铅阳极泥冶金的传统方法是火法电解。火法冶炼前一般先除硒、碲(含铜高时除铜),再将火法生产的金银合金阳极板送去电解银。
1.从铅阳极泥中脱除硒和碲
大多数工厂在火法冶炼前进行预焙烧以去除硒和碲,但一些工厂在贵金属铅的氧化冶炼中形成炉渣并回收。后者类似于银炉氧化铜阳极泥冶炼碲渣的操作。阳极泥预脱硒碲的方法一般是在回转窑或马弗炉中焙烧脱硒,然后从焙烧渣中浸出碲。
(1)在回转窑中焙烧硒和碲。操作过程是将铅阳极泥和浓硫酸混合均匀,然后在回转窑中进行硫酸化焙烧。温度从300℃开始,最后逐渐升至500 ~ 550℃,使硒挥发为二氧化硒,遇水生成亚硒酸盐。焙烧脱硒和还原亚硒酸盐与处理铜阳极泥相同。
焙烧渣粉碎后用稀硫酸浸出,约70%的碲可进入溶液,然后加入锌粉置换,得到碲泥。碲通过硫酸化焙烧被氧化,然后用氢氧化钠浸出。从浸出液中电解生产电解碲,碲的总回收率约为50%。
(2)在马弗炉中焙烧硒和碲。将阳极泥与浓硫酸混合均匀,置于焙烧炉中,在150-230℃下进行预焙烧。然后将焙烧后物料转移到马弗炉中,在420-480℃的温度下进行焙烧以除去硒。硒的挥发率可达87% ~ 93%。焙烧渣粉碎后,用热水浸出,用锌粉置换得到碲泥,然后提纯。
二。铅阳极泥的热解
铅阳极泥火法冶炼可单独进行,在有铜电解精炼的工厂里,常与铜阳极泥混合。
某厂铅铜阳极泥混合处理工艺流程如图1所示。在这个过程中,铅阳极泥和浸出除铜后的铜阳极泥按比例混合,在你的铅炉中还原熔炼。一般加入的熔剂是煤渣(或煤粉)、石灰石、碳酸钠和铁屑。当阳极泥含铁量较高时,可能不含铁屑。加入铁屑的目的是在冶炼造渣过程中用化学化合物代替炉料中的铅和铋,铁的加入还可以增加炉渣的流动性。但是铁太多会增加渣的比例。加入磷酸钠可以使钠渣密度低,流动性好,炉料中不含杂质。但钠的存在容易与碲形成亚碲酸盐渣,不利于碲的回收。所以有些工厂经常用萤石代替碳酸钠。加入石灰石可以降低炉渣的密度,促进贵金属的沉淀和分离,但如果石灰石太多,金会提高炉渣的熔点。加入焦屑(或煤粉)主要是还原阳极泥中的铅、铋、碲,以捕集贵金属,减少渣中铅、铋、碲的损失。因此,碎焦的加入量应为还原阳极泥中铅、铋、碲所需的理论计算量。为了使炉子处于微还原气氛中,不应加入过量的还原剂。否则炉内有强烈的还原气氛,使除铅、铋、碲以外的其他金属杂质大量还原,降低了贵铅中金银的含量。渣中二氧化硅含量会相对上升(有时可达40%以上),使渣的粘度大大增加,刮渣困难,操作时间延长,渣中金银损失增加。
图1铅铜阳极泥混合处理流程
铅阳极泥,或铜铅混合阳极泥的还原熔炼,一般采用转炉或电炉,有的也采用小型反射炉。除电炉外,燃料多为重油或柴油,有条件的地方也可使用燃气。反射炉用于冶炼,装料前必须扎好炉口。扎炉口是先把炉口上的贵铅或杂物清理干净,再把一个焦粉和两个粘土混合,加少量水在炉口上均匀做成泥球,用铁管一层层扎实。绑炉是一项非常重要的操作,比如炉嘴上的贵铅清理不干净,当炉温升高时,低熔点贵铅熔化会造成严重的“跑炉”事故。炉料逐渐加热到熔化后期,用钢包搅拌熔池,加速炉料熔化。大约8小时后炉料完全熔化,充分搅拌熔池,防止炉料粘底。澄清1小时以上后,排出上层的硅酸盐和砷酸盐薄渣,拉出粘渣。为了减少粘渣中金属的损失,也可以在排出薄渣后升温1h,使粘渣中所含的贵重铅颗粒析出,然后刮去粘渣。有些工厂为了提高贵铅的品位,在除渣后将炉温保持在900℃,通过风管向金属表面吹气进行氧化。当熔池表面有少量白烟时,停止吹气,沉淀后出炉。所生产的贵铅中金银的总量应在30% ~ 40%以上。
反射炉单独处理铅阳极泥时,加入1% ~ 2%碳酸钠,煤粉小于3%或不加。炉料在1150 ~ 1200℃熔化后,沉淀2h放出薄渣。稀渣出炉后,逐渐降温至800℃左右,取出干渣(干渣返回下一炉配料)后出炉。得到的贵重铅被送到银炉中熔炼。含铅烟气和细渣送至铅系统作为烧结配料,或由烟尘制取砷酸钠;还原熔炼后稀渣送去炼锑。
一般情况下,转炉比小型反射炉更多地用于昂贵的银炉炼铅。当贵金属铅在700 ~ 900℃的低温下熔化时,铜、铁及其化合物(包括锑化铜、砷化铜等。)漂浮在液体表面,因为它们的熔点高。同时,各种不与贵金属铅形成合金的高熔点杂质也被熔融分离,与铜、铁及其化合物一起形成干渣。取出清洗后,进行吹气氧化,在吹气氧化的后期加入硝石,强化氧化过程。冶炼过程中,对于碲铋含量较高的原料,需要回收碲铋的工厂会采用类似银炉冶炼铜阳极泥的方法,制成碲渣,放入铋渣。
当未经预脱硒的铅阳极泥具有回收价值时,可以在制取碲渣的同时回收硒。
分银炉熔炼产生的金银合金阳极板送去电解精炼银,然后从阳极泥中回收金。
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