[发明专利]从高银铋合金中制备铋和富集银的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域中铋的提取和精炼，特别是从高银铋合金中制备高纯铋和有效地富集贵金属的方法。

背景技术

含铋的物料经过火法熔炼，产出含有银、铅、砷、锑、碲、锡、铜等金属的粗铋。为了得到金属铋产品，现行粗铋的处理方法是火法精炼法和电解法。在火法精炼法中，先将粗铋熔化，加硫除去粗铋中的铜及一部分铅，随后再往铋的熔体中通入空气氧化除砷、锑，除砷、锑后的粗铋加入碱和硝酸钠氧化除锡、碲及砷、锑。粗铋中银的分离则采用加锌除银的方法，使银与锌形成银锌壳浮于铋熔体表面除去，最后通入氯气除去粗铋中的铅、锌。电解法采用的体系主要为盐酸和氟硅酸，粗铋先经初步火法精炼除去其中大部分砷、锑、铜等杂质，对于含铅高的粗铋，通常要往粗铋的熔体中通入氯气以除去部分铅。初步火法精炼后的粗铋铸成阳极，再进行电解，得到电解铋。电解铋再经熔化后，通常经加锌除银和氯气氧化除铅即可得到产品铋。

但是，上述粗铋的处理方法存在如下缺点：

1)火法精炼过程中，对各种杂质要采用不同的过程，工艺流程长，尤其是对含银高的物料，采用加锌除银的方法要消耗大量的锌，而过量的锌又要在除铅过程中通入氯气与铅一同除去。

2)铋火法精炼针对不同的杂质采用不同的方法，需根据不同的金属熔点采用不同的加热温度，熔炼工序长而复杂。在分离粗铋的杂质过程中均要产出大量的返渣，且渣中的铋含量高，因而使得铋的直收率低。

3)粗铋的电解精炼时，为除去粗铋中大量的铅，采用氯气氧化法，氯气的消耗高，粗铋中的银以夹杂等形式进入氯化铅的浮渣，造成银的分散。

4)这些精炼法存在试剂消耗高，返渣多且量大，对环境污染严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效地脱除铋中的杂质金属锑、砷、铅等杂质金属并高效富集银，且过程试剂的消耗少、铋的直收率高、基本无返渣的从高银铋合金中制备铋和富集银的方法。

本发明采用的技术方案为：将高银铋合金熔化后通入空气氧化除去大部分锑、砷和少量铅；铋合金铸成阳极板在以氟硅酸和氟硅酸铋的电解液中进行电解，得到仅含微量杂质的电解铋和富集了银的阳极泥；加入硫酸除去电解液中的铅，并用氧化铋与电解液反应补充在电解过程中贫化的铋离子；电解铋熔化后加入锌除去铋中微量的铜和银，加入金属铝除去铋熔体中微量的砷和锑，通入氯气除去残余的铝和微量的铅；精炼后的铋熔铸成含量为99.99％的金属铋锭产品，富集了银的阳极泥作为提取银的原料。

具体的处理方法如下：

1.氧化

将粗铋在熔化埚中熔化，往粗铋熔体中通入空气，直至粗铋的熔体表面有浮渣出现即停止，粗铋熔体放入铸模浇铸成阳极板。通空气氧化的温度为500～900℃，空气的通入量为0.3～1.5m³[标]/h·吨粗铋，空气的压力为0.1～0.5MPa，时间为3～10h。氧化过程发生的主要反应为：

4As+3O₂＝2As₂O₃

4Sb+3O₂＝2Sb₂O₃

大部分砷和锑氧化后，铅被氧化并形成浮渣：

2Pb+O₂＝2PbO

2.电解

在由氟硅酸和氟硅酸铋组成的电解液中，以氧化除去砷、锑后的粗铋阳极板加上布袋后为阳极，钛板为阴极，在直流电的作用下进行电解。电解过程中控制电解液中铋离子浓度为15～35g/L，氟硅酸总浓度为250～400g/L，明胶的浓度0.1～0.5g/L，β萘酚的浓度0.01～0.05g/L；电解液的循环速度1～2L/min；槽电压0.20～0.30V；电流密度150～350A/m²；温度20～50℃

电解发生的反应为：

在阳极

Bi-3e＝Bi³⁺        H₂O-2e＝2H⁺+0.5O₂

SiF₆^2--2e＝SiF₆    Pb-2e＝Pb²⁺

在阴极

Bi³⁺+3e＝Bi        2H⁺+2e＝H₂

3.电解液净化除铅