电解法制备高纯铋与高效富集银清洁生产工艺
铋的性质及分析方法综述
铋的性质及分析方法综述一、铋的基本性质表1：铋的基本性质二、铋的试样分解方法表2：铋的试样分解方法比较目前，常用的铋试样分解方法是酸溶法。
三、铋的分离、富集方法表3：铋的分离、富集方法比较目前在在铋试样的分离富集中常用的是溶剂萃取法和共沉淀分离。
四、铋的测定方法及干扰目前在铋试样的分析方法中，常用的是容量法、ICP-AES法和原子荧光光谱法。
五、应用针对固体样品中铋的测定，结合仪器设备能力，一般可按如下方法进行：1.固体样品中铋的测定：称取0.1 g～1.0 g（精确至0.0001 g）试样置于50 mL聚四氟乙烯烧杯中，少量水润湿，加入10 mL盐酸，5 mL硝酸，放置于低温电板上加热10 min，取下冷却，加入5 mL～10 mL氢氟酸)，1 mL～3 mL高氯酸，放置于低温电热板上加热冒烟至湿盐状（若仍含黑色残渣，应补加1 mL～3 mL高氯酸），取下冷却，加入10 mL（1+1）硝酸溶解可溶盐类，移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀待测。
于电感耦合等离子体发射光谱仪上进行测定。
必要时，根据标准曲线范围稀释待测溶液。
（高含量铋的测定）称取2.0 g（精确至0.0001g）试料于250 mL烧杯中，加入60 mL硝酸，盖上表面皿。
加热使试样完全溶解，取下，补加10 mL浓硝酸，吹洗杯壁，冷却后移入200 mL容量瓶中，用水稀释至刻度。
根据试样含铋量,移取10.00～20.00 mL试液于250 mL烧杯中，加25 mL水，10 mL酒石酸溶液（200g/L），5 mL硫脲溶液（100g/L），2滴二甲酚橙指示剂，然后用氨水（1+1）调节pH为1.7(用精密pH试纸检查)，加0.2g抗坏血酸，用EDTA标准溶液滴定至溶液呈亮黄色，即为终点。
2.液体样品中铋的测定：酸性试样：移取5.00 mL～20.00 mL试样于150 mL烧杯中。
强碱性试样：移取10.00 mL于100 mL容量瓶中，用蒸馏水定容，摇匀。
电解铟精炼在阳极板中加铋除去铅锡的研究
电解铟精炼在阳极板中加铋除去铅锡的研究摘要：粗铟（＞92%）在电解精炼之前，须预先采用蒸馏等其他方法除去大部分杂质（包括Cd、Tl、Zn），浇铸阳极板之前降至一定的范围才进入电解，用钛板作阴极，粗铟铸板作阳极，插入硫酸铟溶液中并提供一定的整流电源，在电场的作用下，铟离子向阴极运动并获得电子而还原成金属铟，针对铟电解过程中除铅锡效果较差，现采取在阳极板浇铸过程中中加入一定比例的铋金属，絮凝固化细粒径的阳极泥，减少Pb、Sn污染产品，从而有效的降低铟产品的Pb、Sn含量，为了将Pb含量控制在5PPm以下和Sn含量控制在10PPm以下（4.5N铟国标要求），选择合适的电流进行电解，同时控制好阳极板Pb、Sn含量在一定范围内。
关键词：粗铟；铋金属；电解精炼；4.5N铟1、引言铟作为一种稀散金属，被广泛用于ITO、易熔合金等行业，其具有独特而优良的物理性能和化学性能，而这些行业所需要的材料都是高纯的金属铟，一般要求铟的纯度达到4N以上，目前世界上生产高纯铟的主要是利用电解精炼法进行，本文主要研究在电解精炼过程中将在阳极板中添加一定比例的铋金属，使电解出的铟Pb含量控制在5PPm以下和Sn含量控制在10PPm以下（4.5N国标要求），提纯为4.5N铟（≥99.995%）。
2、铟电解提纯原理与试验方案（1）.铟电解提纯原理：电解过程的主要反应：在阳极上：In-3e-=In 3+在阴极上：In 3++3e-=In铟的电解精炼结果是铟在阳极上不断溶解，在阴极上不断析出，而杂质Cu、As、Bi、Sb、Ag等大部分进入阳极泥，少部分进入电解液，从而达到提纯铟的目的。
标准电位和铟接近的杂质如Cd、Tl、Pb、Sn电解时难以分开，尤其是Cd、Tl 电位和In相近，最难分开。
因此在电解之前应设法预先将Cd、Tl除去，Pb、Sn在电解过程中比较难除去，现针对电解除Pb、Sn效果较差问题，现采取在阳极板浇铸过程中中加入一定比例的铋金属，絮凝固化细粒径的阳极泥，减少Pb、Sn污染产品，从而有效的降低铟产品的Pb、Sn含量，为了将Pb含量控制在5PPm以下和Sn含量控制在10PPm以下（4.5N国标要求），选择合适的电流进行电解，同时控制好阳极板Pb、Sn含量在一定范围内。
铋冶炼中的冶金工艺
时间
熔炼时间也是重要的工艺参数，通常 需要根据原料的粒度和组成来决定。 较长的熔炼时间有助于提高铋的回收 率。
熔炼过程中的化学反应
氧化还原反应
在熔炼过程中，会发生一系列的氧化 还原反应。这些反应有助于将铋从其 他金属中分离出来，提高其纯度。
造渣反应
在高温下，一些杂质会与氧或熔融状 态的二氧化硅、氧化钙等发生反应， 形成炉渣。这些反应有助于去除杂质 ，提高铋的纯度。
废气利用
