[发明专利]利用锌阳极泥废渣制备铋的工艺

说明书

本发明提供了一种利用锌阳极泥废渣制备铋的工艺，本发明通过对锌阳极泥中的铋进行分离、富集、粗提纯、电化学精炼，得到符合GB/T 915‑2010规定的4N铋产品。本发明所述工艺采用的硝酸铋体系的电解液，直接电沉积就能得到不含氯元素的4N铋单质，大大节约了生产周期，集火法、湿法和电解精炼工艺的优势于一体，高效简单，成本低廉，电解液可循环利用，环境友好，易扩大化生产。相较现有技术，本发明的硫酸化焙烧温度更低，硫酸用量更少，焙烧时间更短。

技术领域

本发明涉及金属铋的提炼，具体涉及一种利用锌阳极泥废渣制备铋的工艺。

背景技术

我国是铋资源最丰富的国家，主要分布在湖南、江西、广东、福建等南方各省，已探明的铋储量约占世界总储量的74％以上。铋作为可安全使用的“绿色金属”，主要以化合物的形式被应用在催化剂、医药、半导体、超导体、电子陶瓷、阻燃剂、颜料、核工业、润滑剂等领域。铋的主要来源有辉铋矿、铋华、泡铋矿等矿物和铜、铅、锌等电解精炼后的阳极泥。对于长期从事电解锌生产的企业来说，生产过程会产生大量含铋的锌阳极泥废渣，这些废渣是回收铋的重要原料，具有很高的回收价值。

铋的应用广泛，其纯度会直接影响含铋材料的理化性能，为了获得更高纯度的铋，目前国内分离提纯铋的方法分为火法和湿法，针对高品位铋精矿多采用火法反射炉熔炼，铋精矿和还原煤粉、置换剂铁屑、助熔剂等混合精炼出精铋，目前在对含铋量高的阳极泥中铋的提取过程也主要采用火法工艺，火法工艺具有处理量大、原料适应性强、工艺成熟等优点，但也存在铋、银分离不彻底，回收工艺复杂，烟尘污染等不足。国内许多科研单位围绕降低成本和解决环境污染，开发出了许多新的湿法冶金流程，主要采用盐酸浸出和混酸浸出的原理。典型的有基于三氯化铁浸出的铁粉置换法、隔膜电积法、水解沉铋法和氯气选择性浸出法、盐酸-亚硝酸浸出法、新氯化水解法、矿浆电解法。湿法和火法提纯铋各有优缺点，火法较为成熟，物料适用性强，针对复杂物料的金属提取尤为有效。大多数湿法分离提纯技术仍处于试验研究阶段，但湿法分离提纯有利于简化一部分火法提取步骤，节约成本，提高生产效率，且更为环保。电沉积提纯工艺，具有提纯技术成熟，效果稳定可靠，操作管理简单，设备占地面积小和环境友好等优点，也可作为优选方案之一。从实际情况来看，对有电解阳极泥废渣的企业，一般都是从事电解生产，且具有火法生产的设备条件。因此，开发一种可以结合企业实际情况，且将火法、湿法、电沉积的优势充分结合起来的简单高效，成本低廉，电解液可循环利用，环境友好和易于扩大化生产的提铋技术具有较大的经济价值和现实意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种利用锌阳极泥废渣制备铋的工艺，所述工艺集合了常规分离提纯铋的工艺优点，简单高效，成本低廉，环境友好。

本发明采取的技术方案如下：

一种利用锌阳极泥废渣制备铋的工艺，包括如下步骤：

(1)将锌阳极泥粉末与质量分数98％的浓硫酸按重量比1：(0.5～1)的比例混匀制成待焙烧物料；

(2)将待焙烧物料焙烧得到焙烧渣；焙烧温度控制在350～480℃之间，焙烧时间为1～3h；

(3)将焙烧渣粉碎后按料液质量比1：(6～8)的比例加水并高速搅拌0.5～1h，然后进行抽滤，洗涤滤渣，得到水浸渣；

(4)按料液质量比1：(4～6)的比例将碱性溶液加入水浸渣中，高速搅拌0.5～1h后进行抽滤，洗涤滤渣，得到碱浸渣；

(5)按重量比1：(6～10)：(6～8)的比例取碱浸渣、质量分数13％的HNO₃溶液、水，搅拌混匀后静置2～6h，过滤得到滤液A；然后滤液A中加入碱性溶液调节pH至2～3.5，静置6～12h，过滤得到滤液B；用碱性溶液调节滤液B的pH至4.6～5.9，静置1～2h，过滤得到沉淀物氢氧化铋；