[发明专利]一种从铋精矿或含铋物料中提取铋的方法

说明书

技术领域  本发明属于冶金化工领域，涉及一种从铋精矿或含铋物料中提取铋及生产铋化学品的方法。

背景技术  铋是一种“绿色”稀有金属，广泛用于铋基低熔点合金、冶金添加剂、医药及军工等领域。铋在自然界存量极少，丰度和银相当，且大都与铅、钨和钼矿床共生，因此铋一般作为钨、钼、铅、铜、锡冶炼过程中的副产品回收。铋的冶炼方法有湿法及火法两种，对于高品位的铋精矿通常采用火法处理。目前国内外处理难处理铋矿及低品位含铋物料的湿法冶金方法很多，主要有三氯化铁浸出—铁粉置换法、三氯化铁浸出—隔膜电积法、三氯化铁浸出—水解沉铋法、氯气选择性浸出法、盐酸—亚硝酸浸出法、氯化水解法等。这些方法大都采用FeCl₃、Cl₂、硝酸等作为氧化剂和配位剂氧化浸出铋矿或含铋物料，浸出后的溶液采用水解法、铁粉置换法、电积法、还原干馏法等产出氯氧铋、海绵铋及三氯化铋等产品。这些冶金过程各有其优点，但大都存在如下缺点：1.选用的氧化剂有很强的腐蚀性，对设备材质要求严格、操作困难；2.溶液的离子浓度高，尤其是FeCl₃浓度高时溶液粘度大，造成液固分离困难；3.“三废”排放量大，造成很大的环境压力；4.置换法要消耗大量的铁粉，且生产的FeCl₂需用Cl₂氧化成FeCl₃后才能返回浸出；5.试剂消耗量大，成本高昂等。

发明内容  本发明的目的在于提供一种新的从铋精矿含铋物料中提取铋的方法，以改进目前大量难处理铋矿及含铋物料的处理工艺，实现铋的清洁生产，达到节能减排、降耗增值的目的。

一种从铋精矿或含铋物料中提取铋的方法，在盐酸体系中浸出和萃取铋，然后采用配合反萃法反萃铋，即首先用盐酸浸出铋，浸出非氧化铋形态的铋矿或铋物料时，须加入一定量氧化剂。然后还原和初步净化浸出液，使其中的铁全部以Fe(II)存在，并除去比铋更正电性的杂质元素，用胺类萃取剂从净化后液中萃取铋。最后，用配合—反萃法反萃铋，将铋反萃液电解或还原制取金属铋或用作制取铋化学品的原料。具体步骤和原理为：

(1)浸出过程

铋以Bi₂O₃形态存在的铋物料直接被盐酸浸出：

Bi₂O₃+6HCl＝2BiCl₃+3H₂O

铋以Bi₂S₃或Bi形态存在的铋矿或铋原料被盐酸浸出时，须加入氧化剂H₂O₂，Cl₂及NaClO₃中的一种或几种的混合物，产生如下氧化—浸出反应：

Bi₂S₃+6HCl＝2BiCl₃+6H⁺+6e+3S

Bi+3HCl＝BiCl₃+3H⁺+3e

FeS₂+3HCl＝FeCl₃+3H⁺+3e+2S

浸出的条件为：浸出温度为0～90℃，浸出时间为10min～180min，盐酸浓度为1～6mol·L^-1，氧化剂的加入量与理论量的摩尔比为1：1～5。

(2)初步净化和还原过程

铋浸出液中含有易被胺类萃取的Fe³⁺，萃取前必须还原成Fe²⁺，因此，用海绵铋粉或/和(NH₄)₂S作还原净化剂，在还原Fe³⁺成Fe²⁺的同时，除去铜和银，并加以回收。

3Fe³⁺+Bi＝3Fe²⁺+Bi³⁺

3Ag⁺+Bi＝3Ag+Bi³⁺

Cu²⁺+(NH₄)₂S＝CuS+2NH₄⁺

还原净化条件为：净化温度为0～90℃，净化时间为10min～180min，净化剂的加入量与理论量的摩尔比为1：1～5。

(3)萃取过程