经过处理的废气中仍含有一定的可燃性气体，可以通过回收再利用的方式，将这 些气体用于燃烧发电或供暖等，实现资源的有效利用。
冶炼废水的处理和利用
废水处理
铋冶炼过程中产生的废水含有重金属离子、酸碱物质等有害物质，需要进行处理以降低对水体的污染。常见的废 水处理方法包括沉淀、过滤、吸附等。
废水利用
铋具有较好的延展性 和可塑性，易于加工 成各种形状的制品。
铋在常温下不易氧化 ，但在高温下容易与 空气中的氧气发生反 应。
铋的来源和采矿
01
铋主要来源于铅锌矿、钨锡矿和 铜矿等矿物中，其中以铅锌矿中 伴生的铋最为丰富。
02
采矿过程中，需先将含有铋的矿 物从地下开采出来，经过破碎、 磨细、浮选等工序，得到含铋较 高的精矿。
在超净环境中，利用分子束外延技术生长高纯度铋单晶。该 方法可获得极高纯度的铋，适用于制备高端材料和器件。
05
铋冶炼的环境保护与资源 利用
冶炼废气的处理和利用
废气处理
在铋冶炼过程中，会产生大量的废气，其中含有硫氧化物、氮氧化物等有害物质 。为了保护环境，需要对这些废气进行收集和处理，以减少对大气的污染。
加强技术研发
加大投入力度，推动铋冶炼技术 的创新和升级，提高生产效率和
国内电解精炼法制备高纯金综述
国内电解精炼法制备高纯金综述柳旭;张国清;陈怡兰;史秀梅;宋涛【摘要】介绍了高纯金的研究意义及电解精炼法制备高纯金的基本原理.从电解电源、阴极板的设计、电解环境、电解工艺、标准状况及主要生产厂家等方面,综述了国内电解精炼法制备高纯金的生产研究现状,并提出了制备满足新国标要求的5N 高纯金的研究方向.%The significance and the basic principle of high-purity gold prepared by electro-refining were introduced. The domestic production status of high-purity gold by electro-refining were reviewed from the aspects of electrolysis power, cathode plate design, electrolysis environment, electrolysis process, standard condition and main manufactures. In the meantime, the research prospect of developing 5N high-purity gold process was also forecasted.【期刊名称】《贵金属》【年(卷),期】2017(038)004【总页数】8页(P87-94)【关键词】有色金属冶金;高纯金;电解精炼;工艺条件;研究现状【作者】柳旭;张国清;陈怡兰;史秀梅;宋涛【作者单位】北京有色金属与稀土应用研究所,北京 100012;北京市电子信息用新型钎焊材料工程技术研究中心,北京 100012;北京有色金属与稀土应用研究所,北京100012;北京市电子信息用新型钎焊材料工程技术研究中心,北京 100012;北京有色金属与稀土应用研究所,北京 100012;北京市电子信息用新型钎焊材料工程技术研究中心,北京 100012;北京有色金属与稀土应用研究所,北京 100012;北京市电子信息用新型钎焊材料工程技术研究中心,北京 100012;北京市电子信息用新型钎焊材料工程技术研究中心,北京 100012【正文语种】中文【中图分类】TF831金具有良好的韧性和可锻性，可制成极薄(可达到0.001 mm)的金箔；它还具有良好的延展性，1 g黄金可拉长到3400 m以上。
铋冶炼工艺问题
铋冶炼工艺问题铋是一种重要的金属元素，广泛应用于各种领域，如电子、化工、医药等。
铋的纯度对其应用性能有着很大的影响，因此铋冶炼工艺显得尤为重要。
本文将从铋的冶炼过程、冶炼工艺中存在的问题以及解决方案等方面进行探讨。
一、铋的冶炼过程铋的冶炼主要分为两个环节，即铋精矿的提取和精炼。
铋精矿主要存在于铜、铅、锌等金属矿床中，其含量较低，一般在0.1%~0.2%左右。
因此，铋精矿的提取需要经过多道工序和复杂的流程。
目前，常用的提取工艺主要有浮选法、重选法、磁选法等。
在铋精矿提取完成后，需要进行精炼处理。
精炼过程主要包括火法和湿法两种方式。
火法主要是通过高温加热使杂质氧化分解，然后与铋分离。
湿法则是通过化学反应将杂质与铋分离。
二、冶炼工艺中存在的问题虽然铋冶炼工艺已经比较成熟，但在实际生产中仍然存在一些问题。
主要表现在以下几个方面：1. 铋精矿提取效率低。
由于铋精矿含量较低，提取效率不高，导致生产成本增加。
2. 精炼过程中杂质难以完全除去。
由于铋的化学性质较为活泼，精炼过程中难以将全部杂质除去，影响了产品纯度。
3. 精炼过程中能耗较高。
