[发明专利]一种铋精矿湿法提取铋的方法

说明书

本发明公开了一种铋精矿湿法提取铋的方法，包括以下步骤：将铋精矿用氨水在通入氧气的条件下进行加压氧化浸出，反应温度为150～200℃，压力为1.5～3.5Mpa，然后过滤得到浸出液和浸出渣；将所述浸出液经萃取回收铜，萃铜余液经硫化沉淀回收锌，沉淀母液蒸发结晶回收硫元素，将所述浸出渣经还原熔炼得到金属铋或经湿法浸铋得到氯氧化铋或氧化铋。本发明能有效解决铋精矿传统提铋工艺中普遍存在的低浓度SO₂污染环境、废水废渣排放量大、金属回收率低、其它有价金属综合回收难等问题，具有环境友好、有价金属综合回收率高、铋回收率高、工艺流程短、劳动强度低、对设备材质要求低等优点。

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种铋精矿湿法提取铋的方法

背景技术

铋是一种“绿色”稀有金属，广泛应用于铋基低熔点合金、电子陶瓷粉体、电子材料、焊料、冶金添加剂、光电材料、医药、化工及军工等领域。我国铋资源储量位居世界第一，约占全球的85％，主要分布在湖南、广东和江西三个地区，其中又以湖南柿竹园多金属矿区铋储量最大，价值巨大。铋的矿物大都与钨、钼、铜、铅、锡等金属矿物共生，很少形成有单独开采价值的矿床，所以需在其它主金属选矿过程中分离出铋精矿，通常产出的铋精矿含有一定量的铜，这种含铜的铋精矿传统的冶炼方法可分为火法和湿法两大类。

火法处理工艺主要有还原熔炼、沉淀熔炼、混合熔炼和熔析熔炼，适于处理高品位铋精矿，国内的铋生产主要工艺为反射炉沉淀熔炼，近些年发展了侧吹强化熔炼，火法工艺的主要问题是：(1)铁粉和碱耗量大，成本高；(2)火法熔炼温度高、能耗较大；(3)生成低浓度SO₂烟气及散烟污染环境；(4)熔炼渣及烟尘含铋造成铋分散，铋回收流程长；(5)铋精矿中的有价元素硫未能得到回收和利用，沉淀熔炼过程中大部分硫进入冰铜锍，少部分进入烟气，环境污染严重，后续回收困难；(7)铋精矿中有价金属铜、锌等未得到回收和利用，且作为杂质增加了粗铋精炼难度，造成精炼流程长，工序复杂。

湿法处理工艺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、氯化水解法、盐酸-亚硝酸浸出法等。这几种方法大多采用三氯化铁、氯气或硝酸作为氧化浸出剂，能够实现铋的高效浸出，由于多是采用酸法浸出，铜、锌一部分进入溶液中，另一部分存于渣中，增加后续铋分离纯化难度。且湿法工艺大多存在如下缺点：(1)浸出选择性较差，铜、铁等随铋进入溶液，增加了后续分离难度；(2)选用的氧化剂腐蚀性强，对设备材质要求高，增加投入成本；(3)溶液的离子浓度高，易造成过滤困难；(4)产生的FeCl₂需用Cl₂氧化成FeCl₃后才能返回浸出，而氯气存在成本高及安全隐患较大的问题；(5)铁粉试剂消耗大、成本高；(6)水解氯化铋时铁、铜常进入氯氧铋中影响纯度；(7)工艺流程复杂、操作繁琐。

中国专利96103248.0公开了一种从硫化铋矿矿浆电解提取铋的方法，该方法将矿石浸出、过滤分离、净化溶液、电积等过程一体化，在电解槽中一步完成从矿石到金属的湿法冶炼过程，具有能耗低、试剂消耗少、无SO₂污染等优点。但存在如下缺点：(1)酸性条件下进行电解，过程会产生大量的氯气，造成环境污染；(2)电流效率低、电耗大；(3)有价金属铜、锌、银等难以回收；(4)生产过程操作复杂，难以顺利运行，尽管已经应用于工业生产，但效果不理想未能继续使用。

中国专利201110260280.6公开了一种有效分离硫化铋精矿中钨钼和铋的方法，该法通过氢氧化钠碱性加压氧化浸出铋精矿，实现了铋精矿中钨钼和铋的有效分离，钨钼的浸出率为99％以上，铋以氧化铋形态进入碱性浸出渣中得到富集。该工艺避免了传统火法冶炼SO₂污染环境的问题，也规避了传统湿法浸出中铁离子浓度高造成后续分离难的问题，且碱性介质设备材质要求低，有价金属钨钼综合回收率高。但工艺存在以下问题：(1)铋精矿中铜锌与铋一同进入渣中，增加后续铋分离回收难度；(2)元素硫以硫酸钠形态存在于溶液中，由于浓度较高，低温下易结晶析出堵塞管道；(3)氢氧化钠成本高，且对人体腐蚀性较强。