铋火法精炼中加锌除银工艺的改进.pdf

1 7 铋火法精炼中加锌除银工艺的改进 张昕红 铜陵有色设计研究院，安徽2 4 4 0 0 0 摘要探讨了铋精炼加锌除银的工艺原理和锌耗分配．舟绍了我厂改进加讳量的控制方法 的成功经骚． 美键词铋火法精炼；加锌除银；锌耗分配；经验公式 中国分类号T F 8 ”文献标识码B 目前，在我国铋冶炼行业中，对于火法精 炼的除银工序，如何准确控制除银时的加锌 量，还没有一个较好的参照标准，大多靠经 验控制加锌量。我厂曾采用秘鲁奥罗亚炼铋 厂的经验公式G 1 2 ．5 2 0 A 式中，G 为吨 铋液加锌量 k g ，A 为铋液含银量 ％ 。 操作中发现。除银结果多不合格。后靠经验 采取分段加锌除银．每加一次，捞渣后，即分 析铋液银含量，直至合格后，才进行下一道 工序。因此经常加锌过量，有时甚至除至银 含量 0 ．0 0 0 7 ％，造成锌耗增大，成本增加， 精炼周期延长，同时增大了渣量，也降低了 铋直收率．我厂从铜转炉烟灰酸浸渣中回收 铋的精炼工艺流程见图l 。 粗铋 4 匦匾至习一些 些堕 ‘ l 墨些堕些l ， 垫堕 ‘ 厂面丽丽习- 银锌渣 l 堑些堕 卜 些 里竺 I 匦亟亟困 ‘ 精珏 一 图1 铋火法精炼流程圈 为了准确控制加锌除银的加锌量，必须 推导出铋液中的银含量与加锌量之间的关系 式，为此。须先考察其反应机理。 1加锌除银的机理 由于银与铋在液态时互溶，生成有限固 溶体，用溶析法不能有效分离铋液中的银， 现在广泛采用加锌除银，银与铋生成一系列 溶点在4 1 9 ℃～7 0 0 ℃之间的金属化台 物，因密度小，浮于铋液面形成渣相而被分 离，同时A u 、C u 也可被除去． 我厂加锌除银操作过程中产出两种渣 粉状的富银渣，作为回收A g 、A u 、B i 的原 料；壳状的贫银渣，作为下次除银的返料。 银锌渣成分见表l 。 表1 银锌渣成分 ％ 操作中，先加入贫银渣，搅拌反应生成富 银渣，捞渣后，分批加人锌锭，搅拌反应生成 贫银渣。因此总反应式如下 A g y z n 一 A g Z n 富银相 由此可见与银反应掉的锌量应与铋液银含量 成线性关系，其中系数Y 为待定值，由于银 万方数据 1 8 锌间化合物组成复杂，物相分析测定困难。 为此，须进一步考察加锌后的锌耗分配。 待定系数测定困难，我厂采用了先假定，后 试验验证的方法求取。 2 加锌后的锌耗分配3操作实践 该工序中，锌耗主要有以下四个走向 1 与银反应进入渣相部分G 。 1 。我 厂铋精炼采用低温除银法，操作温度为5 0 0 ℃，除至含银量低于0 ．0 0 4 ％为台格，操作状 况稳定时，可假设其反应产物全部为 A g y Z n ，由总反应式A g y Z n 一 A g - y Z n ，则可得到1 t 铋液银含量A 与反应掉 的锌量G 1 的关系式 G 自 1 6 A O ．0 0 2 4 y ≈6 A y k g 其中Y 为待定系数． 2 除银捞渣后．1 t 铋液中残留的锌量 G h 2 ．在上述条件下，若反应产物为A g Z n ，， 根据相应的热力学数据，可得其理论关系 式 G a 2 3 ．8 1x1 0 ～0 0 0 一A ” 8 ．2 k g 即1 t 铋液残锌率 0 ．8 2 ％。