火法和湿法两种精炼方式都需要大量能源支持，成本较高。
三、解决方案针对上述问题，可以采取以下措施：1. 优化提取工艺。
可以采用新型浮选剂、改进浮选机构等手段提高铋精矿的提取效率。
2. 优化精炼工艺。
可以采用新型化学药剂、改进反应条件等手段提高精炼效率和产品纯度。
3. 探索新型精炼方式。
可以尝试采用电解法、气相还原法等新型精炼方式，降低能源消耗和生产成本。
四、结语铋冶炼是一个复杂而又重要的工艺过程，其质量直接关系到产品性能和市场竞争力。
因此，我们需要不断地探索新技术、优化工艺流程，提高生产效率和产品质量，为铋产业的发展做出贡献。
铋基材料的制备及其在电催化反应中的应用研究
铋基材料的制备及其在电催化反应中的应用研究铋是一种具有广泛应用前景的重要金属元素，特别是在材料科学和催化领域。
因此，铋基材料的研究一直备受关注。
本文将重点介绍铋基材料的制备方法和其在电催化反应中的应用研究。
一、铋基材料的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的无机物质制备方法，它通过水解和缩合反应，形成凝胶物质，在高温下进行焙烧、还原等处理，制备成具有所需结构和性能的铋基材料。
例如，通过溶胶-凝胶法可以制备出高性能的铋碲粉末，其中碲增加了材料的导电性能。
2. 水相还原法水相还原法是一种简单有效的铋基材料制备方法。
此方法以Bi(NO3)3、NaBH4为原料，在室温下反应生成纯净的铋基材料。
水相还原法具有制备工艺简单、成本低廉、操作方便的优点，并且制备出的材料具有良好的导电性能和应用价值。
3. 气相沉积法气相沉积法是一种成熟的制备方法，它采用高温等离子体电化学沉积或化学气相沉积技术，在高温下制备出高性能、高纯度的铋基材料。
例如，利用气相沉积法可以制备出具有高比表面积和催化活性的铋纳米颗粒。
二、铋基材料在电催化反应中的应用研究1. 氧还原反应氧还原反应是一种重要的电催化反应，其在燃料电池等能源转换领域具有重要应用。
铋基材料是一种性能优良的氧还原催化剂，例如，利用Bi掺杂的碳材料作为氧还原催化剂，可以有效提高燃料电池的性能和稳定性。
2. 电解水制氢反应电解水制氢反应是一种重要的能源转换方式，它是一种非常环保、高效的氢气生产方法。
铋基材料也是一种很有前途的制氢催化剂，例如，采用铋镀层阳极可以实现高效电解水制氢。
3. 其他电催化反应除了上述两种反应，铋基材料还可以应用于其他电催化反应，如电解还原二氧化碳、氧气氧化还原反应等。
在这些反应中，铋基材料也展现出了其优越的催化活性与稳定性。
三、总结铋基材料具有优良的物理性能和催化性能，在催化领域具有广泛应用前景。
虽然已有多种铋基材料制备方法，但仍需进一步完善和改进；同时，基于铋基材料的电催化反应的应用还存在一定的局限性，需要进一步研究和改进。
电解精炼法制备高纯银的试验探索
湖南有色金属ＨＵＮＡＮＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳＭＥＴＡＬＳ第３６卷第４期２０２０年８月作者简介：方 准（１９８９－），男，工程师，主要从事冶金工艺研究及工程改造方面的工作。
·冶 金·电解精炼法制备高纯银的试验探索方 准１，２，房孟钊１，２，赵浩然１，２（１ 大冶有色金属有限责任公司，湖北黄石 ４３５００２；２ 有色金属冶金与循环利用湖北省重点实验室，湖北黄石 ４３５００２）摘 要：采用９９ ９９５％银粉浇铸成阳极板，钛板作为阴极，电解液温度在３０～３５℃，电流密度为４００～４５０Ａ／ｍ２，银离子浓度为２００～２５０ｇ／Ｌ，酸度为４０～６０ｇ／Ｌ，同极间距为１４５～１７５ｍｍ，槽电压为１～３Ｖ，电解周期为２～３ｄ，利用电解精炼法可以制备出９９ ９９９％以上的高纯银。
高纯银的生产容易受到机械夹带、物理吸附等因素的污染，电解液中杂质含量的控制是关键，有利于高纯银稳定的生成。
以１＃银为加工原料进行核算，总加工成本为３ ４５元／ｋｇ。
关键词：银粉；温度；电流密度；电解精炼法；高纯银；成本中图分类号：ＴＦ１１１ ５２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３－５５４０（２０２０）０４－００２４－０４ 目前，国内外关于高品质超细银粉的制备的技术和专利有很多，按照其合成方法性质的不同，可分为物理法和化学法［１，２］。
物理法制备银粉通常对设备和原料的要求较高，相关的研究和报道较少，如高能球磨法、等离子体蒸发冷凝法、激光法等。
化学法包括液相反应法、固相反应法、沉淀转换法、电化学法等。
与物理法相比，化学法的设备比较简单，反应条件也比较温和，更容易实现，可使用的原料也较多。
现在，大冶有色金属有限责任公司冶炼厂生产的银锭品位为９９ ９９％，由于９９ ９９９％的高纯银粉相对于９９ ９９％的银粉表面更加致密，色泽鲜亮，颗粒均匀，价值更大，为此，冶炼厂提出在电解法生产出１＃银锭的基础上，继续提高银粉的品位达到９９ ９９９％以上，主要目的是解决大冶有色金属有限责任公司银锭直接外售存在的附加值低的问题。
