粗鉍合金真空精餾技術(shù)在恒邦冶煉公司的應(yīng)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(zhuǎn)爐處理鉛陽(yáng)極泥，產(chǎn)生的鉍渣經(jīng)熔煉產(chǎn)出粗鉍合金，粗鉍合金再進(jìn)一步精煉回收有價(jià)元素。粗鉍合金精煉流程存在金、銀、鉍分散嚴(yán)重，直收率低等問(wèn)題。通過(guò)采用真空精餾技術(shù)，粗鉍中金銀銅和鉛鉍碲得到有效分離，實(shí)現(xiàn)了金、銀、鉍和碲的分別回收，提高了經(jīng)濟(jì)效益。真空精餾工藝流程具有操作簡(jiǎn)單，能耗低，金、銀、鉍回收率高等顯著優(yōu)點(diǎn)，具有推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：真空精餾;粗鉍合金;鉍渣;轉(zhuǎn)爐;鉛陽(yáng)極泥;綜合回收

中圖分類號(hào)：TF817文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：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(yáng)極泥[1]，產(chǎn)出的貴鉛經(jīng)氧化精煉產(chǎn)出鉍渣[2]、碲渣等。其中，鉍渣中金、銀、銅、鉛、碲質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，可綜合回收。鉍渣通過(guò)進(jìn)一步還原熔煉產(chǎn)出粗鉍合金（粗鉍）[3-4]，粗鉍再進(jìn)行精煉產(chǎn)出鉍錠，同時(shí)回收銅、鉛、金、銀等元素。在生產(chǎn)過(guò)程中，粗鉍精煉工藝存在金、銀、鉍分散嚴(yán)重，直收率低，加鋅除銀工序鋅錠消耗大、成本高、效率低等問(wèn)題。鑒于此，采用真空精餾技術(shù)[5-6]，實(shí)現(xiàn)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(jīng)濟(jì)效益。

1?粗鉍性質(zhì)

鉍渣[7]中雜質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，需配入焦炭、純堿等輔料進(jìn)行還原熔煉[8]。通過(guò)取樣分析，鉍渣主要元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，鉍渣中金、銀、銅、鉛、碲、銻質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，具有可回收價(jià)值。鉍渣經(jīng)還原熔煉產(chǎn)出粗鉍，粗鉍主要元素分析結(jié)果見(jiàn)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(shí)現(xiàn)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(chǎn)出鉍錠[9-10]。該流程存在的問(wèn)題：熔析除銅產(chǎn)生的除銅渣中金、銀、鉍質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，導(dǎo)致金、銀、鉍分散嚴(yán)重、直收率低;同時(shí)，加鋅除銀工序鋅錠消耗大、成本高、效率低，產(chǎn)生的大量銀鋅殼渣（除銀渣）需進(jìn)行反復(fù)處理。因此，亟需通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)工藝，實(shí)現(xiàn)金銀銅與鉛鉍碲的高效分離。原粗鉍精煉工藝流程見(jiàn)圖1。

粗鉍熔析除銅產(chǎn)生的除銅渣主要元素分析結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知：除銅渣中金、銀、碲、鉍質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，有價(jià)金屬分散嚴(yán)重，不利于集中回收。若返爐處理，則影響處理量，增加生產(chǎn)成本;同時(shí)，銅元素仍在流程中循環(huán)，不能單獨(dú)對(duì)其進(jìn)行開(kāi)路回收。

粗鉍除銅后通過(guò)加入片堿氧化除砷、銻、碲，產(chǎn)出除碲渣（見(jiàn)表4）;粗鉍除碲后采用氯化法除鉛，產(chǎn)出除鉛渣（見(jiàn)表5）;粗鉍除鉛后，通過(guò)加鋅除銀，產(chǎn)出除銀渣（見(jiàn)表6）;粗鉍除銀后，轉(zhuǎn)入加堿精煉工序，澆鑄產(chǎn)出合格鉍錠產(chǎn)品。

通過(guò)分析以上數(shù)據(jù)可以看出：粗鉍中金、銀元素在逐步脫除銅、碲、鉛工序過(guò)程中分散進(jìn)入除銅渣、除碲渣、除鉛渣中，金、銀直收率降低，將會(huì)增加后序處理成本。

3?粗鉍真空精餾新工藝

3.1?理論依據(jù)

真空精餾技術(shù)是根據(jù)粗鉍中主要元素熔點(diǎn)、沸點(diǎn)的不同，實(shí)現(xiàn)貴金屬金銀銅與鉛鉍碲的綜合回收。粗鉍主要元素熔點(diǎn)、沸點(diǎn)見(jiàn)表7。

精餾段：采用一級(jí)蒸餾多級(jí)回流的真空精餾方案，在蒸餾溫度900 ℃～950 ℃條件下，實(shí)現(xiàn)貴金屬金銀銅與鉛鉍碲分離。

回流段：采用多級(jí)回流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)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(jiàn)圖2。將粗鉍加入真空精餾爐內(nèi)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(guò)回流冷凝，在冷凝器內(nèi)獲得金銀質(zhì)量分?jǐn)?shù)滿足要求的鉛鉍碲合金，并通過(guò)出料管流出鑄錠;回流盤采用電阻加熱的方式進(jìn)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(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)分離富集。在坩堝內(nèi)獲得大量的富集金銀銅的蒸餾殘?jiān)ń疸y銅合金），坩堝下部設(shè)有漏液存儲(chǔ)裝置。當(dāng)體系蒸氣壓明顯減小且真空度逐漸趨于穩(wěn)定時(shí)，可視為反應(yīng)終點(diǎn)。

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

通過(guò)真空精餾，將價(jià)值高的金、銀、銅元素首先進(jìn)行富集回收，產(chǎn)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(jié)果見(jiàn)表8，鉛鉍碲合金主要元素分析結(jié)果見(jiàn)表9。

采用真空精餾技術(shù)，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(chǎn)出除碲渣、除鉛渣及鉍錠。

除碲渣中碲質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)10 %以上，金、銀質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)原料。除鉛渣中鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)65 %，金、銀質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)原料。

3.3?應(yīng)用效果

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

通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，取得了良好的效果：

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

2）利用真空精餾技術(shù)，減少了金、銀貴金屬隨鉛、鉍的分散。

3）碲不隨銅分散，全部進(jìn)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(jìn)一步降低了金銀銅合金中的鉛、鉍質(zhì)量分?jǐn)?shù)，提高了鉍直收率及貴金屬的富集品位，降低了生產(chǎn)成本。

5）金銀銅合金以液體方式出料，出料時(shí)可直接潑珠轉(zhuǎn)金銀精煉工序回收金、銀。

4?結(jié)?語(yǔ)

真空精餾技術(shù)已成功應(yīng)用于恒邦冶煉公司粗鉍精煉生產(chǎn)過(guò)程，并取得了良好效果。在實(shí)際生產(chǎn)中，設(shè)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(dá)到99 %以上，鉍分離率均可達(dá)到95 %左右，有效實(shí)現(xiàn)了粗鉍中貴金屬與賤金屬的分離，達(dá)到提高金、銀、鉍直收率，縮短鉍錠生產(chǎn)周期及降低生產(chǎn)成本的目的。同時(shí)，該工藝避免了傳統(tǒng)粗鉍精煉工藝存在的金、銀、鉍分散嚴(yán)重，直收率低，加鋅除銀工序鋅錠消耗大、成本高、效率低等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了資源綜合回收利用的最大化，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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。

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