[发明专利]一种锡阳极泥的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锡阳极泥的处理方法，属于有色金属火法冶金技术领域。

背景技术

锡阳极泥是锡电解精炼过程产出的一种副产品，其主要含有Sn、Pb、Sb、Ag、Bi和Cu等金属元素，是锡回收再生的重要原料。锡阳极泥中的铅和锑是以铅锑复合化合物形式存在，并且其中的锑是以五价的形式存在于锡阳极泥中。为了使锡得到有效富集及回收，其他有价元素如Pb和Sb等应当优先进行分离及回收。

目前，国内处理锡阳极泥主要是采用还原熔炼—硅氟酸电解的工艺，即在阳极泥中配入碳酸钠、萤石等熔剂和还原煤粉，送反射炉内进行还原熔炼，熔炼温度为1200～1300℃，熔炼时间约为12h，产出锡铅合金；以硅氟酸为电解液，将锡铅合金进行电解精炼，得到精焊锡作为最终产品出售，并产出二次阳极泥，即焊锡阳极泥，再从中回收银、铜、铋等金属。对于二次阳极泥的处理，多采用直接酸浸或氧化酸浸的工艺进行处理。直接酸浸法中，阳极泥中的锡与其他金属如锑、铋、铜等金属同时溶解进入酸浸液，然后用置换或沉淀的方法将锡以金属或化合物的形式从浸出液中分离出来；氧化酸浸法，即焊锡阳极泥经过自然风化或焙烧的方式进行氧化后，锡转化成酸不溶的二氧化锡而在酸浸过程中与其他金属分离，以锡精矿的形式返回还原熔炼工艺。该工艺具有对原料的适应性强，设备简单，处理能力大等优点。但同样也存在很多的缺点：（1）由于还原熔炼的温度高，工艺耗时长，导致能耗很高；（2）反射炉熔炼过程中会产生大量烟气和炉渣，烟气的排放容易导致烟害污染，部分金属进入炉渣导致冶炼回收率低；（3）处理过程中产生的二次阳极泥需进行后续酸浸工艺回收，从而导致整个工艺流程冗长，酸耗大，产生酸雾大，操作强度大，综合回收效益差。因此，现有的工艺还存在很多的问题需要解决。

发明内容

针对以上技术问题发明人尝试着采用真空处理分离锡阳泥，但实验过程中，发现分离效果并不理想，发现锡阳极泥挥发脱除率仅为6.6%-17.25%，锑脱除率仅为2.3%-14.2%，这表明锡阳极泥真空分离锑十分困难。发明人也不知问题出在何处，后来发明人在无意中发现，采用了堆放了一段时间的锡阳极泥进行实验，锡分离效果却有很大提升，发明人通过进一步的研究分析才发现：在空气和电解液的双重作用下，锡阳极泥发生了较为严重的自然风化和水解，阳极泥中的锡、铅、锑等主体金属均已被氧化，其赋存状态主要为氧化物。因此，本发明的技术方案中提出了对锡阳泥先期进行氧化堆放处理；后续发明人对避免过度还原形成铅锑合金，进行了进一步研发，发现如果多加炭仅仅进行一步真空还原的话，不但锡被还原为金属锡，而且铅和锑也被还原为金属，给后续Sn-Sb-Pb合金分离造成很大的困难，因此决定采用两步真空还原来处理控制锡阳极泥。

因此，本发明提供一种铅锡脱除效率高、铅锡分离效果好、锡直收率高、环境污染小、工艺简单、生产效率高的锡阳极泥的处理方法。

技术方案包括下述步骤：

步骤一

取锡阳极泥，氧化至锡阳极泥中锡、铅和锑元素主要以氧化物形式存在；

步骤二

向堆放氧化后的锡阳极泥中加入碳粉，混合均匀后置于真空反应炉内，升温至840～860℃后，通入载气反应，得到蒸余物；碳粉的加入质量为堆放氧化后的锡阳极泥重量的3～5%，通入载气时，控制反应炉内的绝对真空度为80-120Pa；

步骤三

向步骤二所得蒸余物中加入碳粉，混合均匀后置于真空反应炉内，在850℃-950℃的条件下进行反应，得到粗锡。

本发明所述方法中，优选的氧化是自然堆放氧化。所述自然堆放氧化的天数≥300天。

本发明所述方法，步骤二、三中，所述碳粉选自木炭、焦炭、糖炭、活性炭、炭黑中的至少一种。

本发明所述方法，步骤二中，所述载气为空气，载气的通入速度为350～450ml/min，通入载气后反应的时间为50～70min。

本发明所述方法，步骤三中，碳粉的加入量为蒸余物重量的10～14%；反应的时间为50～70min，反应炉内的绝对真空度为200～300Pa。

本发明所述方法中锡阳极泥含有铅锑复合化合物，铅锑复合化合物的分子式为Pb₂Sb₂O₇。

发明原理

本发明从原料的选择到后续的制备过程，经历了大量的工作和探索：

1.在原料的选择上