铜转炉白烟灰湿法提取铋的工艺研究
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中将锑铋进行分离的可能性。在此基础上，以质量浓度为１ ５％的氨水
为中和剂，考察了终点ｐＨ值对Ｂｉ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｃｕ五种元素沉出 率的影响，确定调节ｐＨ值在Ｏ．５～３．０之间分段水解，得到铋、砷含 量分别为３６．２％、１９．１％的富铋沉淀和锑、砷含量分别为１９．１３％、
２７．１７％的富锑沉淀，其中富铋沉淀中铋的回收率为９６％。然后对Ｂｉ －－Ａｓ－－Ｈ２０体系进行热力学分析，绘制了标准状态下的ｅ－－ｐＨ图，
ａ
ｃｏｕｎｔｅｒ－ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ
ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｌｅａｃｈｅｄ ｒｅｓｉｄｕｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ６０℃．２ ｍｏｌ・Ｌ～Ｈ２Ｓ０４，２．５ ｍｏｌ。Ｌ叫ＮａＣｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ—ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ２：１，ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ａｎ ａｖｅｒａｇｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ９５．０８％ｃａｎ ｂｅ
ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｐＨ ｖａｌｕｅ
ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｖｅ
ｅｌｅｍｅｎｔｓ（Ｂｉ、
Ｓｂ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｃｕ）ｗａｓ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ
ｔｈａｔ ｂｙ
ａｄｊｕｓｔｉｎｇ
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Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｆｒｏｍ ｗｈｉｔｅ ａｓｈ ｏｆｆｅｒｅｄ ｂｙ
ｃｏｐｐｅｒ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ
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ａｎｔｉｍｏｎｙ
ｉｓ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ
ｔｈｅ Ｂｉ—Ａｓ—Ｈ２０ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｔｈｅ￡一ｐＨ
ｄｉａｇｒａｍ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｓ ｄｒａｗｎ．Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ａｌｋａｌｉ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ２５。Ｃ，２ ｍｏｌ・Ｌ～ＮａＯＨ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ－ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ５：１， ｉｓ
关键词：铜转炉烟灰；浸出；海绵铋；氧化铋 分类号：ＴＦ８１７
１１１
Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｉｓｍｕｔｈ ｆｒｏｍ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｆｌｕｅ Ｄｕｓｔｓ ｂｙ
Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｂｙｐｒｏｄｕｃｔｓ ｃｈｉｎａ．ｓｉｘｔｙ ｐｅｒｃｅｎｔ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｉＳ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｅ
ａｎｄ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｔｈａｔ ｐｒｏｄｕｃｅｄ
ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｋｉｎｄｓ
ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ
ｍｅｔａｌｓ（１ｅａｄ，ｃｏｐｐｅｒ，ｔｉｎ，ｅｔｃ．）ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｓｅ
ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｘ ｇｒａｄｅ ｏｆ ｖａｌｕａｂｌｅ ｍｅｔａｌ ｃｏｎｔｅｎｔｓ．
ｏｕｒ ａｌ ｅ
ａｔｔｒａｃｔｉｎｇ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｏｎ
ｃｏｕｎｔｒｙ．Ｆｒｏｍ ｔｈｅｓｅ ａｓｐｅｃｔｓ，ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｆｒｏｍ ｗｈｉｔｅ ａｓｈ ｓｔｉｌｌ ｈａｓ ｖｉｔａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｌｏｗ ｂｉｓｍｕｔｈ ｃｏｎｔｅｎｔ
ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ０．５ ｔｏ ３．０，ｏｖｅｒ ９６％ ｂｅ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ
ｏｎ ａｓ
ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｒｉｃｈ
ｒｉｃｈ ｂｉｓｍｕｔｈ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ａｌｓｏ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ
研究方向：
有色金属冶金 学院（系、所）： 冶金与环境学院 指导教师： 陈白珍教授 副指导教师： 陈亚讲师
论文答辩日期兰竺堡墨丝
答辩委员会主席墨堑孑
中 南大学 二Ｏ一三年五月
原创性声明
本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。
作者签名：兽每导师签名峭日期．坐年上月坚日
铜转炉白烟灰湿法提取铋的工艺研究
摘要：我国铋冶炼生产的原料中有６０％是来自其它金属（铅、铜、锡 等）冶炼过程中产出的含铋副产品和中间产物，这些原料的有价金属 含量复杂、品位也高低不等。铜转炉白烟灰是火法炼铜过程中产生的 烟尘，经浸出可回收其中的多种有价重金属，也是铜冶炼过程中产出
作者签名：扭
日期：世年』妇尘日
学位论文版权使用授权书
本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允 许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》， 并通过网络向社会公众提供信息服务。
来自百度文库
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｌｕａｂｌｅ ｍｅｔａｌｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｃｏｐｐｅｒ，ｃａｄｍｉｕｍ，ｚｉｎｃ， ｉｎｄｉｕｍ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，也ｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｉｎ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｓｉｄｕｅ ｒｅｍａｉｎｓ
的一种含铋原料。
本文所研究的原料来自某公司的铜转炉白烟灰，其中绝大部分的 有价金属如铜、镉、锌、铟等得到了有效回收，但所生产的白烟灰浸 出渣中铋的含量仍高达３％，具有很高的经济价值。当前，国家及各 个行业都在大力发展循环经济及环保产业，为了实现资源的合理化利
用和可持续发展，研究从白烟灰中回收铋仍具有十分重要的意义。根
ＩｇｆＢｉ３＋］ｒ－－ｐＨ
ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ
ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ
Ｂｉ（ＩＩＩ）－－Ｃ１－－Ｈ２０
ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ
ｌｇ［Ｓｂ”］ｖ－－ｐＨ
ｔｈａｔ ｂｉｓｍｕｔｈ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ
Ｂｉ（ＩＩＩ）－－Ｃ１－－Ｈ２０
ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ
ａ
ｗｈｅｎ［Ｃ１］ｗａｓ
ｃａｎ
２．５ ｍｏｌ・Ｌ～．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｃｏｍｅｓ ｔｏ ｂｅ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｆｒｏｍ ａｎｔｉｍｏｎｙ ｂｙ
ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｉｎ
ａｄｊ ｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ
ａｓ
ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ａｍｍｏｎｉａ（１ ５％）ｗａｓ
ｏｎ
ｕｓｅｄ
ｎｅｕｔｒａｌｉｚｉｎｇ ａｇｅｎｔ，
ａｓ
ｈｉｇｈ ａｓ ３％，ｗｈｉｃｈ ｍｅａｎｓ
ａ
ｌｏｓｓ ｏｆ ｈｉｇｈ
ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｖａｌｕｅ ｉｆ ｉｔ ｉＳ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｆｕｒｔｈｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ． ｃｙｃｌｅｄ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｃｕｓ ｂｙ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ａｎｄ
ａｎｄ ｈｉｇｈ
ｌｅａｄ，ｃｏｐｐｅｒ，ａｒｓｅｎｉｃ ｅｍｐｌｏｙｅｄ
ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗｈｉｔｅ ａｓｈ，ａ ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ
ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｆｌｕｅ ｄｕｓｔ． Ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｆｌｕｅ ｄｕｓｔｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｄｉｌｕｔｅ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ Ｈ２Ｓ０４一ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｌｅａｃｈｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｗｉｃｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｍｏｓｔ
据白烟灰中铋含量低，铅、铜、砷含量高的特点，本文采取湿法工艺
从铜转炉白烟灰中提取铋。
对铜转炉白烟灰的浸出工艺进行了研究。根据白烟灰的成分特 点，分别用稀硫酸及Ｈ２Ｓ０４－－ＮａＣｌ混合溶液对白烟灰进行两次酸浸
处理，重点对二次酸浸的工艺参数进行了优化。结果表明，以Ｏ．５ ｍｏｌ・Ｌ—Ｈ２Ｓ０４为浸出剂对白烟灰进行一次酸浸可将大部分Ｚｎ、Ｃｄ、 Ｃｕ、Ｆｅ等元素进行分离，同时铋和锑得到富集，再以一次浸出渣为
中图分类号亚墨！Ｚ
ＵＤＣ
学校代码！Ｑ§三三． 密级
６６９．１
公珏
硕士学位论文
铜转炉白烟灰湿法提取铋的工艺研究
Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｂ ｉｓｍｕｔｈ ｆｒｏｍ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｆｌｕｅ
Ｄｕｓｔｓ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ
作者姓名： 学科专业：
廖婷 冶金工程
Ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｉｓ ｗｈｉｔｅ ａｓｈ，ｎａｍｅｌｙ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｆｌｕｅ ｄｕｓｔ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ．ｗｈｉｃｈ ｉＳ ａｌｓｏ
ａ
ｋｉｎｄ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ
ｃａｎ
ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｂｉｓｍｕｔｈ．Ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｖａｌｕａｂｌｅ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｂｙ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｆｒｏｍ ｗｈｉｔｅ ａｓｈ．ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｉｔ
选择用ＮａＯＨ溶液对富铋沉淀进行碱浸脱砷处理，并对碱浸脱砷工艺 进行了优化。在ＮａＯＨ浓度为２ ｔｏｏｌ・Ｌ一，温度为２５℃，液固比为５：１，
ＩＩ
反应时间为３０ ｒａｉｎ的条件下脱砷率为９７．０５％，得到铋含量为５７．４８％
的脱砷后富铋物料。同时对铋的分离工艺过程中产出的脱砷碱液和富 锑沉淀进行了处理，分别得到砷酸钠晶体和纯度为７９．１ ８％的海绵锑。 以脱砷后富铋物料为原料，通过“硝酸溶解一铁粉置换＂工艺制 备海绵铋，重点考察了铁粉用量和置换时间对铋置换率和海绵铋纯度
ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｕｃｈ ａｓ Ｚｎ、Ｃｄ、ＣＵ、Ｆｅ
ｃａｎ
ｂｅ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ａｎｄ Ｂｉ。Ｓｂ
Ｃａｎ
ｂｅ ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｌｅａｃｈｉｎｇ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ａｇｅｎｔ Ｗａｓ ０．５ ｍｏｌ・Ｌ’１ Ｈ２Ｓ０４．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ
原料，在温度为６０。Ｃ、液固比为２：１、硫酸浓度为２ ｍｏｌ・Ｌ～、氯离子 浓度为２．５ ｍｏｌ・Ｌ１的条件下进行二段逆流循环浸出，铋的平均浸出率 达到９５．０８％，所得酸浸液中铋离子浓度为１６．００ ｇ・Ｌ～。 对酸浸液中铋的分离工艺进行了研究。首先绘制了［Ｃ１］为２．５ ｍｏｌ‘Ｌ。的条件下Ｂｉ（ＩＩＩ）－－ＣＩ－－Ｈ２０系中ｌｇ［Ｂｉ３＋］Ｔ－－ｐＨ图和Ｓｂ（ＩＩＩ）－－ Ｃ１－－Ｈ２０系中ｌｇ［Ｓｂ３＋】Ｔ－－ｐＨ图，从理论上分析了调节ｐＨ值从酸浸液
的影响，在铁粉过量系数为１．５、置换时间为２０ ｍｉｎ的条件下铋的置
换率为９８．１％，得到纯度为９０．５５％的海绵铋。以该海绵铋为原料， 通过两次“溶解一置换”除锑，三次“溶解一中和水解”除铁，煅烧 的工艺制备出符合电子工业用氧化铋标准（ＳＪ／Ｔ １０６７８—１９９５）的高 纯氧化铋。图４２幅，表３０个，参考文献１ １ ０篇。
ｏｂｔａｉｎｅｄ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｉＳ １ ６．００ ｇ＇Ｌ一． Ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ
为中和剂，考察了终点ｐＨ值对Ｂｉ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｃｕ五种元素沉出 率的影响，确定调节ｐＨ值在Ｏ．５～３．０之间分段水解，得到铋、砷含 量分别为３６．２％、１９．１％的富铋沉淀和锑、砷含量分别为１９．１３％、
２７．１７％的富锑沉淀，其中富铋沉淀中铋的回收率为９６％。然后对Ｂｉ －－Ａｓ－－Ｈ２０体系进行热力学分析，绘制了标准状态下的ｅ－－ｐＨ图，
ａ
ｃｏｕｎｔｅｒ－ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ
ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｌｅａｃｈｅｄ ｒｅｓｉｄｕｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ６０℃．２ ｍｏｌ・Ｌ～Ｈ２Ｓ０４，２．５ ｍｏｌ。Ｌ叫ＮａＣｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ—ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ２：１，ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ａｎ ａｖｅｒａｇｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ９５．０８％ｃａｎ ｂｅ
ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｐＨ ｖａｌｕｅ
ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｖｅ
ｅｌｅｍｅｎｔｓ（Ｂｉ、
Ｓｂ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｃｕ）ｗａｓ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ
ｔｈａｔ ｂｙ
ａｄｊｕｓｔｉｎｇ
ｃａｎ
ａ
ｂｅ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ
ｖａｌｕａｂｌｅ
ｒｅｓｏｕｒｃｅ． ａ
Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｆｒｏｍ ｗｈｉｔｅ ａｓｈ ｏｆｆｅｒｅｄ ｂｙ
ｃｏｐｐｅｒ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ
ｃｏｍｐａｎｙ
Ｗａｓ
ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｉｎ
ｔｈｅ
ｍａｔｕｒｅ
ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ
ａｎｔｉｍｏｎｙ
ｉｓ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ
ｔｈｅ Ｂｉ—Ａｓ—Ｈ２０ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｔｈｅ￡一ｐＨ
ｄｉａｇｒａｍ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｓ ｄｒａｗｎ．Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ａｌｋａｌｉ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ２５。Ｃ，２ ｍｏｌ・Ｌ～ＮａＯＨ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ－ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ５：１， ｉｓ
关键词：铜转炉烟灰；浸出；海绵铋；氧化铋 分类号：ＴＦ８１７
１１１
Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｉｓｍｕｔｈ ｆｒｏｍ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｆｌｕｅ Ｄｕｓｔｓ ｂｙ
Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｂｙｐｒｏｄｕｃｔｓ ｃｈｉｎａ．ｓｉｘｔｙ ｐｅｒｃｅｎｔ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｉＳ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｅ
ａｎｄ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｔｈａｔ ｐｒｏｄｕｃｅｄ
ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｋｉｎｄｓ
ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ
ｍｅｔａｌｓ（１ｅａｄ，ｃｏｐｐｅｒ，ｔｉｎ，ｅｔｃ．）ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｓｅ
ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｘ ｇｒａｄｅ ｏｆ ｖａｌｕａｂｌｅ ｍｅｔａｌ ｃｏｎｔｅｎｔｓ．
ｏｕｒ ａｌ ｅ
ａｔｔｒａｃｔｉｎｇ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｏｎ
ｃｏｕｎｔｒｙ．Ｆｒｏｍ ｔｈｅｓｅ ａｓｐｅｃｔｓ，ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｆｒｏｍ ｗｈｉｔｅ ａｓｈ ｓｔｉｌｌ ｈａｓ ｖｉｔａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｌｏｗ ｂｉｓｍｕｔｈ ｃｏｎｔｅｎｔ
ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ０．５ ｔｏ ３．０，ｏｖｅｒ ９６％ ｂｅ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ
ｏｎ ａｓ
ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｒｉｃｈ
ｒｉｃｈ ｂｉｓｍｕｔｈ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ａｌｓｏ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ
研究方向：
有色金属冶金 学院（系、所）： 冶金与环境学院 指导教师： 陈白珍教授 副指导教师： 陈亚讲师
论文答辩日期兰竺堡墨丝
答辩委员会主席墨堑孑
中 南大学 二Ｏ一三年五月
原创性声明
本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。
作者签名：兽每导师签名峭日期．坐年上月坚日
铜转炉白烟灰湿法提取铋的工艺研究
摘要：我国铋冶炼生产的原料中有６０％是来自其它金属（铅、铜、锡 等）冶炼过程中产出的含铋副产品和中间产物，这些原料的有价金属 含量复杂、品位也高低不等。铜转炉白烟灰是火法炼铜过程中产生的 烟尘，经浸出可回收其中的多种有价重金属，也是铜冶炼过程中产出
作者签名：扭
日期：世年』妇尘日
学位论文版权使用授权书
本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允 许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》， 并通过网络向社会公众提供信息服务。
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ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｌｕａｂｌｅ ｍｅｔａｌｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｃｏｐｐｅｒ，ｃａｄｍｉｕｍ，ｚｉｎｃ， ｉｎｄｉｕｍ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，也ｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｉｎ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｓｉｄｕｅ ｒｅｍａｉｎｓ
的一种含铋原料。
本文所研究的原料来自某公司的铜转炉白烟灰，其中绝大部分的 有价金属如铜、镉、锌、铟等得到了有效回收，但所生产的白烟灰浸 出渣中铋的含量仍高达３％，具有很高的经济价值。当前，国家及各 个行业都在大力发展循环经济及环保产业，为了实现资源的合理化利
用和可持续发展，研究从白烟灰中回收铋仍具有十分重要的意义。根
ＩｇｆＢｉ３＋］ｒ－－ｐＨ
ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ
ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ
Ｂｉ（ＩＩＩ）－－Ｃ１－－Ｈ２０
ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ
ｌｇ［Ｓｂ”］ｖ－－ｐＨ
ｔｈａｔ ｂｉｓｍｕｔｈ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ
Ｂｉ（ＩＩＩ）－－Ｃ１－－Ｈ２０
ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ
ａ
ｗｈｅｎ［Ｃ１］ｗａｓ
ｃａｎ
２．５ ｍｏｌ・Ｌ～．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｃｏｍｅｓ ｔｏ ｂｅ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｆｒｏｍ ａｎｔｉｍｏｎｙ ｂｙ
ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｉｎ
ａｄｊ ｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ
ａｓ
ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ａｍｍｏｎｉａ（１ ５％）ｗａｓ
ｏｎ
ｕｓｅｄ
ｎｅｕｔｒａｌｉｚｉｎｇ ａｇｅｎｔ，
ａｓ
ｈｉｇｈ ａｓ ３％，ｗｈｉｃｈ ｍｅａｎｓ
ａ
ｌｏｓｓ ｏｆ ｈｉｇｈ
ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｖａｌｕｅ ｉｆ ｉｔ ｉＳ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｆｕｒｔｈｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ． ｃｙｃｌｅｄ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｃｕｓ ｂｙ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ａｎｄ
ａｎｄ ｈｉｇｈ
ｌｅａｄ，ｃｏｐｐｅｒ，ａｒｓｅｎｉｃ ｅｍｐｌｏｙｅｄ
ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗｈｉｔｅ ａｓｈ，ａ ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ
ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｆｌｕｅ ｄｕｓｔ． Ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｆｌｕｅ ｄｕｓｔｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｄｉｌｕｔｅ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ Ｈ２Ｓ０４一ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｌｅａｃｈｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｗｉｃｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｍｏｓｔ
据白烟灰中铋含量低，铅、铜、砷含量高的特点，本文采取湿法工艺
从铜转炉白烟灰中提取铋。
对铜转炉白烟灰的浸出工艺进行了研究。根据白烟灰的成分特 点，分别用稀硫酸及Ｈ２Ｓ０４－－ＮａＣｌ混合溶液对白烟灰进行两次酸浸
处理，重点对二次酸浸的工艺参数进行了优化。结果表明，以Ｏ．５ ｍｏｌ・Ｌ—Ｈ２Ｓ０４为浸出剂对白烟灰进行一次酸浸可将大部分Ｚｎ、Ｃｄ、 Ｃｕ、Ｆｅ等元素进行分离，同时铋和锑得到富集，再以一次浸出渣为
中图分类号亚墨！Ｚ
ＵＤＣ
学校代码！Ｑ§三三． 密级
６６９．１
公珏
硕士学位论文
铜转炉白烟灰湿法提取铋的工艺研究
Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｂ ｉｓｍｕｔｈ ｆｒｏｍ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｆｌｕｅ
Ｄｕｓｔｓ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ
作者姓名： 学科专业：
廖婷 冶金工程
Ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｉｓ ｗｈｉｔｅ ａｓｈ，ｎａｍｅｌｙ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｆｌｕｅ ｄｕｓｔ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ．ｗｈｉｃｈ ｉＳ ａｌｓｏ
ａ
ｋｉｎｄ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ
ｃａｎ
ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｂｉｓｍｕｔｈ．Ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｖａｌｕａｂｌｅ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｂｙ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｆｒｏｍ ｗｈｉｔｅ ａｓｈ．ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｉｔ
选择用ＮａＯＨ溶液对富铋沉淀进行碱浸脱砷处理，并对碱浸脱砷工艺 进行了优化。在ＮａＯＨ浓度为２ ｔｏｏｌ・Ｌ一，温度为２５℃，液固比为５：１，
ＩＩ
反应时间为３０ ｒａｉｎ的条件下脱砷率为９７．０５％，得到铋含量为５７．４８％
的脱砷后富铋物料。同时对铋的分离工艺过程中产出的脱砷碱液和富 锑沉淀进行了处理，分别得到砷酸钠晶体和纯度为７９．１ ８％的海绵锑。 以脱砷后富铋物料为原料，通过“硝酸溶解一铁粉置换＂工艺制 备海绵铋，重点考察了铁粉用量和置换时间对铋置换率和海绵铋纯度
ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｕｃｈ ａｓ Ｚｎ、Ｃｄ、ＣＵ、Ｆｅ
ｃａｎ
ｂｅ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ａｎｄ Ｂｉ。Ｓｂ
Ｃａｎ
ｂｅ ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｌｅａｃｈｉｎｇ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ａｇｅｎｔ Ｗａｓ ０．５ ｍｏｌ・Ｌ’１ Ｈ２Ｓ０４．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ
原料，在温度为６０。Ｃ、液固比为２：１、硫酸浓度为２ ｍｏｌ・Ｌ～、氯离子 浓度为２．５ ｍｏｌ・Ｌ１的条件下进行二段逆流循环浸出，铋的平均浸出率 达到９５．０８％，所得酸浸液中铋离子浓度为１６．００ ｇ・Ｌ～。 对酸浸液中铋的分离工艺进行了研究。首先绘制了［Ｃ１］为２．５ ｍｏｌ‘Ｌ。的条件下Ｂｉ（ＩＩＩ）－－ＣＩ－－Ｈ２０系中ｌｇ［Ｂｉ３＋］Ｔ－－ｐＨ图和Ｓｂ（ＩＩＩ）－－ Ｃ１－－Ｈ２０系中ｌｇ［Ｓｂ３＋】Ｔ－－ｐＨ图，从理论上分析了调节ｐＨ值从酸浸液
的影响，在铁粉过量系数为１．５、置换时间为２０ ｍｉｎ的条件下铋的置
换率为９８．１％，得到纯度为９０．５５％的海绵铋。以该海绵铋为原料， 通过两次“溶解一置换”除锑，三次“溶解一中和水解”除铁，煅烧 的工艺制备出符合电子工业用氧化铋标准（ＳＪ／Ｔ １０６７８—１９９５）的高 纯氧化铋。图４２幅，表３０个，参考文献１ １ ０篇。
ｏｂｔａｉｎｅｄ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｉＳ １ ６．００ ｇ＇Ｌ一． Ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