含铋材料的湿法冶金(含铋材料的湿法冶金)

通过浸出、置换、熔化和铸造来处理含铋材料，以生产粗铋。作为铋冶炼方法之一，主要用于处理氧化铋矿、中矿、贫矿和含硅量高的铋渣。我国湿法冶金生产的铋占铋总产量的10% ~ 15%。

技术特征

湿法冶金主要采用氯化浸出。根据原料不同，可采用氯化铁浸出、盐酸加氧化剂浸出、盐酸加氯气浸出、硫酸加氯气浸出、硫酸加食盐浸出等方法。其中，氯化铁浸出最为典型。氯化铁浸出的优点是氯化铁在水溶液中溶解度高，稳定性好，不易生成黄钾铁矾不溶性络合物。氯化铁的氧化电位可以使金属硫化物中的硫以元素硫的形式沉淀出来，从而消除SO2气体的污染。可常压浸出，金属可选择性浸出；氯化铁的可再生应用。缺点是浸出液中含有大量的铁，使得浸出液难以分离提纯。由于氯化铁是强氧化剂，必须使用防腐浸出设备，增加了投资；必须解决氯气逸出造成的环境污染问题。基于上述原因，一般采用氯化铁浸出处理硫化矿，尤其是富银硫化矿。

工艺流程

包括氯化铁浸出、铁粉置换、氯化铁再生、海绵铋熔炼和浇铸等。工艺流程如图所示。

氯化铁浸出

三氯化铁和盐酸作为浸出剂，主要用于处理铋中矿和贫矿。这些铋矿石通常含有水铋石、辉铋矿、天然铋等。浸出反应是:

Bi2S3+6FeCl3=2BiCl3+6FeCl2+3S

Bi2O3+6HCl=2BiCl3+2H2O

铋+三氯化铁=三氯化铋+三氯化铁

氯化铁浸出液中加入的盐酸不仅与Bi2O3反应，而且使溶液保持一定的酸度，生成BiCl。没有水解成生物氯。铋矿石中所含的杂质，如金属硫化物形式的硫，在浸出过程中被氧化成元素硫沉淀，可通过选矿分离。硫化物形式的砷和氧化物形式的锡在浸出过程中没有被氯化，而是留在浸出残渣中。方铅矿中的铅在浸出过程中被氧化成PbCl2，常温下在溶液中的溶解度仅为1%左右。

铁粉置换

铁是用来置换溶液中较正的有价金属，使其从溶液中沉淀分离出来。酸浸液中的三氯化铋。铁被铋代替:2bicl3+3fe = 2bi+2fecl2。通过置换沉积的铋是海绵状的。替换的铁屑被氧化成FeCl2并进入溶液。

氯化铁再生

氯化过程中必须考虑氯化剂的回收，这对提高经济效益和保护环境非常重要。氯化铁再生方法有两种:氯气氧化法和隔膜电解法。常采用氯气氧化再生法。也就是说，将氯气引入置换溶液中以将FeCl2氧化成FeCl3:

2FeCl2+Cl2=2FeCl3

再生的三氯化铁返回氯化浸出使用。

海绵铋熔融铸铁

粉末置换沉淀法生产的海绵铋在熔融NaOH中熔化成粗铋。因为熔融的NaOH阻断了海绵铋与空气体的接触，可以防止海绵铋被氧化。熔融金属铋珠在熔融NaOH中下沉并汇聚，海绵铋表面的氧化膜被NaOH吸收，形成固体浮渣，与铋液分离。海绵铋中的部分杂质金属氧化物进入浮渣，提高了粗铋的品位。残留在海绵铋中的氯离子与NaOH形成钠盐，使粗铋脱氯。