3千吨高纯铋、银及副产品扩建工程项目可行性研究报告(编辑修改稿)

3千吨高纯铋、银及副产品扩建工程项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

酸体系电解分离法（李流锋，从高银铋合金中制备铋和富集银的方法，中国专利申请号： ） ,进行铋与铅、银等金属的分离。 其原理如下： 铋电解用的电解液是 由 Bi2(SiF6)3和 H2SiF6组成 的水溶液，粗铋为阳极，阴极为钛板或铜板，在直流电的作用下，铋自阳极溶解进入溶液，并在阴极析出。 粗铋电解的电化学体系如下所示。 Bi (阴极 ) │ Bi2(SiF6)3+H2SiF6 │ Bi （阳极） 在阳极，发生的主要反应为： Bi3e=Bi3+ E0= H2O2e=2H++ E0= SiF622e=SiF6 E0= 在阴极，发生的主要反应为： Bi3++3e=Bi 2H++2e=H2 在铋的电解过程中， 不仅 可以实现铋与银、碲、铅等金属的分离，同时还可以实现银和碲的高效富集，与粗铋中银的含量相比，富集进入铋电解阳极泥中银的含量提高十倍左右，为银的提取准备了优质的原料。 银的富集过程减少了试剂（锌和氯气）的消耗、能量的消耗 ,显著降低了生产成本。 2 高纯铋提取工艺流程 粗铋电解的工艺流程如图 54所示。 图 54 铋电解精炼的工艺流程图 残 极 粗铋合金 电解液 补充电解液 与添加剂 回收银 铋电解 阳 极 泥 阴 极 铋 精 炼 精 铋 硫酸铅 电 解 液 净化除铅 返回炼铅 电解液 成分调整 铋化合物 ㈣ 银的提取与精炼 方案 1 技术方案 由铋电解精炼产出的阳极泥，其中主要有价金属是银，此外还含有铋、铅、碲及少量的金和铂族金属，是一种提取银的优质原料。 本项目的铋电解产出的阳极泥具有银含量高，金及铂族金属的含量低的特点，为最大限度地将金和铂族金属循环利用，采用的流程是先用火法熔炼法将阳极泥熔炼成合金，使金、银有效富集，再进行银的电解精炼。 2 工艺 方案 阳极泥火法处理的工艺流程如图 55所示。 图 55 阳极泥处理的工艺流程图 图 55 所示的工艺流程中主要由三个主要工序组成，即还原熔炼、氧化精炼和银电解。 在还原熔炼中，阳极泥配入适量的还原剂和熔剂（苏氧 化精炼 阳 极 泥 还原熔炼 银 电 解 回收铋碲 金银合金 炉 渣 阳极泥 电解银 回收金及铂族金属 打、萤石、石灰、石英），使炉内保持弱还原气氛，发生的主要反应有： 2MO+C=2M+CO2 Na2CO3=Na2O+CO2 Na2O+SiO2=Na2O SiO2 Na2O+Sb2O5= Na2O Sb2O5 Na2O+As2O5= Na2O As2O5 阳极泥中的金、银与被还原的铅及少量的碲、铋形成贵铅，沉于炉底。 在氧化 精炼中，主要除去阳极泥中的锑、铅、铋、碲、铜。 吹炼开始时，贵铅中的锑大部分生成易挥发的三氧化物呈烟气逸出： 4Sb+3O2=2Sb2O3 此时，也有部分铅开始氧化，生成氧化铅挥发 ，锑和铅的氧化挥发物通过收尘系统收集。 而铋、碲、铜是较难氧化的金属，当锑、铅基本氧化除去后，再继续氧化精炼，铋会发生氧化： 4Bi+3O2=2Bi2O3 Bi2O3的沸点高达 19800C，不易挥发，但由于存在氧化铅，大部分 Bi2O3 与 PbO生成低熔点稀渣，稀渣流动性好，呈亮黄色覆盖在熔池面上，经沉淀降低金银含量后 可作为回收铋的原料。 当炉内合金达到 Au+Ag≥ 80%以上时，即可加 入贵铅量 35%的苏打和 13%硝酸钠，并加以激烈搅拌，使碲及铜发生氧化： 2NaNO3=Na2O+N2+5[O] MTe+3[O]=MO+TeO2 TeO2+Na2CO3=Na2TeO3+CO2 加入苏打和硝石造出的渣称苏打渣或碲渣，是回收硒、碲的原料。 