超高纯银的制备研究
超高纯银的制备研究刘丹;李轶轁;贺昕;怯晓东【摘要】6N super-pure silver was prepared by the electrolytic refining method; the factors that influence the silver particle size and purity, such as the silver concentration, the current density, the current distribution, and reaction temperature were discussed. 201, D301 ion exchange resins were selected for electrolyte purification impurity by theoretical analysis, the silver powder morphology was characterized by SEM, and the impurities were analyzed by GDMS. The results showed that 6N super-pure silver in which the total content of impurities was less than 1×10-6 could be obtained by the following conditions, the silver content in the electrolyte was 500~540 g/L, the current density was 600~1000 A/m2, the temperature was 30~40℃, and the homopolar distance was 10 cm, the porous titanium mesh was used as the cathode.%采用电解精炼法制备6N超高纯愇,考察了愇浓度、电流密度、电流分布、反愓温度等愁素对愇粉颗粒大小及纯度的愝响,并通过理论分析恒择了201、D301弱碱性愄离子树脂进行电解惉净化除杂.采用SEM对愇粉形貌进行了表征,并用GDMS对愇粉杂质成分进行了分析.结果表明,控制电解惉中的愇含量在500~540 g/L,电流密度600~1000 A/m2,温度为30~40℃,同极极间距为10 cm,多孔钛网作愄极,可惣得到总杂质含量小于1×10-6的6N超高纯愇.【期刊名称】《贵金属》【年(卷),期】2015(036)003【总页数】5页(P37-41)【关键词】有色金属惀金;高纯愇;电解精炼;离子交换;辉光放电质谱法【作者】刘丹;李轶轁;贺昕;怯晓东【作者单位】有研亿金新材料有限公司北京市高纯金属溅射靶材工程技术研究中心,北京 102200;有研亿金新材料有限公司北京市高纯金属溅射靶材工程技术研究中心,北京 102200;有研亿金新材料有限公司北京市高纯金属溅射靶材工程技术研究中心,北京 102200;有研亿金新材料有限公司北京市高纯金属溅射靶材工程技术研究中心,北京 102200;北京有色金属研究总院,北京 100088【正文语种】中文【中图分类】TF114目前，随着金属银电解精炼技术的成熟，我国高纯金属银的研制和生产技术和装备水平有了很大的进展，提纯方法不断创新。
铋
金属铋2010年全球产量分布
2.3 我国铋产业的现状
中国是全球最大的铋生产国，约占全球总产量的80%，占 全球市场份额的60%以上。但长期以来，由于产铋企业数量多、 规模小、产品单一，导致其生产单兵作战、各自为政，经营多 头出口，竞争无序，缺乏行业管理，深加工发展缓慢。从过去 到现在，尽管我国的储量第一、产量第一，出口量第一，但三 个第一却无法产生效益，资源优势及产量优势并没有转化成经 济优势和竞争优势，在国际市场一直处于弱势地位，没有实质 性话语权。 在生产上，我们以牺牲资源、环境、劳动力为代价，导致 高产出，低收益，大量损失和浪费了宝贵的资源；在出口上， 我们以牺牲利润为代价，只是国际铋集团的廉价生产基地，整 个中国铋冶炼生产企业都成为受害者。这种状况对中国铋产业 的健康持续发展是极为不利的。
3.2铋的制备工艺的总结
尽管金属铋浸出工艺研究比较深入和完善,但 不论是常规搅拌浸出法还是矿浆电解法, 都需要较 高温度或电能, 投资大、成本高, 且易污染环境。目 前, 在常温下从低品位铋矿中浸出金属铋的研究仍 是一片空白, 主要原因是铋矿品位低, 组成复杂, 条 件难于选择。 另外, 湿法冶金过程中产生大量废渣和废水, 危害性极大, 需综合治理, 因此, 在今后的研究中,要 不断开发高效、无污染、低成本、低能耗、综合利 用程度高的新工艺流程。
