【文章內(nèi)容簡介】 60~80%之間。 本項(xiàng)目采用湖南昭山冶金化工有限公司自主開發(fā)的硅氟酸體系電解分離法（李流鋒，從高銀鉍合金中制備鉍和富集銀的方法，中國專利申請(qǐng)?zhí)枺?） ,進(jìn)行鉍與鉛、銀等金屬的分離。其原理如下： 鉍電解用的電解液是 由 Bi2(SiF6)3和 H2SiF6組成 的水溶液，粗鉍為陽極，陰極為鈦板或銅板，在直流電的作用下，鉍自陽極溶解進(jìn)入溶液，并在陰極析出。粗鉍電解的電化學(xué)體系如下所示。 Bi (陰極 ) │ Bi2(SiF6)3+H2SiF6 │ Bi （陽極） 在陽極，發(fā)生的主要反應(yīng)為： Bi3e=Bi3+ E0= H2O2e=2H++ E0= SiF622e=SiF6 E0= 25 在陰極，發(fā)生的主要反應(yīng)為： Bi3++3e=Bi 2H++2e=H2 在鉍的電解過程中， 不僅 可以實(shí)現(xiàn)鉍與銀、碲、鉛等金屬的分離，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)銀和碲的高效富集，與粗鉍中銀的含量相比，富集進(jìn)入鉍電解陽極泥中銀的含量提高十倍左右，為銀的提取準(zhǔn)備了優(yōu)質(zhì)的原料。銀的富集過程減少了試劑（鋅和氯氣）的消耗、能量的消耗 ,顯著降低了生產(chǎn)成本。 2 高純鉍提取工藝流程 粗鉍電解的工藝流程如圖 54所示。 圖 54 鉍電解精煉的工藝流程圖 殘 極 粗鉍合金 電解液 補(bǔ)充電解液 與添加劑 回收銀 鉍電解 陽 極 泥 陰 極 鉍 精 煉 精 鉍 硫酸鉛 電 解 液 凈化除鉛 返回?zé)掋U 電解液 成分調(diào)整 鉍化合物 26 ㈣ 銀的提取與精煉 方案 1 技術(shù)方案 由鉍電解精煉產(chǎn)出的陽極泥，其中主要有價(jià)金屬是銀，此外還含有鉍、鉛、碲及少量的金和鉑族金屬，是一種提取銀的優(yōu)質(zhì)原料。 本項(xiàng)目的鉍電解產(chǎn)出的陽極泥具有銀含量高，金及鉑族金屬的含量低的特點(diǎn)，為最大限度地將金和鉑族金屬循環(huán)利用，采用的流程是先用火法熔煉法將陽極泥熔煉成合金，使金、銀有效富集，再進(jìn)行銀的電解精煉。 2 工藝 方案 陽極泥火法處理的工藝流程如圖 55所示。 圖 55 陽極泥處理的工藝流程圖 圖 55 所示的工藝流程中主要由三個(gè)主要工序組成，即還原熔煉、氧化精煉和銀電解。 在還原熔煉中，陽極泥配入適量的還原劑和熔劑（蘇氧化精煉 陽 極 泥 還原熔煉 銀 電 解 回收鉍碲 金銀合金 爐 渣 陽極泥 電解銀 回收金及鉑族金屬 27 打、螢石、石灰、石英），使?fàn)t內(nèi)保持弱還原氣氛，發(fā)生的主要反應(yīng)有： 2MO+C=2M+CO2 Na2CO3=Na2O+CO2 Na2O+SiO2=Na2O SiO2 Na2O+Sb2O5= Na2O Sb2O5 Na2O+As2O5= Na2O As2O5 陽極泥中的金、銀與被還原的鉛及少量的碲、鉍形成貴鉛，沉于爐底。 在氧化 精煉中，主要除去陽極泥中的銻、鉛、鉍、碲、銅。吹煉開始時(shí)，貴鉛中的銻大部分生成易揮發(fā)的三氧化物呈煙氣逸出： 4Sb+3O2=2Sb2O3 此時(shí)，也有部分鉛開始氧化，生成氧化鉛揮發(fā) ，銻和鉛的氧化揮發(fā)物通過收塵系統(tǒng)收集 。 而鉍、碲、銅是較難氧化的金屬，當(dāng)銻、鉛基本氧化除去后，再繼續(xù)氧化精煉，鉍會(huì)發(fā)生氧化： 4Bi+3O2=2Bi2O3 Bi2O3的沸點(diǎn)高達(dá) 19800C，不易揮發(fā)，但由于存在氧化鉛，大部分 Bi2O3 與 PbO生成低熔點(diǎn)稀渣，稀渣流動(dòng)性好，呈亮黃色覆蓋在熔池面上，經(jīng)沉淀降低金銀含量后 可作為回收鉍的原料。當(dāng)爐內(nèi)合金達(dá)到 Au+Ag≥ 80%以上時(shí)，即可加 28 入貴鉛量 35%的蘇打和 13%硝酸鈉，并加以激烈攪拌，使碲及銅發(fā)生氧化： 2NaNO3=Na2O+N2+5[O] MTe+3[O]=MO+TeO2 TeO2+Na2CO3=Na2TeO3+CO2 加入蘇打和硝石造出的渣稱蘇打渣或碲渣，是回收硒、碲的原料。 最終得到的金銀合金作銀電解的原料，采用如圖 56所示的流程處理。 