專利名稱：一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法
技術領域：
本發明涉及一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，特別是一種陽極泥還原所得多金屬合金、砷銻煙灰或硫化銻揮發熔煉所得銻氧粉還原得到的粗銻等含砷鉛銻貴金屬合金的處理方法。
背景技術：
陽極泥通過濕法處理可以脫除銅和鉍等金屬，然后在轉爐或者反射爐中還原即得到含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金；傳統陽極泥冶煉過程中會產出一種富含砷銻的煙灰，這種煙灰中還含有一定量的鉛以及貴金屬，將其與煤或者焦混合后在反射爐、轉爐或者底吹爐中即可還原得到含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金；硫化銻精礦揮發熔煉時會得到銻氧粉，其中含有一定濃度的鉛砷雜質，并含有少量貴金屬，將其還原后同樣得到這幾種金屬的合金。上述幾種不同地方產出的合金都不同程度地由Sb、Pb、As、Au和Ag等元素組成，其中Sb和貴金屬位主要價值元素，而Pb和As為主要雜質元素，傳統流程很難直接獲得合格的銻白產品以及適合進一步處理的貴金屬合金。需要專門技術對其進行處理。

發明內容
為了將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金直接制備合格國標Sb20399.8，并將貴金屬富集在貴金屬合金中，本發明旨在提供一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，先將合金進行加堿深度脫砷處理，然后在特殊的吹煉爐內低溫吹煉銻白，最后再鼓風強化氧化鉛造渣得到貴金屬合金。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特點是，包括以下步驟:a)將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金進行加堿深度脫砷處理，直至檢測砷質量質量百分含量低于0.05%,除砷所需要的堿量為理論用堿量的1.2 2.5倍；b)將步驟a)脫砷后的合金在吹煉爐內低溫吹煉銻白，熔融合金的溫度為800°C 920°C，在合金表面發生如下的氧化反應:4Sb+302 = 2Sb203 (3)Sb2O3揮發后引出在收塵系統中收集，即為銻白，當檢測反應后合金中銻質量百分含量為8% 10%時，停止吹煉；c)將步驟b)處理后得的鉛、貴金屬合金鼓風強化氧化，在850°C 1350°C下吹煉15 30h,使鉛氧化為鉛洛,反應式為:2Pb+02 = 2Pb0 (4)；PbO以渣的形式浮于金屬表面，將其從爐內放出，鉛渣用于鉛冶煉；余量為貴金屬。

以下為本發明的優選技術方案:
在步驟a)中，所述除砷的堿為NaOH或Na2CO3，將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金加熱熔化并加入NaOH或Na2CO3鼓風氧化除砷，反應溫度為600°C 850°C，鼓風反應時間為1.5h IOh,除砷反應式為:4As+502+12Na0H = 4Na3As04+6H20 丨(I)4As+502+6Na2C03 = 4Na3As04+6C02 (2)。步驟b)中吹煉爐的結構為，包括吹煉爐體，裝有熔融合金層的該吹煉爐體上部具有氣腔，該氣腔通過多根吹風支管與熔融合金層聯通；所述吹煉爐體上設有一與氣腔聯通的進風總管和一通過吹風支管與熔融合金層聯通的引風總管；所述揮發的銻白通過所述引風總管排出收集。在步驟c)中，通過風管或者氧槍向合金熔體中鼓入含氧氣體，氣體中氧氣體積濃度為21% 98%，將鉛氧化為鉛渣。在步驟b)反應后殘余的銻在步驟c)中進一步氧化揮發，與少量揮發的鉛及貴金屬一同進入煙塵，形成粗銻氧，該粗銻氧粉用煤或焦還原得到粗銻后重新返回低溫吹煉銻白工序。當貴金屬富集至8 12倍左右時,停止吹煉,再通過濕法流程回收貴金屬。以下對本發明作進一步的描述。一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，包括以下步驟。(I)將合金加熱熔化并調節溫度到600 850°C，加入純堿或燒堿鼓風氧化除砷，除砷反應如下:4As+502+12Na0H = 4Na3As04+6H20 (I)4As+502+6Na2C03 = 4Na3As04+6C02 (2)根據反應⑴和⑵可以算得除砷所需要的理論用堿量1.2 2.5倍，根據砷含量不同鼓風1.5h 10h，堿加入分次進行，每次加堿前先撈渣，直到全部堿加完后取樣化驗，砷質量百分含量低于0.05%可以進入下一工序。(2)將脫砷后的合金轉入到圖2所示的銻白爐中進行低溫吹煉，該爐為底部間接加熱，壓縮空氣由進風總管I鼓入到氣腔2中，氣腔2與多根吹風支管3相連，氣腔中的壓縮空氣可以由各吹風支管3均勻地吹到熔體4的表面上，在熔融金屬表面發生如下所示的氧化反應:4Sb+302 = 2Sb203 (3)Sb2O3屬易揮發物種， 車發進入溶體上方后由引風總管5快速引出，在收塵系統中收集，即為銻白。金屬銻氧化揮發過程需要嚴格控制鉛及貴金屬的揮發，否則Sb2O3產品很難達到國標Sb20399.8要求(Pb <0.08%),為此需要嚴格控制熔融合金溫度在800 920°C之間，高于920°C后產品中鉛含量會顯著增加，氧化過程屬放熱反應，吹煉爐氣腔2和吹風支管3的設置可以確保金屬表面均勻氧化，而不至于使局部氧化過度而使局部溫度過高，由此可以確保銻白質量。但殘余合金中銻含量降低、鉛含量相應升高時，銻的氧化揮發會減弱而鉛揮發會相應增強，直接會導致銻白產品中鉛含量會升高，為此需要嚴格控制殘余合金中銻的含量不低于8%，即吹至殘余合金中銻含量為8%后，吹煉過程必須停止。
(3)殘余合金中含有少部分銻和幾乎全部的鉛與貴金屬，為了回收貴金屬，需要將鉛進一步氧化造渣。吹煉造渣可在底吹爐、頂吹爐或者轉爐中進行，通過風管或者氧槍向熔體中鼓入含氧氣體，氣體中氧氣體積濃度為21% 98%，在850 1350°C下吹煉15 30h。殘余合金中殘余的銻以反應(3)的形式進一步氧化揮發，與少量揮發的鉛及貴金屬一同進入煙塵，形成粗銻氧。該粗銻氧粉用煤或焦還原得到粗銻后重新返回低溫吹煉銻白工序。鉛則以如下反應造渣:2Pb+02 = 2Pb0 (4)PbO以渣的形式浮于金屬表面，可將其從爐內放出，鉛渣用于鉛冶煉。當多金屬合金中貴金屬質量百分含量較高時(> 5% )，通過上述造渣反應可直接得到貴金屬質量百分含量在90%以上的貴金屬合金，當多金屬合金中貴金屬含量較低時，為了防止貴金屬過度損失于揮發的煙塵和氧化鉛渣中，通常將貴金屬在本工序中富集10倍左右即停止吹煉，再通 過濕法流程進一步回收貴金屬。與現有技術相比，本發明的有益效果是:(I)銻直接以滿足GB/T4062-1998中Sb20399.8質量要求的銻白產出；(2)脫砷和吹煉銻白時溫度都較低，可大大降低能耗；(3)低溫吹煉可降低貴金屬揮發損失量，將貴金屬直收率提高到98%以上；(4)脫砷和銻后的殘余合金吹煉造渣時間縮短至30h以內，比傳統工藝減小一半以上。


