含鉍物料濕法冶金

簡介

含鉍物料濕法冶金(hydrotnetallurgy of ma-terisl containing bismuth)是指含鉍物料經過浸出、置換、熔鑄等處理，產出粗鉍的過程。為鉍冶煉方法之一，主要用於處理含矽高的鉍氧化礦、中礦、貧礦及鉍渣等。中國採用濕法冶金生產的鉍占鉍總產量的10%~15%。

工藝特點

濕法冶金主要採用氯化浸出，根據原料的不同，可採用三氯化鐵浸出、鹽酸加氯化劑浸出、鹽酸通氯浸出、硫酸通氯浸出、硫酸加食鹽浸出等法。

其中以三氯化鐵浸出最具典型。三氯化鐵浸出的優點是三氯化鐵在水溶液中溶解度大，穩定性好，不易生成黃鉀鐵礬類不溶配(絡)合物。三氯化鐵的氧化電位能使金屬硫化物中的硫以元素硫形態析出，消除了SO₂氣體的污染，可在常壓下浸出，可選擇性浸出金屬，三氯化鐵可再生套用。不足之處是浸出液中鐵量多，給浸出液分離淨化帶來困難，由於三氯化鐵是強氧化劑，必須採用防腐蝕的浸出設備，因而增加了投資額，必須解決逸出氯氣對環境污染的問題。由於上述原因，三氯化鐵浸出一般用於處理硫化礦，特別是富銀的硫化礦。

工藝過程

包括三氮化鐵浸出、鐵粉置換、三氯化鐵再生和海綿鉍熔鑄等過程，工藝流程如圖1。

三氯化鐵浸出

使用三氯化鐵和鹽酸作浸出劑，主要用於處理鉍中礦與貧礦。這些鉍礦常含有輝鉍礦、鉍華、自然鉍等，往三氯化鐵浸出液中加入的鹽酸，除與Bi₂O₃作用外，還使溶液保持一定酸度，使BiCl₃不水解為BiO-Cl。鉍礦中所含雜質，如以金屬硫化物形態存在的硫在浸出時被氧化為元素硫沉澱，可用選礦方法分離。以硫化物存在的砷和以氧化物存在的錫，在浸出中不被氯化而留在浸出渣中，以方鉛礦存在的鉛，浸出中被氧化為PbCl₂，常溫浸出時其在溶液中的溶解度僅1%左右。

鐵粉置換

利用鐵置換溶液中較正電性的有價金屬，使其從溶液中沉澱分離出來。酸性浸出液中的Bi-Cl₃。被鐵置換為金屬鉍。被置換沉積的金屬鉍為海綿狀，置換劑鐵屑被氧化為FeCl₂進入溶液。

三氯化鐵再生

氯化浸出必須考慮氯化劑的回收，這對提高經濟效益和環境保護都很重要，三氧化鐵再生有氯氣氧化法和隔膜電解法兩種，常採用氯氣氧化再生法。即往置換後液中通入氯氣將FeCl₂氧化成FeCl₃。再生後的FeCl₃再返回氯化浸出使用。

海綿鉍熔鑄

鐵粉置換沉澱產出的海綿鉍，在熔融的NaOH中熔化為粗鉍。因為熔融的NaOH隔斷了海綿鉍與空氣的接觸，而能防止海綿鉍氧化。熔化的金屬鉍珠在熔融的NaOH中下沉匯合，海綿鉍表面的氧化膜被NaOH吸收，形成固態浮渣與鉍液分離。海綿鉍中一些雜質金屬氧化物進入浮渣，提高了粗鉍品位。海綿鉍中殘存的氯離子與NaOH形成鈉鹽，使粗鉍脫氯。