但是，锌在铋液 中的溶解度随温度升高而增大，当温度低于 2 5 4 ．5 ℃时，形成Z n B i 共晶，共晶点含 B i 9 7 ，3 ％，含Z n 2 ．7 ％。所以实践中铋液中残 锌率大于2 ．7 ％，且为较恒定值。另外捞渣 时，会机械夹带少部分锌与铋以共晶形式进 人渣相。 3 氧化人渣的锌量G 。 3 。由于我厂 采用低温除银法，操作过程中，未加覆盖 剂，铋液与空气充分接触，因此锌易氧化成 助O 而进 富银渣。 4 挥发损失的锌量G 。 4 。锌的熔熔 点为4 1 9 ℃，其蒸气压公式为 l n p 一6 t 6 3 1 T 1 0 ．2 3 3 当T 7 7 3 K 时 操作温度 ，P 9 ．5 8 田a ，由 于未加覆盖剂，敞开操作，锌会部分挥发而 造成所谓“烧锌”现象。 由以上分析可以看出，在操作状况稳定 的情况下，G 。 2 、G 。 3 、q 。【4 应为近似常 量；G 1 与铋液中银含量成线性关系，因为 在上述理论探讨的基础上，我厂共进行 了六次试验，具体方法如下 1 在熔析除铜后，取铋液样分析其中的 铅、银含量，因为粗铋含铅过高，所以需控制 好预除铅的氯气通人量，以减少加锌量与铋 液中的B i C I ，反应，造成不必要的损失。 2 预除铅，捞渣后加人贫银渣，搅拌反 应，捞出富银渣，将锌量分为3 ～4 批，按先 多后少的次序加人，捞渣后取样分析，至合 格止。 试验数据整理后见表2 。 表2 试验产出富银渣成分表 假定富银渣中的银与锌以A g Z 玛的形 式结合，则可对富银渣中的锌银构成进行 分析，见表3 ． 表3 富银渣银、锌构成表 在上述推论基础上，再考察试验中加入 锌的走向，可得氧化和挥发的锌量，见表4 ． 由上表4 可看出，在假设条件下，除银台格后 氧化挥发的锌量及残锌量都近似为一定值， 其差值很小，应为操作温度和操作时间的差 异造成的．因此可初步证明以上假设成立， 万方数据 1 9 霪 4 ‘， 豳2G 。与A g ％关系闰 由表4 数据可作吨粗协加锌激G 。与银台最 嚣关系匿f 冕糕2 。羽再导獭n 辍锯热镑 量与A g 含量的经验关系为 G 珏 3 8 9 A 我厂现在的除银置序采用该经骏公式控 制如锌量，生产实践表明，效粜良好。现已不 需要每次除锻盾等待分析络榘出来储，方髓 决定是否继续以后操柞，只髓在除铅后一起 分析锯、银含豢，戳验证豫银合格邵可。改进 了加钵控制方法前后的主要指标对比见表5 ． 袋5 改进前后燕要指栎对魄褒 改谶后，生产周期太犬缩短，锌耗也犬为 潞诋，菠爨也糍残藏少，麸孺提嘉了铋藏牧 举；燃料消耗也相应降低，经济效益鼹著。 逮说明，试验褥擞的经驶公式珂熙于擐粤我 厂铋火法精炼正芑条件下的实践操作。 4 结语 铋火法精练中，除锻的加锌璧控制是一 个值得探讨的谦蘧，重惫属设计手瓣上缭 出的指导性经验公式过于笼统．需各炼铋厂 蒙根据自己约王雹条伟和操作爽残惹缎出具 体的参数值作为参照，希望我厂改谶该工艺 操终的戚功实找裁为冬同￡提供点启示，网 时也希望与静同仁共同探讨，以期避一步究 善。 参带文献 l 囊金属设计手册编写维．黧金属设计手瓣瓢 冶金工业出敝社，1 9 9 6 ． 2 注盘幕，鹣冶金．凌盎工鼗穗鹱社 1 9 9 4 , 3 粱葵教，年荫昌主编．无机物热力学散据手册．求 j ￡太学出版柱，1 9 9 4 万方数据