圖1為本發明一種實施例的工藝流程圖；圖2為銻白低溫吹煉爐的結構示意圖。在圖中:1-進風總管；2-氣腔；3_吹風支管；4_熔融合金層；5_銻白引風管。
具體實施例方式實施例1:取5000kg成分如下所示的鉛陽極泥還原所得多金屬合金。表I原料成分/%
權利要求
1.一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特征在于，包括以下步驟: a)將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金進行加堿深度脫砷處理，直至檢測砷質量百分含量低于0.05%,除砷所需要的堿量為理論用堿量的1.2 2.5倍； b)將步驟a)脫砷后的合金在吹煉爐內低溫吹煉銻白，熔融合金的溫度為800°C 920°C，在合金表面發生如下的氧化反應: 4Sb+302 = 2Sb203 (3) Sb2O3揮發后引出在收塵系統中收集，即為銻白，當檢測反應后合金中銻質量百分含量為8% 10%時，停止吹煉； c)將步驟b)處理后得的鉛、貴金屬合金鼓風強化氧化，在850°C 1350°C下吹煉15 30h,使鉛氧化為鉛洛,反應式為: 2Pb+02 = 2Pb0 (4) PbO以渣的形式浮于金屬表面，將其從爐內放出，鉛渣用于鉛冶煉；余量為貴金屬。
2.根據權利要求1所述的含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特征在于，在步驟a)中，所述除砷的堿為NaOH或Na2CO3，將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金加熱熔化并加入NaOH或Na2CO3鼓風氧化除砷，反應溫度為600°C 850°C，鼓風反應時間為1.5h IOh,除砷反應式為:4As+502+12Na0H = 4Na3As04+6H20 丨 (I)4As+502+6Na2C03 = 4Na3As04+6C02 丨 (2)。
3.根據權利要求1所述的含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特征在于，步驟b)中吹煉爐的結構為，包括吹煉爐體，裝有熔融合金層(4)的該吹煉爐體上部具有氣腔(2)，該氣腔(2)通過多根吹風支管(3)與熔融合金層(4)聯通；所述吹煉爐體上設有一與氣腔(2)聯通的進風總管(I)和一通過吹風支管(3)與熔融合金層(4)聯通的引風總管(5);所述揮發的銻白通過所述引風總管(5)排出收集。
4.根據權利要求1所述的含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特征在于，在步驟c)中，通過風管或者氧槍向合金熔體中鼓入含氧氣體，氣體中氧氣體積濃度為21% 98%，將鉛氧化為鉛渣。
5.根據權利要求1所述的含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特征在于，在步驟b)反應后殘余的銻在步驟c)中進一步氧化揮發，與少量揮發的鉛及貴金屬一同進入煙塵，形成粗銻氧，該粗銻氧粉用煤或焦還原得到粗銻后重新返回低溫吹煉銻白工序。
6.根據 權利要求1所述的含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特征在于，當貴金屬富集至8 12倍時，停止吹煉，再通過濕法流程回收貴金屬。
全文摘要
本發明公開了一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法。為了將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金直接制備合格國標Sb2O399.8，并將貴金屬富集在貴金屬合金中，所述含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法先將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金進行加堿深度脫砷處理，然后在特殊的吹煉爐內低溫吹煉銻白，最后再鼓風強化氧化鉛造渣得到貴金屬合金。本發明的銻直接以滿足銻白產出要求；且能耗低，貴金屬直收率提高到98％以上；脫砷和銻后的殘余合金吹煉造渣時間縮短至30h以內，比傳統工藝減小一半以上。
文檔編號C22B11/00GK103194605SQ20131009009
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月21日 優先權日2013年3月21日
發明者劉維, 劉銳, 覃文慶, 張忠國, 蔡練兵, 鄺江華, 劉三軍, 鄔鋒潮, 王毅 申請人:中南大學, 湖南辰州礦業股份有限公司