鉍精煉(refining of bismuth)脫除粗鉍中的雜質，產出精鉍的冶金過程。鉍冶煉產出的粗鉍，其成分為：Bi 70-90、Fb 5-20、Cu 0.1-5、Ag 0.1-5、 As 0.1-3、Sb 0.1-5、 Te 0.1-1.5。由於粗鉍中含有鉛、銀、砷、銻、碲等雜質，不能直接套用，必須進一步精煉成精鉍，並回收其中的金、銀等貴金屬。鉍的精煉有火法精煉和電解精煉兩種方法。後者曾是生產精鉍的主要方法，由於其廠房和設備投資大，並在電解前後還需輔以火法精揀，從20世紀60年代起已逐漸被火法精煉取代。
基本介紹
- 中文名：鉍精煉
- 外文名：refining of bismuth
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：能源
- 方法：火法精煉和電解精煉
簡介,火法精煉,熔析及加硫除銅,氧化精煉除砷、銻,鹼性精煉除碲、錫,加鋅除銀,氯化除鋅、鉛,
簡介
鉍精煉(refining of bismuth)脫除粗鉍中的雜質，產出精鉍的冶金過程。鉍冶煉產出的粗鉍，其成分為：Bi 70-90、Fb 5-20、Cu 0.1-5、Ag 0.1-5、 As 0.1-3、Sb 0.1-5、 Te 0.1-1.5。由於粗鉍中含有鉛、銀、砷、銻、碲等雜質，不能直接套用，必須進一步精煉成精鉍，並回收其中的金、銀等貴金屬。鉍的精煉有火法精煉和電解精煉兩種方法。後者曾是生產精鉍的主要方法，由於其廠房和設備投資大，並在電解前後還需輔以火法精揀，從20世紀60年代起已逐漸被火法精煉取代。
火法精煉
在鋼質精煉鍋內進行，包括熔析及加硫除銅、氧化除砷銻、鹼性精煉除碲錫、加鋅除銀、氛化除鋅鉛、最終精煉等過程，其工藝流程類似粗鉛火法精煉。
熔析及加硫除銅
粗鉍中的銅以金屬銅及銅的砷化物、銻化物、碲化物存在，銅在鉍中溶解度極限為0.5%，因而可用熔析法除去部分銅。熔析除銅採用冷卻凝析法，先將鉍液升溫至873K，然後降溫至773K，撈出第一次冷卻凝析銅渣，接著再降溫至773K，撈出第二次凝析銅渣，直至鉍液含銅低於0.5%。當粗鉍含銅高於5%時，產出的銅渣帶走大量的鉍，不宜採用多次凝析法，可採用加硫除銅法。即向快液中加入硫磺粉，邊加邊攪拌，硫便與銅生成Cu2S浮渣而與鉍液分離。
氧化精煉除砷、銻
粗鉍中的砷、銻以元素或金屬間化合物狀態存在，由於砷、銻對氧的親和勢比錫大得多，所以在973K下向鉍液中鼓入壓縮空氣時，砷、銻優先氧化。生成砷和銻的三氧化物因揮發而與鉍液分離。氧化精煉直至鉍液面白煙稀薄出現PbO油狀融渣時為止。即使有微量的砷銻未除盡，也可在後續的鹼性精煉及最終精煉中除去。
鹼性精煉除碲、錫
粗鉍中的碲以元素碲及碲鉍化合物存在，粗鉍中的錫以金屬錫狀態存在。一般先除碲後除錫。除碲時控制鉍液溫度773-793K，加入NaOH並鼓風攪拌，便發生生成Na2TeO3的反應。
當亞碲酸鈉鹼渣變乾後撈出，再加NaOH鼓風攪拌，直至鹼渣不再變乾。全過程約需6-10h，鉍液含碲可降至0.05%以下。除錫溫度控制在673-723K，加入NaOH和NaCl並鼓風攪拌，然後加入NaNO3繼續攪拌，錫便生成Na2SnO3。
撈出變乾的錫酸鈉渣，反覆進行三次，鉍液含錫可降至0.1%以下。殘餘的碲和錫可在最終精煉時除去。
加鋅除銀
銀是粗鉍中最難除去的雜質。對鉍精煉的直接回收率影響很大。除銀採用加鋅除銀法。加入的鋅與銅、金、銀形成穩定的金屬間化合物。生成的金屬間化合物不溶於鉍液，密度較小且熔點高，呈固態浮渣與鉍液分離。為了有效地除去鉍液中的銀和綜合回收銀，加鋅除銀作業分階段進行，直至鉍液含銀小於0.003%時才算完成。除銀作業又分低溫法(773K)與高溫法(823K)兩種，高溫法由於要加覆蓋劑，已逐漸被淘汰。
氯化除鋅、鉛
除銀後鉍液溶解約2%的鋅和粗鉍中的主要雜質鉛均採用氯化精煉法除去。由於鋅和鉛對氯的親和勢大於鉍對氯的親和勢，所以向鉍液通入氯氣後，鋅和鉛便會優先氯化分別生成ZnCI2和PbCI2而與鉍液分離。
