專(zhuān)利名稱(chēng)：一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，特別是一種陽(yáng)極泥還原所得多金屬合金、砷銻煙灰或硫化銻揮發(fā)熔煉所得銻氧粉還原得到的粗銻等含砷鉛銻貴金屬合金的處理方法。
背景技術(shù)：
陽(yáng)極泥通過(guò)濕法處理可以脫除銅和鉍等金屬，然后在轉(zhuǎn)爐或者反射爐中還原即得到含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金；傳統(tǒng)陽(yáng)極泥冶煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)出一種富含砷銻的煙灰，這種煙灰中還含有一定量的鉛以及貴金屬，將其與煤或者焦混合后在反射爐、轉(zhuǎn)爐或者底吹爐中即可還原得到含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金；硫化銻精礦揮發(fā)熔煉時(shí)會(huì)得到銻氧粉，其中含有一定濃度的鉛砷雜質(zhì)，并含有少量貴金屬，將其還原后同樣得到這幾種金屬的合金。上述幾種不同地方產(chǎn)出的合金都不同程度地由Sb、Pb、As、Au和Ag等元素組成，其中Sb和貴金屬位主要價(jià)值元素，而Pb和As為主要雜質(zhì)元素，傳統(tǒng)流程很難直接獲得合格的銻白產(chǎn)品以及適合進(jìn)一步處理的貴金屬合金。需要專(zhuān)門(mén)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理。

發(fā)明內(nèi)容
為了將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金直接制備合格國(guó)標(biāo)Sb20399.8，并將貴金屬富集在貴金屬合金中，本發(fā)明旨在提供一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，先將合金進(jìn)行加堿深度脫砷處理，然后在特殊的吹煉爐內(nèi)低溫吹煉銻白，最后再鼓風(fēng)強(qiáng)化氧化鉛造渣得到貴金屬合金。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特點(diǎn)是，包括以下步驟:a)將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金進(jìn)行加堿深度脫砷處理，直至檢測(cè)砷質(zhì)量質(zhì)量百分含量低于0.05%,除砷所需要的堿量為理論用堿量的1.2 2.5倍；b)將步驟a)脫砷后的合金在吹煉爐內(nèi)低溫吹煉銻白，熔融合金的溫度為800°C 920°C，在合金表面發(fā)生如下的氧化反應(yīng):4Sb+302 = 2Sb203 (3)Sb2O3揮發(fā)后引出在收塵系統(tǒng)中收集，即為銻白，當(dāng)檢測(cè)反應(yīng)后合金中銻質(zhì)量百分含量為8% 10%時(shí)，停止吹煉；c)將步驟b)處理后得的鉛、貴金屬合金鼓風(fēng)強(qiáng)化氧化，在850°C 1350°C下吹煉15 30h,使鉛氧化為鉛洛,反應(yīng)式為:2Pb+02 = 2Pb0 (4)；PbO以渣的形式浮于金屬表面，將其從爐內(nèi)放出，鉛渣用于鉛冶煉；余量為貴金屬。

以下為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案:
在步驟a)中，所述除砷的堿為NaOH或Na2CO3，將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金加熱熔化并加入NaOH或Na2CO3鼓風(fēng)氧化除砷，反應(yīng)溫度為600°C 850°C，鼓風(fēng)反應(yīng)時(shí)間為1.5h IOh,除砷反應(yīng)式為:4As+502+12Na0H = 4Na3As04+6H20 丨(I)4As+502+6Na2C03 = 4Na3As04+6C02 (2)。步驟b)中吹煉爐的結(jié)構(gòu)為，包括吹煉爐體，裝有熔融合金層的該吹煉爐體上部具有氣腔，該氣腔通過(guò)多根吹風(fēng)支管與熔融合金層聯(lián)通；所述吹煉爐體上設(shè)有一與氣腔聯(lián)通的進(jìn)風(fēng)總管和一通過(guò)吹風(fēng)支管與熔融合金層聯(lián)通的引風(fēng)總管；所述揮發(fā)的銻白通過(guò)所述引風(fēng)總管排出收集。在步驟c)中，通過(guò)風(fēng)管或者氧槍向合金熔體中鼓入含氧氣體，氣體中氧氣體積濃度為21% 98%，將鉛氧化為鉛渣。在步驟b)反應(yīng)后殘余的銻在步驟c)中進(jìn)一步氧化揮發(fā)，與少量揮發(fā)的鉛及貴金屬一同進(jìn)入煙塵，形成粗銻氧，該粗銻氧粉用煤或焦還原得到粗銻后重新返回低溫吹煉銻白工序。