粗鉍合金真空精餾技術在恒邦冶煉公司的應用

王立新 張善輝 崔家友 劉元輝 侯紹彬 趙祝鵬

摘要：山東恒邦冶煉股份有限公司采用轉爐處理鉛陽極泥，產生的鉍渣經熔煉產出粗鉍合金，粗鉍合金再進一步精煉回收有價元素。粗鉍合金精煉流程存在金、銀、鉍分散嚴重，直收率低等問題。通過采用真空精餾技術，粗鉍中金銀銅和鉛鉍碲得到有效分離，實現了金、銀、鉍和碲的分別回收，提高了經濟效益。真空精餾工藝流程具有操作簡單，能耗低，金、銀、鉍回收率高等顯著優(yōu)點，具有推廣價值。

關鍵詞：真空精餾;粗鉍合金;鉍渣;轉爐;鉛陽極泥;綜合回收

中圖分類號：TF817文獻標志碼：A

文章編號：1001-1277（2020）06-0062-03?doi：10.11792/hj20200614

山東恒邦冶煉股份有限公司（下稱“恒邦冶煉公司”）采用火法熔煉工藝處理鉛陽極泥[1]，產出的貴鉛經氧化精煉產出鉍渣[2]、碲渣等。其中，鉍渣中金、銀、銅、鉛、碲質量分數較高，可綜合回收。鉍渣通過進一步還原熔煉產出粗鉍合金（粗鉍）[3-4]，粗鉍再進行精煉產出鉍錠，同時回收銅、鉛、金、銀等元素。在生產過程中，粗鉍精煉工藝存在金、銀、鉍分散嚴重，直收率低，加鋅除銀工序鋅錠消耗大、成本高、效率低等問題。鑒于此，采用真空精餾技術[5-6]，實現了粗鉍中金銀銅與鉛鉍碲的高效分離，提高了金、銀、鉍和碲回收率，降低了能耗，提高了經濟效益。

1?粗鉍性質

鉍渣[7]中雜質元素質量分數較高，需配入焦炭、純堿等輔料進行還原熔煉[8]。通過取樣分析，鉍渣主要元素分析結果見表1。

由表1可知，鉍渣中金、銀、銅、鉛、碲、銻質量分數較高，具有可回收價值。鉍渣經還原熔煉產出粗鉍，粗鉍主要元素分析結果見表2。

由表2可知，粗鉍中金、銀、銅、鉍、碲得到有效富集。因此，有必要研究高效回收粗鉍中金、銀、銅、鉍、碲的工藝，實現資源的綜合回收利用。

2?粗鉍精煉工藝

恒邦冶煉公司原粗鉍精煉工藝流程為：采用精煉鍋將粗鉍熔析除銅，加堿除砷銻碲，氯化除鉛，加鋅除銀，加堿精煉，產出鉍錠[9-10]。該流程存在的問題：熔析除銅產生的除銅渣中金、銀、鉍質量分數高，導致金、銀、鉍分散嚴重、直收率低;同時，加鋅除銀工序鋅錠消耗大、成本高、效率低，產生的大量銀鋅殼渣（除銀渣）需進行反復處理。因此，亟需通過引進先進工藝，實現金銀銅與鉛鉍碲的高效分離。原粗鉍精煉工藝流程見圖1。

粗鉍熔析除銅產生的除銅渣主要元素分析結果見表3。

由表3可知：除銅渣中金、銀、碲、鉍質量分數較高，有價金屬分散嚴重，不利于集中回收。若返爐處理，則影響處理量，增加生產成本;同時，銅元素仍在流程中循環(huán)，不能單獨對其進行開路回收。

粗鉍除銅后通過加入片堿氧化除砷、銻、碲，產出除碲渣（見表4）;粗鉍除碲后采用氯化法除鉛，產出除鉛渣（見表5）;粗鉍除鉛后，通過加鋅除銀，產出除銀渣（見表6）;粗鉍除銀后，轉入加堿精煉工序，澆鑄產出合格鉍錠產品。

通過分析以上數據可以看出：粗鉍中金、銀元素在逐步脫除銅、碲、鉛工序過程中分散進入除銅渣、除碲渣、除鉛渣中，金、銀直收率降低，將會增加后序處理成本。

3?粗鉍真空精餾新工藝

3.1?理論依據

真空精餾技術是根據粗鉍中主要元素熔點、沸點的不同，實現貴金屬金銀銅與鉛鉍碲的綜合回收。粗鉍主要元素熔點、沸點見表7。

精餾段：采用一級蒸餾多級回流的真空精餾方案，在蒸餾溫度900 ℃～950 ℃條件下，實現貴金屬金銀銅與鉛鉍碲分離。

回流段：采用多級回流系統(tǒng)，實現貴金屬與鉛鉍碲徹底、高效分離。

3.2?工藝流程

真空精餾工藝流程見圖2。將粗鉍加入真空精餾爐內熔化，物料中的鉛、鉍、碲等在900 ℃～950 ℃和真空度40 Pa條件下大量汽化，通過回流冷凝，在冷凝器內獲得金銀質量分數滿足要求的鉛鉍碲合金，并通過出料管流出鑄錠;回流盤采用電阻加熱的方式進行保溫，從下至上形成一定的溫度梯度，使得揮發(fā)出的部分金銀銅在下層冷凝而回流至蒸發(fā)器內，從而實現分離富集。在坩堝內獲得大量的富集金銀銅的蒸餾殘渣（金銀銅合金），坩堝下部設有漏液存儲裝置。當體系蒸氣壓明顯減小且真空度逐漸趨于穩(wěn)定時，可視為反應終點。