圖 56 金銀合金電解精煉銀工藝流程 銀電解精煉的過程中，其電化學(xué)系統(tǒng)可表示為： Ag (陰極 ) │ AgNO3 +HNO3 +H2O │ Ag （陽極） 在直流電的作用下，陽極發(fā)生銀的電化學(xué)溶解。 Age = Ag+ 在陰極，銀離子獲得電子，析出金屬銀： 廢電解液與洗液 粗銀陽極板 銀電解 分銀爐熔煉 堿式碳酸銅 廢 液 粗銀粉 碳酸鈉中和 送銅回收 粗銀板 金回收 二次黑金粉 洗 滌 烘 干 熔 鑄 電解銀錠 電解銀粉 洗 滌 烘 干 熔 鑄 二次合金板 一次黑金粉 殘 極 洗 滌 烘 干 熔 鑄 二次合金板 置 換 29 Ag++e=Ag 此外，陽極板中的其它金屬雜質(zhì)，如銅等賤金屬，同時(shí)也被溶解進(jìn)入溶液。銀、銅金屬在陽極上除了電化學(xué)溶解外，當(dāng)硝酸濃度較高時(shí)，還有銀、銅的化學(xué)溶解： 3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑ +2H2O 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑ +4H2O ㈤ 碲的提取與精煉方案 1 碲的提取與精煉 技術(shù)方案 在用火法處理鉍電解陽極泥的過程中，氧化精煉的后期加入硝石氧化除去金銀合金中的碲時(shí)，產(chǎn)出富含碲的蘇打渣。這種渣高度地富集了碲，在我國是提碲的主要原料之一。在蘇打渣中，碲主要以可以溶于水的亞碲酸鈉的形式存在，一部分以難溶于水的亞碲酸鉍的形式存在。 本項(xiàng)目所要處理的蘇打渣含碲高，采用直接水浸時(shí)碲的浸出率低，為提高碲的浸出率，在進(jìn)行一段水浸后，浸出渣再用鹽酸進(jìn)行浸出以提高碲的浸出率。浸出液經(jīng)除雜后，產(chǎn)出的二氧化碲在堿性系統(tǒng)中進(jìn)行電積產(chǎn)出電解碲。 2 碲的提取與精煉工藝方案 碲的提取與精煉的工藝流程如圖 57所示。 30 粗 碲 熔 鑄 濾 液 硫化渣 溶 液 凈 化 過 濾 碲 錠 電 積 焙 燒 堿 溶 浸出渣 工藝路線擬定 涉及化合物的性質(zhì) 控電位氯化浸出與銀還原 溶液中回收銻、銅、鎳 渣中回收金、銀、鉛濾 渣 返回鉛工序 碲 渣 磨 料 水 浸 圖 57 蘇打碲渣提取碲的工藝流程圖 過 濾 中 和 TeO2 酸 浸 過 濾 浸出渣 溶 液 還 原 熱水泡洗 返回熔煉 過 濾 過 濾 浸出渣 溶 液 返回轉(zhuǎn)爐熔煉 31 ㈥ 金的提取與精煉方案 1 金的提取與精煉 技術(shù)方案 銀電解產(chǎn)出的陽極泥（又稱黑金粉），含金 90%左右，含銀 69%，是提金的優(yōu)質(zhì)原料。對(duì)于從黑金粉中提金，傳統(tǒng)的方法是將黑金粉鑄成粗金板進(jìn)行電解精煉，產(chǎn)出國標(biāo)一號(hào)金，但工藝流程長，過程積壓金的金屬量大。由于本項(xiàng)目中金的產(chǎn)量不大，可以采用濕法提金的方法。 2 金的提取 工藝流程 銀陽極泥處理的工藝流程如圖 58所示。 圖 58 銀陽極泥的金氯化 浸出 — 還原原則流程 銀陽極泥 調(diào) 整 過 濾 澆 鑄 還 原 金 粉 洗 滌 產(chǎn) 品 氯化浸出 渣 銀陽極泥 返火法處理 送銀電解 Pt， Pd富集物 置換后液 回收 Pt， Pd 中和排放 還原后液 置 換 浸出渣 浸出液 32 圖 58所示的流程中，金經(jīng)氯化浸出進(jìn)入溶液，鉑、鈀亦溶解進(jìn)入溶液，而銀則以 AgCl 的形式留在渣中，實(shí)現(xiàn)金和銀的分離。氯化過程采用的氯化劑不引進(jìn)雜質(zhì)離子，反應(yīng)過程不放出氮氧化物和氯氣等對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的氣體，對(duì)環(huán)境友好。金的氯化浸出結(jié)束后，調(diào)整工藝條件，將溶液中的金還原成金粉，金粉經(jīng)洗滌、干燥、澆鑄后得到國標(biāo)一號(hào)金。還原后液中金的含量可降至 5mg/L 左右，鉑和鈀在金的還原過程中不沉淀而仍留在還原后液，便于集中回收。浸出渣中銀轉(zhuǎn)化為氯化銀及少量可能未溶解的金，以及由銀陽極泥帶入的鉍、鉛、銻等賤 金屬氧化物。