當(dāng)貴金屬富集至8 12倍左右時(shí),停止吹煉,再通過(guò)濕法流程回收貴金屬。以下對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，包括以下步驟。(I)將合金加熱熔化并調(diào)節(jié)溫度到600 850°C，加入純堿或燒堿鼓風(fēng)氧化除砷，除砷反應(yīng)如下:4As+502+12Na0H = 4Na3As04+6H20 (I)4As+502+6Na2C03 = 4Na3As04+6C02 (2)根據(jù)反應(yīng)⑴和⑵可以算得除砷所需要的理論用堿量1.2 2.5倍，根據(jù)砷含量不同鼓風(fēng)1.5h 10h，堿加入分次進(jìn)行，每次加堿前先撈渣，直到全部堿加完后取樣化驗(yàn)，砷質(zhì)量百分含量低于0.05%可以進(jìn)入下一工序。(2)將脫砷后的合金轉(zhuǎn)入到圖2所示的銻白爐中進(jìn)行低溫吹煉，該爐為底部間接加熱，壓縮空氣由進(jìn)風(fēng)總管I鼓入到氣腔2中，氣腔2與多根吹風(fēng)支管3相連，氣腔中的壓縮空氣可以由各吹風(fēng)支管3均勻地吹到熔體4的表面上，在熔融金屬表面發(fā)生如下所示的氧化反應(yīng):4Sb+302 = 2Sb203 (3)Sb2O3屬易揮發(fā)物種， 車(chē)發(fā)進(jìn)入溶體上方后由引風(fēng)總管5快速引出，在收塵系統(tǒng)中收集，即為銻白。金屬銻氧化揮發(fā)過(guò)程需要嚴(yán)格控制鉛及貴金屬的揮發(fā)，否則Sb2O3產(chǎn)品很難達(dá)到國(guó)標(biāo)Sb20399.8要求(Pb <0.08%),為此需要嚴(yán)格控制熔融合金溫度在800 920°C之間，高于920°C后產(chǎn)品中鉛含量會(huì)顯著增加，氧化過(guò)程屬放熱反應(yīng)，吹煉爐氣腔2和吹風(fēng)支管3的設(shè)置可以確保金屬表面均勻氧化，而不至于使局部氧化過(guò)度而使局部溫度過(guò)高，由此可以確保銻白質(zhì)量。但殘余合金中銻含量降低、鉛含量相應(yīng)升高時(shí)，銻的氧化揮發(fā)會(huì)減弱而鉛揮發(fā)會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)，直接會(huì)導(dǎo)致銻白產(chǎn)品中鉛含量會(huì)升高，為此需要嚴(yán)格控制殘余合金中銻的含量不低于8%，即吹至殘余合金中銻含量為8%后，吹煉過(guò)程必須停止。
(3)殘余合金中含有少部分銻和幾乎全部的鉛與貴金屬，為了回收貴金屬，需要將鉛進(jìn)一步氧化造渣。吹煉造渣可在底吹爐、頂吹爐或者轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，通過(guò)風(fēng)管或者氧槍向熔體中鼓入含氧氣體，氣體中氧氣體積濃度為21% 98%，在850 1350°C下吹煉15 30h。殘余合金中殘余的銻以反應(yīng)(3)的形式進(jìn)一步氧化揮發(fā)，與少量揮發(fā)的鉛及貴金屬一同進(jìn)入煙塵，形成粗銻氧。該粗銻氧粉用煤或焦還原得到粗銻后重新返回低溫吹煉銻白工序。鉛則以如下反應(yīng)造渣:2Pb+02 = 2Pb0 (4)PbO以渣的形式浮于金屬表面，可將其從爐內(nèi)放出，鉛渣用于鉛冶煉。當(dāng)多金屬合金中貴金屬質(zhì)量百分含量較高時(shí)(> 5% )，通過(guò)上述造渣反應(yīng)可直接得到貴金屬質(zhì)量百分含量在90%以上的貴金屬合金，當(dāng)多金屬合金中貴金屬含量較低時(shí)，為了防止貴金屬過(guò)度損失于揮發(fā)的煙塵和氧化鉛渣中，通常將貴金屬在本工序中富集10倍左右即停止吹煉，再通 過(guò)濕法流程進(jìn)一步回收貴金屬。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:(I)銻直接以滿(mǎn)足GB/T4062-1998中Sb20399.8質(zhì)量要求的銻白產(chǎn)出；(2)脫砷和吹煉銻白時(shí)溫度都較低，可大大降低能耗；(3)低溫吹煉可降低貴金屬揮發(fā)損失量，將貴金屬直收率提高到98%以上；(4)脫砷和銻后的殘余合金吹煉造渣時(shí)間縮短至30h以?xún)?nèi)，比傳統(tǒng)工藝減小一半以上。


圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的工藝流程圖；圖2為銻白低溫吹煉爐的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中:1-進(jìn)風(fēng)總管；2-氣腔；3_吹風(fēng)支管；4_熔融合金層；5_銻白引風(fēng)管。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:取5000kg成分如下所示的鉛陽(yáng)極泥還原所得多金屬合金。表I原料成分/%
