化法除去铅,烟将送去铅系统处理。除铅后的合金作为铜银合金处理。
第三,冶炼返渣和贵铅。
你们铅炉出的回炉渣贵在铅,从成分上来说是高铜低金的银合金。一般含银20%,金0.5%,铜20% ~ 40%(有时高达60%)。由于贵铅含铜量高,冶炼时铜的氧化需要较长时间,所以每炉总冶炼时间有时超过100h·h,上述1t分银炉每炉可处理返渣和铅约4t。
从炉渣中返回贵铅的冶炼操作与从炉渣中浸出贵铅大致相同。然而,由于这种炉料中几乎不含碲,碲渣通常不在生产碲的工厂中生产。
某厂将含铜60%左右的返渣在分银炉中熔炼,由于铜含量过高,铜银无法分离。如果将这种高铜贵铅熔炼成铜银合金再进行处理,更容易达到预期目的。
4.粗银粉的熔化
粗银粉的来源通常有两种:一是从阳极泥硫酸浸出的除铜液中置换出来的,含有80%左右的银和少量的硒、碲、铜等杂质;另一种来自银电解废液和洗涤液,含银80%以上,主要杂质为铜。
一吨银炉每炉可冶炼1.5 ~ 2吨粗银粉。一般加入8%的碳酸钠和4%的萤石粉。炉料熔化5 ~ 8h后,用风管向熔池表面吹气氧化。操作方法与从矿渣中浸出贵金属铅大致相同。由于炉料中铜等杂质少,每炉总冶炼时间约为20 ~ 30h。碲渣通常由碲厂生产。熔炼生产的阳极板含有约97%的银,但几乎没有金。
关键词TAG: 有色金属