[发明专利]一种从铅铋合金中分离高纯铅的方法

说明书

本发明公开了一种从铅铋合金中分离高纯铅的方法，属于有色金属冶炼分离提纯技术领域。该方法具体是将铅铋合金在气氛炉中加热，使之熔化成金属液，并保温，然后将熔融态的铅铋合金注入高纯石墨坩埚中，坩埚以一定的速率冷却后，将装有铅铋合金的坩埚置于电磁定向分离中频炉载物台上；使中频炉加热区的温度维持在200‑500℃，于此同时开启载物台升降系统，使铅铋合金随着载物台自上而下以一定的下降速率进行定向凝固，最终得到界面清晰的高纯铅和低铅含量的铅铋合金，高纯铅洗涤、干燥后得到铅纯度≥99.9%的高纯铅锭。本发明设备及投入少，能源消耗小，对环境友好，能够满足目前清洁生产的要求。

技术领域

本发明属于有色金属冶炼分离提纯技术领域，具体是一种从铅铋合金中分离高纯铅的方法。

背景技术

铅铋合金是有色冶炼和钢铁冶炼过程中产生的副产物，其直接使用价值及经济价值都不高，必须经分离、提纯后，形成高纯度的精铋、精铅才能够发挥其应有的经济和使用价值。

铅铋合金中铅、铋的分离方法主要包括电解法和氯化法，电解法是指将铅铋合金先进行浸出处理，得到含铅铋的电解母液，根据铅铋在溶液中电极电位的差异，以铅铋合金为电解用阳极板，采用不同的电解电压将铅铋从溶液中分离，铅在阴极板上富集形成电解铅产品，铋电极电位大于铅电极电位，最终以铋金属或铋金属化合物形式进入电解阳极泥中，形成粗铋产品。该方法可实现铅铋合金的清洁分离，但是投资较大，能耗较高，且电解形成的废电解液会造成水环境污染，仅适用于铋含量相对较低的铅铋合金分离。氯化法是首先将铅铋合金熔化，然后向熔体中通入洁净的氯气，使铅铋合金熔体中的铅首先与氯发生选择性反应，形成氯化铅渣，从而达到分离铅铋合金的效果，最终的氯化铅渣经还原处理后得到精铅产品。该工艺生产过程相对简单，产出的精铅品位高于99.5%，适用于大规模生产，但是其为火法生产工艺，污染大，能耗高，且当铅铋合金中铋含量低于12%时，分离铅铋合金的成本呈指数倍增加。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述已有技术中存在的问题，提供一种工艺流程短、能耗低、环境友好的从铅铋合金中分离高纯铅的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种从铅铋合金中分离高纯铅的方法，具体包括以下步骤：

（1）熔融备料：将不同铅铋含量的铅铋合金在气氛炉中加热熔化、保温，然后将熔化的合金熔融液注入高纯石墨坩埚内冷却；

（2）电磁定向分离：将步骤（1）中盛有铅铋合金熔融液的高纯石墨坩埚置于加热区温度为200-500℃的工频炉载物台上，保温15-120min，然后开启升降系统，使铅铋合金熔融液以10-100μm/s的上升或下降速率进行定向凝固，同时在坩埚外部施加50-100T的磁场，得到界面清晰的铅和铅铋合金；

（3）切割分离：将界面清晰的铅和铅铋合金柱锭从界面处切割分离，得到高纯铅和低铅含量的铅铋合金；

（4）高纯铅锭制备：将高纯铅先进行腐蚀洗涤处理，然后进行磨光、干燥，得到高纯铅锭。

其中，上述步骤（1）中，铅铋合金中铅的质量分数为1-99%、铋的质量分数为99-1%。

铅铋合金的熔化温度为300-600℃，保温时间为10-120min，冷却速率为5-40℃/s。

气氛炉中保护气氛为99.9%的氮气或氩气。

步骤（4）中，腐蚀洗涤处理过程为采用0.01-5mol/L的稀酸溶液冲洗30-300min，或浸洗1-3d，稀酸溶液为硫酸、盐酸或硝酸溶液中的一种。