[发明专利]一种从铜阳极泥分银渣制取巴氏合金的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种熔炼-电解-熔铸制取合金的方法，特别涉及一种从铜阳极泥分银渣中熔炼-电解-熔铸制取巴氏合金的方法。

技术背景

巴氏合金是一种软基体上分布着硬颗粒相的低熔点轴承合金，具有良好的减摩性和耐磨性，是唯一适合于相对低硬度轴转动的材料，广泛用于大型船用柴油机、涡轮机、交流发电机以及其它矿山机械和大型旋转机械等。根据基体金属不同，分为铅基和锡基巴氏合金，铅基巴氏合金中含锑 1~20%，锡 5~16%，铜 0~3%，余量为铅；锡基巴氏合金含锑 4~15%，铅 0~18%，铜 2~8%，余量为锡。巴氏合金常规制取方法是由纯铅、锡、锑、铜等金属按一定比例熔炼，成本高。

铜阳极泥是铜电解过程中电位高于铜的元素和一些不溶于电解液的物质组成的混合物，通常包括金、银、铅、铜、硒、锑、铋、镍、硫、锡、SiO₂和铂族金属等。来源于不同铜精矿的阳极泥，物质组成和元素含量不同。废弃线路板等电子废料回收铜的电解阳极泥中，金、银、铅、锡、锑和铂族金属含量较高，湿法处理提取金、银等贵金属后，铅、锡、锑和少量的金、银、铂族金属以复杂化学物相形式富集于分银渣。

目前，主要有以下几种处理分银渣的方法：1.直接返回阳极泥处理工序(中国专利200810049459.5)。该法不但增加了炉料的处理量，而且容易造成有害杂质元素累积；2.暂时堆放，成为呆滞料，留待进一步的开发利用；3.做某单一金属的提取，不但资源浪费，而且污染严重。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提出一种工艺流程短、成本低、实用性强的通过熔炼-电解-熔铸直接从铜阳极泥分银渣制取巴氏合金的方法。

本发明由以下步骤组成：

(1) 按分银渣质量计，添加5~20%碳酸钠、5~20%碳粉和5~20%硼砂，机械混合均匀；

(2) 将步骤(1)得到的物料在1000~1300℃下熔炼10~60min，得到含铅粗合金，将粗合金浇铸成极板；

(3) 用浓度387 g/L的氟硅酸、氟硅酸铅、氧化亚锡和酒石酸锑钾配制成 [H₂SiF₆]_T=100~350 g/L、Pb²⁺浓度5~50 g/L、Sb³⁺浓度5~50 g/L、Sn²⁺和Sn⁴⁺总浓度5~50 g/L的电解液，添加明胶0.1~5 g/L和乙奈酚0.1~5 g/L；

(4) 粗合金极板作为阳极，不锈钢板作为阴极，同极距为15mm，阴极电流密度1.00~6.00A/dm²，电解液温度30~80℃，电解液循环流量50 ml/min，每隔12小时取出阴极板剥离阴极产物一次；

(5)在步骤(4)得到的阴极产物中加入铅或锡以及锑和铜，在300~800℃熔炼，得到铅基或锡基巴氏合金。

本发明采用熔炼-电解-熔铸联合处理方法，可有效实现从铜阳极泥分银渣中制取铅、锡、锑巴氏合金，原理在于：1.在高温熔炼炉中，分银渣中的铅、锡、锑、铜化合物均可还原成金属并形成合金熔体，合金熔体同时捕集金、银等贵金属，配入合适的熔剂可促进合金熔体与杂质的分离，杂质形成熔渣与金属分离，得到铅 35~50%、锡 35~50%、锑 10~20%以及少量贵金属的粗合金；2.相对于铜、金、银等标准电极电位较高的金属，锡、铅、锑标准电极电位相近且较低，在阳极优先溶解进入电解液，铜、金、银等不溶解形成阳极泥沉积物。调节电解液中Pb²⁺、Sb³⁺、Sn²⁺的离子浓度，进一步缩小其电位差，可以在硅氟酸电解液体系中使锡、铅和锑同时在阴极析出，得到铅 40~60%、锡 20~40%、锑 10~20%的三元合金；3.配入铅、锡、锑和铜等金属中的两种或几种调整合金成分，熔铸便可得到标准牌号的巴氏合金。该方法流程短、成本低、实用性强。

本发明的优点主要在于：1.充分利用铜电解阳极泥资源。特别是再生铜电解阳极泥中各种有价金属元素多，组成复杂，综合利用率低，本发明的方法可有效回收其中的铅、锡、锑、铜等有价金属，并提高金银等贵金属的回收率；2.充分利用资源的特点，以短流程制造巴氏合金，避免了繁琐的分离提取过程，节能降耗，节约成本，产生良好的经济效益。