浸出渣經(jīng)干燥后配入蘇打和適量還原劑（碳）進(jìn)行銀的澆鑄，重新得到銀陽極進(jìn)行電解，浸出渣少量的金（或鉑、鈀）也重新進(jìn)入銀陽極板在銀電解過程中得到回收。澆鑄銀產(chǎn)出的渣可返前面鉛陽極泥的火法處理系統(tǒng)。 33 第六章 主要設(shè)備選擇 處理復(fù)雜含鉍物料的熔煉 至各種產(chǎn)品的制備所需的主要設(shè)備列于表 61. 表 61 本項(xiàng)目的主要設(shè)備清單 瓦紐科夫熔煉法的主體設(shè)備 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格 數(shù)量 備注 熔煉爐 1 制氧站 1 硫酸制備系統(tǒng) 1 粗鉍鉛合金電解分離生產(chǎn)鉛錠的主要 設(shè)備 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格 數(shù)量 備注 熔鉛鍋 Φ 1550 H1000， 50t/d 1 鑄鋼 園盤澆鑄機(jī) Φ 3000,片 /時(shí) 1 非標(biāo)設(shè)計(jì) 吊車 ， Q5t 1 陰極鍋 Φ 1550,H1000 1 鑄鋼 陰極始極片 制作 50T/d 1 鑄鐵 電解槽 3200 800 1100 鋼筋混凝土預(yù)制，內(nèi)襯塑料 循環(huán)槽 14m3 1 塑料焊制 殘極沖洗槽 1 塑料焊制 殘極洗刷機(jī) 1 塑料焊制 殘極 洗刷槽 1 塑料焊制 陰極沖洗槽 1 塑料焊制 陽極泥攪拌槽 Φ 1500， H1100 2 塑料焊制 三足離心機(jī) Φ 600， H300， 850rpm 2 耐酸泵 10 34 高純鉍電解精煉的主要設(shè)備 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格 數(shù)量 備注 熔鉍 鍋 Φ 1000 H750， 20t/d 1 鑄鋼 澆鑄機(jī) 1 非標(biāo)設(shè)計(jì) 吊車 ， Q5t 1 電解槽 4000 500 800mm 50 鋼筋混凝土預(yù)制，內(nèi)襯塑料 循環(huán)槽 塑料焊制 殘極沖洗槽 塑料焊制 殘極洗刷槽 塑料焊制 陰極沖洗槽 塑料焊制 陽極泥攪拌槽 Φ 1500， H1100 2 塑料焊制 三足離心機(jī) Φ 600， H300， 850rpm 2 耐酸泵 10 銀的提取與精煉的主要設(shè)備 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格 數(shù)量 備注 還原爐 Φ 2400 4200,5t/爐 .d 1 16mm 鍋爐鋼板焊制，內(nèi)襯鋁鎂磚 氧化精煉爐 Φ 1600 2240mm 1 16mm 鍋爐鋼板焊制，內(nèi)襯燒結(jié)鎂磚 單梁 吊車 H=6m， Q=3t 1 銀電解槽 用厚 8mmPP 板焊制 銀粉傳送機(jī) 500 12021 1 耐硝酸尼龍布作傳送帶 中頻爐 50kWh,1000Hz 2 作澆鑄銀陽極板用 35 脫銅反應(yīng)釜 1 濃縮釜 1 硝酸銀制備釜 1 銀電解整流器 1 水環(huán)式真空泵 Φ 40kW 1 表冷器 Φ 300， H7000 1 冷 卻 面 積100m2, 用4~5mm 制作 布袋收塵器 Φ 220， L2050 1 5mm鋼板焊制 從蘇打渣中提取和精煉碲的主要設(shè)備 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格 數(shù)量 備注 球磨機(jī) Φ 700 1400mm, 500rpm 1 鑄鋼 水浸槽 5m3 1 不銹鋼 凈化槽 5m3 1 不銹鋼 沉 TeO2槽 5m3 1 不銹鋼 酸浸槽 3m3 1 搪瓷 沉碲槽 2m3 1 搪瓷 碲電解槽 800 500 600mm 塑料焊制 整流器 30V/500A 1 水環(huán)式真空泵 1 作過濾抽真空用 過濾桶 5 作各種過濾用 濕法提取和精煉金的主要設(shè)備的選擇 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格 數(shù)量 備注 浸銀反應(yīng)釜 25L 1 不銹鋼 浸金反應(yīng)釜 25L 1 搪瓷 金還原釜 25L 1 搪瓷