4.铋的发展前景
4.1铋产品消费领域
铋是全球公认的一种非常安全的无毒金属，随着人类环 保意识的增强，这种“绿色”金属将得到越来越广泛的应用。 由于铅的毒性，会严重桅人体中枢神经系统，国际上一直在 寻求铅的替代品。铋由于和铅在许多性能方面都很接近，而 且是对人体无害的“绿色金属”，因此铋就成了替代铅的首选 材料。欧盟《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质 的指令》的实施将打开新的铋消费通道。 从消费量来看，中国、美国、日本、英国、比利时、韩 国是主要消费国。国外较大的铋消费商有比利时的斯德驰公 司(Sidech S.A.)、英国的MCP集团、玻利维亚的塔日纳矿 (Tasna)、加拿大的福成矿业公司(Fortune Minerals Ltd．)、越 南的努法矿业合资公司(Nui Phao Mining Joint Venture Co.Ltd.) 等。
《钒酸铋基电极材料的制备及其光电解水性能研究》
《钒酸铋基电极材料的制备及其光电解水性能研究》一、引言随着环境问题日益突出，太阳能的利用与转化技术成为了研究的热点。
其中，光电解水技术是一种重要的太阳能利用方式，它能够将太阳能转化为氢能等清洁能源。
钒酸铋基电极材料因其良好的光电性能和稳定性，在光电解水领域有着广泛的应用前景。
本文将重点研究钒酸铋基电极材料的制备工艺及其光电解水性能。
二、钒酸铋基电极材料的制备1. 材料选择与配比本实验选用高纯度的钒酸铋为原料，根据不同的比例混合制备不同组分的钒酸铋基电极材料。
通过调整原料的配比，可以优化材料的电性能和光电性能。
2. 制备方法采用溶胶凝胶法进行钒酸铋基电极材料的制备。
首先将原料溶解在有机溶剂中，经过水解、缩合等过程形成凝胶。
随后通过热处理，使凝胶形成固态材料。
在热处理过程中，还需要对温度和时间进行严格控制，以获得最佳的电性能和光电性能。
三、钒酸铋基电极材料的光电解水性能研究1. 光电解水实验装置与实验条件本实验采用三电极体系进行光电解水实验。
实验条件包括光源、电解液、温度等。
光源采用模拟太阳光，以保证实验的准确性。
电解液选用适量的磷酸缓冲溶液，以保证电化学反应的稳定性。
温度则控制在适当的范围内，以避免对实验结果产生干扰。
2. 光电性能测试与分析通过电化学工作站对钒酸铋基电极材料的光电性能进行测试。
测试内容包括光电流密度、开路电压、光电压等参数。
通过对这些参数的分析，可以了解电极材料的光电响应能力和光电转换效率。
此外，还对电极材料的稳定性进行了测试，以评估其在实际应用中的可靠性。
四、结果与讨论1. 制备结果通过溶胶凝胶法制备的钒酸铋基电极材料具有较高的纯度和良好的结晶性。
通过调整原料的配比，可以获得不同组分的材料，以满足不同的应用需求。
2. 光电性能分析实验结果表明，钒酸铋基电极材料具有较好的光电响应能力和光电转换效率。
随着原料配比的变化，电极材料的光电性能也会发生变化。
通过对不同组分材料的对比分析，可以找到最佳的配比方案，以获得最佳的光电性能。
铋冶炼与铋合金生产
铋的电解精炼
电解精炼是提高铋纯度的关键步骤，通常采用电解法将粗 铋进行精炼。在电解过程中，粗铋作为阳极溶解进入电解 液中，而电流则通过电解液在阴极上析出纯度较高的铋。
电解精炼过程中需注意控制电流密度、电解液成分、温度 和电流效率等参数，以保证获得高纯度的铋。同时，还需 对电解液进行适当的处理和回收，以降低生产成本和减少 环境污染。
02
CHAPTER
铋合金的生产
铋与金属的合金化
01
02
03
铋与铝的合金化
铝的加入可以改善铋的强 度和延展性，同时保持铋 的优良导热性能。
铋与铜的合金化
铜的加入可以增加铋的硬 度和耐磨性，常用于制造 耐磨材料。
铋与铁的合金化
铁的加入可以增加铋的抗 拉强度和屈服强度，提高 其机械性能。
铋基合金的制备
环保法规的实施也将推动企业进行绿色转型 。为了实现可持续发展，企业将注重资源的 循环利用和废物的减量化、无害化处理，以 降低生产过程中的环境影响。同时，政府和 社会也将加大对环保产业的支持力度，为企
业的绿色转型提供政策保障和资金支持。
THANKS
谢谢
噪音和振动控制
采取有效的隔音和减振措施，降低 生产过程中产生的噪音和振动对周 边环境的影响。
04
CHAPTER
铋冶炼与铋合金生产的未来 发展
铋冶炼技术的改进与提高
铋冶炼技术的持续改进是未来发展的 关键。随着科技的进步，新的冶炼技 术将不断涌现，以提高铋的提取率和 纯度。例如，采用先进的萃取和电解 技术，可以更高效地分离和纯化铋。
铋合金生产中的环保问题
能源消耗
铋合金生产需要消耗大量的能源，如电能和热能，导致碳排放增 加，加剧温室效应。
低温碱性熔炼在铋冶炼中的优缺点及解决办法(论文)