最终得到的金银合金作银电解的原料，采用如图 56所示的流程处理。 图 56 金银合金电解精炼银工艺流程 银电解精炼的过程中，其电化学系统可表示为： Ag (阴极 ) │ AgNO3 +HNO3 +H2O │ Ag （阳极） 在直流电的作用下，阳极发生银的电化学溶解。 Age = Ag+ 在阴极，银离子获得电子，析出金属银： 废电解液与洗液 粗银阳极板 银电解 分银炉熔炼 碱式碳酸铜 废 液 粗银粉 碳酸钠中和 送铜回收 粗银板 金回收 二次黑金粉 洗 涤 烘 干 熔 铸 电解银锭 电解银粉 洗 涤 烘 干 熔 铸 二次合金板 一次黑金粉 残 极 洗 涤 烘 干 熔 铸 二次合金板 置 换 Ag++e=Ag 此外，阳极板中的其它金属杂质，如铜等贱金属，同时也被溶解进入溶液。 银、铜金属在阳极上除了电化学溶解外，当硝酸浓度较高时，还有银、铜的化学溶解： 3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑ +2H2O 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑ +4H2O ㈤ 碲的提取与精炼方案 1 碲的提取与精炼 技术方案 在用火法处理铋电解阳极泥的过程中，氧化精炼的后期加入硝石氧化除去金银合金中的碲时，产出富含碲的苏打渣。 这种渣高度地富集了碲，在我国是提碲的主要原料之一。 在苏打渣中，碲主要以可以溶于水的亚碲酸钠的形式存在，一部分以难溶于水的亚碲酸铋的形式存在。 本项目所要处理的苏打渣含碲高，采用直接水浸时碲的浸出率低，为提高碲的浸出率，在进行一段水浸后，浸出渣再用盐酸进行浸出以提高碲的浸出率。 浸出液经除杂后，产出的二氧化碲在碱性系统中进行电积产出电解碲。 2 碲的提取与精炼工艺方案 碲的提取与精炼的工艺流程如图 57所示。 粗 碲 熔 铸 滤 液 硫化渣 溶 液 净 化 过 滤 碲 锭 电 积 焙 烧 碱 溶 浸出渣 工艺路线拟定 涉及化合物的性质 控电位氯化浸出与银还原 溶液中回收锑、铜、镍 渣中回收金、银、铅滤 渣 返回铅工序 碲 渣 磨 料 水 浸 图 57 苏打碲渣提取碲的工艺流程图 过 滤 中 和 TeO2 酸 浸 过 滤 浸出渣 溶 液 还 原 热水泡 洗 返回熔炼 过 滤 过 滤 浸出渣 溶 液 返回转炉熔炼 ㈥ 金的提取与精炼方案 1 金的提取与精炼 技术方案 银电解产出的阳极泥（又称黑金粉），含金 90%左右，含银 69%，是提金的优质原料。 对于从黑金粉中提金，传统的方法是将黑金粉铸成粗金板进行电解精炼，产出国标一号金，但工艺流程长，过程积压金的金属量大。 由于本项目中金的产量不大，可以采用湿法提金的方法。 2 金的提取 工艺流程 银阳极泥处理的工艺流程如图 58所示。 图 58 银阳极泥的金氯化 浸出 — 还原原则流程 银阳极泥 调 整 过 滤 浇 铸 还 原 金 粉 洗 涤 产 品 氯化浸出 渣 银阳极泥 返火法处理 送银电解 Pt， Pd富集物 置换后液 回收 Pt， Pd 中和排放 还原后液 置 换 浸出渣 浸出液 图 58所示的流程中，金经氯化浸出进入溶液，铂、钯亦溶解进入溶液，而银则以 AgCl 的形式留在渣中，实现金和银的分离。 氯化过程采用的氯化剂不引进杂质离子，反应过程不放出氮氧化物和氯气等对环境污染严重的气体，对环境友好。 