[发明专利]改进的高纯铅生产方法

说明书

本发明公开了一种用于生产纯化的软铅产品的方法，包括：a)第一蒸馏步骤(200)，用于从熔融焊料混合物(6)中蒸馏铅，以产生作为塔顶产物的第一浓缩铅流(7)和作为第一塔底产物(8)的熔融粗锡混合物，和b)软铅精炼步骤(700)，通过在低于600℃的温度下，用第一碱(24)和比空气强的第一氧化剂(25)处理第一浓缩铅流，以从该料流中去除选自砷、锡和/或锑中的至少一种污染物，由此形成含有污染物的金属酸盐化合物的第三上层浮渣(26)，然后将第三上层浮渣(26)与纯化的软铅流或产物(27)分离开，其中，来自步骤(b)的第三上层浮渣(26)含有至多1.0wt％的氯。

技术领域

本发明涉及通过火法冶金由一次来源和/或二次原料生产有色金属，特别是铅(Pb)，并且可能与铜(Cu)和锡(Sn)的生产相结合。本发明尤其涉及由主要含有铅和锡的混合物来生产和回收高纯度铅产物。

背景技术

自古以来，金属铅就代表着现代工业中的一种主要有色商品。当今的铅市场主要依赖于其在铅蓄电池中的应用，主要是铅酸电池。铅在其它使用领域(包括建筑用铅板、作为辐射屏障的铅、作为自重的铅、作为水下电缆的保护的铅、作为弹药的铅以及作为黄铜中的合金金属的铅)的消耗量，与其在汽车工业中的消耗量相比相形见绌。

铅的获得可以追溯到公元前5000年的古埃及，几个世纪以来都是从一次原料中获得，最重要的是从方铅矿(硫化铅，PbS)中获得。富含铅的矿物经常与其它金属一起出现，特别是银、锌、铜，有时还有金。在现代社会，铅也成为所有常用金属中回收最多的。此外，在二次原料中，铅也经常与其它金属结合存在。例如，焊料中存在的铅会伴随有大量的其它金属，主要是锡，硬铅可能含有高达10wt％的其它金属，最常见的是锑。因此，从一次和二次原料中回收高纯度铅产品需要精炼铅与其它有色金属的混合物，以获得高纯度铅初级产品

过去的做法是在适当的高温下使用空气来氧化砷、锑、锡、锌和其它易氧化金属等污染物，作为铅“软化或改善”工艺的一部分。但也有很大比例的铅在该过程中也同时被氧化。在GB189013和US1573830中，并进一步参考US1674642，Henry Harris公开了一种在“低温”(即约450℃下)更有选择性地去除少量As、Sn和/或Sb的方法。除了已经与粗铅接触的NaOH和NaCl之外，逐渐引入合适的强氧化剂，具体是NaNO₃，能够形成杂质的含氧盐，同时使铅的氧化最小化。在所述处理步骤之后，将包括氧化形式的污染物的苛性熔融相与水接触。来自熔体的剩余NaOH和NaCl溶解并最终与形成的氧化盐一起存在于水副产物中。

据称所得苛性钠溶液中的氯化钠会降低锑化合物在该溶液中的溶解度。当来自铅处理的熔体溶解在水中，并且如优选的，所得水溶液处于氯化钠饱和状态时，则基本上所有的锑化合物在所述溶液中保持不溶，并且基本上完全以分离相沉淀。由于这个原因，在铅处理中氯化钠的添加量很高，优选超过饱和要求，就像实施例中所使用的一样，尽管据称可以将更多的氯化钠添加到溶液中。

据称锡化合物和砷化合物在所述溶液中保持可溶。有关苛性熔体加工的更多详细信息，请参阅USSN1923/0676261，其后来以US1674642公布。US1674642描述了许多湿化学工艺，包括至少4个且多达7个步骤，产生以下产物流：(i)铅颗粒，(ii)Sb的氧化盐，(iii)As和Sn的氧化盐，(iv)NaCl晶体和(v)苛性钠溶液。任选地，可以使用CaCO₃和/或CaO进一步处理As和Sn的氧化盐(iii)，以分别回收作为沉淀物的Sn和As，留下另外的苛性钠溶液。据称两种苛性钠溶液都适用于回收至精炼铅的方法。所有工艺步骤都涉及固/液分离，许多步骤还包括盐结晶过程，所有结晶过程都需要较长的停留时间，因此需要较大的滞留量和设备体积，可选地结合复杂的设备项目，例如离心机或过滤器。

US1573830中描述了氯化钠还有助于机械地将不溶性锑化合物从所得溶液中分离，因为沉淀物更容易受重力作用或以更好的物理形式沉降。