本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域,具體涉及一種沉鉍渣中銻鉍回收的方法。
背景技術(shù):
1、鉍、銻廣泛應(yīng)用于冶金、化工、醫(yī)藥、半導(dǎo)體等多個領(lǐng)域,綜合利用價值高,但在自然界中含量較低,主要來源于以游離金屬和礦物的形式存在。銅電解過程中,銻、鉍作為雜質(zhì)元素不斷累積最終以沉鉍渣的形式脫除。含鉍物料主要元素組成為銻、鉍、砷,是一種重要的二次資源。
2、目前沉鉍渣的回收利用方法研究不多,主要回收物料為鉍,主要處理方法分為火法和濕法浸出兩種,其中濕法浸出工藝主要包括酸浸工藝及堿浸工藝?,F(xiàn)有沉鉍渣回收方法均亟需改進。主要存在如下不足:(1)主要針對鉍回收,對銻回收關(guān)注不多,造成資源浪費;(2)火法工藝不僅浪費了大量熱資源,且需要巨大的場地面積;(3)濕法工藝浸出劑用量大,回收成本高、有生成劇毒砷化氫氣體的風(fēng)險。
3、針對沉鉍渣的回收利用存在的問題,有專家學(xué)者提出了改進措施。申請?zhí)枮閏n201911128055.x的專利提出一種鉍渣中回收鉍的工藝方法,通過硫酸、工業(yè)鹽和水溶液的浸出,浸出溫度80~90℃,再通過中和水解鉍以渣的形式沉淀回收,雖可實現(xiàn)鉍的有效回收,但浸出溫度高,能耗高、容易生成劇毒砷化氫氣體使得操作環(huán)境惡劣。申請?zhí)枮閏n202311130229.2的專利提出一種高鉍鉛中鉛鉍分離回收工藝,將含鉍渣與鉛陽極泥加入浸出槽和鹽酸攪拌,浸出液中加堿調(diào)ph值后過濾分離,分別得到氫氧化鉍、氫氧化銻、銅沉淀物和濾液,但存在酸堿藥劑用量大、成本高的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有沉鉍渣的回收利用藥劑成本高、工藝能耗高、銻資源浪費等問題,本發(fā)明提出一種沉鉍渣的銻鉍回收方法。通過微波消解法及混合浸出劑法強化金屬浸出,實現(xiàn)常溫浸出過程銻、鉍完全浸出;通過萃取法選擇性萃取砷、銻、鉍,有效分離雜質(zhì)離子,同時部分高酸萃取液返回利用,降低酸浸出劑及后續(xù)氫氧化鈉調(diào)節(jié)劑的藥劑用量;通過分步沉淀法分離砷,分別回收銻、鉍。
2、本發(fā)明的技術(shù)方案為:
3、一種沉鉍渣中銻鉍回收的方法,其特征在于,包括如下步驟:
4、a)?浸出,將沉鉍渣與由hcl、nacl及h2so4按照一定比例配制而成的混合浸出劑混合,充分混合后放置在微波罐中,并將微波罐放入密閉微波消解儀中微波酸浸20~80min,浸出溫度為25℃,微波頻率2450mhz,微波酸浸后取出過濾得到銻鉍浸出液a;
5、b)?萃取,采用萃取劑對所述銻鉍浸出液a在萃取設(shè)備中萃取,取上層油相為含砷、銻、鉍的萃取液,加入萃取劑反復(fù)萃取3~5次,每次萃取控制相比o/a的體積比為1/2~1/3,萃取平衡時間為3?~10min,最終取得多次萃取的萃取液a,收集每次萃取過程中下層的水相萃余液,并將收集萃余液返回浸出工藝循環(huán)利用;
6、c)?分步沉淀,向萃取液a中加入水或氫氧化鈉,調(diào)節(jié)萃取液a的ph值,使得其ph值為1.75~2.00,銻鉍浸出液a中含銻離子轉(zhuǎn)變成氧化銻沉淀,過濾分離分別得到氧化銻沉淀和萃取液b,在萃取液b繼續(xù)加入氫氧化鈉,調(diào)節(jié)其ph值到2.27~2.75,銻鉍浸出液a中含鉍離子轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸G沉淀,過濾分離分別得到氧化鉍沉淀和萃取液c,萃取液c返回萃取工藝循環(huán)利用;
7、d)?洗脫干燥,分離得到的氧化銻沉淀或氧化鉍沉淀以煤油為稀釋劑、以異辛醇為添加劑洗脫,過濾后烘干。
8、上述的步驟a中,所述混合浸出劑中,hcl濃度為50~100g/l,h2so4濃度為100~150g/l,nacl濃度為50g/l。
