富铅灰吹法从银锌壳中回收金

    银锌壳经熔析，蒸馏产出的富铅主要含铅和银，其次为锌及其他金属杂质和少量金。常用灰吹法富集铅中的金银，常将灰吹富铅的反射炉称为灰吹炉。     由于铅和氧的亲和力大大超过银和其他金属杂质与氧的亲和力，当富铅溶化后，沿铅液面吹入大量空气时铅将迅速氧化为氧化铅。灰吹作业温度略高于铅熔点（888℃），生成的氧化铅呈密度小、流动性好的渣陆续从渣口自流排出，贵金属在熔池内得到富集。灰吹时主要靠空气使铅氧化，但铅的高价氧化物的分解也起到一定作用。如PbO₂和Pb₃O₄在炉温高达900℃时分解生成氧化铅并放出活性氧，加速了铅的氧化过程。灰吹时，部分砷、锑呈三氧化物挥发，另一部分则呈亚砷酸盐、亚锑酸盐或砷酸盐、锑酸盐形态转入渣中，随氧化铅排出。约有25%是锌生成氧化锌挥发除去，75%的锌被氧化造渣。灰吹时铜与氧的亲和力比铅小，其氧化速度很慢，直至灰吹作业后期才被氧化进入渣中。铜主要与氧化铅发生可逆反应生成氧化亚铜进入渣中：                                   PbO＋2Cu≒Pb＋Cu₂O                                       氧化亚铜与氧化铅可组成氧化铅含量为68%的低熔共晶（689℃）。因此，含铜的富铅常在低的温度下灰吹，且灰吹速度常比不含铜的富铅快，这与熔池生成氧化亚铜有关之故。铋可与银生成铋含量为97.5%的低熔共晶（262℃），也可与银组成铋含量为5%的固熔体。因此，灰吹时铋与银共聚于铅液中，直至灰吹末期才被氧化为三氧化铋进入渣中。故灰吹铋含量高的富铅常需较长的作业时间。碲和银的亲和力很大，灰吹时不易氧化。为了除碲，常往除铋后往熔池中加入不含碲的铅以降低碲的浓度，然后再灰吹。经二次加净铅灰吹后，大约可使三分之一的碲氧化进入渣中，残余的微量碲则留在银中。     灰吹过程中，银首先富集于铅液中。但常有含银的铅粒混入渣中，且氧化铅能溶解少量的银和氧化亚银，这些因素会降低银的回收率。灰吹时金不被氧化而富集于银中，灰吹渣中含金微量，系机械混入。     灰吹炉可分为法国式和英国式两种。前者适于灰吹结晶法产出的富铅，但结晶法在多数铅厂已废弃不用。除法国的某些铅厂外，现代灰吹炉一般均为英式灰吹炉，它适于灰吹加锌除银产出的富铅。     英式灰吹炉的结构如图1所示，为一烧重油的小型反射炉，其炉壁、炉顶、底基及烟道固定，炉床（灰吹盘）可移动，灰吹盘为长方形，用平整的镁砖在可移动车架的钢板上。熔池深度为100～200mm，熔池面积决定于每批灰吹富铅的重量。炉床侧壁和流渣口设有冷却水套（小型炉一般不设）。装入灰吹盘后，用泥将所有接口封闭，只在侧壁一侧留重油喷嘴孔，与之相对的侧壁上留几个插风管的小孔（小型炉只一孔）。风管供入高压空气，除使铅等氧化外，还将氧化产出的炉渣吹往灰吹盘前端，使炉渣从水套上的流渣口陆续流出。为了减少渣口损坏，大型炉开几个渣口交替使用。烟气经烟道和冷却系统进入收尘器。 图1  灰吹炉示意图1-炉壁；2-炉顶；3-炉床（炉吹盘）；4-空气入口；5-地下烟囱     更换新灰吹盘后，先用小火烘烤4～6h再升温至炉壁发红，然后自炉口陆续加入富铅锭，直至富铅液充满灰吹盘，撇出浮渣后升温至900℃或更高，插入风管，供1.47～1.96kPa的加压空气斜吹富铅液面，铅被氧化生成氧化铅浮于液面，被风吹往灰吹盘前端。当熔池液面被氧化铅覆盖一半以上时，凿开被黄泥堵住的流渣小沟，氧化铅陆续排至炉前的渣车内。随铅的氧化和氧化铅的排出，熔池液面逐渐下降。应适时加富铅于灰吹盘的斜坡上，使其缓慢熔化补充入灰吹盘内以保持适当的液面，并使熔池液面的一半被氧化铅渣所覆盖。大型炉没有完善的收尘设备。灰吹温度应保持1100～1200℃，小型炉则保持900～1000℃，以加速铅的氧化。当陆续加完最后一批富铅后，停止加料，继续吹风氧化直至熔池内几乎全为金银合金时，可撒入少量硝石以加速铜等杂质的氧化，最后再均匀撒入一薄层骨粉（或干燥的水泥），将残余的渣吸附干净后扒出。除完渣后，尚有一层氧化铅薄膜覆盖在金银合金熔体的表面，呈现与虹相似的色彩（由于强烈氧化作用所致）。随着氧化铅的挥发，“彩虹”很快消失，合金表面出现“银的闪光”。此时，加一层木炭覆盖液面，使其在还原气氛和炉温约为1000℃条件下静置0.5h，以除去银液所吸收的大量氧，然后浇铸于预先加热的锭模中。产出含量为96%～98%的金银合金锭或铸成金银合金阳极板送电解提纯。每吨灰吹作业时间取决于炉床容积、富铅含银量和灰吹速度等因素。炉床的生产能力与富铅组分及操作有关。一般条件下，1m²灰吹盘24h可氧化1t左右的铅。灰吹过程中银的损失率约0.5%，灰吹低银富铅时，银的损失率可达1%。约有3%～5%的铅进入烟气中，应进行烟气收尘以降低银、铅损失和消除污染。     灰吹低银富铅或高铋富铅时，常分两段进行。第一段灰吹至银含量为50%～70%后铸锭，再加入另一小型炉内进行第二段灰吹，直至产出金银总量达99.5%以上的合金锭或铸成金银合金阳极板送电解提纯。第二段灰吹渣中的银、铋含量较高，应与第一段灰吹渣分开以从中回收银、铋。有些厂对所有富铅均用二段灰吹法，目的是减少银和挥发损失，不致因熔池液面不断降低而需要控深渣沟和损坏灰吹盘，可使某些金属富集于后期渣中以便于回收。