低温碱性熔炼在铋冶炼中的优缺点及解决办法张亚星摘要：硫化铋精矿低温碱性熔炼相对于传统火法炼铋方法具有诸多显著优点，但同时也存在问题：需消耗大量的碱形成高碱度的炉渣同时精矿中伴生的钼进入渣中，因此，回收炼铋渣中的钼和碱，不仅可大幅降低生产成本，同时避免了碱渣对环境的污染。
关键字: 低温碱性熔炼，优点,硫化铋精矿，回收Abstract : Low-temperature alkaline smelting of bismuth sulphide concentrate has many remarkable advantages than traditional smelting progress,but much usages of alkaline make cost higher than of traditional ones.It will draw cost down significantly and make the progress environmental friendly if the alkaline and molybdenum reused.Key words: Low-temperature alkaline smelting of bismuth sulphide concentrate,advantages,molybdenum,recovery引言铋的传统冶炼方法可以分为火法[1]与湿法[2]两大类，绝大部分铋由火法生产，但传统火法工艺存在炉渣处理再生碱冶炼温度高、能耗大、低浓度S02烟气污染严重等缺点。
低温碱性熔炼温度低、能耗低、不产生二氧化硫对环境的污染，但熔炼耗碱较多，因此。
炉渣处理再生碱[3-4]和回收稀有金属钼[5]对低温碱性熔炼的工业应用具有重要促进作用。
1.概述１.1铋的资源在地壳中，铋的平均含量为０．００８ｐｐｍ，是十分稀少的金属。
铋的丰度是同族元素锑的１／２５，砷的１／２２５，比银少十倍，与其它贵金属钯、铂、金的丰度相近。
矿浆电解法提取铋
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟矿浆电解法提取铋该技术是在含铋物料调成的矿浆中，通以直流电，使原料中铋发生电解溶解，在阴极析出金属铋。
该炼铋方法经过从小型到工业试验，于1997 年在中国湖南建成了世界上第一座工业规模的矿浆电解铋厂—柿竹园有色金属矿铋冶炼厂。
与传统炼铋工艺相比，这种在矿浆中进行的炼铋技术，除具有一般湿法冶金无烟气污染等特点外，还有以下特点：①浸出和电积同时进行，流程短，投资少；②不需外加热，接近常温作业；③槽电压低，能耗较低；④矿石中硫以元素形态产出；⑤规模灵活，生产可连续也可间断。
铋矿矿浆电解，首先要在浆化槽中用电解产出阳极液将铋精矿（或中矿）浆化，然后，送人电解槽的阳极区进行电解。
在直流电作用下，Bi3+、Fe3+等正电离子趋向阴极，并在阴极上放电还原成金属或低价态离子：Bi3++3e====Bi Fe3++e====Fe2+ 矿浆电解的阳极反应相对复杂。
阳极反应的实质是辉铋矿（Bi2S3）的氧化溶解，其浸出基本化学反应是：Bi2S3＋3C12====2BiCl3＋3S Bi2S3＋6FeCl3====2BiCl3＋6FeCl2＋3S Bi2S3＋6HCl====2BiCl3＋3H2S （1）从上三种溶解反应最先发生的是反应(1)酸分解反应。
矿浆中的Fe3+主要与反应(1)产生的H2S 作用生成元素硫：2Fe3++H2S====2Fe2++2H++S 矿浆电解过程是在由多个电解槽组成的系列中连续进行的，各槽阳极区采用搅拌浸出，矿浆靠溢流流经1 号槽至末号槽，然后打人压滤机，滤液返回浆化作业，部分开路净液除杂，滤饼可作为硫精矿出售。
阴极区电解沉积的海绵铋落人阴极隔膜袋，定期与阴极液一同抽出，过滤滤液返阳极区，使电解液保持循环状态，补充铋离子防止浓差极化。
滤饼为海绵铋粉送火法精炼生产精铋。
工业生产用矿浆电解槽为方形结构，中间装有机械搅拌装置，采用阴阳极分区隔膜电解。
工业生产指标为：铋阳极溶出率98%，铋总回收率96％，各项消耗（kg/t。
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电解法制备高纯铋和高效富集银的清洁生产新工艺研究报告1项目提出的背景与必要性铋是稀有重金属，在世界上的资源及产量均较低。
据美国地质调查局出版的2007年“Mineral Commodity Summaries”报道的各国铋贮量和贮量基础如表1所示，2005年和2006年各国从矿石中生产铋的产量如表2所示。
