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氧化铋的制备(硝酸铋制备氧化铋)

氧化铋的制备(硝酸铋制备氧化铋) 盐浸法处理氧化铋渣

氧化铋渣常采用硫酸和盐浸出,其工艺流程见图1。

图1氧化铋渣盐浸出法工艺流程图

从图1可以看出,氧化铋渣的盐浸法(混酸浸出)包括混酸二次浸出、中和水解等过程,产生的BiOCl经火法可还原为粗铋;也可用盐酸复溶,用铁屑代替,生成海绵铋,碱熔后可铸成粗铋。

首先,沥滤

硫酸盐混酸浸出本质上是一种氯化物浸出,即氧化铋渣用含NaCl的硫酸溶液浸出,使铋以氯化物形式溶出。加入NaCl后有两个作用:一是作为添加剂,可以带入并增加溶液中的氯离子浓度,提高被萃取金属在溶液中的溶解度;首先,作为氧化剂,它参与反应溶解提取的金属。

氧化铋渣中的铋以Bi2O3状态存在,浸出时按下式反应:

这一反应的实质是由BiOCl的转化完成的。所以上部反应分两步进行:

氧化铋在混合酸中的溶解曲线如图2所示。

图2氧化铋在硫酸-氯化钠溶液中的溶解曲线

从图2可以看出,当H2SO4为1N且NaCl浓度大于100g/l英寸时,铋的溶解增加了20g/l

根据物相分析,氧化铋渣中的铅以PbO的形式存在,在浸出过程中以PbCl2的形式溶解到溶液中。随着溶液中NaCl浓度的增加,PbCl2在溶液中的溶解度增加。表1显示了这种关系。

溶解在混合酸中的PbO的反应如下:

表1 PBC L2在盐溶液中的溶解度

当溶液中存在大量NaCl时:

溶液中还有大量的硫酸根,所以氧化铅可以生成硫酸铅:

虽然PbSO4 _ 4的溶度积小于氯化铅,但生成的硫酸铅进一步参与反应:

因此,PbCl2是铅浸出的最终产物。

氧化铋渣中的铜以CuO和Cu2O的形式存在。浸出过程中,产生部分硫酸铜和部分氯化铜;

当向溶液中吹入空气体时,空气体的氧化会加速Cu2O的氧化

溶解以提高铜的浸出率;

氧化铋渣中的银以金属银的形式存在,一部分在浸出过程中形成氯化银。

通过浸出,铋和铜进入溶液,便于分离回收。虽然铅和银被部分浸出,但当浸出液酸度降低,浸出终点液体温度降低时,氯化铅和氯化银重新结晶沉淀,通过处理结晶和浸出渣回收。

技术条件和指标:

浸出液成分:H2SO4 250,NaCl 300,氧化铋渣500kg液固比为(4 ~ 5)∶1;浸出时间为2小时;浸出温度为95℃。

铋浸出率高于95%;铜浸出率高于90%;炉渣浸出率约为40%;银渣率高于90%;硫酸的消耗量为1250升/吨铋;盐消耗1500公斤/吨铋。

浸出设备:四个1500升搪瓷反应釜,带搅拌器和一个球磨机。

第二,中和和水解

采用两级逆流浸出从产生的二次浸出渣中回收银和铅;将一次浸出液澄清一昼夜后,提取上清液,中和,水解,分离铜和铋,生成BiOCl,然后从中回收铋;之后,这种液体被铁屑代替,产生海绵铜,从中回收铜。

为了防止一次浸出液中的硫酸铜结晶,浸出液中的Cu2 ++含量必须保持在60g ∕ L以下,浸出液的pH值应始终保持在1以下,以确保铋不会再沉淀。

当浸出液中含有高浓度的铜铋时,不能用铁屑代替,否则会得到铜铋混合物。因此加入碱和水进行稀释,提高溶液的pH值,通过BiOCl沉淀分离铋。

加入Na2CO3或NaOH以增加溶液的pH值。当pH值从0.6增加到1.8时,溶液中铋离子的浓度显著降低。溶液中pH值和铋离子浓度之间的关系如表2所示。

2浸出液最终pH值对残留Bi3+的影响

pH为1.8时,溶液中铋含量小于50mg/L,虽然铋含量很低,但对下一步铜从溶液中置换出来有很大影响。为保证海绵铜中铋含量低于0.04%,当溶液中铜含量为25g/L时,铋含量必须低于10mg/L,因此浸出液最终pH值必须提高2.3以上。

水解最好分两步进行:第一步用碱液调节pH值至1.5;第二步,用水将溶液的体积稀释两倍,使pH值升至2.3。中和和水解的顺序不能颠倒,以免BiOCl被污染。水解反应是:

氯氧化铋的污染主要是由于局部地区pH值偏高导致氢氧化铁沉淀。如果最后用碱调节pH值,杂质铁含量有时达到2%;但用水稀释时,即使pH值提高到3,铁离子也没有水解沉淀。水解可使溶液中99.6%以上的铋沉淀出来,生成的BiOCl颗粒较粗,易于澄清和过滤。

技术条件和指标:

中和:用30% NaOH溶液或40% Na2CO3溶液中和一次浸出液至pH 1.5。

稀释:用两倍体积的水稀释,使溶液的pH值从1.5增加到2.3。

室温下操作,水解液澄清一昼夜。

碱消耗由第一沥滤液的最终酸决定。铋水解的回收率高于98%;BiOCl含有70%以上的铋。

水解设备:材质为钢制内胆空腔。碱液槽容积2m 3,尺寸φ1200,尺寸H2000mm水解池容积为10 m2,尺寸为φ2000和H3500。

三。更换

在铋水解后的溶液中加入铁屑代替铜;

技术条件和指标:

置换温度为95℃,溶液加热搅拌至透明不显蓝色。

铁屑消耗量是理论量的1.5 ~ 2倍;铜置换回收率高于95%。

更换设备:由于更换周期短,使用两个1500升带搅拌的搪瓷反应釜,蒸汽夹套加热。每批结束后,停止搅拌,进行澄清分离,排出上清液,然后注入铋沉淀溶液,开始搅拌。先用混在海绵铜中的铁屑置换,再加入新的铁屑,直到铋沉淀溶液分批置换,再将铜渣排出,作为回收铜的原料。

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