金的氯化浸出结束后，调整工艺条件，将溶液中的金还原成金粉，金粉经洗涤、干燥、浇铸后得到国标一号金。 还原后液中金的含量可降至 5mg/L 左右，铂和钯在金的还原过程中不沉淀而仍留在还原后液，便于集中回收。 浸出渣中银转化为氯化银及少量可能未溶解的金，以及由银阳极泥带入的铋、铅、锑等贱 金属氧化物。 浸出渣经干燥后配入苏打和适量还原剂（碳）进行银的浇铸，重新得到银阳极进行电解，浸出渣少量的金（或铂、钯）也重新进入银阳极板在银电解过程中得到回收。 浇铸银产出的渣可返前面铅阳极泥的火法处理系统。 第六章 主要设备选择 处理复杂含铋物料的熔炼 至各种产品的制备所需的主要设备列于表 61. 表 61 本项目的主要设备清单 瓦纽科夫熔炼法的主体设备 序号 设备名称 规格 数量 备注 熔炼炉 1 制氧站 1 硫酸制备系统 1 粗铋铅合金电解分离生产铅锭的主要 设备 序号 设备名称 规格 数量 备注 熔铅锅 Φ 1550 H1000， 50t/d 1 铸钢 园盘浇铸机 Φ 3000,片 /时 1 非标设计 吊车 ， Q5t 1 阴极锅 Φ 1550,H1000 1 铸钢 阴极始极片 制作 50T/d 1 铸铁 电解槽 3200 800 1100 钢筋混凝土预制，内衬塑料 循环槽 14m3 1 塑料焊制 残极冲洗槽 1 塑料焊制 残极洗刷机 1 塑料焊制 残极 洗刷槽 1 塑料焊制 阴极冲洗槽 1 塑料焊制 阳极泥搅拌槽 Φ 1500， H1100 2 塑料焊制 三足离心机 Φ 600， H300， 850rpm 2 耐酸泵 10 高纯铋电解精炼的主要设备 序号 设备名称 规格 数量 备注 熔铋 锅 Φ 1000 H750， 20t/d 1 铸钢 浇铸机 1 非标设计 吊车 ， Q5t 1 电解槽 4000 500 800mm 50 钢筋混凝土预制，内衬塑料 循环槽 塑料焊制 残极冲洗槽 塑料焊制 残极洗刷槽 塑料焊制 阴极冲洗槽 塑料焊制 阳极泥搅拌槽 Φ 1500， H1100 2 塑料焊制 三足离心机 Φ 600， H300， 850rpm 2 耐酸泵 10 银的提取与精炼的主要设备 序号 设备名称 规格 数量 备注 还原炉 Φ 2400 4200,5t/炉 .d 1 16mm 锅炉钢板焊制，内衬铝镁砖 氧化精炼炉 Φ 1600 2240mm 1 16mm 锅炉钢板焊制，内衬烧结镁砖 单梁 吊车 H=6m， Q=3t 1 银电解槽 用厚 8mmPP 板焊制 银粉传送机 500 12020 1 耐硝酸尼龙布作传送带 中频炉 50kWh,1000Hz 2 作浇铸银阳极板用 脱铜反应釜 1 浓缩釜 1 硝酸银制备釜 1 银电解整流器 1 水环式真空泵 Φ 40kW 1 表冷器 Φ 300， H7000 1 冷 却 面 积100m2, 用4~5mm 制作 布袋收尘器 Φ 220， L2050 1 5mm钢板焊制 从苏打渣中提取和精炼碲的主要设备 序号 设备名称 规格 数量 备注 球磨机 Φ 700 1400mm, 500rpm 1 铸钢 水浸槽 5m3 1 不锈钢 净化槽 5m3 1 不锈钢 沉 TeO2槽 5m3 1 不锈钢 酸浸槽 3m3 1 搪瓷 沉碲槽 2m3 1 搪瓷 碲电解槽 800 500 600mm 塑料焊制 整流器 30V/500A 1 水环式真空泵 1 作过滤抽真空用 过滤桶 5 作各种过滤用 湿法提取和精炼金的主要设备的选择 序号 设备名称 规格 数量 备注 浸银反应釜 25L 1 不锈钢 浸金反应釜 25L 1 搪瓷 金还原釜 25L 1 搪瓷 硫化沉淀釜 25L 1 搪瓷 其它设备的选择 序号 设备名称 数。