一种粗铋分步精炼的方法及其使用的连续式真空炉与流程

本发明涉及金属冶炼技术领域，具体为一种粗铋分步精炼的方法及其使用的连续式真空炉。

背景技术：

铋可制低熔点合金，用于自动关闭器或活字合金中；碳酸氧铋和硝酸氧铋用作药物；氧化铋用于玻璃、陶瓷工业中；铋化合物作为漂白剂和珠光剂添加在化妆品中，铋在地壳中的含量仅为10—6％左右，极少见到单独的原生天然的铋矿，大都与钨、钼、铅、铜、铁等金属矿物共生，所以一般都在其它主金属提炼过程中的副产物中回收铋，铋在某些工艺的副产品是以高铜、高银铋合金形式存在，以往粗铋的一般精炼方法，对粗铋含杂质元素有较严格的要求，因此对于粗铋的精炼装置有较高的要求，为此我们提出一种粗铋分步精炼的方法及其使用的连续式真空炉。

技术实现要素：

本发明提供了一种粗铋分步精炼的方法及其使用的连续式真空炉，具备多步操作去除杂质的优点，解决了杂质脱除效果差，出产的精铋纯度低的问题。

本发明提供如下技术方案：一种粗铋分步精炼的方法，包括如下工艺步骤：

熔化捞渣，将粗铋装入精铋锅，采用天然气加热，升温至600℃时首先捞去熔化渣；将温度降至500℃，捞去除铜渣；

再将温度降至280～330℃，加入硫磺粉脱铜，硫磺粉用量约为0.2％，搅拌2～4小时左右即可第二次捞渣，上述渣统称除铜渣，返回鼓风炉配料；

氧化精炼，脱铜后将铋液升温到680～750℃时，鼓入压缩空气进行氧化除杂。

除铅精炼，将除锑后的铋液温度控制在450～480℃，通过输气管道向铋液中通入氯气，铋液中的铅与氯反应生成氯化铅。

碱性精炼，将除铅铋液加热到500～520℃，加入氢氧化钠，在铋液中通入压缩空气，使碲与空气中的氧气发生反应，生产二氧化碲，未与压缩空气反应的碲，则与碱生成na2teo3，这两者均为固相，从铋液中分离出来。

最终精炼，将除碲铋液的温度控制在680～720℃，加入料重0.5～1％的氢氧化钠，向铋液中鼓入压缩空气搅拌2小时，然后取样分析，当铋液中的铅小于0.001％、银小于0.003％，即为精铋，降温至320～400℃后，采用立模铸成铋锭。

优选的，氧化精炼过程中，当烟气量减少，铋液表面出现少量氧化铅时，即为除锑终点，时间为4～10h。

优选的，所述除铅精炼过程中，输气管道的数量共有六根，且深度为300～400mm。

优选的，碱性精炼过程中，氢氧化钠的加入量为料重的1.5～2％，时间6～10h，当加入的固碱在压缩空气搅动下不再变干为止，即为除碲终点。

一种粗铋分步精炼的连续式真空炉，该装置主要包括：冶炼锅、加热装置、温控装置、通风装置、搅拌装置、捞渣装置、和加料装置，加热装置设置在冶炼锅的下方，温控装置、搅拌加料装置设置在冶炼锅的一旁，温控装置在精炼容器内的温度达到300～400℃和600～700℃时触发捞渣装置，通风装置包括鼓风机和插入冶炼锅的铋液面内导风管，温控装置在冶炼锅内的温度达到450～550℃时触发加料装置加碱或加木屑，所述冶炼锅是铸铁锅或铸钢锅；搅拌装置与捞渣装置是同一装置，所述加热装置是电加热装置、燃油加热装置、或煤加热装。

本发明具备以下有益效果：

该粗铋分步精炼的方法及其使用的连续式真空炉，通过分步反应，使得粗铋的产出精度更高，且每个步骤产出的不同的废料后续也可以分别使用到不同的工厂进行加工节省能源消耗，同时也利于环境的保护，再有每个产出步骤的发生装置不一致，可以节约等待冷却的时间，缩短生产的时长，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种粗铋分步精炼的方法，包括如下工艺步骤：

步骤1、熔化捞渣和氧化精炼

将粗铋装入精铋锅，采用天然气加热，至600℃时首先捞去熔化渣；

将温度降至500℃，捞去除铜渣；

再将温度降至280～330℃，加入硫磺粉脱铜，硫磺粉用量约为0.2％，搅拌2～4小时左右即可第二次捞渣，上述渣统称除铜渣，返回鼓风炉配料。

脱铜后将铋液升温到680～750℃时，鼓入压缩空气进行氧化除杂，由于锑等金属杂质的氧化物与铋氧化物的自由焓相差大，所以在氧化精炼中，锑等金属杂质会优先被氧化而与铋分离，大部分的氧化锑挥发进入气体中，如果鼓入的压缩空气量太大会使更多的铋氧化，因此，必须严格控制反应过程，一般当烟气量减少，铋液表面出现少量氧化铅时，则视为除锑终点，时间为4～10h，氧化精炼主要反应式如下：

4bi+3o2＝2bi2o3

4sb+3o2＝2sb2o3

sb2o3+o2＝sb2o5

bi2o3+2sb＝sb2o3+2bi

步骤2、除铅精炼

将除锑后的铋液温度控制在450～480℃，每锅通6根玻璃管，深度300～400mm，向铋液中通入氯气，铅与氯反应生成氯化铅，除铅作业需反复进行，除铅精炼主要反应式如下：

cl2+pb＝pbcl2

2bi+3cl2＝2bicl3

步骤3、碱性精炼

碱性精炼的目的是为了去除碲。将铋液加热到500～520℃，加入氢氧化钠，在铋液中通入压缩空气，使碲与空气中的氧气发生反应，生产二氧化碲，未与压缩空气反应的碲，则与碱生成na2teo3，这两者均为固相，从铋液中分离出来，碱性精炼主要反应式如下：

te+o2＝teo2,

teo2+2naoh＝na2teo3+h2o

未与压缩空气反应的碲，则与碱发生如下反应：

3te+6naoh＝2na2te+na2teo3+3h2o

氢氧化钠的加入量为料重的1.5～2％，除碲时间6～10h左右，当加入的固碱在压缩空气搅动下不再变干为止，即为除碲终点。

步骤4、最终精炼

为除去残留的比铋更容易氧化的痕迹元素，如氯、锌、锑、碲、铁、铅等，须进行最终精炼，将铋液的温度控制在680～720℃，加入料重0.5～1％的氢氧化钠，向铋液中鼓入压缩空气搅拌2小时，然后取样分析，当铋液中的铅小于0.001％、银小于0.003％，即为精铋，降温至320～400℃后，采用立模铸成铋锭。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。