專利名稱：：一種低溫堿性熔煉鉍精礦提取鉍的方法一種低溫堿性熔煉鉍精礦提取鉍的方法[
技術領域：
]本發明涉及一種低溫堿性熔煉鉍精礦提取鉍的方法，屬于火法冶金領域。[
背景技術：
]傳統的鉍金屬冶煉分濕法和火法；濕法煉鉍主要有？6。3浸出-鐵粉置換法、FeCl3浸出-隔膜電極法、FeCl3浸出-水解沉鉍法、氯氣選擇性浸出法、鹽酸-亞硝酸浸出法、氯化-水解法、礦漿電解法等，濕法煉鉍工藝投資大、成本較高，尤其是產生大量廢渣和廢水，危害性大，需治理環境污染。火法煉鉍主要采用反射爐熔煉，即將鉍精礦與還原劑煤粉、鐵屑、熔劑純堿等配料混合后，加入反射爐熔煉，產出爐渣、冰銅與粗鉍，熔煉溫度高達13001350°C，熔煉時間長達10小時以上，能耗大、操作條件惡劣，并排出大量低濃度二氧化硫污染環境。為此，發明者提出一種低溫堿性熔煉鉍精礦提取鉍的新工藝。該工藝不用還原煤、鐵屑等配料添加劑，冶煉溫度比傳統鉍火法冶煉溫度降低了45070(TC，時間縮短至35小時，耗大幅降低，不排二氧化硫污染環境。[
發明內容]本發明的目的在于提供一種鉍精礦堿性煉鉍的方法。這種方法低溫固硫熔煉，直接冶煉粗鉍，消除污染，達到鉍冶煉節能減排和清潔生產的目的。本發明具體工藝過程和條件詳述如下1.低溫堿性熔煉本發明以純堿(Na2C03)代替大部分燒堿(NaOH)在600900'C的溫度下冶煉鉍精礦提取粗鉍，熔煉時間14h，熔煉步驟是①按式(1)或(2)計算理論用堿量，總堿量為理論量的l.14.0倍，添加劑的質量比例為Na2C03:NaOH:NaN03=60100:5080:110;②先將需添加的含NaOH300900g/L的濃溶液與鉍精礦混捏制粒；③將制粒料置于反應器底部，上面覆蓋所需的Na2C03;④升溫熔煉；⑤熔煉到時間前0.250.5小時攪動熔體25次；順便加入所需要量的NaM)3。熔煉過程的主要化學反應如下4Bi2S3+18NaOH+=8Bi+6Na2S+3Na2S203+9H20(1)4Bi2S3+24Na0H=8Bi+9Na2S+3Na2S04+12H20(2)MeS+Na2C03=MeO+Na2S+C02t(3)5Na2S+8NaN03+4H20=5Na2S04+4N2t+8NaOH(4)2.球磨浸出用水在球磨過程中浸出爐渣和锍中的鈉鹽，其條件為①液固比為16:1;②溫度為60100°C;③時間0.55小時；④熱水洗滌浸出渣25次至PH=78。3.堿的再生用石灰苛化Na2C0s再生NaOH:Ca(OH)2+Na2C03=2NaOH+CaC03(5)NaOH再生的條件為①Ca(0H)2為理論量的1.13.0倍;②溫度為10100°C;③時間為0.510.0小時；將苛化液在9010(TC下濃縮至含NaOH300900g/L;⑤將濃縮液冷卻至335。C結晶；⑥分離Na2S04*10H20、Na2S，9H20及Na2S20"5H20。本發明采用堿性熔煉的方法，大幅度的降低了鉍的冶煉溫度，不需要添加鐵屑和還原煤，直接冶煉粗鉍和再生NaOH，使流程大為簡化，鉍回收率大幅提高，而且消除了二氧化硫對環境的污染，對于鉍冶煉具有重要意義。[]圖-l為本發明工藝流程示意圖。[具體實施方式]以柿竹園鉍精礦為熔煉試料，其化學成分見表l。表1鉍精礦化學成分(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>實施例lA:鉍精礦堿性熔煉預先將10克燒堿溶于15ml的水中，制成濃堿溶液，再與100克Att鉍精礦混捏均勻，置于石墨坩堝底部，上面覆蓋147克純堿后進行熔煉，在熔煉時間到達前20min加入5克NaN03，在700"C下熔煉60min，750。C保溫30min;獲得粗鉍金重24.78g，鉍的直收率為97%，爐渣和锍211.74克。B:球磨浸出向lOOOmL的小球磨機中加入爐渣和锍211.74克，鋼球850克，水500mL，在90'C下磨浸4小時后過濾，用lOOmL熱水洗渣3次，PH值為7.5，濾渣干重59.l克，濾液560mL，含Na2C03148.5g/L、NaOH4.lg/L、Na2S0411.4g/L、Na2S96.4g/L、Na2S20312.08g/L。