權(quán)利要求
1.一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特征在于，包括以下步驟: a)將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金進(jìn)行加堿深度脫砷處理，直至檢測(cè)砷質(zhì)量百分含量低于0.05%,除砷所需要的堿量為理論用堿量的1.2 2.5倍； b)將步驟a)脫砷后的合金在吹煉爐內(nèi)低溫吹煉銻白，熔融合金的溫度為800°C 920°C，在合金表面發(fā)生如下的氧化反應(yīng): 4Sb+302 = 2Sb203 (3) Sb2O3揮發(fā)后引出在收塵系統(tǒng)中收集，即為銻白，當(dāng)檢測(cè)反應(yīng)后合金中銻質(zhì)量百分含量為8% 10%時(shí)，停止吹煉； c)將步驟b)處理后得的鉛、貴金屬合金鼓風(fēng)強(qiáng)化氧化，在850°C 1350°C下吹煉15 30h,使鉛氧化為鉛洛,反應(yīng)式為: 2Pb+02 = 2Pb0 (4) PbO以渣的形式浮于金屬表面，將其從爐內(nèi)放出，鉛渣用于鉛冶煉；余量為貴金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特征在于，在步驟a)中，所述除砷的堿為NaOH或Na2CO3，將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金加熱熔化并加入NaOH或Na2CO3鼓風(fēng)氧化除砷，反應(yīng)溫度為600°C 850°C，鼓風(fēng)反應(yīng)時(shí)間為1.5h IOh,除砷反應(yīng)式為:4As+502+12Na0H = 4Na3As04+6H20 丨 (I)4As+502+6Na2C03 = 4Na3As04+6C02 丨 (2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特征在于，步驟b)中吹煉爐的結(jié)構(gòu)為，包括吹煉爐體，裝有熔融合金層(4)的該吹煉爐體上部具有氣腔(2)，該氣腔(2)通過(guò)多根吹風(fēng)支管(3)與熔融合金層(4)聯(lián)通；所述吹煉爐體上設(shè)有一與氣腔(2)聯(lián)通的進(jìn)風(fēng)總管(I)和一通過(guò)吹風(fēng)支管(3)與熔融合金層(4)聯(lián)通的引風(fēng)總管(5);所述揮發(fā)的銻白通過(guò)所述引風(fēng)總管(5)排出收集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特征在于，在步驟c)中，通過(guò)風(fēng)管或者氧槍向合金熔體中鼓入含氧氣體，氣體中氧氣體積濃度為21% 98%，將鉛氧化為鉛渣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特征在于，在步驟b)反應(yīng)后殘余的銻在步驟c)中進(jìn)一步氧化揮發(fā)，與少量揮發(fā)的鉛及貴金屬一同進(jìn)入煙塵，形成粗銻氧，該粗銻氧粉用煤或焦還原得到粗銻后重新返回低溫吹煉銻白工序。
6.根據(jù) 權(quán)利要求1所述的含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法，其特征在于，當(dāng)貴金屬富集至8 12倍時(shí)，停止吹煉，再通過(guò)濕法流程回收貴金屬。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法。為了將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金直接制備合格國(guó)標(biāo)Sb2O399.8，并將貴金屬富集在貴金屬合金中，所述含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金的處理方法先將含砷鉛銻及貴金屬所形成的多金屬合金進(jìn)行加堿深度脫砷處理，然后在特殊的吹煉爐內(nèi)低溫吹煉銻白，最后再鼓風(fēng)強(qiáng)化氧化鉛造渣得到貴金屬合金。本發(fā)明的銻直接以滿(mǎn)足銻白產(chǎn)出要求；且能耗低，貴金屬直收率提高到98％以上；脫砷和銻后的殘余合金吹煉造渣時(shí)間縮短至30h以?xún)?nèi)，比傳統(tǒng)工藝減小一半以上。
文檔編號(hào)C22B11/00GK103194605SQ20131009009
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者劉維, 劉銳, 覃文慶, 張忠國(guó), 蔡練兵, 鄺江華, 劉三軍, 鄔鋒潮, 王毅 申請(qǐng)人:中南大學(xué), 湖南辰州礦業(yè)股份有限公司