9、上述的步驟a中,所述的密閉微波消解儀的微波工作方式為脈沖模式,脈沖模式為間歇時間為3~5s和微波時間為3~5s的交替模式。
10、上述的步驟a中,所述混合浸出劑與沉鉍渣的液固質(zhì)量比為3:1。
11、上述的步驟b中,所述萃取劑為三正辛胺、n-己基異辛酰胺、磷酸三丁酯中的一種或幾種的混合物。
12、上述的萃取劑,不同種類的所述萃取劑均采用同樣體積配比進行配制。
13、上述的步驟c中,所述萃取液c主要成分為含砷有機相,所述萃取液c其含砷在有機相循環(huán)過程砷不斷累積,當(dāng)砷累積至含量為50~60g/l時苛化去除。
14、本發(fā)明中,通過對沉鉍渣的微波消解反應(yīng),使得浸出溫度在室溫下進行,沉鉍渣中的銻、鉍完全浸出,提高了氧化鉍、氧化銻的回收率,沉鉍渣中的含砷物質(zhì)室溫下不會生成劇毒砷化氫氣而影響了環(huán)境,通過萃取法選擇性萃取砷、銻、鉍,及通過分布沉淀方法有效分離雜質(zhì)離子,提高了氧化鉍、氧化銻的的含量,經(jīng)回收后,在沉鉍渣中得到含量為99.1~99.5%氧化鉍,且氧化鉍的回收率90%以上,沉鉍渣中得到含量為99.3~99.6%氧化銻,且氧化銻的回收率可達85%以上。
15、本發(fā)明,獨創(chuàng)性的采用脈沖微波方式微波酸浸,使得沉鉍渣中的銻、鉍完全浸出效率高,這是由于沉鉍渣在銅電解過程中在陽極處沉積而成,沉鉍渣為含有大量有小孔隙物質(zhì),沉鉍渣在微波酸浸的過程中,如果單獨采用微波的方式,由于在微波作用下,沉鉍渣產(chǎn)生微小震動及氣泡等因素,使得混合浸出劑難以深入到沉鉍渣內(nèi)部的小孔隙深處,如果單獨靜酸浸,雖然混合浸出劑能夠深入到沉鉍渣內(nèi)部的小孔隙深處,但是,混合浸出劑難以從內(nèi)部擴散到外部,浸出時間長,通過脈沖模式的方式后,混合浸出劑可以處于靜時,很好地深入到沉鉍渣內(nèi)部的小孔隙深處,處于動時,深入到沉鉍渣內(nèi)部的小孔隙深處的混合浸出劑通過微波震動加快內(nèi)部和外部離子濃度的交換,因而,脈沖微波通過一動一靜,動靜結(jié)合的方式可以很好的解決沉鉍渣多小孔隙內(nèi)部的浸出問題。
1.一種沉鉍渣中銻鉍回收的方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2中所述的一種沉鉍渣的銻鉍回收方法,其特征在于:在步驟a中,所述混合浸出劑中,hcl濃度為50~100g/l,h2so4濃度為100~150g/l,nacl濃度為50g/l。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉鉍渣中銻鉍回收的方法,其特征在于:在步驟a中,所述的密閉微波消解儀的微波工作方式為脈沖模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種沉鉍渣中銻鉍回收的方法,其特征在于:所述的脈沖模式為間歇時間為3~5s和微波時間為3~5s的交替模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉鉍渣中銻鉍回收的方法,其特征在于:混合浸出劑與沉鉍渣的液固質(zhì)量比為3:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉鉍渣中銻鉍回收的方法,其特征在于:在步驟b中,所述萃取劑為三正辛胺、n-己基異辛酰胺、磷酸三丁酯中的一種或幾種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種沉鉍渣中銻鉍回收的方法,其特征在于:不同種類的所述萃取劑均采用同樣體積配比進行配制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉鉍渣中銻鉍回收的方法,其特征在于:步驟c中,所述萃取液c主要成分為含砷有機相,所述萃取液c其含砷在有機相循環(huán)過程砷不斷累積,當(dāng)砷累積至含量為50~60g/l時苛化去除。