表1 各国铋的贮量和贮量基础，t国家中国秘鲁墨西哥哈萨克斯坦加拿大玻利维亚美国其它国家合计贮量240000 11000 10000 5000 5000 10000 39000 320000贮量基础470000 42000 20000 10000 30000 20000 14000 74000 680000表2 各国矿产铋的产量，t年份中国秘鲁哈萨克斯坦墨西哥加拿大玻利维亚其它国家合计2005 3000 1000 140 970 190 60 160 5500 2006 3000 960 160 110 190 40 160 5600从表1可见，我国铋的贮量在全球占有举足轻重的地位，是铋的资源大国，也是生产大国，从矿石中产出的金属铋在世界上名列第一。
我国铋的资源中，除产出硫化铋精矿外，相当大的一部分铋伴生在铅锌铜等矿石中。
因此，在铅锌铜等金属的冶金过程中产出大量的含铋、银、金的复杂中间物料，由于技术水平和处理成本的限制，使其难以处理。
尤其是近年来铅、锌、铜冶金工业的高速发展，产出的含铋、银和复杂中间物料逐年增多。
采用传统的冶炼工艺进行铋、银的提取，存在工序复杂，能耗高、环境污染严重，生产成本高、产品直收率低等诸多弊端。
尤其是在铋、银的分离过程中要消耗大量的优质锌，能耗高，产出的含银物料处理流程复杂。
传统工艺后期铋的火法精炼中，要使用大量强腐蚀性的氯气用于除铅和锌，流程长，污染严重。
因此，针对含铋、银的物料，在已经熔炼成含银粗铋的基础上，开展从含银粗中直接生产高纯铋和有效地富集银的工艺研究具有重要意义。
2 目前国内外研究现状与发展趋势传统铋的冶炼方法是熔炼-火法精炼，即含铋的物料先进行火法熔炼，产出粗铋，含铋物料中的银、铅、砷、锡、铜、碲等进入粗铋。
粗铋再进行火法精炼，先将粗铋熔化，加硫除去粗铋中的铜及一部分铅，随后再往铋的熔体中通入空气氧化除砷、锑，除砷、锑后的粗铋加入碱氧化除锡和碲。
粗铋中银的分离则采用加锌除银的方法，使银与锌形成银锌壳浮于铋熔体表面除去，最后通入氯气除去粗铋中的铅、锌。
传统的炼铋流程，具有处理的原料的适应性强，可以处理各种复杂物料，针对含铋物料的不同，熔炼过程有还原熔炼、沉淀熔炼和混合熔炼之分。
但主要存在的问题是在火法精炼过程中，对各种杂质要采用不同的过程，工艺流程长，尤其是对含银高的物料，采用加锌除银的方法要消耗大量的锌，而过量的锌又要在除铅过程中通入氯气与铅一同除去。
铋火法精炼针对不同的杂质采用不同的方法，需根据不同的金属熔点采用不同的加热温度,熔炼工序长而复杂。
在分离粗铋的杂质过程中均要产出大量的返渣，且渣中的铋含量高，因而使得铋的直收率低。
目前,国内金属铋的火法精炼直收率一般在50一60%。
火法精炼对处理含银高的粗铋除消耗锌外，价值比铋高的银在流程中积压的时间长，且银的提取困难。
针对铋的火法熔炼过程中产生大量的有害气体（如二氧化硫）和某些含铋的物料成分复杂的问题，开展了用湿法体系从含铋物料中提取铋的研究。
湿法提铋的主要方法为氯化法，即在盐酸体系中采用氧化剂将铋溶解进入溶液，进行固液分离后，含铋的溶液进行还原，得到海绵铋熔化成铋熔体再经适当精炼后成为产品。
湿法处理的方法，可以消除火法产生的二氧化硫的污染的问题，适合于处理成份较为复杂的含铋物料。
但对于含银高的物料，在氯化浸出过程中，银大量留在浸出渣中没有得到有效地富集，使银的提取困难。
我国在铋的冶炼工艺上，还开发矿浆电解工艺。
矿浆电解工艺是在盐酸介质中，将铋精矿与盐酸溶液调成矿浆进行电解，在一个装置中完成铋矿石的氧化浸出和铋的电积还原。
将传统湿法冶金的浸出、液固分离、溶液净化、电积等过程有机地结合起来,充分利用电解槽阳极氧化、阴极还原的作用。
改变了铋矿石浸出时消耗氧化剂,而电积时阳极氧化空耗能量的不合理情况,简化湿法冶金流程,提高金属回收率,充分利用能源,降低能耗,保护环境。
矿浆电解法不仅保留了传统湿法冶金的优点,而且还具有以下几个主要特点。
(1) 一步产出金属和元素硫,砷、硫、铁及脉石矿物进入浸出渣,过程简单。
由于溶液中离子浓度低,浸出渣易于过滤和洗涤。
(2) 在常压和接近常温下作业,设备可采用廉价的玻璃钢、聚丙烯等抗氯化物腐蚀的材料。
我国1997年建成年产200t 铋的矿浆电解法工业试验厂,2000 年建成年产800t 铋的矿浆电解法工业生产厂。
但是，矿浆电解法在实际运行中存在一系列的问题尚待解决，在电解的过程精矿中的铁不断被浸出, 溶液中铁离子浓度不断升高, 将影响电解的正常进行。
另外, 精矿中的钙、镁元素也将被浸出, 与溶液中的SO42 -形成Ca 、Mg 结晶,堵塞布袋及管道,因此,必须定期少量排液。
排液时用置换法回收溶液中的铋,置换液经中和达标排放。
实际上矿浆电解法在生产尚未获得真正的应用。
针对目前国内外金属铋提取存在着种种弊端，国内外有关高校、科研单位与企业都在进行新的提取工艺与技术的研究，由于主要局限于熔炼工艺，即使采用电解法进行生产，也停留在试验室阶段。
2007年国家科技部发布的“十一五”国家科技支撑计划重点项目“大型金属矿产基地资源综合利用关键技术研究”中将“建成1200t／年高纯铋生产装置,铋冶炼收率提高6%，并综合回收银、铍、铅等伴生元素；高纯铋Bi≥99.99%；纳米氧化铋平均粒径40～65nm。