C:堿再生取上述磨浸液90mL加入Ca(0H)2l8.64g，在8085。C下苛化2小時，過濾，得CaC03渣25g;將濾液在IOO'C下濃縮至45mL;然后冷卻至25t:結晶出含硫鈉鹽29.20克，其中包括Na2S.9H2025.36g、Na2S04.10H202.21g、Na2S203.5H201.63g，含硫鈉鹽開路，獲得NaOH濃溶液20mL，含NaOH518.45g/L;另470mL磨浸液直接濃縮至168mL，冷卻后全部成為固體水合鹽，重量為232.3g,其中包括Na2C0369.8g、Na2S.9H20139.3g、Na2S04.10H2012.16g、Na2S203.5H208.98g、NaOH1.93g。實施例2以Btt鉍精礦為試料，規模為lOOOg精礦/次，A:鉍精礦堿性熔煉預先將100克燒堿溶于150ml的水中，制成濃堿溶液，再與1000克B#鉍精礦混捏均勻，置于石墨坩堝底部，上面覆蓋1470克純堿后進行熔煉，在熔煉時間到達前20min加入50克NaN03,在650。C下熔煉60min，70(TC保溫60min;獲得粗鉍金重236.4g，鉍的直收率為96.5%，爐渣和锍2167.4克。B:球磨浸出向10L的小球磨機中加入爐渣和锍2167.4克，鋼球9000克，水6000mL,在9(TC下磨浸5小時后過濾，用1000mL熱水洗渣5次，PH值為7.2,濾渣干重641克，濾液6800mL，含Na2C03140.5g/L、NaOH4.Og/L、Na2S0410.4g/L、Na2S92.4g/L、Na2S20311.42g/L。C:堿再生取上述磨浸液900mL加入Ca(OH)2186.4g，在8085。C下苛化1.5小時，過濾，得CaC03渣254g;將濾液在IO(TC下濃縮至450mL;然后冷卻至25'C結晶出含硫鈉鹽304.2克，獲得NaOH濃溶液200mL，含NaOH504.45g/L;另5900mL磨浸液直接濃縮至1700mL，冷卻后全部成為固體水合鹽，重量為2425g。權利要求1.一種低溫堿法熔煉鉍精礦提取粗鉍的方法，其特征在于以純堿Na2CO3代替大部分燒堿NaOH在600～900℃的溫度下冶煉鉍精礦提取鉍，主要過程包括熔煉、磨浸及堿的再生，具體工藝為(1)熔煉先將添加劑NaOH濃溶液與鉍精礦混捏制粒置于反應器底部，再在上面覆蓋Na2CO3，最后升溫，熔煉堿性熔煉條件為①溫度600～900℃；②反應時間為1～4小時；③添加劑由Na2CO3、NaOH和NaNO3組成，總堿量以純堿計為理論組成的1.1～4.0倍；其比例為Na2CO3∶NaOH∶NaNO3＝64～90∶7～32∶1.5～16；(2)磨浸磨浸液加Ca(OH)2苛化后，濾去CaCO3渣，將濾液濃縮結晶分離Na2SO4·10H2O、NaS·9H2O及Na2S2O3·5H2O，再生NaOH液返回熔煉過程，球磨浸出鈉鹽溫度為60～100℃，時間為0.5～5小時，液固比為1～6.0∶1；球料比為3～10∶1，熱水洗滌浸出渣3～5次至PH＝7～8；(3)NaOH再生條件為①Ca(OH)2為理論量的1.1～3.0倍；②溫度為10～100℃；③時間為0.5～10.0小時；④將苛化液在90～100℃下濃縮至含NaOH300～900g/L；⑤將濃縮液冷卻至5～35℃。全文摘要一種低溫堿性熔煉鉍精礦提取鉍的方法，本發明是600℃～900℃的低溫及堿性條件下熔煉硫化鉍精礦提取粗鉍，然后球磨爐渣和锍以浸出碳酸鈉。主要過程包括堿性熔煉、磨浸和堿的再生。本發明采用堿性熔煉的方法大幅度降低了鉍的冶煉溫度，不需添加鐵屑和還原煤，尤其是以價廉的純堿代替大部分燒堿，降低冶煉成本；直接冶煉粗鉍和再生氫氧化鈉，使整個流程大為簡化，回收率大幅提高，而且消除二氧化硫煙氣對環境的污染。本發明對鉍冶煉和節能減排具有重要意義。文檔編號C22B30/06GK101289710SQ20081003148公開日2008年10月22日申請日期2008年6月16日優先權日2008年6月16日發明者靜何,唐朝波,唐謨堂,楊聲海,楊建廣,肖劍飛,魯君樂申請人:中南大學