通過真空蒸餾，揮發(fā)物鉛鉍碲合金可自主出料。蒸餾結束后需人工清理坩堝內金銀銅合金，并進行潑珠轉金銀精煉工序處理。

通過真空精餾，將價值高的金、銀、銅元素首先進行富集回收，產出金銀銅合金和低金銀的鉛鉍碲合金。金銀銅合金主要元素分析結果見表8，鉛鉍碲合金主要元素分析結果見表9。

采用真空精餾技術，金、銀、銅得到高效富集，為下步粗鉍中鉍、碲、鉛元素的分離提純提供保障。粗鉍中金、銀、銅回收后，利用加堿除碲、氯化除鉛、加堿精煉工序分別產出除碲渣、除鉛渣及鉍錠。

除碲渣中碲質量分數達10 %以上，金、銀質量分數分別降至1 g/t、15 g/t以下，為碲元素高效回收提供優(yōu)質原料。除鉛渣中鉛質量分數高達65 %，金、銀質量分數分別降至0.8 g/t、2.75 g/t以下，為鉛元素高效回收提供優(yōu)質原料。

3.3?應用效果

將310.00 kg、300.00 kg粗鉍分別加入真空精餾爐內熔化，設置溫度分別為935 ℃、940 ℃，真空度均為40 Pa，在冷凝器內獲得鉛鉍碲合金，并通過出料管流出鑄錠，在坩堝內獲得金銀銅合金。當體系蒸氣壓明顯減小且真空度逐漸趨于穩(wěn)定時，停爐清理。真空精餾工藝應用指標見表10。由表10可知：金、銀、銅分離率分別達到99.08 %、99.88 %、96.89 %，得到了很好的富集分離。

通過實踐應用，取得了良好的效果：

1）粗鉍精煉中取消了熔析除銅生產工序，減少了除銅渣機械夾帶損失的金、銀、鉍、碲。

2）利用真空精餾技術，減少了金、銀貴金屬隨鉛、鉍的分散。

3）碲不隨銅分散，全部進入鉛鉍碲合金中，便于后續(xù)除碲渣回收碲，提高碲回收率。

4）采用真空精餾工藝，進一步降低了金銀銅合金中的鉛、鉍質量分數，提高了鉍直收率及貴金屬的富集品位，降低了生產成本。

5）金銀銅合金以液體方式出料，出料時可直接潑珠轉金銀精煉工序回收金、銀。

4?結?語

真空精餾技術已成功應用于恒邦冶煉公司粗鉍精煉生產過程，并取得了良好效果。在實際生產中，設定真空爐溫度為 930 ℃～950 ℃，控制真空度為40 Pa，粗鉍中金、銀分離率均可達到99 %以上，鉍分離率均可達到95 %左右，有效實現了粗鉍中貴金屬與賤金屬的分離，達到提高金、銀、鉍直收率，縮短鉍錠生產周期及降低生產成本的目的。同時，該工藝避免了傳統(tǒng)粗鉍精煉工藝存在的金、銀、鉍分散嚴重，直收率低，加鋅除銀工序鋅錠消耗大、成本高、效率低等問題，實現了資源綜合回收利用的最大化，具有良好的經濟效益和社會效益，為其他物料中金屬的分離回收提供了一種高效處理方法。

[參 考 文 獻]

[1]?王光忠.鉛陽極泥富氧底吹還原熔煉—氧化精煉新工藝的生產實踐[D].長沙：中南大學，2011.

[2]?包崇軍.從鉛陽極泥中回收鉍的火法工藝實踐[J].云南冶金，2006，35（3）：38-40.

[3]?劉大春，李一夫，楊斌，等.一種粗鉍火法精煉的方法： CN201510572833.X[P].2015-09-10.

[4]?孟慶武.氧化渣中粗鉍回收的生產實踐[J].有色礦冶，2013，29（1）：34-35，38.

[5]?包崇軍，蔣文龍，李曉陽，等.真空蒸餾法處理貴鉛新工藝研究[J].貴金屬，2014，35（增刊1）：31-36.

[6]?浦恩彬，張俊.真空冶金在鉛陽極泥回收稀貴金屬中的工藝研究[J].云南冶金，2010，39（5）：40-43，68.

[7]?劉金銘.從鉍渣中回收鉍的生產實踐[J].湖南有色金屬，2015，31（4）：47-50.

[8]?王崇剛，李成軍，鄭成江.高銅氧化鉍渣火法煉鉍的研究與實踐[J].中國有色金屬學報，1998，8（增刊2）：440-444.

[9]?劉運峰.精鉍生產工藝探討及實踐[J].世界有色金屬，2013（2）：37-39.

[10]?包崇軍，蔣文龍，賈著紅，等.從銀鋅渣真空蒸餾回收銀和鉍的研究[J].昆明理工大學學報（自然科學版），2012，37（1）：16-20.