”列为国家重点科技攻关课题,安排专项研发资金。
因此，研发金属铋提取全新工艺，实现批量生产与规模化生产，降低能耗与生产成本，综合回收与铋伴生其它有色金属（如银），减少生产对环境的污染，代表了国内外今后金属铋提取发展方向。
3 技术原理、技术路线与技术特征本项目以火法熔炼产出的粗铋为原料，采用氟硅酸体系进行铋的电解，从粗铋中先电解提取高纯金属铋，粗铋中的银富集在铋电解阳极泥中，有效地缩短铋精炼的流程和高效地富集银。
3.1技术原理3.1.1 铋电解的电极反应过程铋电解用的电解液是Bi2(SiF6)3和H2SiF6的水溶液组成，粗铋为阳极，阴极为钛板或铜板，在直流电的作用下，铅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：Bi-3e=Bi3+φ0=0.2VH2O-2e=2H++0.5O2φ0=0.2VSiF62--2e=SiF6φ0=0.48V在阴极，发生的主要反应为：Bi3++3e=Bi2H++2e=H23.1.2 铋电解过程杂质的行为在粗铋阳极中，通常含有铅、铜、锑、砷、硒、碲和贵金属金、银等杂质。
杂质元素在阳极中除以单质存在外，还以固溶体、金属间化合物、氧化物和硫化物等形态存在。
阳极中的杂质在电解过程中，按其标准电位可其分为三类。
（1）Pb、Sn、Zn、Fe、等较铋负电性的金属。
（2）Ag、Au等较铋正电性的金属。
（3）电性与铋相近的金属，如砷、锑、铜等。
第（1）类杂质金属在电解过程中与先于铋溶解进入溶液，但由于这些杂质析出电位较铋负，故在正常情况下不会在阴极上析出。
此类杂质在阳极含量高时，将消耗电能而大量溶解，造成阳极上的铋的溶解和阴极上的铋析出不平衡，当电解液中含量达到一定程度时需将其脱除。
第（2）类杂质金属很少进入电解液，通常残留在阳极泥中，当阳极泥散落或散碎时，这些杂质将被带入电解液中，并随电解液流动而被粘附和夹杂在阴极铋中，为消除此类杂质对阴极铋的质量的影响，通常在阳极铋加套滤袋收集阳极泥。
第（3）类杂质主要是铜、锑、砷，其中锑在氟硅酸溶液中实际不溶解，控制一定的条件可抑制它们的溶解。
3．2技术路线3．2．1技术路线与工艺路线⑵工艺路线根据电解法生产金属铋的技术原理，我们设计了粗铋电解的工艺路线，具体工艺路线如下：图1 铋电解精炼的工艺流程图4 试验4.1 试验原料试验所用的粗铋为公司自产的粗铋，粗铋经碱熔后，除去砷、碲等杂质，制成阳极，其代表性成分如表1所示。
表1 试验粗铋的化学成分，%编号Bi Pb Sb As Cu Ag Au1234*金的含量单位为g/t氟硅酸为工业级，硫酸为工业级。
制备氟硅酸铋所用的铋化合物为氧化铋。
4.2 设备电解试验所用的设备为小试验和工业试验两种，其中小试验的设备为250×150×150mm，工业试验的设备为4×0.5×0.8m（主要标明尺寸）。
小试验电解液的循环采用从高位槽经管道流入电解槽内，电解后液自电解槽的出液口流出再返回高位槽。
电解由直流稳流器供电，并用电压表测定槽电压。
电解的阴极板为钛板和铜板。
通入电解槽的电流强度用安倍表测量，电流通入电解槽后开始计时，并以此来计算通入电解槽的电量。
电解至一定时间后，取下阴极板，剥下阴极铋，热水洗涤后用热风吹干后称重，并计算电流效率。
5 结果与讨论在电解的条件下，考察了各种因素对铋电解电流效率和电解铋品位的影响。
5.1 电流密度影响表2 电流密度对铋电解的影响电流密度，A/m2 阴极电流效率，%电解后液Bi浓度，g/L电解后液Pb浓度，g/L100150200250300350 98.3 22.1 1.4电解过程的槽电压在0.25~0.3V之间波动。
5.2 氟硅酸浓度的影响表3 氟硅酸浓度对铋电解的影响氟硅酸浓度，A/m2 阴极电流效率，%电解后液Bi浓度，g/L平均槽电压，V100 150 250 300 350 4005.3 铋离子浓度的影响固定电解液的成分为：氟硅酸的浓度为400g/L，电解添加剂的浓度为0.2g/L。
温度为300C，时间4h，电流密度为250A/m2, 电解液的循环速度为15ml/min，所用的粗铋的主成分为，Bi82.9%,Pb10.3%,Ag5.6%。
改变电解液中铋离子的浓度，试验的结果如表4所示。
表4 铋离子浓度对铋电解的影响起始铋离子浓度，g/L 电流效率，%电解后液Bi浓度，g/L平均槽电压，V152025304050从表4可见，当铋离子的浓度小于20g/L时，电流效率稍有下降，但降幅不大，槽电压也稍有上升。
电解液中铋离子的浓度有不同程度的下降，在起始铋离子浓度大于25g/L以后，铋离子浓度下降的幅度为2g/L左右，这主要取决于电解液循环的总量。
从电流效率和电解液中铋离子的浓度考虑，电解时溶液中铋离子的浓度维持在25g/L较为合适，在这种条件下可以得到较高的电流效率和稳定的槽电压。